5G无线通信空中接口性能测试

【摘要】随着中国经济的不断发展，无线通信技术也在不断进步。5G无线通信已经进入人们的生活，为了实现无线终端与通信规范兼容的目标，提高用户体验，我国采取多种措施对无线终端指标进行了规范。其中，运营制造商、测试机构、科研测试人员乃至终端用户对无线终端的射频性能测试都十分注重。在我国现存有的传统的测试模式当中，末端受测试电缆导通模式的射频性能，与实际情况相比，这种测试与实际情况相差很大。

【关键词】无线通信技术；无线终端；通信规范兼容；性能传导测试

目前5G时代已经到来，无线通信终端各种所有框架建设都需要达到质量要求标准线，同时还要保障它所有功能、性能存在。空中接口部分是十分重要的组成部分架构之一，它是客户终端与无线接入网之间的连接口。它的存在性能直接关乎到用户使用网络速度下载上传的质量，为用户带去十分直接的感观体验和感受。本文对5G无线通信空中接口性能评价测试进行具体的拆析，阐述了现实意义。

1空中接口意义与技术

1.1空中接口存在的意义。空中接口单元，其直接与无线电接入网络，该网络是一个移动通信系统的标准键模块的终端的用户界面，移动性提出的实施例[1]。5G通信技术主要分为三种应用场景：①这是一个广泛的区域性场景，具有大的小区覆盖率、方伟光，和中等的流量。②大城市应用市场场景，小区覆盖区域面积为中等区间，服务需求比较高。③还有当地的小规模市场，小小区覆盖，更多的是涉及比。根据不同的需求的市场应用场景，空中接口性能标的准条件也有相关的需求。1.2空中接口结构。目前，空中接口结构主要包括空间端口波形调制、天线配置和数据传输方式，以及调配制作编码纠正错误处理和处理解决多个用户接入相关技术。空中接口技术相当于不关闭式系统互连模型的物理层和数据链路层的性能，并且更倒向于物理层面。无线通信系统的基础便是整个物理层，也是最主要的部分之一，因为这部分包含了通信技术的核心技术价值。无线电波并不高于物理方面，其功能是构造维护并使基站和无线终端没有连接，使得无线接口[2]实现在设备之间。在这个过程当中，无线电波发送的比特流必须接收。在我国未来5G时代，空中接口标准主体就是在物理层，由于物理层天线的配置和传输是传统的技术，发展相对成熟。在相对空气界面而言是一个有线通信线路接口，在无线通信中，无线端口定义了基站与无线终端之间的技术行为规范，使无线通信技术能够像有线通信一样可靠、稳定。

2空中接口性能测试方法

目前，对空中接口性能测试标准的限制主要是通过合作伙伴程序、无线通信和Internet协议来实现的。其中在这些重要的组织，无线通信技术和相关互联网协议的发展是第一空口性能测试。中国的空中接口测试主要依据中国通信标准化协会的标准，随着5G时代的临近，无线通信终端的空中接口性能测试主要采用以下集中方式：2.1SISOOTA测试方法。总辐射功率和中接收灵敏度两种测试方法都属于SISOOTA测试方法，两个测试都在CTIA消声室测试，CCSA本书有要求的详细说明的是，谁将会测试无线设备的项目网络所有从业者。CTIA的标准中给出了标准试验方法和替代方法。标准试验方法因其强大的直觉冲击和准确性性能高而被广泛使用。缺点是很长一段时间的测试，相关工作人员的研究和认证巨大的时间成本。替代试验方法可以快速完成评价，但不能保证结果的准确程度，导致没有被广泛使用到实际操作，考虑到这些问题存在，一些相关研发企业人员提出了几种创新的测试方法，为了实现更快速的，精准度更高的OTA测试，例如它的快速返回OTA测试办法和基于快速OTA同一信道收发信机系统的测试方法，可以大大减少的时间OTA测试，同时还能提高OTA测试准确度。这些快速测试的方法已经广泛应用于各种通信系统的模拟测试中，例如，GSM、WCDMA、TD-SCDMA、WiFi、LTE、蓝牙等。这种快速的测试方法已经被CTIA和CCSA标准收纳[3]。2.2MIMO测试方法。MIMO技术是广泛使用在4G时代就开始推广使用，5G中所面临的时代即将到来将在基站和无线终端可以有效地运用。这种测试方法是在原始基础输入和输出的基础上进行测试无线终端的射频。通过这种方式，可以在特殊环境中检测和判断设备的通信效率。如有特殊情况是指在不同环境下的统计数据模型的通信，数字模型通常主要用于与大熊UMmi，这些都是互联网协会要求必须测试的项目之一。这个模型涉及到许多无线设备的使用。它可以模拟无线电波的传输，如折射和反射、多普勒效应、交叉极化率等。它能切实的反映无线设备在MIMO条件下的使用场合，再由3GPP和CTIA制定的MIMO测试书中，吞吐量测试是以此参照MIMO测试的最重要指标。目前，通过包括多探头、混响室和辐射两步法在内的相关组织，存在三种解决国际化的主要途径。混响值得微波暗室柜不必运用屏蔽吸波材料，整个系统简单，方便操作，主要存在的问题是模拟频道会很少，将被限制相关的环保标准不能与特殊现场进行测量需求，所以要广泛的应用范围会受到一些限制。多探头法主要是对各种天线周围的被测部件进行信道仿真，并对相关信道进行仿真，这种方法比较简单，但耗材成本相对比较高，相关操作工作难度较大。两步辐射法将被测单元的天线方向图信息、传播信道模型和传播信道模型相结合，利用信号模拟器进行计算，最终通过向接收机发送组合信号，测试结果和多探针模式有一定的差异，该方法的成本性能也很高，符合国际化标准的测量方法之一。此外，辐射两步过程可从辐射天线和测试机中，接收灵敏度性能测试的测试中，其是在MIMO测试程序具有很大的优势来分离。与4G相比，5G具有更广泛的高频宽带宽应用，并且具有更复杂的波速整形方式。OTA测试也面临许多艰巨挑战，例如，需要更大的微波暗室，在远距离场地测试条件，5G总无线产品测试消声室长度需要达到几十米或甚至数百米，成本高，难，有较大的耗材成本，频率高代表路径损耗的更多，几十米的测试距离，在5G的工作频率下，较老的材料消耗会给测试带来很大的压力。

3新技术面临的挑战

5G相比4G而言，5G拥有的频率和宽带都需要更多的发射和接收天线、波形束赋形工作模式变得更加复杂，主要面临以下艰巨任务：（1）需要更广阔的微波消声暗室：在远场测试下，5G无线测试所需微波消声的长度为几十米。造价昂贵，比较难以实现；（2）多路径损耗：在高频率路径损耗平均增加，几十米测试距离的，在5G的工作频率，巨亏路径将带来OTA测试艰巨的挑战；（3）更复杂的测试工程：5G基站天线列阵拥有成百上千的天线单元，对于每一个天线单元都需要十分安静的测试3D方向图，这种测试系统工作将会十分的复杂；（4）测试耗费时间长：5G天线在多数波束赋形工作情况下，它的工作模式有许多，想要更加完整的评估所有的波束赋形工作情况，则需要更长的测试时间。

4结束语

在实际测试5G无线通信终端的空中接口性能的过程当中，根据国家部门相关规定进行无线通信终端进行测试时，主要是运用SISO和MIMO两种测试方法。以保证用户体验为出发点，保证网络架构和建设，其性质的质量需要以许多方式和许多方面来判断。

参考文献

[1]庞立华，张阳，任光亮，等.5G无线通信系统信道建模的现状和挑战[J].电波科学学报，2017，32（5）：487-497.

[2]李得鹏.LTE空中接口对网络速率影响的探讨[J].移动通信，2017，41（5）：79-83.

[3]漆一宏.面向5G的无线通信终端空中接口能测试[J].安全与电磁兼容，2017（1）：9，51.

作者:叶世聪 单位:广东省电子信息高级技工学校