5G毫米波通信測試系統

產(chǎn)品綜述

  移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，成為5G的主要驅動(dòng)力。面向2020年及未來(lái)，超高清、3D和浸入式視頻的流行，將會(huì )驅動(dòng)數據速率大幅提升，同時(shí)用戶(hù)還希望能夠在體育場(chǎng)、演唱會(huì )等超密集場(chǎng)所，高鐵、車(chē)載、地鐵等高速移動(dòng)環(huán)境下也能夠獲得*的業(yè)務(wù)體驗；物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，智能家居、智能電網(wǎng)、視頻監控、移動(dòng)醫療、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等應用對移動(dòng)通信技術(shù)提出了更嚴格的低延時(shí)、高可靠性、大容量等需求。在新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )中，能耗、每比特成本、部署和維護的復雜度等可持續發(fā)展要求也進(jìn)一步加強。5G作為新一代無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )，主要用于滿(mǎn)足十三五及以后的移動(dòng)通信需求。在高速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和不斷增長(cháng)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求共同推動(dòng)下，要求5G具備低成本、低能耗、安全可靠的特點(diǎn)同時(shí)傳輸速率提升10到100倍，峰值傳輸速率達到10 Gbit/s，端到端時(shí)延達到ms級，連接設備密度增加10到100倍，流量密度提升1 000倍，頻譜效率提升到10倍，能夠在500 km/h的速度下保證用戶(hù)體驗。5G將使信息通信突破時(shí)空限制，給用戶(hù)帶來(lái)的交互體驗;極大縮短人與物之間的距離，并快速地實(shí)現人與萬(wàn)物的互通互聯(lián)。     

       從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，5G不是獨立、全新無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，而是對現有無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的技術(shù)演進(jìn)，包括2G、3G、4G等，還包括一些新增補充性無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，5G是以融合和統一的標準，提供人與人、人與物以及物與物之間高速、安全、便捷連接。從5G測試需求來(lái)說(shuō)，高頻段大帶寬將是未來(lái)的測試重點(diǎn)，本系統基于2G、3G、4G通信數據調制格式和解調方式，采用高性能通信矢量信號模擬器和通信矢量信號分析儀分別產(chǎn)生和分析5GHz的中頻矢量信號，然后經(jīng)過(guò)微波部件進(jìn)行上下變頻到毫米波段載波進(jìn)行傳輸，上下行環(huán)回可采用天線(xiàn)或者有線(xiàn)連接。系統支持用戶(hù)想要評測的各種頻率和調制帶寬的候選波形的導入和數據抓取，在候選毫米波段載波進(jìn)行傳輸驗證，支持24.5～30GHz、37G～43.5GHz、57～66GHz、71～86GHz等各個(gè)熱點(diǎn)備選毫米波段，支持圖像傳輸、視頻傳輸等。

功能特點(diǎn)

毫米波頻率覆蓋：24.5～30GHz、37G～43.5GHz、57～66GHz、71～86GHz等

支持圖像、視頻毫米波傳輸

GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE和FDD-LTE多種標準信號發(fā)生

實(shí)時(shí)、可變的多種數字調制格式的矢量信號發(fā)生

可按用戶(hù)需求設置的數字調制格式發(fā)生功能

優(yōu)異的低EVM信號發(fā)生能力

GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、TD-LTE和FDD-LTE多種標準信號分析

多種數字調制格式多種制式的矢量信號分析

大動(dòng)態(tài)、高精度的射頻信號測量能力

5G毫米波通信系統功能要求

1、測試參數

     實(shí)現不同測量環(huán)境下參數的測量：

功率衰減

頻譜響應

信號質(zhì)量惡化分析

QAM、PSK、FSK失真特性分析

圖像傳輸功能

視頻傳輸功能

2、系統同步

系統包括自動(dòng)同步功能，具體包括：

a）  發(fā)射系統和接收系統的時(shí)基同步：時(shí)基同步是保障系統測量準確度的必要條件，本系統采用上下變頻同本振，信源與分析共用同一時(shí)基實(shí)現，保證測量精度要求

