5G RAN-test, het meest complete informatiepakket!

1.  5G heeft nog een lange weg te gaan.

Dit jaar is het eerste jaar van grootschalig commercieel gebruik van 5G, en tevens het eerste jaar van het 5G-tijdperk (2020-2030). De commerciële ontwikkeling van 5G is nog maar net begonnen. De weg die voor ons ligt is nog lang en breed. Naar verwachting zal deze ontwikkeling de volgende drie belangrijke fasen kennen.

① In de eerste helft van dit jaar werden 5G-netwerken en -terminals gedomineerd door NSA en is de ontwikkeling naar SA begonnen. Momenteel is de 5G-netwerkdekking nog niet voldoende (de focus ligt op de dekking van grote stedelijke gebieden en de belangrijkste stedelijke centra van doorsnee steden, en op bepaalde zakelijke vraagscenario's). De prijzen van 5G-terminals en -modules zijn relatief hoog en 5G-diensten zijn voornamelijk gericht op eMBB-diensten met een hoge bandbreedte, zoals video- en game-applicaties.

② Vanaf de tweede helft van dit jaar tot en met 2021 zal 5G SA op grote schaal commercieel worden ingezet, zal de upgrade van URLLC van start gaan, zal edge computing op een ordelijke manier en naar behoefte worden uitgerold en zal de 5G-industrieketen geleidelijk volwassen worden. 5G-netwerken hebben een continue dekking in stedelijke gebieden en breiden zich geleidelijk uit naar de zakelijke behoeften op het platteland. De prijzen van 5G-terminals en 5G-modules zijn gedaald en 5G-diensten beginnen zich te ontwikkelen richting een lage latentie.

③ In de tweede helft van 2021 en daarna zal de reikwijdte van de 5G-netwerkdekking blijven toenemen, en de dekkingsdiepte en -dikte zullen geleidelijk verbeteren. Het netwerk zal een grotere bandbreedte, lagere latentie en hogere beveiliging bieden, waarmee volledig wordt voldaan aan de toepassingsbehoeften van hoge snelheid, hoge betrouwbaarheid en lage latentie. Het zal de basis leggen voor de digitale netwerkintelligentie van duizenden industrieën. 5G-toepassingen in de industrie zullen explosief groeien en 5G zal op grote schaal daadwerkelijk in alle aspecten van het leven worden geïntegreerd.

2.  5G-technologie moet zich blijven ontwikkelen.

Momenteel lijkt het erop dat de bovengenoemde doelen van de eerste fase zijn bereikt. Terugkijkend heeft de IMT-2020 (5G) Promotiegroep, onder leiding van het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie, sinds januari 2016 onderzoek en ontwikkelingstests voor 5G-technologie uitgevoerd (verdeeld in de fasen van verificatie van de belangrijkste technologieën, verificatie van de technische oplossing en verificatie van de systeemnetwerken). Grote fabrikanten van systeemapparatuur zoals Huawei, ZTE, Ericsson en Datang Equipment zijn nauw betrokken bij het gezamenlijk formuleren van technische eisen en testspecificaties voor apparatuur, het uitvoeren van uitgebreide tests en verificaties, en het versnellen van de volwassenheid van de 5G-industrie. Chipfabrikanten zoals Qualcomm en instrumentatiebedrijven zoals Keysight Technology nemen actief deel aan het versnellen van de ontwikkeling van Release 15 door interconnectietests uit te voeren met fabrikanten van systeemapparatuur. Dit draagt ​​bij aan de complete industriële keten van 5G NR.

In de hierboven genoemde tweede en derde fase is het, om het doel te bereiken om 5G daadwerkelijk in alle sectoren te integreren, het publiek te dienen en zelfs "5G de maatschappij te veranderen", dringend noodzakelijk om het onderzoek naar de belangrijkste kerntechnologieën van 5G te versnellen.

Als een complete versie van 5G introduceert Release 16 veel verbeterde systeemfuncties en -mogelijkheden om de prestaties van eMBB- en URLLC-bedrijfstoepassingen verder te verbeteren. Concreet gaat het om de verbetering van de netwerkcapaciteit door middel van meerdere antennes, licentievrije communicatie, een hogere frequentieband, relay, integratie van vaste en mobiele netwerken, enz.; ten tweede om de basisfunctionaliteit te verbeteren door middel van SON/MDT, positionering, energiebesparing voor terminals, spraak, verbeterde slicing, geautomatiseerde werking, enz.; ten derde om de toepassingen in verticale sectoren uit te breiden door middel van verbeteringen op het gebied van lage latentie en hoge betrouwbaarheid, Internet of Vehicles, Industrial Internet, verticale LAN, enz.

5G-technologie en -standaarden zijn nog steeds in ontwikkeling. De gestandaardiseerde Rel-17 staat op het punt gelanceerd te worden en richt zich op meer verticale industriële sectoren die met 5G te maken hebben. Het zal de systeemfuncties die Rel-15 en Rel-16 niet konden realiseren, uitgebreider en verfijnder maken, waardoor de visie van 5G-mobiele communicatie – "volledig spectrum, volledige dekking, volledige toepassing" – en de onderlinge verbondenheid van alles dichterbij komt. De eerste categorie van Rel-17 omvat specifiek technologieën met lage latentie en hoge betrouwbaarheid, industrieel internet, energiebesparing via netwerkondersteunde terminals, verbetering van multi-antennetechnologie, positionering, Internet of Vehicles, relaistechnologie, communicatie in hogere frequentiespectra, licentievrije oplossingen, satellietcommunicatie, verbetering van servicegerichte architectuur, netwerkslicing, netwerkautomatisering, SON edge computing en andere technologieën die vertragingstechnologieën ondersteunen. De tweede categorie van Rel-17 omvat nieuwe projecten zoals multicast-uitzendingen, directe terminalcommunicatie (voor noodcommunicatie en commerciële toepassingen), optimalisatie van terminals met meerdere simkaarten, interactieve diensten, oplossingen voor optimalisatie van kleine datatransmissies, verbetering van de dekking, grootschalige verbindingstoepassingen voor gemiddelde snelheden en regionale dekking, waardoor nieuwe toepassingen en mogelijkheden ontstaan.

3.  Sterke ondersteuning: 5G-test en -meting

Gezaghebbende experts in de sector voorspellen dat 2021-2022 de bouwfase zal zijn van een compleet 5G-netwerk gebaseerd op Release 16, en dat de mogelijkheden van het 5G-netwerk in de periode 2023-2025 zullen worden verbeterd op basis van Release 17.

Het is duidelijk dat de end-to-end 5G-industrie, met de komst van Release 16 en Release 17, een nieuwe en grotere innovatieve ontwikkelingsfase zal ingaan.

De gehele 5G-industrie omvat chips, terminals, basisstations, 5G-netwerken, software voor chipontwerp, chipfabricagelijnen, instrumentatie (testen en meten), besturingssystemen, apps, enzovoort. Testtechnologie speelt een cruciale rol in de R&D, productie en acceptatie van 5G-basisstations, chips en terminals, en heeft een directe invloed op het verdere industrialisatieproces van de gehele 5G-industrieketen.

Je zou dus kunnen zeggen dat 5G alle mogelijkheden op het gebied van communicatietesten en -metingen benut. Het is te verwachten dat met de verdere ontwikkeling van 5G mobiele breedbandnetwerken en het Internet der Dingen, met name voor nieuwe toepassingen in de industrie, de medische sector, robotbesturing, communicatie tussen voertuigen en andere gebieden om het Internet der Dingen te realiseren, de vraag naar testapparatuur zoals basisstationsimulatoren, terminalsimulatoren, RF-conformiteitstestsystemen, RRM-conformiteitstestsystemen, Massive MIMO-signaalanalysatoren en Massive MIMO-kanaalsimulatoren zal toenemen. Bijvoorbeeld:

① Een terminalemulator is dringend nodig voor de verificatie van systeemprototypes. Vervolgonderzoek en -ontwikkeling op systeemniveau en de prototypeverificatie van 5G-communicatietechnologie vereisen dringend de ondersteuning van 5G-terminalsimulators. De simulator moet voldoen aan de technische eisen van 5G-multiscenario's om de simulatie van de fysieke laag en protocollen op hoog niveau van 5G-terminals te kunnen uitvoeren. De simulator moet flexibel oplossingen voor draadloze interfacetechnologie aan de terminalzijde kunnen implementeren en samenwerken met fabrikanten van systeemapparatuur om diverse tests met de nieuwe 5G-technologie uit te voeren.

② Er is een dringende behoefte aan instrumenten voor de simulatie en analyse van 5G-signalen. Tijdens de ontwikkeling en productie van apparatuur is het noodzakelijk om diverse parameters van de verwerkte componenten en halffabrikaten kwalitatief of kwantitatief te testen of te controleren. Na de fabricage van de complete machine moeten de functionaliteit, prestaties en betrouwbaarheid ervan uitgebreid worden getest. Na de tests worden de gegevens gesorteerd, geanalyseerd en geëvalueerd, en worden de resultaten vergeleken met de verschijnselen en problemen die zich tijdens het ontwikkelings- en productieproces hebben voorgedaan. Alleen door middel van deze complexe en nauwkeurige testprocedures kunnen we ervoor zorgen dat er meer, snellere en betere nieuwe 5G-producten tegen lagere prijzen op de markt gebracht kunnen worden.

Millimetergolven zijn bijvoorbeeld een van de sleuteltechnologieën van 5G. De binnenlandse millimetergolffrequentiebanden omvatten mogelijk 24.75-27.5 GHz en 37-42.5 GHz. De toepassingsmogelijkheden zijn enorm breed, maar vooral radiofrequentiecomponenten zoals eindversterkers (PA's) staan ​​voor grote uitdagingen. Er worden in China inspanningen geleverd om PA-producten te ontwikkelen die de bovengenoemde frequentiebanden en een bandbreedte van 800 MHz ondersteunen. Traditionele CMOS-PA's kunnen niet het vereiste uitgangsvermogen leveren, terwijl PA's op basis van GaAs- en GaN-processen een hoger zendvermogen en een grotere modulatiebandbreedte in de millimetergolffrequentieband kunnen ondersteunen. Voor het testen van 128 en 256 kanalen, en in de toekomst zelfs 1024 kanalen, zal de sterke toename van het aantal kanalen leiden tot een sterke stijging van de testkosten en een afname van de testefficiëntie door de kalibratie en correctie van de consistentie tussen kanalen. Er is dringend behoefte aan snelle en economische testoplossingen voor microgolven en millimetergolven. Naar verluidt zijn toonaangevende internationale test- en meetbedrijven zoals Keysight Technology al in 2015 begonnen met het ontwikkelen van een prototype testplatform voor 5G millimetergolf- en ultrabreedband draadloze communicatie. Op basis van de SystemVue-simulatiesoftware voerden ze destijds de allereerste tests uit met ultrahoge datasnelheden en hebben ze sindsdien een aanzienlijke technische expertise opgebouwd.

③ Er is een dringende behoefte aan 5G-kanaalsimulatoren om complexe kanaalomgevingen te simuleren. Zo moet bijvoorbeeld toekomstig theoretisch en toegepast onderzoek naar Massive MIMO en aanverwante technologieën, zoals signaalverwerking, codering en decodering, modulatie en demodulatie, resourcebeheer, orthogonaal pilotontwerp en driedimensionale beamforming, gebaseerd zijn op een redelijk draadloos kanaalmodel. Om het 5G-kanaalmodel van de nieuwe frequentieband te bestuderen op basis van de kanaalmeetmethode, en zo de veranderingsregels van het 5G-kanaal in de praktijk te begrijpen, is het noodzakelijk een hoogwaardig kanaalmeetplatform te bouwen en meetscenario's te selecteren om kanaalmetingen uit te voeren op basis van de behoeften van het toepassingsscenario. De propagatieomgeving van complexe kanalen is ve veeleisend en kent een grote dynamische willekeurigheid. Er is een dringende behoefte aan hoogwaardige 5G-kanaalsimulatoren ter ondersteuning van de snelle ontwikkeling en implementatie van 5G-systeembasisband- en radiofrequentiechips, basisstations en terminalsystemen, en ter ondersteuning van de daaropvolgende grootschalige 5G-netwerkconstructie en -onderhoud.

De evolutie van 5G NR van Release 15 naar Release 16 en Release 17 is in essentie het proces van het geleidelijk realiseren van de drie belangrijkste toepassingsscenario's en acht belangrijkste prestatie-indicatoren van 5G zoals voorgesteld door de ITU. Ultrabreedband, ultrahoge snelheid, meerdere kanalen, volledig spectrum, simulatie van realistische scenario's en zelfs simulaties vormen grote uitdagingen voor testen en meten.

De daaropvolgende snelle en gestage ontwikkeling van de 5G-industrie vereist een sterke garantie voor hoogwaardige testen en metingen. Volgens het 5G WeChat-platform (ID: angmobile) hebben toonaangevende bedrijven in de test- en meetmarkt een compleet 5G-test- en meetproductsysteem ontwikkeld met een breed scala aan categorieën en de hoogste prestaties ter wereld. Ze bieden nu een zeer compleet informatiepakket over RAN-testen voor de industrie, getiteld "5G NR A very complete information package on RAN testing for industry", dat basiskennis van 5G-technologie, testen van 5G-implementaties en luchtinterfaces door mobiele communicatienetwerkoperators, 5G-signaalgeneratie en -analyse, testen van 5G-antennes en -componenten, testritten voor 5G-implementaties, testen van de productie van 5G-basisstations en testen voor 5G-kwaliteitsborging (5G NR-conformiteitstest/O-RAN radiofrequentietesthandleiding/best practices voor 5G-kernnetwerkverificatie/UEE-terminalemulatorhandleiding/5G-luchtinterface-veldtestsysteem met phased array-antenne/kanaalsimulatieoplossing), enzovoort, behandelt.

Dit artikel is overgenomen van "Keysight Technologies RF BaihuatanWij steunen de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we de betreffende inhoud kunnen verwijderen.