5G毫米波通信測試系統

產品綜述

  移動互聯網和物聯網的快速發展，成為5G的主要驅動力。面向2020年及未來，超高清、3D和浸入式視頻的流行，將會驅動數據速率大幅提升，同時用戶還希望能夠在體育場、演唱會等超密集場所，高鐵、車載、地鐵等高速移動環境下也能夠獲得*的業務體驗；物聯網的廣泛應用，智能家居、智能電網、視頻監控、移動醫療、車聯網等應用對移動通信技術提出了更嚴格的低延時、高可靠性、大容量等需求。在新一代移動通信網絡中，能耗、每比特成本、部署和維護的復雜度等可持續發展要求也進一步加強。5G作為新一代無線移動通信網絡，主要用于滿足十三五及以后的移動通信需求。在高速發展的移動互聯網和不斷增長的物聯網業務需求共同推動下，要求5G具備低成本、低能耗、安全可靠的特點同時傳輸速率提升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的速度下保證用戶體驗。5G將使信息通信突破時空限制，給用戶帶來的交互體驗;極大縮短人與物之間的距離，并快速地實現人與萬物的互通互聯。     

       從技術角度來說，5G不是獨立、全新無線接入技術，而是對現有無線接入技術的技術演進，包括2G、3G、4G等，還包括一些新增補充性無線接入技術，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測試需求來說，高頻段大帶寬將是未來的測試重點，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生和分析5GHz的中頻矢量信號，然后經過微波部件進行上下變頻到毫米波段載波進行傳輸，上下行環回可采用天線或者有線連接。系統支持用戶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行傳輸驗證，支持24.5～30GHz、37G～43.5GHz、57～66GHz、71～86GHz等各個熱點備選毫米波段，支持圖像傳輸、視頻傳輸等。

功能特點

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多種標準信號發生

實時、可變的多種數字調制格式的矢量信號發生

可按用戶需求設置的數字調制格式發生功能

優異的低EVM信號發生能力

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

大動態、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

     實現不同測量環境下參數的測量：

功率衰減

頻譜響應

信號質量惡化分析

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

系統包括自動同步功能，具體包括：

a）  發射系統和接收系統的時基同步：時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基實現，保證測量精度要求

b） 發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，采用外觸發方式實現，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校準，讀取射頻通路系統函數數據，測試前可自動調用校準數據，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、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生和分析中頻矢量信號，然后經過微波部件進行上下變頻到毫米波段載波進行傳輸，上下行環回采用天線或者有線連接。

2、所需設備和系統功能介紹

（a）發射端1445B：產生載波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）發射端1445B：產生載波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）發射端1445B：產生載波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）發射端1445B：產生載波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

      方案設計優點分析:

系統同步精度高、技術實力積累深入，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、喇叭天線等各種附件、時鐘同步、數據同步、系統同步和校準軟件等。

毫米波系統成熟度高，隨著國家毫米波和THz項目的多個項目積累，41所已經實現500GHz技術攻關和THz的技術預研，在國內毫米波市場占有主導地位，相關部件和技術成熟，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現設備復用，極大的節省了投資，同時，支持已有設備的替代使用和功能擴展。