b） 發(fā)射系統和接收的信號同步：信號同步是信源與信號采集分析的同步，采用外觸發(fā)方式實(shí)現，保證信號測量的精度要求。

3、系統校準

     射頻通路系統函數自動(dòng)校準，讀取射頻通路系統函數數據，測試前可自動(dòng)調用校準數據，保證系統測量帶寬內系統測量數據的頻域平坦度。

28GHz毫米波系統

1、系統框圖：

系統由通信矢量信號模擬、矢量分析、本振激勵源、上變頻模塊、下變頻模塊、喇叭天線(xiàn)、上位機數據源模擬與處理等單元組成，采用高性能通信矢量信號模擬器和通信矢量信號分析儀分別產(chǎn)生和分析中頻矢量信號，然后經(jīng)過(guò)微波部件進(jìn)行上下變頻到毫米波段載波進(jìn)行傳輸，上下行環(huán)回采用天線(xiàn)或者有線(xiàn)連接。

2、所需設備和系統功能介紹

（a）發(fā)射端1445B：產(chǎn)生載波5GHz、帶寬20MHz的寬帶基帶信號，系統支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數如下：

頻率范圍： 250kHz～6GHz

帶寬：20MHz

功率輸出范圍：-110～+10 dBm

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

碼元速率：1ksps～20Msps；

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

（b）發(fā)射端及接收端本振激勵源1446B，提供8-16GHz本振激勵源給各毫米波段上下變頻器；本方案支持常規本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規本振源指標：

相位噪聲：-105dBm/Hz @10kHz 500MHz

頻率范圍：8GHz～16GHz

功率輸出范圍：+5 dBm

  低噪聲激勵源選件指標：

頻率范圍：0.2GHz～20GHz

功率輸出范圍：+10 dBm

相位噪聲：-133dBm/Hz @10kHz 500MHz

（c）發(fā)射端上變頻模塊：

        87803B：上變頻模塊(24.5GHz-30GHz)，2GHz BW，含混頻、濾波等部件，射頻輸出：24.5GHz-30GHz；IF輸入：5GHz-5.8GHz；連接方式：同軸；

（d）接收端下變頻模塊：：

        87803D：下變頻模塊(24GHz-30GHz)，2GHz BW，含混頻、濾波等部件，射頻輸入：24.5GHz-30GHz；IF輸出：5GHz-5.8GHz；連接方式：同軸；

（e）接收端5264B：

        分析載波5GHz寬帶基帶信號、帶寬20MHz，系統支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數如下：

頻率范圍： 9kHz～6GHz

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

解調格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

40GHz毫米波系統

2、所需設備和系統功能介紹

（a）發(fā)射端1445B：產(chǎn)生載波5GHz、帶寬20MHz的寬帶基帶信號，系統支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數如下：

頻率范圍： 250kHz～6GHz

帶寬：20MHz

功率輸出范圍：-110～+10 dBm

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

碼元速率：1ksps～20Msps；

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

（b）發(fā)射端及接收端本振激勵源1446B，提供8-16GHz本振激勵源給各毫米波段上下變頻器；本方案支持常規本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規本振源指標：

相位噪聲：-105dBm/Hz @10kHz 500MHz

頻率范圍：8GHz～16GHz

功率輸出范圍：+5 dBm

  低噪聲激勵源選件指標：

頻率范圍：0.1GHz～20GHz

功率輸出范圍：+10 dBm

相位噪聲：-133dBm/Hz @10kHz 500MHz

（c）發(fā)射端上變頻模塊：

        87803C：上變頻模塊(37GHz-43GHz)，2GHz BW，含混頻、濾波等部件，射頻輸出：37GHz-43GHz；IF輸入：5GHz-5.8GHz；連接方式：同軸；

（d）接收端下變頻模塊：：

        87803E：下變頻模塊(37GHz-43GHz)，2GHz BW，含混頻、濾波等部件，射頻輸入：37GHz-43GHz；IF輸出：5GHz-5.8GHz；連接方式：同軸；

（e）接收端5264B：

        分析載波5GHz寬帶基帶信號、帶寬20MHz，系統支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數如下：

頻率范圍： 9kHz～6GHz

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

解調格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

60GHz毫米波系統

2、所需設備和系統功能介紹

（a）發(fā)射端1445B：產(chǎn)生載波5GHz、帶寬20MHz的寬帶基帶信號，系統支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數如下：

頻率范圍： 250kHz～6GHz

帶寬：20MHz

功率輸出范圍：-110～+10 dBm

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

碼元速率：1ksps～20Msps；

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

（b）發(fā)射端及接收端本振激勵源1446B，提供8-16GHz本振激勵源給各毫米波段上下變頻器；本方案支持常規本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規本振源指標：

相位噪聲：-105dBm/Hz @10kHz 500MHz

頻率范圍：8GHz～16GHz

功率輸出范圍：+5 dBm

  低噪聲激勵源選件指標：

頻率范圍：0.1GHz～20GHz

功率輸出范圍：+10 dBm

相位噪聲：-133dBm/Hz @10kHz 500MHz

（c）發(fā)射端上變頻模塊：

        87803F：上變頻模塊(57GHz-66GHz)，2GHz BW，含倍頻、濾波等部件，射頻輸入：50GHz-75GHz；IF輸出：5GHz-5.8GHz；連接方式：波導。

（d）接收端下變頻模塊：：

        87803H：下變頻模塊(57GHz-66GHz)，2GHz BW，含倍頻、濾波等部件，射頻輸入：50GHz-75GHz；IF輸出：5GHz-5.8GHz；連接方式：波導。

（e）接收端5264B：

        分析載波5GHz寬帶基帶信號、帶寬20MHz，系統支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數如下：

頻率范圍： 9kHz～6GHz

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

解調格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

76GHz毫米波系統

2、所需設備和系統功能介紹

（a）發(fā)射端1445B：產(chǎn)生載波5GHz、帶寬20MHz的寬帶基帶信號，系統支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數如下：

頻率范圍： 250kHz～6GHz

帶寬：20MHz

功率輸出范圍：-110～+10 dBm

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

碼元速率：1ksps～20Msps；

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

（b）發(fā)射端及接收端本振激勵源1446B，提供8-16GHz本振激勵源給各毫米波段上下變頻器；本方案支持常規本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規本振源指標：

相位噪聲：-105dBm/Hz @10kHz 500MHz

頻率范圍：8GHz～16GHz

功率輸出范圍：+5 dBm

  低噪聲激勵源選件指標：

頻率范圍：0.1GHz～20GHz

功率輸出范圍：+10 dBm

相位噪聲：-133dBm/Hz @10kHz 500MHz

（c）發(fā)射端上變頻模塊：

        87803M：上變頻模塊(71GHz-86GHz)，2GHz BW含倍頻、濾波等部件，射頻輸入：75GHz-110GHz；IF輸出：5GHz-5.8GHz；連接方式：波導。

（d）接收端下變頻模塊：：

        87803N：下變頻模塊(71GHz-86GHz)，2GHz BW，含倍頻、濾波等部件，射頻輸入：75GHz-110GHz；IF輸出：5GHz-5.8GHz；連接方式：波導。

（e）接收端5264B：

        分析載波5GHz寬帶基帶信號、帶寬20MHz，系統支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數如下：

頻率范圍： 9kHz～6GHz

標準： LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM

EVM： ≤3%rms@TD-LTE標準下

解調格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

      方案設計優(yōu)點(diǎn)分析:

系統同步精度高、技術(shù)實(shí)力積累深入，可有效支持各種5G算法驗證，41所提供全套解決方案，包括測試設備、喇叭天線(xiàn)等各種附件、時(shí)鐘同步、數據同步、系統同步和校準軟件等。

毫米波系統成熟度高，隨著(zhù)國家毫米波和THz項目的多個(gè)項目積累，41所已經(jīng)實(shí)現500GHz技術(shù)攻關(guān)和THz的技術(shù)預研，在國內毫米波市場(chǎng)占有主導地位，相關(guān)部件和技術(shù)成熟，系統的穩定度和成熟度得到了極大的驗證。

系統支持功能模塊擴展、可重復適用性高，不同頻段的毫米波系統在很大程度上實(shí)現設備復用，極大的節省了投資，同時(shí)，支持已有設備的替代使用和功能擴展。