Тест 5G RAN: самый полный информационный пакет!

1.  До полного внедрения 5G еще далеко.

Этот год знаменует собой первый год широкомасштабного коммерческого использования 5G, а также первый год эры 5G (2020-2030). Коммерческое развитие 5G только началось. Предстоящий путь еще очень широк и долог. Ожидается, что он будет состоять из трех основных этапов.

① В первой половине этого года в сетях и терминалах 5G доминировали технологии NSA, а затем началось их развитие в направлении SA. В настоящее время покрытие сетей 5G недостаточно (охват сосредоточен на крупных городских районах и основных городских зонах обычных городов, а также на некоторых сценариях, востребованных бизнесом), цены на терминалы и модули 5G относительно высоки, а услуги 5G ориентированы на высокоскоростные сервисы eMBB, такие как видео- и игровые приложения.

② Со второй половины текущего года по 2021 год технология 5G SA получит широкое коммерческое применение, начнётся модернизация URLLC, граничные вычисления будут развертываться упорядоченно по запросу, и отраслевая цепочка 5G постепенно созреет. Сети 5G обеспечат непрерывное покрытие в городских районах и постепенно расширятся на сценарии, востребованные в сельской местности. Цены на терминалы и модули 5G снизились, и услуги 5G начали развиваться в направлении низкой задержки.

③ Во второй половине 2021 года и в последующие годы охват сети 5G будет продолжать расширяться, а глубина и толщина покрытия будут постепенно увеличиваться. Она будет обладать большей пропускной способностью, меньшей задержкой и более высокой безопасностью, полностью удовлетворяя потребности приложений в высокой скорости, высокой надежности и низкой задержке. Это заложит основу для цифрового сетевого интеллекта тысяч отраслей. Применение 5G в промышленности будет стремительно расти, и 5G будет по-настоящему интегрирована во все сферы жизни в больших масштабах.

2.  Технология 5G должна продолжать развиваться.

В настоящее время, похоже, вышеупомянутые цели первого этапа достигнуты. В ретроспективе, под руководством Министерства промышленности и информационных технологий, группа по продвижению IMT-2020 (5G) с января 2016 года проводит исследования и разработки в области технологий 5G (разделенные на этапы проверки ключевых технологий, проверки технических решений и проверки системной сети). Крупные производители системного оборудования, такие как Huawei, ZTE, Ericsson и Datang Equipment, активно участвуют в совместной разработке технических требований к оборудованию и спецификаций испытаний, всестороннем проведении испытаний и проверок, ускоряя развитие индустрии 5G; компании-производители микросхем, такие как Qualcomm, и компании-производители измерительного оборудования, такие как Keysight Technology, активно участвуют в ускорении создания Rel-15, проводя испытания межсоединений с производителями системного оборудования. 5G NR — это полная отраслевая цепочка.

На втором и третьем этапах, упомянутых выше, для достижения цели по-настоящему интегрировать 5G во все отрасли, служить обществу и даже «5G меняет общество», крайне важно ускорить исследования ключевых базовых технологий 5G.

В качестве полноценной версии 5G, Rel-16 представляет множество улучшенных системных функций и возможностей для дальнейшего повышения производительности бизнес-приложений eMBB и URLLC. В частности, во-первых, это увеличение пропускной способности сети за счет расширения возможностей многоантенной связи, отсутствия необходимости в лицензировании, использования более высоких частотных диапазонов, ретрансляции, интеграции фиксированной и мобильной связи и т. д.; во-вторых, это расширение базовых возможностей за счет SON/MDT, позиционирования, энергосбережения терминалов, голосовой связи, улучшения сегментирования сети, автоматизированного управления и т. д.; в-третьих, это расширение возможностей применения в вертикальных отраслях за счет повышения низкой задержки и высокой надежности, Интернета транспортных средств, промышленного Интернета, вертикальных локальных сетей и т. д.

Технология и стандарты 5G все еще находятся в стадии развития и совершенствования. Вскоре будет запущен стандартизированный стандарт Rel-17, ориентированный на более широкий круг отраслей, связанных с 5G. Он позволит сделать системные функции, которые не удалось реализовать в Rel-15 и Rel-16, более комплексными и усовершенствованными, чтобы приблизиться к концепции мобильной связи 5G, предполагающей «полный спектр, полное покрытие, полное приложение» и взаимосвязь всех элементов. В частности, первая категория Rel-17 будет включать в себя низкую задержку и высокую надежность, промышленный интернет, энергосбережение терминалов с поддержкой сети, усовершенствование технологии многоантенных систем, позиционирование, интернет транспортных средств, ретрансляционные технологии, связь в высокочастотном диапазоне, решения без лицензирования, спутниковую связь, усовершенствование сервисно-ориентированной архитектуры, сегментирование сети, автоматизацию сети, граничные вычисления SON и другие технологии, обеспечивающие непрерывность работы. Вторая категория Rel-17 будет включать новые проекты, такие как многоадресная передача, прямая связь между терминалами (для экстренной связи и коммерческих приложений), оптимизация работы терминалов с несколькими SIM-картами, интерактивные сервисы, решения для оптимизации передачи небольших объемов данных, расширение зоны покрытия, приложения для крупных соединений со средней скоростью и региональным покрытием, обеспечивающие новые приложения и новые возможности.

3.  Надежная поддержка: тестирование и измерения 5G.

Авторитетные эксперты отрасли прогнозируют, что 2021-2022 годы станут этапом строительства полноценной сети 5G на базе версии Rel-16, а в 2023-2025 годах произойдет улучшение возможностей сети 5G на базе версии Rel-17.

Как видно, в преддверии Rel-16 и Rel-17 индустрия 5G вступит в новый, более масштабный этап инновационного развития.

Вся индустрия 5G включает в себя чипы, терминалы, базовые станции, сети 5G, программное обеспечение для проектирования чипов, линии по производству чипов, измерительное оборудование (для тестирования и контроля), операционные системы, приложения и т. д. В их числе технология тестирования проходит через последующие этапы НИОКР, производства и приемки базовых станций, чипов и терминалов 5G и будет напрямую влиять на последующий процесс индустриализации всей цепочки индустрии 5G.

Таким образом, можно сказать, что в области тестирования и измерения коммуникационных технологий 5G вполне может развиваться. Можно предсказать, что с дальнейшим развитием мобильных широкополосных сетей 5G и Интернета вещей, особенно для новых приложений в промышленности, медицине и управлении роботами, межтранспортной связи и других областях, направленных на достижение концепции «Интернета вещей», будет расти спрос на тестовое оборудование, такое как симуляторы базовых станций, симуляторы терминалов, системы тестирования радиочастотного соответствия, системы тестирования радиочастотного соответствия, анализаторы сигналов Massive MIMO и симуляторы каналов Massive MIMO. Например:

① Для проверки прототипов систем срочно необходим эмулятор терминала. Последующие исследования и разработки на системном уровне, а также проверка прототипов коммуникационной технологии 5G требуют поддержки со стороны симуляторов 5G-терминалов. Симулятор должен соответствовать техническим требованиям многосценарного режима 5G для завершения моделирования физического уровня и протоколов высокого уровня 5G-терминалов. Он должен гибко реализовывать решения в области радиоинтерфейса на стороне терминала и взаимодействовать с производителями системного оборудования для проведения различных испытаний новых технологий 5G.

② Существует острая необходимость в инструментах для моделирования и анализа сигналов 5G. В процессе разработки и производства оборудования требуется качественное или количественное тестирование или контроль различных параметров обрабатываемых компонентов и полуфабрикатов. После изготовления всего оборудования необходимо провести всестороннее тестирование его функциональности, производительности и надежности. После тестирования данные сортируются, анализируются и оцениваются, а результаты сравниваются с явлениями и проблемами, возникающими в процессе разработки и производства. Только благодаря вышеупомянутым комплексным и точным операциям тестирования мы можем обеспечить производство большего количества, более быстрых и качественных новых продуктов 5G по более низким ценам для обеспечения рынка.

Например, миллиметровые волны — одна из ключевых технологий 5G. В стране используются миллиметровые диапазоны частот, включая 24.75–27.5 ГГц и 37–42.5 ГГц. Перспективы применения чрезвычайно широки, но особенно серьёзные проблемы возникают с радиочастотными устройствами, такими как усилители мощности (УМ). В стране предпринимаются усилия по разработке УМ, поддерживающих указанные диапазоны частот и полосу пропускания 800 МГц. Традиционные УМ, изготовленные по технологии CMOS, не могут обеспечить достаточно высокую выходную мощность, в то время как УМ, изготовленные по технологиям GaAs и GaN, могут поддерживать более высокую мощность передачи и большую полосу модуляции в миллиметровом диапазоне частот. Для тестирования 128 и 256 каналов, а в будущем и 1024 каналов, резкое увеличение количества каналов приведёт к резкому увеличению стоимости испытательного оборудования, а также к снижению эффективности тестирования из-за калибровки и коррекции согласованности между каналами. Существует острая необходимость в быстрых и экономичных решениях для тестирования микроволновых и миллиметровых волн. Сообщается, что ведущие международные компании по тестированию и измерениям, такие как Keysight Technology, начали создавать прототип тестовой платформы для беспроводной связи 5G в миллиметровом диапазоне и сверхширокополосной связи еще в 2015 году. На основе программного обеспечения для моделирования SystemVue они провели на тот момент первые в отрасли испытания сверхвысокой скорости передачи данных и к настоящему времени накопили значительный технический опыт.

③ Существует острая необходимость в симуляторах каналов 5G для моделирования сложных канальных сред. Например, последующие теоретические и прикладные исследования в области Massive MIMO и связанных с ними технологий, таких как обработка сигналов, кодирование и декодирование, модуляция и демодуляция, управление ресурсами, проектирование ортогональных пилот-сигналов и трехмерное формирование луча, должны основываться на разумной модели беспроводного канала. Для изучения модели канала 5G в новом частотном диапазоне на основе метода измерения канала, чтобы понять закономерности изменения канала 5G в реальной среде, необходимо создать высокопроизводительную платформу измерения канала и выбрать сценарии измерений для проведения измерений канала в соответствии с потребностями сценария применения. Среда распространения сложных каналов является жесткой и обладает высокой динамической случайностью. Существует острая необходимость в высококачественных симуляторах каналов 5G для поддержки быстрого развития и развертывания базовых полос и радиочастотных чипов системы 5G, базовых станций и терминальных систем, а также для поддержки последующего крупномасштабного строительства и обслуживания сетей 5G.

Эволюция 5G NR от Rel-15 к Rel-16 и Rel-17 по сути представляет собой процесс постепенной реализации трех основных сценариев применения и восьми ключевых показателей производительности 5G, предложенных МСЭ. Сверхширокополосная связь, сверхвысокая скорость, многоканальный режим, полный спектр, моделирование реальных сценариев и даже простое моделирование создают серьезные проблемы для тестирования и измерений.

Последующее быстрое и устойчивое развитие индустрии 5G требует надежной гарантии высококачественного тестирования и измерений. Согласно публичной платформе 5G WeChat (ID: angmobile), гигантские компании, обладающие ведущими преимуществами на рынке тестирования и измерений, сформировали систему продуктов для тестирования и измерений 5G с полным спектром категорий и высочайшей производительностью в мире. Теперь они объединили 5G NR — очень полный информационный пакет по тестированию RAN для отраслевого использования, охватывающий базовые знания о технологии 5G, тестирование развертывания 5G операторами мобильной связи и тестирование радиоинтерфейса, генерацию и анализ сигналов 5G, тестирование антенн и компонентов 5G, тестирование развертывания 5G, тестирование производства базовых станций 5G, а также тестирование для обеспечения качества 5G (тест на соответствие 5G NR/учебное пособие по тестированию радиочастот O-RAN/лучшие практики проверки базовой сети 5G/учебное пособие по эмулятору терминала UEE/система полевого тестирования радиоинтерфейса 5G с фазированной антенной решеткой/решение для моделирования канала) и т. д.

Данная статья воспроизведена из "Keysight Technologies RF Baihuatan«В целях защиты прав интеллектуальной собственности, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора при перепечатке. В случае обнаружения каких-либо нарушений, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации».