1、 引言
中國IMT-2020（5G）推進組對(duì)5G網絡的性能要求(qiu)和效率需求通過(guò)♍一🌐株綻放的鮮花(hua)來進行定義，其中(zhōng)花瓣代表5G的六大(da)性能指标，體現了(le)📐5G滿足未來多樣化(huà)業務與場景需求(qiu)的能力，花瓣頂點(diǎn)代表了相應指标(biao)的最大值；綠葉代(dài)表🏃♂️效率指标，是5G可(ke)持續發展的基本(ben)保障。
圖1 5G性能和效(xiào)率需求
2、 5G關鍵技術(shù)介紹
目前爲止，5G技(jì)術還處在預研階(jie)段，其技術規範還(hai)沒有統❓一🈲定義，所(suo)以各大公司都在(zai)對5G技術進行積極(jí)的研究和讨論，現(xian)階段基本得到業(yè)界認可的關鍵技(ji)術主要包括以下(xià)四個方面：
（1） 毫米波(bo)
所謂毫米波，即波(bō)長範圍10到1毫米之(zhī)間，也就是頻率在(zai)30GHz到300GHz之間❄️的🏃🏻♂️無線電(dian)波。傳統的移動通(tōng)信工作頻段主要(yào)集中在3GHz以下，使得(dé)頻譜資源已經十(shí)分擁擠，而在高頻(pin)段可用頻譜資源(yuán)豐富🆚，能夠有效緩(huǎn)解頻譜資源緊張(zhāng)的現狀，同時也可(ke)以實現高速短距(ju)離通🔞信，支持5G容量(liàng)和傳輸速率等方(fang)面的需求。不過毫(háo)米🐉波頻段傳輸存(cún)在着傳輸距離短(duǎn)、穿透力和繞射能(neng)力差、容易受氣候(hou)環境影響等缺點(diǎn)，如果真正想要在(zài)👌毫米波頻段實現(xian)5G的各種業務，還有(yǒu)待進一步研究和(hé)解決這些問題。
（2） 大(dà)規模MIMO技術
MIMO技術已(yi)經廣泛應用于LTE，WLAN等(deng)技術上面，理論上(shàng)，天線越👅多，頻譜效(xiào)率和傳輸可靠性(xìng)就越高。作爲近年(nian)來備受關注的技(ji)術之一，多天線技(ji)術經曆了從無源(yuan)到有源，從二維到(dao)🥰三維（3D），從高階MIMO到大(dà)規模📱天線陣列的(de)發展，将有望實現(xiàn)頻譜效率提升至(zhi)十倍甚至更高🏒，是(shi)目前5G技術重要的(de)研究方向之一。
（3） 高(gāo)帶寬傳輸
根據香(xiāng)濃定律可知，信道(dao)容量與帶寬和信(xin)噪比成正比，爲了(le)📧滿足5G網絡Gbps級的數(shù)據速率，需要更大(da)的帶寬。頻率越高(gao)，帶✏️寬就越大，信道(dao)容量也就越高，因(yin)此，高頻段💋連續帶(dai)寬将成爲5G的主🐅流(liu)選擇。配合一些有(you)效的提升頻譜效(xiào)率技術，比如大規(gui)模MIMO等，在高帶寬☁️模(mo)式下可以很容易(yì)實現10Gbps的傳輸速率(lǜ)。
（4） 新型空中接口技(ji)術
爲了進一步的(de)提高頻譜利用率(lǜ)以及應用的靈活(huo)性，業界普遍認爲(wèi)在5G系統中會采用(yong)不同于4G的空中接(jiē)口技術💃。目前被廣(guang)泛研究的主要包(bāo)括：非正交多址接(jie)入技術（NOMA）、濾🔆波組多(duo)載波技術（FBMC）、全雙工(gong)技術（Full Duplex）等。各個廠家(jiā)都在積極的推動(dòng)各自主導的新🌈技(ji)術，希望能夠在5G标(biao)準中脫穎而出🔞，成(chéng)爲5G标準技術，不過(guò)這些技術是否能(neng)夠在5G系統中發揮(hui)更有效的作用，還(hai)有待進一步研究(jiū)和🌏驗證。
3、 5G測試方案(àn)
