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R&S:多模移动通信是常态,实时连网确保互通无碍

时间:2017-03-28 08:20来源:Compotech 作者:任苙萍 点击:
无缝连网○之实时联机测试
一开始就从无线通信起家的德商罗德史瓦兹 (Rohde & Schwarz, R&S;即"罗德与施瓦茨") 认为,在 5G 先期研究与商用试行相继起跑之际,4G LTE 仍将稳步前进。"就像 3G 一出,2G 仍存活了好长一段时间,直至频谱执照被强制回收为止",台湾 R&S 应用工程经理林志龙以古喻今。他指出,借助 3CC / 4CC / 5CC CA 多分量之载波聚合的 LTE- Advanced (简称 LTE-A) 技术加持,电信运营商得以充分利用零散的频谱空档提高传输率——澳洲电信商 Telstra 已成功实现 Gigabit 等级的 LTE 网络、下行速率达 1Gbps,表现不遑多让,预料 4G 短期内不会完全退场。
 

照片人物:台湾罗德史瓦兹应用工程经理林志龙
 
频谱资源两极化,毫米波与 6GHz 以下各自活跃
在"应用挂帅"的万物联网时代,传输率不是唯一指标,频谱资源分配似乎也有 M 型化现象——高频毫米波 (mmWave) 与 6GHz 以下的低频工作将兵分两路、齐头并进。在毫米波部分,R&S 与中正大学贵重仪器中心共同建置高端量测系统,包括:FSW 信号暨频谱分析仪、SMW200A 信号产生器、RTO2044 数字示波器,量测频率范围达 85 GHz,带宽达 2 GHz,并提供 110GHz 高端向量网络分析仪 (ZVA) 供芯片量测使用,协助该校创新实验室建立微波通道特性及单晶微波集成电路 (MMIC) 量测系统,开放申请微波/亳米波信道信号量测服务。
 

图1:中正大学贵重仪器中心采用 R&S 设备建置毫米波量测平台
资料来源:台湾罗德史瓦兹提供
 
WLAN 依然是局域网络的主轴,在 IEEE 802.11n 撑了十年后,802.11 ac 企图向 5GHz 频段寻求突破,辅以单一通道 160 MHz 或 80 + 80 MHz 带宽、256 个正交振幅调制 (QAM)、多达 8 个空间串流 (spatial stream) 的多重输入多重输出 (MIMO) 等技术,解决流量壅塞、实现更大的数据传输率。林志龙表示,信号分流的精准度及相邻通道泄漏的拿捏,是设计调制的最大挑战;R&S"SMW 信号产生器"本身具有两个射频路径,外加一台结合器 (combiner) 就能产生 80 MHz + 80 MHz 非连续信号。只要在 SMW 仪器做触发设定,基带即可同步产生信号。
 
在中、低量传输方面,6GHz 已成低频通信的指针性分界。R&S 新一代 RTO2000 系列示波器亦已达标,允许开发人员测试 WLAN 802.11ac、USB 3.1 Gen 1 5 GHz 等在 5GHz 频段工作的物联网通信装置及5 Gbps 的数据率。在高分辨率模式下,16 位的垂直分辨率让开发人员可轻松检测信号细节,并藉由每秒百万次波形,快速辨识偶发的故障信号。RTO2000 具备时域和频域触发功能,触发图形可单独或合并检视,后者可观察信号路径在频率范围内的变化、进行组件测试;亦可同步时间、频率、协议和逻辑分析结果,方便用户在系统中进行故障排除。
 
CMW500 可充当基站做"实时联机测试"
有趣的是,在两极化发展趋势下,"运营商的声量大增、将打破以往由 3GPP 单向主导的惯例,反过来对 3GPP 规格制订有巨大驱动力量,而量测厂商提供的使用情境是其重要依据",林志龙点出个中奥妙。此外,许多大型电信运营商因采取包销或"双品牌"营销策略 (与手机或连网设备制造商联名),对终端使用者负有品保责任,日益看重整机验证工作、甚至向上追溯至芯片供货商,带动测试实验室除错与客制化软件的需求大幅攀升,也让运营商的测试周期由半年直接拦腰对折至三个月,包括软件更新频率,催生后续系统维护的服务商机。
 
"R&S 的通信协议量测产品,有高达 30% 是供作测试实验室之用",林志龙说。因应无缝连网需求,R&S 一款问市七年、已销售逾六万台的 CMW500 无线通信测试仪,在原有 LTE、WCDMA、GSM、CDMA2000、TD-SCDMA、WLAN 及 Bluetooth 等多项移动通信 (cellular) 及一般无线通信 (non-cellular) 外,再新增支持 5CC 4x4 MIMO、速率达 2 Gbps 的传输。有鉴于单一设备兼容多种通信标准已成主流,芯片、模块、设备到网络的一条龙测试是加速产品上市的快捷方式;CMW500 可充当多模通信的"实时联机"基站,让功能验证及互操作性测试毕其功于一役。
 

图2:CMW500 无线通信测试仪为 R&S 长销机种,另有 CMW 290 经济型与 CMW 100 产线简易测试版本
资料来源:台湾罗德史瓦兹提供
 
许多 WLAN 组件制造商仅在常规存取点进行设备或组件测试,可能忽略不同通信模块的"共存"效应。R&S 日前推出的 CMW-KS656 软件,即是冲着无限制存取的通信协议兼容性而来,可供模拟 IEEE 802.11 ac 的 WLAN 联机信令 (Signaling) 测试。在 Signaling 模式下,用户可使用 CMW 无线通信测试仪分析发射端和接收端的射频特性,并根据 802.11ac 标准在真实条件下测试应用及 WLAN 连接速度。CMW500 可分析非常复杂的序列,例如测量 LTE-WLAN 流量卸除或分析待测物的共存干扰,尽可能及早予以消除,避免危及通信质量。
 
5G 电信网络 28GHz 先行,OTA 覆盖是重点
林志龙透露,基于市场后势及胃纳量考虑,作风严谨的 R&S 向来以国际联盟所颁布的标准为奉行圭臬,CMW500 亦纳入 NB- IoT 与 Bluetooth 5 等通信协议,以"模块化"方式提供用户选择;他举例,目前 Bluetooth 5 只有粗略分为低、中、高三个层级的强制受测项目,但有些区域市场或终端设备商会要求做更多检测,最多有 79 项,此时,用户可各取所需、任意选配信号产生器 (SG) 和信号分析仪 (SA) 组合。
 
R&S 在今年全球移动通信大会 (MWC) 即展出最新 3GPP Release 13 规范的窄频物联网应用测试。与此同时,由于全球第一个 5G 网络已确定采用 28 GHz频段,R&S 亦首次发布 28 GHz 频段的 SMW200A 向量信号产生器以产生 5GTF 候选波形,搭配内部带宽达 1.2 GHz 的 FSW 信号分析仪进行解析——5GTF 候选波形是由美国电信商 Verizon 领军"5G技术论坛"(www.5gtf.org) 所发表的 5G 技术规范,为目前通信业界公认的"暂行标准"。
 
R&S TSME 超小型"现场验证驱动测试扫描仪"和 ROMES 驱动器测试软件,可验证网络覆盖的空中接口 (Over the Air, OTA) 特性;所收集到位于 28GHz 频段的信号数据,可据以决定用户终端设备 (CPE) 的天线最佳位置,并验证、提升网络部署。会中,R&S 与子公司 SwissQual 携手演示移动网络的基准检验、网络优化、外场服务和服务质量监控。另新推出的 NRPM OTA 功率量测方案,能精确测量、校正远程波束成形 (beamforming) 和天线数组功率,在实际网络条件下测量物联网组件和嵌入式系统的电池寿命。
(责任编辑:jane)
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