解析4G至5G无线通信测试及射频仪器的那些事

作频段下的精度以及性能的一致性和稳定性，并通过功能扩展实现多载波聚合以及多通路MIMO的验证能力；

　　针对终端生产过程中对于效率和成本的要求，手机综测仪的产线测试技术已经从传统的信令综测转为速度更快的非信令模式，而且手机的全频段校准和全制式综测一站式成为手机产线测试的普遍方案。

　　4、4G射频测试—矢量网络分析仪

　　矢量网络分析仪主要用来测量射频器件的S参数，具备高性能、大动态、低噪声的优势，广泛应用于移动通信、军工雷达、半导体、广播电视、科研教育等领域射频器件、组件的研发和生产测试。

　　4G时代的射频器件形态多样，有半导体芯片、滤波器、RF连接器以及天线等。矢量网络分析仪也不再局限于S参数的测量，还具备插入损耗IL、驻波比VSWR、Smith图的测量功能，为RF器件、半导体及终端天线提供最基本的性能检测。

　　近年来，矢网主要发展方向包括：非线性测量、多端口并行测试、毫米波甚至THz频段渗透等。

　　5、4G网络规划与优化测试

　　扫频仪、发射机、手持式频谱仪和手持式天馈线分析仪等仪表广泛应用于室外模拟测试和室内覆盖测试。其中，室外模拟测试包括传播模型校正和基站覆盖测试；室内覆盖测试则主要包含了室分系统设计验证及系统验收。

　　扫频仪具有扫描速度快、灵敏度高、动态范围大和独立于网络进行测试等突出特点；发射机则经历了从发射连续波到发射简单导频再到模拟基站的发展历程，支持远程可控；手持式频谱仪用于频谱分析、干扰排查等，能够解调参数从而进行各种信道的分析，具有宽频带、高动态、便携性等突出优势；手持式天馈线分析仪用于查找天馈线的问题，测量距离大，方便灵活。

　　网规网优测试属于工程测试领域，对仪表的要求，除了满足基本的测试功能以外，正向着便携化、易操作、大数据传感的方向发展。

　　三、5G及IoT测试技术发展

　　关于5G及IoT测试技术的发展，下面我将分别谈谈5G信号源与分析仪、5G大规模MIMO数字多波束测试、Massive MIMO 阵列天线测试、NB-IoT测试以及5G信道模拟器。

　　1、5G信号源与分析仪

　　信号源与分析仪仍将是5G时代最重要的通用测量仪器。5G信号源与分析仪，工作频段需要覆盖从低频到微波毫米波的范围，同时支持500MHz甚至数GHz的矢量信号带宽。

　　实现数GHz带宽的信号发生与分析，主要技术难点包括射频、微波、毫米波技术的综合开发，高动态高采样率的ADC，高速FPGA和DSP信号处理平台，以及高吞吐量数据交换。频率覆盖方面，国外高端矢量信号源频率已达到44GHz，矢量信号分析仪工作频率可达85GHz；调制带宽方面，R&S公司的矢量信号源SMW200A内调制带宽最高可达2GHz。

　　目前，国内仪表厂商在这一领域尚未取得重大进展，希望未来能通力合作，突破技术瓶颈，弥补市场空白。

　　2、5G大规模MIMO数字多波束阵测试

　　针对5G大规模MIMO的数字多波束阵基于数字域的波束赋形原理，能够提供高空间分辨率的高增益窄波束，具有灵活的空间复用能力和较低的用户间干扰。

　　传统的天线测量系统基于信号源和矢网，而数字多波束方案从原理和技术层面都使得传统的天线测量系统无法复用：传统表征天线性能的指标，不再适合描述数字多波束阵列；未来Tx/Rx组件与天线单元高度集成，无法单独测量; 数字与模拟的混合导致的非线性特性使得天线测量成为系统性能测量。

　　3、Massive MIMO阵列天线测试

　　作为5G的关键使能技术之一，大规模天线技术不可避免地为天线测试带来一系列挑战。传统的多端口测试大多基于单台矢网分步测试或多台矢网级联测试，普遍存在着测试速度慢与通道校准复杂的弊端，此外由于矩阵开关的引入，导致动态范围等性能恶化。

　　Massive MIMO天线测试需要真正的多端口矩阵矢网。多端口矢网能够同时测试多端口的S参数，有效减少了测量时间；同时，每个测试端口都配备独立的源、参考接收机和测量接收机，可并行测试多个被测件。

　　多端口矢量网络分析仪的主要技术难点包括大规模多端口幅相一致性的快速校准问题、多通道间的串扰抑制问题以及并行多路信号实时同步的处理方法等。

　　4、NB-IoT测试

　　随着2016年7月标准冻结，NB-IoT作为新一代物联网，具有广泛的应用前景。

目前国内支持NB-IoT 技术的测试设备相对较少，亟需低成本、高指标的NB-IoT测试仪器完善产业链发展。一些潜在的关键技术将大大加速NB-IoT测试仪器的研发进程，例如：小型化、低噪声的本振合成技术，宽带脉内稳幅技术可用来实现宽带信号的稳定输出，变频跟踪滤波技术可用来实现全频段杂散大幅度抑制，