5Gは進化を続け、次の卓越したモバイルワイヤレス規格として形を成しています。 すべての5Gアプリケーション分野の基盤として、高性能モバイルネットワーク機器は成功のために重要です。 5G New Radio（NR）は次世代のモバイルネットワークであり、1 MHz〜1 GHzの周波数範囲410（FR7.125）の新しい帯域を活用し、2の周波数範囲2（FR24.25）と呼ばれるミリ波範囲のより高い周波数を導入します。 GHz〜52.6GHz。
5Gに関連する多くの課題があります。 最大の課題の5つは、400Gの柔軟性です。 サブキャリア間隔、シンボル期間、サイクリックプレフィックス期間、帯域幅、43.5 MHz〜5 GHzの周波数、仮想化（コアネットワーク）機能などにより、5Gは非常に複雑になります。 5Gを完全にテストするには、テスト機器も非常に柔軟で、数十の異なるXNUMXGテストソリューションの必要性を減らす必要があります。
5Gの標準化と拡張モバイルブロードバンド（eMBB）に焦点を当てたアプリケーションは、エンドユーザーのデータサービスを高速化するための最初の主なユースケースです。 eMBBを有効にするには、モバイルネットワークインフラストラクチャ機器の特定の設計上の課題を伴うビームフォーミングなどのテクノロジを使用する必要があります。
他のXNUMXつの主な使用例は、大規模なマシンタイプの通信（mMTC）と超信頼性の低遅延通信（URLLC）です。 mMTCのユースケースは、モノのインターネットアプリケーションに必要なものなど、多数のデバイスの高速で無制限の接続をサポートします。 URLLCの場合、信頼性の高い通信と低遅延が重要なトピックであり、産業用IoTや自動運転などの垂直アプリケーションに必須です。
eMBB、mMTC、およびURLLC向けの5Gの最初のフォーカスアプリケーション（出典：Rohde＆Schwarz）
インフラストラクチャの傾向
柔軟性
プレーン電話からさまざまなユースケースをサポートするアプリケーション駆動型デバイスへのユーザーデバイスの進化には、eMBB、URLLC、およびmMTCに関連する5Gサービス要件に対応できる柔軟なインフラストラクチャが必要です。 ソフトウェア定義のネットワーク方式では機能の仮想化が可能ですが、実際の機能はハードウェアの直接的なバインドから切り離されます。 これは、ネットワーク機能がネットワーク内の特定のハードウェア要素に規制されなくなったことを意味します。 一部のネットワーク機能はクラウドに実装されている場合がありますが、他の機能はハードウェアに実装されている場合があります。
分散型ネットワークとオープンインターフェイスにより、マルチベンダーの概念が可能になり、新しいサービスの導入がスピードアップします。 目的は、ネットワークをスマート、俊敏、かつ柔軟にすることです。 5Gスタンドアロンおよび非スタンドアロンの展開戦略では、2G、3G、および4Gのレガシーテクノロジーと連携するための柔軟なハードウェアが必要です。 システムの複雑さに加えて5Gの技術要件が増え続けるため、ライフサイクル全体にわたって将来性のあるテスト機器と専用のアプリケーション最適化テストソリューションに依存する必要があります。
ネットワークの高密度化
より高いデータレートに対する需要の高まりにより、マクロセルは限界に達しています。 ネットワークの高密度化により、マクロセルを補完することで、困難な容量要件に対処できます。 利用可能な周波数スペクトルと実装規制に応じて、ネットワーク高密度化ソリューションは、低電力のスモールセルから分散アンテナシステムやミリ波ソリューションまで多岐にわたります。 5Gミリ波アプリケーションの最初の使用例のXNUMXつとして、ラストマイル固定ワイヤレスアクセスは、大幅に増加した容量を使用して、個人の家にブロードバンドを提供します。
FR2の新しい周波数帯域をサポートすることに加えて、テスト機器は、LTEとの継続的な共存、動的スペクトル共有の使用、NSAからNSAへの移行など、5Gのさまざまなステージとフェーズのすべてをサポートするのに十分な俊敏性を維持する必要があります。 SA。 キャンパスネットワークの新しい遅延と信頼性の要件もテストおよび検証する必要があります。 ビームフォーミングの普及により品質メトリクスを確保するために、セルサイトでは、実施されたテストとは対照的に、無線テストが必要になりました。
5Gワイヤレスインフラストラクチャには、マクロセルおよびスモールセル基地局のネットワークが含まれます。 （出典：ローデ・シュワルツ）
進化するモバイルネットワークアーキテクチャ
5Gモバイルネットワークインフラストラクチャの重要性は、散発的なデータバーストから高速で信頼性の高い低遅延伝送に至るまで、さまざまなユースケースでの信頼性の高いネットワークパフォーマンスの必要性とともに高まっています。 クラウド化、分解、マルチアクセスエッジコンピューティングなどのトレンドは、スマートで機敏で柔軟なネットワークを対象としています。 課題は、集中化、エネルギー消費量の削減、複雑さの軽減と、低遅延、インテリジェントなRAN制御、およびサービス品質（QoS）に最適化されたスケジューリングの側面を促進する階層的な非集約ネットワーク展開との間のギャップを埋めることです。
3GPP の統合されたアクセスおよびバックホール機能により、同じ 5G エア インターフェイスを介したアクセスとバックホールが可能になります テクノロジー、インフラストラクチャ コンポーネントの迅速な展開を活用します。 ユビキタス接続は、遠隔地にある農村地域や IoT ネットワークに接続をもたらし、非地上ネットワークを促進するための重要な目標です。
推奨されます
信頼性の高いネットワーク測定により、QoEの改善が可能
プライベート/ローカルネットワーク
