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5G毫米波通信測試系統(tǒng)

產(chǎn)品綜述

  移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，成為5G的主要驅(qū)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(qū)動數(shù)據(jù)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(huán)境下也能夠獲得*的業(yè)務體驗；物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，智能家居、智能電網(wǎng)、視頻監(jiān)控、移動醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)等應用對移動通信技術(shù)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(wǎng)絡中，能耗、每比特成本、部署和維護的復雜度等可持續(xù)發(fā)展要求也進一步加強。5G作為新一代無線移動通信網(wǎng)絡，主要用于滿足十三五及以后的移動通信需求。在高速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)和不斷增長的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)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(xiàn)人與萬物的互通互聯(lián)。     

       從技術(shù)角度來說，5G不是獨立、全新無線接入技術(shù)，而是對現(xiàn)有無線接入技術(shù)的技術(shù)演進，包括2G、3G、4G等，還包括一些新增補充性無線接入技術(shù)，5G是以融合和統(tǒng)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(tǒng)基于2G、3G、4G通信數(shù)據(jù)調(diào)制格式和解調(diào)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(huán)回可采用天線或者有線連接。系統(tǒng)支持用戶想要評測的各種頻率和調(diào)制帶寬的候選波形的導入和數(shù)據(jù)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?shù)取?/span>

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(fā)生

實時、可變的多種數(shù)字調(diào)制格式的矢量信號發(fā)生

可按用戶需求設置的數(shù)字調(diào)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(shù)字調(diào)制格式多種制式的矢量信號分析

大動態(tài)、高精度的射頻信號測量能力

5G毫米波通信系統(tǒng)功能要求

1、測試參數(shù)

     實現(xiàn)不同測量環(huán)境下參數(shù)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(tǒng)同步

系統(tǒng)包括自動同步功能，具體包括：

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

b） 發(fā)射系統(tǒng)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)方式實現(xiàn)，保證信號測量的精度要求。

3、系統(tǒng)校準

     射頻通路系統(tǒng)函數(shù)自動校準，讀取射頻通路系統(tǒng)函數(shù)數(shù)據(jù)，測試前可自動調(diào)用校準數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)測量帶寬內(nèi)系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)的頻域平坦度。

28GHz毫米波系統(tǒng)

1、系統(tǒng)框圖：

系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(huán)回采用天線或者有線連接。

2、所需設備和系統(tǒng)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數(shù)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(guī)本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規(guī)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數(shù)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(diào)格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

40GHz毫米波系統(tǒng)

2、所需設備和系統(tǒng)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數(shù)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(guī)本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規(guī)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數(shù)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(diào)格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

60GHz毫米波系統(tǒng)

2、所需設備和系統(tǒng)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數(shù)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(guī)本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規(guī)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數(shù)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(diào)格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

76GHz毫米波系統(tǒng)

2、所需設備和系統(tǒng)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶源擴展。

        1445B具體參數(shù)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(guī)本振激勵源和超低相噪激勵源選件：

  常規(guī)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(tǒng)支持外配2GHz寬帶基帶分析擴展；5264B具體參數(shù)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(diào)格式：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、MSK、FSK、16QAM、64QAM

      方案設計優(yōu)點分析:

系統(tǒng)同步精度高、技術(shù)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(shù)據(jù)同步、系統(tǒng)同步和校準軟件等。

毫米波系統(tǒng)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(jīng)實現(xiàn)500GHz技術(shù)攻關(guān)和THz的技術(shù)預研，在國內(nèi)毫米波市場占有主導地位，相關(guān)部件和技術(shù)成熟，系統(tǒng)的穩(wěn)定度和成熟度得到了極大的驗證。

系統(tǒng)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(tǒng)在很大程度上實現(xiàn)設備復用，極大的節(jié)省了投資，同時，支持已有設備的替代使用和功能擴展。