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国家无线电监测中心检测工程师攻坚:7G到24G频段正被研究为5G频段

2019年5月17日 21:59  CCTIME飞象网  

飞象网讯(马秋月/文)5月17日消息,在“5.17世界电信日大会”之“5G+智能终端标准化分论坛”上,国家无线电监测中心检测工程师攻坚透露:“我国在5G方面的频段有高中低三段,低频段对广域和深度覆盖非常有好处,包括海量连接、大区域覆盖在低频段有更好的实现,高频段则集中于实现极高的传输速率。值得一提的是:在中频段和高频段之间还有一个中高频段,现在大家还不太关注,7G到24G的频段正在被研究成为5G的频段。6G以下分为三个频段,2.3G、3.6G、4.9G,这两个频段是拟规划的频段,还没有正式发布,现在处于一个征求意见和调研的阶段。”

以下为攻坚的演讲全文:

大家好,我在我们中心负责5G方面的相关工作,所以我给大家的演讲主题是科学制定检测方案,有效推动5G商用。由于我们是工信部下属的直属单位,工信部今年把5G商用部署作为它的工作重点,所以我们中心的工作重点也将是5G方面的相关工作。刚才很多老总都分享了5G的终端有一个泛在化的趋势,泛在化的趋势导致我们终端的形态和模式越来越多。我想说的是无论哪种模式哪种形态的终端都需要送到我们检测中心去做检测认证,在你们上市之前,我们也会为各位客户厂商的检测认证提供很好的服务。接下来我重点的讲解就是在检测方面。

首先我们不得不提的是频谱方面的情况。无论是哪种移动通信技术频谱的资源都是它发展的最重要基。啾1G、2G、3G、4G,每隔7到8年世界无线电通信大会都会为IMT系统规划新的频谱资源,今年即将在埃及召开的2019会议也会以5G毫米波频段作为一个重点议题。我们国家在5G方面的频段有高中低三段,某些国家没有低频段,有了低频段对我们国家广域和深度的覆盖非常有好处,包括海量的连接、大区域的覆盖在低频段更好实现,高频段集中于实现极高的传输速率。在中频段和高频段之间还有一个中高频段,现在大家还不太关注,7G到24G的频段正在被研究成为5G的频段。6G以下分为三个频段,2.3G、3.6G、4.9G,这两个频段是拟规划的频段,还没有正式发布,现在处于一个征求意见和调研的阶段。

重点讲一下前期检测认证工作的情况。在标准的划分上,3GPP,基站和终端的标准的划分方法是不一样的,网络基站从一致性射频测试标准上来说,它是从测试方法划分的,传导作为一个标准,辐射测试方法作为一个标准,终端大的方向是从毫米波Sub6G做了划分。基站标准已经完成,对于OTA的测试方法虽然3GPP的方法不是很详尽但是已经给出,终端的情况就不大一样了,对于毫米波的终端一致测试标准,所有检测项目基本是未完成的状态,Sub6G的终端标准对于SA和NSA的网络发射机的项目比较完善,但仍有部分未完成项,下一张表可以大体看一下未完成项有哪些,主要体现在功率回退、EVM、频谱辐射模板等等,标准还没有完善。

感谢各位厂家对我们的支持和配合,这是厂家对标准支持的情况,SA的组网方式只有部分厂家支持,NSA基本上所有的厂家都支持,但也只是支持第三种类型,就是频段间的组网方式。对于检测指标的支持情况,我们可以看到这边是3GPP要求的方式,这边是现在的终端所能支持的方式,这是绝大部分厂家可以做到的,偶尔有一些个别的厂家可以支持的更多,绝大部分厂家能支持的情况是这样的。

基站,我们不得不说基站,终端要想商用的话基站必须先行。我国在基站方面的测试标准是比较困难的,北斗卫星在天上,5G基站在地面,对于Sub6G来说,工信部5管局制定了一个非常严格的标准,这个标准比3GPP严格得多,严格了二三十个DB。对于毫米波,它的挑战就更大了。这个和我们国家目前部署的卫星使用的频率是完全重合的,所以我们制定标准的时候必须要考虑它们之间的共存和干扰的问题,所以目前我国5G毫米波的标准还正在调研和制定当中,还没有最终确定。

接下来我想分享关于5G测试比4G测试的非常革命性的变化,5G测试方法中规定了OTA的测试方法,它的原因大家都清楚,就是因为5G的很多设备已经没有传统的传导接口了,由于没有传统的传导接口,不可能再拿一根电缆线去直联给仪表测试,只能通过辐射的OTA的测试方法进行测试,所以3GPP的标准里面规定了三种类型的OTA测试方法,它是针对不同的测试项。第一种是定向测量,波数定向的打到一个方向进行一些带内指标的测量,这个测量需要满足原厂的测试条件。第二个测试OTA的方法是TRP的测试方法,需要扫描一个球面,和传统的测试完全不同,耗费大量的时间,对测试的条件也有很大的不同。另外一个是共址的测量方法,需要使用不同频段的共址天线,它是耦合近场的测试,适用于共址杂散。正是由于OTA的测试方法不同,所以测试场地也有了非常大的变化。首先对于第一种测试需要满足远场条件的紧缩场、远场、平面波生成器小场等,主要用于测量带内指标。对于杂散TRP的测试,我们选了路损较小的单探头近。糜诓馐訲RP杂散指标。还有用于机箱端口杂散和低频杂散测试的EMS暗室。无论如何OTA的测试场地没有一种可以兼容所有的测试项,这是一个非常大的挑战,没有一种场地可以把所有的测试项全部测完。