生産施設などの業界では、5Gテクノロジーを使用して、専用エリア内にローカルネットワークまたはプライベートネットワークを作成できます。 ネットワークスライシングまたは個々の業界所有のネットワークに基づいて、プライベートネットワークは、統合された接続、ユースケースに最適化されたサービス、および安全な環境を備えています。 政府は、プライベートネットワークに特定のスペクトル割り当てを提供し始めています。 ネットワーク事業者は、非公開ネットワークを仮想化ネットワークとして顧客へのサービスとして提供できます。
テストがネットワーク所有者によって行われるか、モバイルオペレーターまたは他のサードパーティにアウトソーシングされるかに応じて、テストは、ネットワークの品質、パフォーマンス、および信頼性を確保するために、プライベートネットワークを所有および運用するプロセスの一部になる必要があります。 。
テストの課題
コンポーネントの研究開発
ワイヤレスネットワーク機器の開発は、RFコンポーネント（パワーアンプ、RFフロントエンド、D / Aコンバーター、フィルター、アンテナアレイ）のテストと、デジタル信号処理およびパワーモジュールの検証から始まります。 通常、連続波信号は、SパラメータなどのRF性能メトリックを特徴づけるために使用されます。 変調信号を使用したテストを実行するために、より高度な方法がますます適用されています。 デジタルプリディストーションなどの高度な技術は、最適なパフォーマンスを実現するのに役立ちます。
設計と検証
設計と検証のテストは、さまざまな条件でコンポーネント、サブシステム、およびシステムの機能パフォーマンスを保証するのに役立ちます。 テストシーケンスは広い範囲を持ち、周波数、電力、ビーム、温度などの複数のパラメータをカバーできます。 これには、コンポーネントと送信機の電力と変調性能、ビームフォーミングの精度（ビームの方向と電力など）、および高速デジタルインターフェイスでのシグナルインテグリティが含まれます。
統合と検証
統合および検証テストは、基地局全体とそのサブシステムを対象としています。 5Gテストの課題には、アンテナの複雑さ、帯域幅の拡大、およびより高い周波数が含まれます。 テストには、球面放射パターン、総放射電力、送信機の特性、およびすべての信号の広い温度範囲での性能分析を含む受信機の性能が含まれます。 焦点は、機能セットとテストの完全性にあります。 測定は24時間年中無休で実行できます。 テストシナリオは自動化されています。 テストの範囲は、7GPP仕様で定義されているものよりも大幅に広く、ハイエンドのテスト機器と大きな電波暗室が必要です。
5Gは、アンテナの複雑さ、帯域幅の拡大、およびより高い周波数など、新しいテストの課題をもたらします。 （出典：ローデ・シュワルツ）
5Gネットワーク機器を市場に投入
適合承認
3GPPなどの標準化団体は、基地局が明確に定義されたRFおよびパフォーマンスの制約内で動作することを確認するための適合性テストを指定しています。 3GPPで指定されている適合性テストは、送信機と受信機の特性、およびノイズとフェージング条件下での受信機のパフォーマンスを対象としています。 FCC、OFCOM、BNetzAなどの規制当局は、通常、これらのテストの制限を設定します。 基地局は、現場で運用を開始する前に、設置される地域での適合性テストに合格する必要があります。
生産テスト
実稼働テストには、サブシステムテストと完全なシステムテストのXNUMXつの段階があります。 まず、システムが調整されます。 これには、既知のレベルの信号の適用、正しい信号レベルを報告するためのデバイスプログラミング、および正しい出力電力を生成するためのフィルター調整または内部減衰の設定が含まれます。 その後、パフォーマンスが検証されます。
生産テストは、3GPPテストとは独立した製品品質を保証するように設計されています。 スループットと効率が重要であるため、最高のパフォーマンスとコンパクトなフットプリントを備えた高速機器が不可欠です。 生産テストもますます並列化および自動化され、スループットが向上しています。
ネットワークのインストールとモバイルネットワークのテスト
新しいセルサイトはそれぞれ、正しいネットワークパフォーマンスとQoSを保証するために検証する必要があります。 典型的なサイト受け入れ手順には、周波数および時間領域で送信機を分析し、問題のトラブルシューティングを行うために無線で実行されるスペクトル測定が含まれます。
5Gには、ネットワークへの接続を確認し、スマートフォンを使用して遅延、ダウンロード速度、アップロード速度などのパフォーマンスKPIを収集する機能テストの新しい要件があります。 最後に、信号のデコードを使用して、5GおよびLTEアンカー信号のネットワーク情報と同期信号を検証します。 ネットワークが運用可能になると、機能、スペクトル、および信号のデコード手順を使用して、技術的な問題を診断および解決できます。
まとめ
技術革新により、顧客が5G製品をより迅速かつ安全に立ち上げることができる革新的なテストおよび測定ソリューションが生まれました。 最新の機能拡張により、5GNRサブ6GHzおよびミリ波信号の生成と分析が可能になります。
モバイルテクノロジーが進化し続けるにつれて、 テスト 設計の検証や大量生産は、より重要なタスクになります。 ネットワーク事業者とデバイスOEMは、実際に使用されている環境に非常に似た環境で、デバイスと基地局の信頼性とパフォーマンス特性を評価および認定できる必要があります。 間違いなく、6Gは、テラヘルツ周波数の使用目的、または新しい高効率のチャネルエンコーディングと高度なアンテナメッシュ技術の使用の可能性により、さらに複雑で課題を先取りします。
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