Поиск

Тестирование 5G в лабораториях


Повсеместная потребность к чрезвычайно быстрому надежному соединению и бесперебойной связи при любых обстоятельствах, сильно стимулирует развитие технологий 5G. Инфраструктуры с использованием 5G будут представлять собой самую мощную, эффективную и интеллектуальную сеть из когда-либо известных в мире уже в ближайшем будущем и позволят мобильной связи выйти на небывалый уровень. Поддержка в 1000 раз больше устройств, чем 4G, со скоростями, в 100 раз быстрее и в 10 раз меньшими задержками - это огромные преимущества. Однако, эти преимущества создают и огромные трудностями для тестирования таких технологий и устройств. В связи с резким увеличением требований пользователей к связи, необходимость тестирования устройств и базовых станций исключительно на основе OTA становится очень существенной. Одним из наиболее привлекательных вариантов использования технологии 5G является Интернет вещей (IoT), который, как ожидается, будет состоять из миллиардов подключенных к сети беспроводных датчиков. Сети 5G также предъявляют чрезвычайно сложные требования к индустрии испытаний и измерений их параметров, увеличивая сложность и затраты на них. Необходимость в быстрых, точных и простых решениях для тестирования OTA критически важна для априорной идентификации проблем и обеспечения быстрого цикла прототипирования при разработке продуктов 5G.

В настоящее время методы испытаний 5G устройств находятся на рассмотрении консорциума по стандартизации 3GPP. Первые прототипы решений показывают удивительные скорости, открывая дверь в светлое будущее для беспроводных технологий. Это будущее новых возможностей, новых ниш рынков для компаний по всему миру. Выбор современного оборудования для 5G-тестирования существенно облегчает усилия по созданию 5G сетей и разработке 5G устройств.


Зачем нужны эфирные испытания 5G (OTA)?

Цель любых испытаний, в том числе телефонов - обеспечение высокого качества продукта и услуг. В области беспроводной связи это называется Quality of Experience («качество восприятия»). При использовании устройств, использующих методы пространственного кодирования MIMO, пропускная способность зависит от производительности антенн в реальных условиях распространения и приема радиоволн, которые не могут быть точно смоделированы обычной функциональной проверкой оборудования. Поэтому, эфирные измерения и испытания (Over the Air) OTA имеют важное значение для многопотоковых систем MIMO, и, следовательно, для систем 5G.

OTA-тестирование системы с одной передающей и одной приемной антенной (SISO - Single Input Single Output) позволяет разделить процесс испытаний на тестирование рабочего канала и тестирование антенны, кроме внутренних проблем устройств - это задача ЭМС. Также могут возникать проблемы различий в входных и выходных уровнях сигналов антенны, приемника, модема и т.п. Технология MIMO используется в беспроводных связи Wi-Fi, WiMAX, LTE для увеличения пропускной способности и более эффективного использования полосы частот. В системе MIMO существует корреляция: производительность антенны влияет на уровни сигналов сразу нескольких приемников и их взаимосвязь. Производительность MIMO систем оценивают по отношению сигнал/шум (SINR). То, какой будет среда передачи сигнала беспроводной связи и как он будет принят антенной значительно влияет на производительность системы. Модему будет сложнее раскодировать потоки данных в плохих условиях окружающей среды (погодные условия, посторонние помехи, препятствия на пути распространения сигнала и др.). Эфирные испытания многопотоковых устройств MIMO OTA позволяют создавать уникальные пространственные условия для воспроизведения реалистичных сценариев распространения сигналов связи в контролируемой среде.

Для современных систем MIMO необходимы реалистичные хорошо повторяемые оценки производительности их многочисленных устройств. Такие тесты должны показывать характеристики системы беспроводной связи и их зависимости от условий беспроводного канала, усиления антенн, дисбаланса системы, условий поляризации, взаимосвязь между антеннами и пр. Последний момент особенно важен, так как технологий MIMO используют низкую корреляцию сигналов для достижения более высокой производительности. Для каждой антенны должна быть известна ее реакция на общий для них сигнал, учитывая ее усиление, фазу, диаграмму направленности, мощность дошедшего сигнала. OTA-тестирование является лучшим существующим приближением к реальным условиям из-за широких возможностей испытательных систем и высокой степени контроля и воспроизводимости среды в испытательной камере. Использование реверберационной камеры обеспечивает возможность воспроизведения изотропных условий для различных возможных ориентаций.


Не все мобильные устройства "одинаково полезны"

Сложность мобильных устройств и беспроводных сетей продолжает расти с увеличением применения таких технологий, как MIMO. Признавая важность каждого элемента сети, операторы связи и производители устройств по всему миру внедряют методы промышленных испытаний, которые позволяют в полной мере оценивать и качество устройств, и конструкции антенны и поведение элементов сети в моделированных условиях. Многочисленные исследования различных зарубежных органов по стандартизации для 2G, 3G и 4G сетей выявили интересные и значительные различия в производительности смартфонов, которые в реальном мире оказали бы заметное влияние на пользователей. Подобные различия учитываются и в 5G, и дают возможность до 50-кратного увеличения пропускной способности. Большинство операторов принимают общие стандарты или вводят свои собственные критерии для построения своих сетей. Построение таких сетей основано на использовании абонентами только дорогих, качественных моделей смартфонов, в то время как менее дорогие будут приводить к ухудшению качества связи. При этом большинство пользователей будут винить в этом сеть, а не телефон.


