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潮流，R&S推出5G通信測(cè)試解決方案
商用4G通信才剛剛普及，5G通信的研究早已十分火熱，預(yù)測(cè)成熟的商用5G通信將會(huì)在2020年。*，5G有一些關(guān)鍵技術(shù)還未突破，主要表現(xiàn)在毫米波、大規(guī)模天線陣（MIMO）、高寬帶、新型空中接口技術(shù)等。但在測(cè)試方面，R&S公司已經(jīng)有了整體的解決方案。今天就跟大家簡(jiǎn)單介紹下R&S的5G測(cè)試方案。
1.毫米波測(cè)試方案
R&S公司針對(duì)毫米波頻段信號(hào)的產(chǎn)生和分析主要通過矢量信號(hào)發(fā)生器和矢量信號(hào)分析儀來完成。目前R&S公司的高頻矢量信號(hào)發(fā)生器SMW200A單臺(tái)儀表zui高可以實(shí)現(xiàn)40GHz信號(hào)的產(chǎn)生，如果配合相應(yīng)的外接混頻模塊則可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)100GHz的矢量信號(hào)產(chǎn)生。SMW200A自身可以產(chǎn)生160MHz帶寬的信號(hào)，可用于802.11ac、LTE-A等信號(hào)產(chǎn)生，如果通過外部的模擬IQ輸入，SMW200A可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)2GHz帶寬信號(hào)的產(chǎn)生，可以*目前5G研究的需求。
圖1、矢量信號(hào)發(fā)生器SMW200A
R&S公司的矢量信號(hào)分析儀FSWzui高頻率可達(dá)到85GHz，同樣配合混頻模塊可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)100GHz信號(hào)的接收和分析。FSW自身的分析帶寬為500MHz，如果配合RTO示波器，分析帶寬可以達(dá)到2GHz。
圖2、矢量信號(hào)分析儀FSW和示波器RTO
同時(shí)由于毫米波頻段的信道模型不同于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信頻段，所以針對(duì)該頻段的信道探測(cè)需求也越來越突出。R&S公司可以提供完整的信道探測(cè)方案，頻率zui高可達(dá)100GHz，帶寬zui高可達(dá)2GHz，配合相應(yīng)的測(cè)試軟件可以進(jìn)行路徑損耗、路徑時(shí)延、到達(dá)角度等參數(shù)測(cè)試。
2.大規(guī)模MIMO測(cè)試方案
MIMO技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在無線和移動(dòng)通信系統(tǒng)中，不過在5G系統(tǒng)中，對(duì)MIMO技術(shù)又做了進(jìn)一步增強(qiáng)，首先天線數(shù)目已經(jīng)不局限在4G 階段的2根或者4根天線，將會(huì)有大規(guī)模的天線陣列出現(xiàn)，比如8，16或者128根天線；其次三維天線的波束賦形等技術(shù)也將有可能成為現(xiàn)實(shí)。
R&S公司的矢量信號(hào)發(fā)生器SMW200A為MIMO系統(tǒng)測(cè)試提供了理想的選擇，它可以產(chǎn)生滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的無線和移動(dòng)通信信號(hào)，目前通過擴(kuò)展可支持8根接收天線，頻率zui高可達(dá)到20GHz。同時(shí)，SMW200A還可以模擬完整的MIMO傳輸信道，zui大支持16條衰落通道，帶寬高達(dá)160MHz。
同時(shí)，在針對(duì)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的OTA測(cè)試，R&S公司推出的頻率高達(dá)40GHz的暗室，可以滿足目前5G系統(tǒng)OTA測(cè)試的需求。
圖3、暗室DST200
以上就是R&S推出的5G測(cè)試解決方案，雖然相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái)，但作為的射頻測(cè)試設(shè)備廠商，R&S已經(jīng)做好了準(zhǔn)備迎接5G時(shí)代的到來。敬請(qǐng)期待！
NRP-Z系列射頻功率計(jì)探頭的性能特點(diǎn)
射頻功率計(jì)是無線電測(cè)量領(lǐng)域進(jìn)行測(cè)量功率的重要儀器，而射頻功率計(jì)一般由射頻功率計(jì)主機(jī)和功率探頭兩部分組成。傳統(tǒng)的功率探頭主要把高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以直接檢測(cè)的電信號(hào)，功率計(jì)主機(jī)則對(duì)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量分析并顯示。R&S公司是射頻功率計(jì)的，其推出的新型功率探頭能夠更準(zhǔn)更快地進(jìn)行功率測(cè)量，還能夠提供更高的動(dòng)態(tài)范圍，以及更靈活的連接方式。下面我就簡(jiǎn)要介紹一下R&S射頻功率計(jì)功率探頭的性能特點(diǎn)。