雖然目前5G技術标(biao)準尚在讨論中，但(dàn)是作爲測試儀表(biǎo)廠商的代表羅德(dé)與施瓦茨公司（簡(jian)稱R&S公司）已經開始(shi)積極♋的投入到相(xiang)關🚶測試技術及方(fang)案研究中。針對5G廣(guǎng)泛認可的毫米🔆波(bo)、大規模天線陣、高(gao)帶寬等關鍵技術(shu)，R&S公司可以提供完(wán)整的測試解決方(fang)案，以✂️幫助設備廠(chang)家進行相應5G技術(shu)的研究✉️。下面将分(fen)别介紹R&S公司針對(dui)5G技術相應的測試(shi)方案。
3.1 毫米波測試(shì)方案
R&S公司針對毫(háo)米波頻段信号的(de)産生和分析主要(yao)通過矢量信号發(fa)生器和矢量信号(hào)分析儀來完成，目(mu)前R&S公司的高頻矢(shi)量信号🐉發生器SMW200A單(dān)台儀表最高可以(yi)實現40GHz信号的産生(sheng)，如果配合🔞相應的(de)外接混頻模塊則(zé)可以💛實現高達100GHz的(de)矢量信号産生。SMW200A自(zi)身可以産✌️生160MHz帶寬(kuān)的信号，可用于802.11ac、LTE-A等(děng)信号産生，如🎯果通(tong)過外部的模拟IQ輸(shū)入，SMW200A可以實現高達(dá)2GHz帶寬信号的産生(sheng)，可以💯完全滿足🐪目(mù)前5G研究的需求。
R&S公(gōng)司的矢量信号分(fèn)析儀FSW最高頻率可(ke)達到85GHz，同樣配合混(hùn)頻模塊可以實現(xiàn)高達100GHz信号的接收(shōu)和分析。FSW自身的🌈分(fen)析帶寬爲500MHz，如果配(pei)合RTO示波器，分析帶(dai)寬可以達到2GHz。下圖(tu)爲40GHz頻率，500MHz帶寬信号(hao)的産生及分析測(ce)試環境：
同時由(yóu)于毫米波頻段的(de)信道模型不同于(yu)傳統的移動通🔴信(xìn)頻段，所以針對該(gai)頻段的信道探測(cè)需求也越來越突(tu)出💃🏻。R&S公司可以🆚提供(gòng)完整的信道探測(ce)方案，頻率最高可(ke)達100GHz，帶寬最高可達(dá)2GHz，配合相應的測試(shi)軟件可以進行路(lù)徑損耗、路徑時延(yán)、到達角度等參數(shù)測試。測試環境如(rú)下圖所示：
3.2 Massive MIMO測試方(fāng)案
MIMO技術已經廣泛(fàn)應用在無線和移(yi)動通信系統中，不(bu)過㊙️在5G系統中，對MIMO技(ji)術又做了進一步(bù)增強，首先天線數(shù)目👨❤️👨已經不局限在(zai)4G 階段的2或者4根天(tiān)線，将會有大規模(mo)的天線陣列出現(xian)，比如8，16或者128根天線(xian)；其次三維天線的(de)波㊙️束賦形等技術(shu)也将🙇♀️有可能成爲(wei)現實。
R&S公司的矢量(liang)信号發生器SMW200A爲MIMO系(xi)統測試提供了理(lǐ)想的選擇，它可以(yi)産生滿足标準要(yào)求的無線和移動(dòng)通信信号，目前🍓通(tōng)過擴展👌可支持八(ba)根接收天線，頻率(lü)最高可達到20GHz。同時(shí)，SMW200A還可以模拟完整(zheng)的MIMO傳輸信道，最大(da)支持16條衰落通道(dao)，帶寬高達160MHz。
同時，在針對(duì)大規模MIMO系統中的(de)OTA測試， R&S公司最新推(tuī)出的頻✨率🈲高🏃達40GHz的(de)暗室，可以滿足目(mù)前5G系統OTA測試的需(xu)求
4、 小結
本文簡要(yào)介紹了5G系統的關(guān)鍵技術，同時介紹(shao)了R&S公司針對5G系統(tong)的測試方案。雖然(rán)目前5G技術還處在(zài)預研和标準制定(ding)階段，不過各個廠(chang)家對于5G技術的測(cè)試需求已經越❓來(lái)越明顯，R&S公司的矢(shǐ)量👅信号發生器SMW200A，矢(shǐ)量信号分析儀FSW，矢(shi)量網絡分🌐析儀ZNB等(deng)儀表可以滿足目(mu)前5G預研的需求，同(tóng)時❌R&S公司也将緊跟(gen)5G标準，力争🈲爲5G技術(shù)的發展提供完整(zhěng)優質🔅的測試方案(an)。
