化工儀器網
技術文章
5G應用測試解決方案之是德信號發生器
閱讀：193 發布時間：2024-8-20從2019年5G開始商用至今，基站部署就一直在如火如荼的開展中。據悉，目前中國已經開通了150萬個5G基站，今年按計劃將部署60萬個基站。5G給移動設備帶來的超寬帶的性能體驗只是一個小小的起點，在已經實現了5G基站的大規模部署之后，5G的低延時、高可靠性將會為垂直應用帶來變革，推動垂直領域的產業升級。
5G進入到To B的垂直應用階段，生態內各方面玩家面臨著哪些困難？什么樣的測試解決方案可更好地幫助其應對5G未來測試挑戰？是德科技通過新發布的M9484C VXG微波矢量信號發生器給出了答案。
5G進入垂直應用領域，射頻測試挑戰重重
隨著無線通訊發展，5G開始大面積應用，6G的預研也已經開啟。像汽車電子、衛星通訊、人工智能等應用對于數據量需求更高、傳輸速度要求也越快。因此現在已經采用了更多的技術來滿足這一數據傳輸速率和容量的要求，例如Sub-6G、微波、毫米波等，通過復雜的調制技術和多天線陣列等技術來滿足垂直行業客戶的迫切需求。
據是德科技大中華區無線市場部經理白瑛分享，進入到5G垂直應用時代之后，生態內合作伙伴面臨著更多的測試挑戰。一就是在“頻段"這塊，和傳統的3GPP定義的公網頻段有所不同。3GPP標準定義了很多授權和非授權頻段，可以預見的一個趨勢是在某些垂直應用上，廠商可能會采用特定專屬頻段開發部署專網，也就是說針對不同行業、不同客戶，可能頻段也都不同。
第二點挑戰在于5G終端的形態多樣化。進入到垂直應用領域中后，5G的終端不再是To C的消費類手機這一種，而是各種不同的形態的終端：包括汽車、工業儀表、AR/VR等等，貼近垂直應用場景的終端設備。所以需要重新進行測試指標的確定、測試系統的規劃、測試方案的設計，測試設備的搭建等等，這也都提出了新的要求。
第三點挑戰，來自5G專網中小型生態可能會發生的一些變化。對于從3G、4G到現在共用5G，運營商、設備商、應用商等都各司其職，生態層次非常清晰。但進入到5G垂直應用時代，各方角色會發生一些變化：運營商將會承擔一個系統集成商的作用，整合新進入的設備廠商、各種形態的終端廠商、乃至一些向企業提供專有方案咨詢的咨詢廠商、以及的工程施工方。所以每一個中小型生態，其內部生態伙伴組成也都各有不同。
面對以上這些挑戰，也就是業界的需求，所以需要一款什么樣的測試儀器已經有了答案。它需要支持非公用頻譜的測試，能夠支持多路收發的實時測試，能夠提供靈活的拓展性，支持Pre-6G的測試需求。
“標準上面能夠跟得上標準演進的變化，在做好一代的同時，要為下一代去做準備。"白瑛表示“這樣的話，對于他們的投資保護的需求來看，他們就需要有一款具有前瞻性、可擴展性以及可升級性的產品。"
復雜場景仿真，一臺M9484C VXG即可
M9484C VXG微波矢量信號發生器就是基于5G未來測試挑戰而推出的一款新方案，它確立了矢量信號發生器的新目標。
先在參數性能上來看：單機儀表頻率高達54GHz，單機的帶寬可達到2.5GHz，單機通道數可以提供4通道的信號輸出，從信號的純度（相位噪聲、EVM調制質量、ACPR等硬性指標）都有了全新的提升。
從可拓展性上來看：可以通過是德科技的硬件升級或者外加頻率擴展器從而實現頻率覆蓋到110GHz，帶寬高達5GHz，多機箱級聯可以達到32路通道來實現多路信號仿真，比如像MIMO或者多通道、多斷口等測試的應用。覆蓋未來FR2，甚至到幾十個G或者更高的一個頻段。
信號處理能力強大：M9484C VXG微波矢量信號發生器可以滿足像5G NR的這種衰落的仿真，同時也可以支持SDW（信號描述字）的這種實時的信號產生。傳統一個復雜的真實場景仿真要用幾臺甚至幾十臺信號源實現，但現在一臺M9484C VXG微波矢量信號發生器即可滿足。同時配合完善的信號產生工具以及多通道配置方式可以幫助用戶快速的產生滿足標準以及非標準的信號產生，從而來模擬各種不同的場景需求。
M9484C VXG微波矢量信號發生器的性能背后，隱含著是德科技在ASIC設計、生產和制造上的深厚技術積累和造詣。作為前瞻技術的測試方案提供商，儀器中用得到關鍵器件的要求高，遠高于產業應用的標準，因此無法從市面上找到合適的芯片。
是德科技在自己專用ASIC上的技術積累也正是其商業護城河之一。據是德科技大中華區射頻微波產品市場經理劉斌介紹，此次發布的M9484C VXG微波矢量信號發生器中搭載了其新的DDS DAC（直接數字合成數模轉換器）和DSP。DDS DAC是Keysight的核心技術，通過DDS方式實現從直流一直到8.5GHz帶寬全頻段的一個連續的數模轉換，可帶來性能的提升，同時可以實現高精度或者高集成度的信號的產生。全新的DSP ASIC，可提供高達3GSa/s采樣率，同時在每一個射頻通道上提供一個8路的實時信號產生。此外，M9484C VXG微波矢量信號發生器還配置了一個高性能上變頻器，使得整個信號的保真度大幅提升；內置的超凈信號參考源也可達到-185dBc/Hz相噪性能。
另外配合M9484C VXG微波矢量信號發生器的硬件平臺，是德科技還推出了一系列全面的軟幫助用戶加速其產品上市的速度。PathWave是其新推出的信號生成軟件，該工具可以提供一系列的符合標準以及非標的信號產生。像衛星通信、汽車雷達以及電磁干擾監測等方面，是德科技也提供了一系列的符合用戶自己自定義的信號產生的工具。同時M9484C VXG微波矢量信號發生器的用戶界面采用了一個全面的圖形化交互，用戶通過圖形化操作方式實現整個測試流程搭建，大大縮短用戶新儀器的上手時間，同時可以快速的進行整個信號的模擬的產生。
M9484C VXG：5G基站測試的利器
此次推出的全新M9484C VXG微波矢量信號發生器，將會在5G、6G、衛星通訊等領域發揮重要的作用。目前的主要的應用領域是在5G的測試場景中，將會在MSR（Multi-Standard Radio：多制式共存）、實時多制式信號生成、HARQ（混合自動重傳請求）、Massive-MIMO等場景中極大地提高整體測試效率。
針對MSR，傳統的測試方案搭建需要多臺設備。4G和5G或可以用一臺信號發生器，但像WiFi、3G的HSDPA或者是2G的GSM，相互之間的頻率相隔的太大就需要用到多臺信號發生器來進行模擬仿真。M9484C VXG微波矢量信號發生器因為具備足夠寬的調制帶寬，所以可以一臺四號線多個不同制式信號的產生。
如上圖所示，在設備終端和基站的通信模擬場景中，信號發生器要模擬一個手機的全部信號收發功能。這就要求一起能夠“聽懂"基站發送的信號，聽不懂的要進行回傳，或者采用重新編碼的方式再進行通信，這也就對于信號的實時生成能力有著較高的要求。
白瑛表示，這種測試模擬的是真實物理世界中的場景，所以需要添加高斯白噪聲AWGN，包括高鐵這樣的高速場景、隧道這樣的半封閉場景以及空曠的陸地場景等等。信號發生器需要能夠實時快速地完成信號接收和發射，同時還要模擬出來標準所要求的高鐵模型、隧道模型、空曠空間信號模型等等信道模型，這才是一個完整的測試方案。通過內置的高性能ASIC，M9484C VXG微波矢量信號發生器的實時信號產生和處理能力，就能夠幫助用戶在這種場景中更快速地完成整個測試流程。
像多天線陣列（MIMO）的場景中，基站和手機都具備多個收發天線，當前的基站中有4根天線、5G手機中有2根天線，這也就意味著模擬終端的仿真場景需要包含多個收發。傳統的單通道信號發生器就需要多臺才能組成一個終端仿真的模型，而現在的M9484C VXG微波矢量信號發生器僅需一臺就可以模擬出2x4的MIMO復雜仿真模型。同時它具備接收反饋信號的能力和實時信號產生的能力，同時具有模擬真實場景的信道仿真能力——所以所有這些功能集在一體的M9484C VXG微波矢量信號發生器，就為5G基站的研發客戶測試提供了一個非常的解決方案。
結 語
5G一個跟4G、3G不同的技術，大的差別在于其將會在垂直應用領域釋放巨大潛力。雖然現在剛剛完成了公網的應用普及，但它在垂直行業領域內仍有很大發展空間，而現在恰恰正是這一時間點的到來。是德科技在提前多年左右就已經進行了相關的技術儲備，在四五年前就已經實現了M9484C VXG微波矢量信號發生器這一原型技術的產品化。在當前這一時間點推出這一產品，也可以看作是意味著5G垂直應用時代的開啟。未來在各式各樣的垂直應用的變革上，5G的發展令人期待。