R&S新型功率探頭NRP-Z系列與老款探頭相比，將功率測(cè)量的下限由-67dBm擴(kuò)展到了-70dBm，這樣做的好處不僅僅是能夠測(cè)量更微弱的信號(hào)，還在于針對(duì)小信號(hào)測(cè)量能夠有效地提高測(cè)量速度。
在功率測(cè)量中，針對(duì)小信號(hào)測(cè)量，理論上增大平均次數(shù)可以有效地降低噪聲的影響，能夠保證得到更準(zhǔn)確穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果。而增大平均次數(shù)無疑會(huì)導(dǎo)致測(cè)量速度變慢，所以新型功率探頭設(shè)計(jì)了更低的噪底以提高測(cè)量速度。 理論上，當(dāng)功率探頭噪底降低50%（即降低3dB）的時(shí)候，平均次數(shù)要變?yōu)樵械乃谋恫拍軌蜻_(dá)到同樣的測(cè)量準(zhǔn)確度。
圖1中可以看到，針對(duì)-60dBm這樣的小信號(hào)，新型功率探頭想要達(dá)到0.1dB的測(cè)量準(zhǔn)確度的話，打開16次平均即可達(dá)到。如果是R&S的老款功率探頭的話，需要64次平均才可以達(dá)到0.1dB的測(cè)量準(zhǔn)確度。
圖1 新型功率探頭針對(duì)-60dBm信號(hào)的測(cè)量結(jié)果
R&S新型功率探頭NRP-Z系列巧妙地采用了三通道的測(cè)量方式來提高動(dòng)態(tài)范圍。三個(gè)測(cè)量通道能夠提供高達(dá)93dB的動(dòng)態(tài)范圍，低至-70dBm的測(cè)量下限。這種多通道功率探頭，傳統(tǒng)的測(cè)量方式是針對(duì)不同功率大小的信號(hào)，功率探頭采用不同的通道去進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)被測(cè)信號(hào)功率有大幅度改變的時(shí)候，通道之間采用直接切換的方式，將測(cè)量通道換成下一個(gè)通道。這樣的方法可以有效的擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍，但是會(huì)產(chǎn)生額外的問題，例如滯后效應(yīng)、不同通道的線性度不一致等。
針對(duì)傳統(tǒng)多通道測(cè)量帶來的一些問題，R&S新型功率探頭采用同時(shí)測(cè)量的方式來避免這些問題。新型功率探頭在測(cè)量開啟的時(shí)候，三個(gè)通道之中的一個(gè)通道將會(huì)是主要測(cè)量通道，但同時(shí)所有的通道都會(huì)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，zui終每個(gè)通道貢獻(xiàn)不同的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行合并從而得到總的測(cè)量結(jié)果，這樣可以保證在不同通道之間的平滑過渡，不會(huì)出現(xiàn)通道之間的硬切換帶來的種種問題。圖2顯示了新型功率探頭的三通道結(jié)果以及每個(gè)通道主要匹配的功率范圍。
圖2 R&S新型功率探頭三通道結(jié)構(gòu)示意圖
上面提到，目前的功率探頭可以將測(cè)量芯片內(nèi)置到功率探頭內(nèi)部，也就是說功率探頭本身就可以完成主要的測(cè)量，功率計(jì)主機(jī)只是起到了顯示和控制作用。針對(duì)這種狀況，為了能夠更方便的對(duì)測(cè)量功率進(jìn)行顯示，R&S提供多種連接顯示方式。除了射頻功率計(jì)主機(jī)，R&S公司的信號(hào)源、頻譜儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀都可以用來當(dāng)做顯示主機(jī)。甚至可以利用電腦來當(dāng)做功率計(jì)主機(jī)，這樣可以幫助用戶簡(jiǎn)化測(cè)試方案。新型功率探頭的連接方式示意圖見圖3。
圖3 R&S新型功率探頭連接方式示意圖
功率探頭有一種應(yīng)用場(chǎng)景就是遠(yuǎn)程功率監(jiān)測(cè)，針對(duì)遠(yuǎn)程功率監(jiān)測(cè)，傳統(tǒng)的方式都會(huì)受限于探頭與主機(jī)之間的連接線的長(zhǎng)度。為此，R&S性的推出NRP-Z系列功率探頭，其中“N”代表該功率探頭支持網(wǎng)絡(luò)（Network）連接方式。典型的連接方式是利用網(wǎng)線將功率探頭連接到PoE（Power over Ethernet）路由器上，這樣就可以通過PoE路由器訪問并設(shè)置功率探頭了。PoE路由器與傳統(tǒng)的路由器相比，增加了一個(gè)通過網(wǎng)絡(luò)接口供電的功能，所以功率探頭的控制和供電都是通過網(wǎng)線來實(shí)現(xiàn)的。NRP-Z系列系列功率探頭的遠(yuǎn)程連接示意圖如圖4所示。
圖4 NRP-Z系列功率探頭的遠(yuǎn)程連接示意圖
R&S公司所推出的NRP-Z系列功率探頭的準(zhǔn)確度、測(cè)試速度、動(dòng)態(tài)范圍的提升讓我們看到功率探頭在基本測(cè)量性能上的改善，其多樣的連接方式和遠(yuǎn)程測(cè)量方案為我們無線電的功率測(cè)量提供了更加多樣化的解決方案。