Развитие 5G

Разработка и применение технологий 5G в настоящее время находится на подъеме и большое внимание уделяется исследованиям и испытаниям. С накопленным опытом с 2G до 4G стало ясно, чтобы выжить в среднесрочной и долгосрочной перспективе, компании-производители и операторы будут двигаться в направлении 5G. И правительства, научные и промышленные организации быстро к ним присоединятся. Посмотрите на развитие 5G ITU-R, 3GPP, IEEE802.11. Битва за технологическое господство только началась.

5G заняли сильные позиции уже в начале 2016 года.


Особенности эфирных измерений (OTA) 5G

5G имеет большое количество преимуществ перед 4G: диапазон частот 6 ГГц (с расширением до 100 ГГц), пропускная способность от 40 до 2000 МГц, количество антенн (8x8 для 802.11ac) с возможностью управлением до 256 элементов и множество других. В области тестирования 5G сегодня лидируют технологические решеия Spirent и EMITE, которые являются активными участниками органов по стандартизации 5G и взаимодействуют со стратегическими партнерами по всему миру. Их уникальные испытательные и измерительные решения на платформах оборудования SR5500, VR5 и Vertex CE, e300, E400, E500, F100 и F200 с программно-аппаратными платформами, конструктором окружающей среды и сценариями тестирования, а также другими инструментами расширенного моделирования и тестирования каналов, включая MIMO - это без преувеличения самый передовой на сегодня опыт эксплуатации и испытаний в этой отрасли во всем мире. Чем должны обладать испытательные системы OTA 5G? Рассмотрим на примерах решений EMITE.

Задача тестирования: частоты mmWave. 5G будет включать в себя частоты свыше 6ГГц, включая поддиапазоны 20, 50 и 80 ГГц. Платформа Vertex предназначена для включения возможности блокировать сигналы mmWave в диапазоне эмуляции. Совместно с реверберационной камерой E300, законченный готовый комплекс для тестирования 20 ГГц, позволяет покрыть все диапазоны частот 5G, учитывая будущее расширение.


Задача тестирования: широкие полосы пропускания сигналов. 5G будет включать в себя пропускную способность 80, 160, 320МГц и выше, вплоть до 2 ГГц. Испытательные платформы, соответственно, должны поддерживать такие возможности. Решения EMITE и Spirent может легко обеспечит эти требования, а хорошая интеграция с ведущими мировыми производителями средств измерений, например, Arnitsu или Rohde&Schwarz, позволит адаптировать их под новые задачи. При этом, обеспечивается разносторонняя техническая поддержка как российских, так и зарубежных специалистов.


Задача тестирования: большое количество антенн. 5G также значительно увеличит количество антенн eNB и UE. Наши решения имеют самую высокую плотность канала среди всех эмуляторов и могут расшириться до многозадачных комплексов для поддержки 256 каналов. Система EMITE E300-5G, например, оснащена 16 антенными зондами.


Задача тестирования: Массивы MIMO. По мере увеличения количества антенн, тестирование становится гораздо более сложным, но такие лидеры в эмуляции каналов MIMO, как EMITE на рынке в течение уже более 2 лет, признаны 3GPP и CTIA, и предлагают решения для всех существующих MIMO систем.


Обзор испытательной системы E300-5G-VTX

Реверберационная камера - это экранированное помещение или шкаф, одновременно экранирующее внешние мешающие помехи и внутренние сигналы. Внутри нее благодаря контролируемой реверберации (многократному отражению сигнала от стенок камеры) определяются испытательные или измерительные уровни, соответствующие определенному методу. Задающие и контролирующие приборы - это эмулятор каналов и векторный анализатор, подключаемые к камере с помощью антенн и вспомогательных устройств. Управляет всем ПК с программным обеспечением, поэтому от его свойств, а также от гибкости, комплексности всего решения и степени его интеграции зависит качество и скорость испытаний. При промышленных масштабах тестирования стенды с очень небольшой площадью (E300-5G около 1,5 кв.м.) являются приоритетными. Являясь при этом эргономичными и мощными инструментами тестирования, минимизируя проблемы адаптации к условиям эксплуатации, они могут быть размещены группами и быть взаимосвязаны между собой, управляясь с единого графического интерфейса. Испытательные стенды EMITE довольно просты в управлении и позволяют проводить неконтролируемые полностью автоматические пакетные измерения, например, в ночное время суток.

Как и для любой радиочастотной системы, для тестовых платформ 5G нужна калибровка. Важно, чтобы ее процесс должен быть повторяемым, полным и не занимать много времени у пользователя. Калибровка наших систем занимает всего 5 минут, а пользователю достаточно выбрать ее запуск в меню и система подтвердит свою готовность или предупредит о необходимости новой калибровки. При этом, обеспечивается полная и гибкая техническая поддержка аппаратной части, а программная может быть осуществлена удаленно.








Официальный дистрибьютор EMITE

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

  • Instagram -Emctestlab
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций
  • Tlegram канал ЭМСТЕСТЛАБ

© Emctestlab llc, Москва, 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип