تست 5G RAN، کامل‌ترین بسته اطلاعاتی!

1.  5G هنوز راه درازی در پیش دارد

امسال اولین سال استفاده تجاری گسترده از 5G و همچنین اولین سال دوران 5G (2020-2030) است. توسعه تجاری 5G تازه آغاز شده است. راه پیش رو هنوز بسیار گسترده و طولانی است. انتظار می‌رود سه مرحله اصلی زیر را داشته باشد.

۱. در نیمه اول امسال، شبکه‌ها و ترمینال‌های 5G تحت سلطه NSA بودند و شروع به تکامل به SA کردند. در حال حاضر، پوشش شبکه 5G کافی نیست (با تمرکز بر پوشش مناطق شهری بزرگ و مناطق شهری اصلی شهرهای معمولی و برخی سناریوهای تقاضای تجاری)، قیمت ترمینال‌های 5G و ماژول‌های 5G نسبتاً بالا است و خدمات 5G بر خدمات پهنای باند بزرگ eMBB، مانند برنامه‌های ویدیویی و بازی، متمرکز شده‌اند.

② از نیمه دوم امسال تا سال 2021، 5G SA به کاربرد تجاری در مقیاس بزرگ دست خواهد یافت، URLLC شروع به ارتقاء خواهد کرد، محاسبات لبه‌ای به صورت منظم و بر اساس تقاضا مستقر می‌شوند و زنجیره صنعت 5G به تدریج بالغ می‌شود. شبکه‌های 5G به پوشش مداوم در مناطق شهری دست یافته‌اند و به تدریج در حال گسترش به سناریوهای تقاضای کسب‌وکارهای روستایی هستند. قیمت ترمینال‌ها و ماژول‌های 5G کاهش یافته است و خدمات 5G به سمت تأخیر کم توسعه یافته‌اند.

③ در نیمه دوم سال 2021 و پس از آن، وسعت پوشش شبکه 5G همچنان گسترش خواهد یافت و عمق و ضخامت پوشش به تدریج افزایش خواهد یافت. این شبکه دارای پهنای باند بزرگتر، تأخیر کمتر و امنیت بالاتر خواهد بود و نیازهای کاربردی سرعت بالا، قابلیت اطمینان بالا و تأخیر کم را به طور کامل برآورده می‌کند. این شبکه پایه و اساس هوش شبکه دیجیتال هزاران صنعت را بنا خواهد نهاد. کاربردهای صنعتی 5G به طور انفجاری رشد خواهند کرد و 5G واقعاً در مقیاس وسیع در تمام جنبه‌های زندگی ادغام خواهد شد.

2.  فناوری 5G باید به تکامل خود ادامه دهد

در حال حاضر، به نظر می‌رسد که اهداف مرحله اول فوق‌الذکر محقق شده‌اند. با نگاهی به گذشته، تحت هدایت وزارت صنایع و فناوری اطلاعات، گروه ارتقای IMT-2020 (5G) از ژانویه ۲۰۱۶ آزمایش‌های تحقیق و توسعه فناوری ۵G (که به مراحل تأیید فناوری کلیدی، تأیید راه‌حل فنی و تأیید شبکه سیستم تقسیم می‌شود) را انجام داده است. تولیدکنندگان اصلی تجهیزات سیستم مانند هواوی، ZTE، اریکسون و Datang Equipment عمیقاً در تدوین مشترک الزامات فنی تجهیزات و مشخصات آزمایش، انجام جامع آزمایش و تأیید و تسریع بلوغ صنعت ۵G مشارکت دارند. شرکت‌های تراشه مانند کوالکام و شرکت‌های ابزار دقیق مانند Keysight Technology با انجام آزمایش‌های اتصال با تولیدکنندگان تجهیزات سیستم، به طور فعال در تسریع ساخت Rel-15 مشارکت دارند. ۵G NR زنجیره صنعت را تکمیل می‌کند.

در مراحل دوم و سوم ذکر شده در بالا، برای دستیابی به هدف ترویج 5G به منظور ادغام واقعی در تمام صنایع، خدمت به عموم و حتی "تغییر جامعه توسط 5G"، تسریع تحقیقات در مورد فناوری‌های اصلی و کلیدی 5G ضروری است.

به عنوان یک نسخه کامل از 5G، Rel-16 بسیاری از ویژگی‌ها و عملکردهای سیستمی بهبود یافته را برای بهبود بیشتر عملکرد برنامه‌های تجاری eMBB و URLLC معرفی می‌کند. به طور خاص، اولین مورد، افزایش ظرفیت حمل شبکه از طریق افزایش چند آنتن، باند فرکانسی بالاتر بدون نیاز به مجوز، رله، ادغام ثابت-موبایل و غیره است؛ دوم، افزایش قابلیت‌های اساسی از طریق SON/MDT، موقعیت‌یابی، صرفه‌جویی در انرژی ترمینال، صدا، افزایش برش، عملیات خودکار و غیره است؛ سوم، گسترش برنامه‌های کاربردی صنعت عمودی از طریق افزایش تأخیر کم و قابلیت اطمینان بالا، اینترنت وسایل نقلیه، اینترنت صنعتی، شبکه محلی عمودی و غیره است.

فناوری و استانداردهای 5G هنوز در حال توسعه و تکامل هستند. استاندارد Rel-17 قرار است برای هدف قرار دادن زمینه‌های صنعتی عمودی‌تر مرتبط با 5G راه‌اندازی شود. این استاندارد، عملکردهای سیستمی را که Rel-15 و Rel-16 نتوانسته‌اند به آنها دست یابند و تکمیل کنند، جامع‌تر و اصلاح‌شده‌تر خواهد کرد تا به چشم‌انداز ارتباطات سیار 5G یعنی اتصال "طیف کامل، پوشش کامل، کاربرد کامل" همه چیز نزدیک‌تر شویم. به طور خاص، اولین دسته از Rel-17 شامل تأخیر کم و قابلیت اطمینان بالا، اینترنت صنعتی، صرفه‌جویی در انرژی ترمینال با کمک شبکه، بهبود فناوری چند آنتن، موقعیت‌یابی، اینترنت وسایل نقلیه، فناوری رله، ارتباطات طیف بالاتر، راه‌حل‌های بدون مجوز، ارتباطات ماهواره‌ای، بهبود معماری سرویس‌گرا، برش شبکه، اتوماسیون شبکه، محاسبات لبه SON و سایر فناوری‌های تأخیر خواهد بود. پروژه‌های تداوم؛ دسته دوم Rel-17 پروژه‌های جدیدی مانند پخش چندپخشی، ارتباط مستقیم ترمینال (برای ارتباطات اضطراری و کاربردهای تجاری)، بهینه‌سازی ترمینال چند سیم‌کارت، خدمات تعاملی، راه‌حل‌های بهینه‌سازی انتقال داده‌های کوچک، افزایش پوشش، کاربردهای اتصال بزرگ برای سرعت متوسط ​​و پوشش منطقه‌ای خواهد بود که امکان کاربردها و قابلیت‌های جدید را فراهم می‌کند.

3.  پشتیبانی قوی: تست و اندازه‌گیری 5G

کارشناسان معتبر این صنعت پیش‌بینی می‌کنند که سال‌های ۲۰۲۱-۲۰۲۲ مرحله ساخت یک شبکه کامل ۵G مبتنی بر Rel-16 خواهد بود و سال‌های ۲۰۲۳-۲۰۲۵ شاهد بهبود قابلیت‌های شبکه ۵G مبتنی بر Rel-17 خواهیم بود.

می‌توان مشاهده کرد که با مواجهه با Rel-16 و Rel-17، صنعت 5G سرتاسری وارد مرحله توسعه نوآورانه جدید و بزرگ‌تری خواهد شد.

کل صنعت 5G شامل تراشه‌ها، ترمینال‌ها، ایستگاه‌های پایه، شبکه‌های 5G، نرم‌افزار ابزار طراحی تراشه، خطوط ریخته‌گری تراشه، ابزار دقیق (آزمایش و اندازه‌گیری)، سیستم‌عامل‌ها، برنامه‌های کاربردی و غیره می‌شود. در میان آنها، فناوری آزمایش از طریق تحقیق و توسعه بعدی، تولید و پذیرش ایستگاه‌های پایه، تراشه‌ها و ترمینال‌های 5G انجام می‌شود و مستقیماً بر فرآیند صنعتی‌سازی بعدی کل زنجیره صنعت 5G تأثیر خواهد گذاشت.

بنابراین می‌توان گفت تا جایی که تست و اندازه‌گیری ارتباطات می‌تواند پیش برود، 5G می‌تواند پیش برود. می‌توان پیش‌بینی کرد که با توسعه بیشتر شبکه‌های پهن باند موبایل 5G و اینترنت اشیا، به ویژه برای کاربردهای جدید در صنعت، پزشکی و کنترل ربات، ارتباطات بین خودرویی و سایر زمینه‌ها برای دستیابی به اینترنت همه چیز، تقاضای فزاینده‌ای برای تجهیزات تست مانند شبیه‌سازهای ایستگاه پایه، شبیه‌سازهای ترمینال، سیستم‌های تست انطباق RF، سیستم‌های تست انطباق RRM، آنالایزرهای سیگنال Massive MIMO و شبیه‌سازهای کانال Massive MIMO وجود خواهد داشت. به عنوان مثال:

۱. یک شبیه‌ساز ترمینال برای تأیید نمونه اولیه سیستم به شدت مورد نیاز است. تحقیق و توسعه بعدی در سطح سیستم و تأیید نمونه اولیه فناوری ارتباطات 5G به شدت به پشتیبانی از شبیه‌سازهای ترمینال 5G نیاز دارد. این شبیه‌ساز باید الزامات فنی سناریوهای چندگانه 5G را برای تکمیل لایه فیزیکی و شبیه‌سازی پروتکل سطح بالای ترمینال‌های 5G برآورده کند. این شبیه‌ساز می‌تواند به طور انعطاف‌پذیر راه‌حل‌های فناوری رابط هوایی را در سمت ترمینال پیاده‌سازی کند و با تولیدکنندگان تجهیزات سیستم برای تکمیل آزمایش‌های مختلف فناوری جدید 5G همکاری کند.

② نیاز مبرمی به ابزارهای شبیه‌سازی و تحلیل سیگنال 5G وجود دارد. در طول توسعه و تولید تجهیزات، آزمایش کیفی یا کمی یا نظارت بر پارامترهای مختلف اجزای فرآوری شده و محصولات نیمه‌تمام مورد نیاز است. پس از تولید کل دستگاه، عملکرد، کارایی و قابلیت اطمینان کل دستگاه باید به طور جامع آزمایش شود. پس از آزمایش، داده‌ها مرتب‌سازی، تجزیه و تحلیل و ارزیابی می‌شوند و نتایج با پدیده‌ها و مشکلات موجود در فرآیند توسعه و تولید مقایسه می‌شوند. تنها از طریق عملیات آزمایش پیچیده و دقیق فوق‌الذکر می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که محصولات جدید 5G بیشتر، سریع‌تر و بهتر با قیمت‌های پایین‌تر می‌توانند برای عرضه به بازار تولید شوند.

برای مثال، موج میلی‌متری یکی از فناوری‌های کلیدی 5G است. باندهای فرکانس موج میلی‌متری داخلی ممکن است شامل 24.75-27.5 گیگاهرتز و 37-42.5 گیگاهرتز باشد. چشم‌انداز کاربرد بسیار گسترده است، اما به‌ویژه دستگاه‌های فرکانس رادیویی مانند تقویت‌کننده‌های توان (PA) با چالش‌های جدی روبرو هستند. تلاش‌های داخلی برای توسعه محصولات PA که از باندهای فرکانسی فوق و پهنای باند 800 مگاهرتز پشتیبانی می‌کنند، در حال انجام است. تقویت‌کننده‌های توان سنتی با فرآیند CMOS نمی‌توانند توان خروجی کافی را ارائه دهند، در حالی که تقویت‌کننده‌های توان با فرآیند GaAs و GaN می‌توانند از توان انتقال بالاتر و پهنای باند مدولاسیون بزرگتر در باند فرکانس موج میلی‌متری پشتیبانی کنند. برای آزمایش 128 و 256 کانال و حتی آزمایش 1024 کانال در آینده، افزایش شدید تعداد کانال‌ها باعث افزایش شدید هزینه تجهیزات آزمایش و همچنین کاهش راندمان آزمایش ناشی از کالیبراسیون و اصلاح سازگاری بین کانال‌ها خواهد شد. نیاز مبرمی به راه‌حل‌های سریع و اقتصادی آزمایش مایکروویو و موج میلی‌متری وجود دارد. گزارش شده است که شرکت‌های پیشرو بین‌المللی در زمینه آزمایش و اندازه‌گیری مانند Keysight Technology از اوایل سال ۲۰۱۵ شروع به ایجاد یک پلتفرم آزمایشی نمونه اولیه برای ارتباطات بی‌سیم موج میلی‌متری ۵G و فوق پهن‌باند کرده‌اند. آن‌ها بر اساس نرم‌افزار شبیه‌سازی SystemVue، اولین آزمایش نرخ انتقال داده فوق پرسرعت در صنعت را در آن زمان انجام دادند و تاکنون دانش فنی عمیقی را جمع‌آوری کرده‌اند.