不同的场地都有自己的特点,可能这项能测另外一项不能测,它的投入是非常巨大的。我们知道一个20×10×10米紧缩场需要3千万的投入,这是非常大的测量投入。对于手机也是一样的,因为毫米波的手机Sub6G还好还有传导口,对于毫米波的5G手机而言已经没有传导口了,不能用线去直联测试,所以需要暗箱来替代传统的射频线。要在一个暗箱里面把手机放进去进行测试,这是一个检测方法在5G方面非常大的变革,如果被测的终端,5G将来的终端可能不是手机了,可能是一个泛在化的很多样性的具体东西,如果它的尺寸偏大的话还需要用昂贵的反射面进行测试。

我们知道5G要支持很多的应用,低时延、海量连接、高速率,它的最大特点就是它的参数可以灵活配置,所以它才能支持这么多的应用,配置一旦灵活了我们的测试就带来了更多的复杂性,我们统计过测量一个手机一个频点一个发射功率项,如果把所有因素都考虑的话需要测试50项以上,这是非常大的测试量。仪表和器件上的挑战,5G的仪表更加昂贵,我们的杂散指标,我国5G标准提出了非常严格的杂散指标,因为要考虑到北斗和卫星共存的问题干扰的问题,所以这样一个非常严格的杂散指标已经接近于仪表底噪极限了,对于测量的不缺点度就带来非常大的挑战。基架可能有64个测量端口之多,即使用传导进行测量,每个端口要切换的话时间成本也是非常巨大的。在测试器件方面,我这里举了一个例子。我们举了一个杂散OTA的例子,杂散测试是我们检测中心和5管局非常关注的测试,因为它涉及到不同系统之间的干扰。我们以往的杂散测试传导测试,我们接上仪表,不同段的杂散测试几秒钟就扫完了,目前5G的OTA杂散测试要测TRP了,怎么测呢?

这是一个TRP布了很多点的图,TRP就是要扫描球面上的所有点,把它做一个积分的运算,得出一个TRP的值,意味着每一个频点都需要扫一个球,如果以5度为间隔不到2700个点,所以要进行将近2700个点的扫描测试做积分运算,还只能得出一个频点的TRP值。比如通用杂散大概要测上万个点,我们难道要扫上万个TRP的球吗,这需要多大的测试时间量呢。我们检测中心前期做摸底调研的时候也有一些自己的看法,这张图是做某一个频点的TRP杂散的球面展开图,我们可以看出它其实有一定方向性,但是如果用TRP的方法计算它的话它是体现不出在最大方向上的峰值的杂散值的,我们也会有自己的测试观点,也会影响标准的制定。其他的挑战包括TRP的算法挑战、转台方面的挑战,因为要扫球,所以我们的手机机架都要放在三维转的转台上进行测试。转台转的过程中会不会把机架的线扭断,这是经常会遇到也很难解决的问题。还有共址天线测量的复杂度,目前的5G信号都是TD级的信号,这种信号测出杂散的稳定性和重复性怎么样,这也是一个挑战。

我们检测中心前期做了一些调研工作,对这些问题都给了很好的解决方法。这张图是目前我们做的检测前期摸底的结果,终端和基站指标验证情况的结果。这里面所有的项都打了对勾,并不是说所有的厂家所有的项都是百分之百通过的,比如某一项可能有百分之百的厂家都能通过,但是其中另外一项可能是90%的厂家能通过,还有10%的厂家还差一点。我们认为总体的趋势是好的,总体的指标情况是基本符合的。

我们SRTC在5G方面的三个方针。第一要以标准为依据,我们首先要以标准的方法去做指标的验证,我们做指标验证的过程中会有自己的理解和看法,我们会制定我们自己认为合理的方法。第二我们一定以客户的需求为核心,因为客户的需求一定放在最前面,比如5G商用这条路上。可能有人会说5G的标准还没有定,信号核准怎么能开始?目前我们的标准确实没有完全成熟,但是我们的型号核准已经可以开始了,这就是我们为5G商用之路所做的贡献,以客户的需求为核心。第三是科学有效的制定测试方案。我们会考虑它的成本和省时高效的特点合理的制定我们的测试方案。

5G的世界是非常精彩的,但是5G的测试非常复杂,可以说是一条荆棘之路,我们检测中心会为了大家共同的利益扫清检测道路上的障碍,给5G的商用创造一些条件,谢谢大家!

编 辑:值班记者
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