③ نیاز مبرمی به شبیه‌سازهای کانال 5G برای شبیه‌سازی محیط‌های کانال پیچیده وجود دارد. به عنوان مثال، تحقیقات نظری و کاربردی بعدی در مورد Massive MIMO و فناوری‌های مرتبط، مانند پردازش سیگنال، رمزگذاری و رمزگشایی، مدولاسیون و دمدولاسیون، مدیریت منابع، طراحی آزمایشی متعامد و تشکیل پرتو سه‌بعدی، باید بر اساس یک مدل کانال بی‌سیم معقول باشد. برای مطالعه مدل کانال 5G از باند فرکانسی جدید بر اساس روش اندازه‌گیری کانال، به منظور درک قوانین متغیر کانال 5G در محیط واقعی، لازم است یک پلتفرم اندازه‌گیری کانال با کارایی بالا ساخته شود و سناریوهای اندازه‌گیری برای انجام فعالیت‌های اندازه‌گیری کانال مطابق با نیازهای سناریوی کاربرد انتخاب شوند. محیط انتشار کانال‌های پیچیده خشن است و تصادفی بودن پویای زیادی دارد. نیاز مبرمی به شبیه‌سازهای کانال 5G با کیفیت بالا وجود دارد تا از توسعه و استقرار سریع تراشه‌های باند پایه و فرکانس رادیویی سیستم 5G، ایستگاه‌های پایه و سیستم‌های ترمینال پشتیبانی کند و از ساخت و نگهداری شبکه 5G در مقیاس بزرگتر بعدی پشتیبانی کند.

تکامل 5G NR از Rel-15 به Rel-16 و Rel-17 اساساً فرآیند تحقق تدریجی سه سناریوی اصلی کاربرد و هشت شاخص کلیدی عملکرد 5G است که توسط ITU ارائه شده است. پهنای باند فوق العاده بالا، سرعت فوق العاده بالا، چند کاناله، طیف کامل، شبیه سازی سناریوی واقعی و حتی شبیه سازی، چالش های جدی را برای آزمایش و اندازه گیری ایجاد می کند.

توسعه سریع و پایدار بعدی صنعت 5G نیازمند تضمین قوی آزمایش و اندازه‌گیری با کیفیت بالا است. طبق پلتفرم عمومی 5G WeChat (شناسه: angmobile)، شرکت‌های غول‌پیکر با مزایای برتر در بازار آزمایش و اندازه‌گیری، یک سیستم محصول آزمایش و اندازه‌گیری 5G با طیف کاملی از دسته‌بندی‌ها و بالاترین عملکرد در جهان تشکیل داده‌اند. اکنون آنها 5G NR را گرد هم آورده‌اند. یک بسته اطلاعاتی بسیار کامل در مورد آزمایش RAN برای مرجع صنعت، که شامل دانش پایه در مورد فناوری 5G، آزمایش استقرار 5G اپراتورهای شبکه ارتباطات سیار و آزمایش رابط هوایی، تولید و تجزیه و تحلیل سیگنال 5G، آزمایش آنتن و قطعات 5G، آزمایش درایو استقرار 5G، آزمایش ساخت ایستگاه پایه 5G و آزمایش برای تضمین کیفیت 5G (آزمایش انطباق 5G NR/آموزش تست فرکانس رادیویی O-RAN/بهترین شیوه‌های تأیید شبکه اصلی 5G/آموزش شبیه‌ساز ترمینال UEE/سیستم آزمایش میدانی رابط هوایی 5G با آنتن آرایه فازی/راهکار شبیه‌سازی کانال) و غیره است.

این مقاله از "" کپی شده است.فناوری‌های Keysight RF Baihuatan«برای حمایت از حقوق مالکیت معنوی، لطفاً هنگام چاپ مجدد، منبع اصلی و نویسنده را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.»