5G, bir sonraki önde gelen mobil kablosuz standart olarak gelişmeye ve şekillenmeye devam ediyor. Tüm 5G uygulama alanlarının temeli olan yüksek performanslı mobil ağ ekipmanı, başarı için kritik öneme sahiptir. 5G Yeni Radyo (NR), yeni nesil mobil ağlardır ve 1 MHz'den 1 GHz'e kadar Frekans Aralığı 410'deki (FR7.125) yeni bantlardan yararlanır ve 2'ten itibaren Frekans Aralığı 2 (FR24.25) olarak adlandırılan mmWave aralığında daha yüksek frekanslar sunar. GHz'den 52.6 GHz'e.
5G ile ilgili birçok zorluk var. En büyük zorluklardan biri 5G'nin esnekliğidir. Alt taşıyıcı aralığı, sembol süresi, döngüsel önek süresi, bant genişliği, 400 MHz'den 43.5 GHz'e kadar olan frekanslar, sanallaştırılmış (çekirdek ağ) işlevler ve daha fazlası 5G'yi inanılmaz derecede karmaşık hale getiriyor. 5G'yi tam anlamıyla test etmek için test ekipmanının aynı zamanda onlarca farklı 5G test çözümüne olan ihtiyacı azaltacak şekilde inanılmaz derecede esnek olması gerekiyor.
5G standardizasyonu ve geliştirilmiş mobil geniş banda (eMBB) odaklanan uygulamalar, son kullanıcılar için daha hızlı veri hizmetlerini kolaylaştıran ilk ana kullanım durumlarıdır. eMBB'yi etkinleştirmek, mobil ağ altyapı ekipmanı için belirli tasarım zorluklarını gerektiren hüzme oluşturma gibi teknolojilerin kullanılmasını gerektirir.
Diğer iki ana kullanım durumu, devasa makine tipi iletişimler (mMTC) ve ultra güvenilir, düşük gecikmeli iletişimlerdir (URLLC). mMTC kullanım durumu, nesnelerin interneti uygulamaları için gerekli olduğu gibi, çok sayıda cihazın hızlı ve sınırsız bağlantısını destekler. URLLC için güvenilir iletişim ve düşük gecikme süresi, endüstriyel IoT ve otonom sürüş gibi dikey uygulamalar için zorunlu olan temel konulardır.
5G'nin eMBB, mMTC ve URLLC'ye yönelik ilk odak uygulamaları (Kaynak: Rohde & Schwarz)
Altyapı eğilimleri
Esneklik
Kullanıcı cihazının basit bir telefondan çeşitli kullanım durumlarını destekleyen uygulama odaklı bir cihaza doğru evrimi, eMBB, URLLC ve mMTC ile ilişkili 5G hizmet gereksinimleriyle başa çıkabilen esnek bir altyapı gerektirir. Yazılım tanımlı ağ yöntemleri işlevlerin sanallaştırılmasına izin verirken, gerçek işlevler doğrudan donanım bağlamasından ayrılacaktır. Bu, ağ işlevlerinin artık ağdaki belirli donanım öğelerine göre düzenlenmediği anlamına gelir. Bazı ağ işlevleri bulutta, bazıları ise donanımda uygulanabilir.
Ayrıştırılmış ağlar ve açık arayüzler, çok tedarikçili bir konsepti etkinleştirir ve yeni hizmet tanıtımlarını hızlandırır. Amaç, ağı akıllı, çevik ve esnek hale getirmektir. 5G bağımsız ve bağımsız olmayan dağıtım stratejileri, eski 2G, 3G ve 4G teknolojileriyle çalışacak esnek donanım gerektirir. 5G'nin giderek artan teknik gereklilikleri ve sistem karmaşıklığı, tüm yaşam döngüsü boyunca geleceğe yönelik test ekipmanlarına ve özel, uygulama için optimize edilmiş test çözümlerine güvenmeyi zorunlu kılmaktadır.
Ağ yoğunlaştırma
Daha yüksek veri hızlarına yönelik sürekli artan talep, makro hücrelerin sınırlarını zorluyor. Ağ yoğunlaştırma, makro hücreleri tamamlayarak zorlu kapasite gereksinimleriyle başa çıkmayı mümkün kılar. Mevcut frekans spektrumu ve uygulama düzenlemelerine bağlı olarak ağ yoğunlaştırma çözümleri, düşük güçlü küçük hücrelerden dağıtılmış anten sistemlerine ve mmWave çözümlerine kadar uzanır. 5G mmWave uygulamalarının ilk kullanım durumlarından biri olan son mil sabit kablosuz erişimi, geniş bantı özel evlere getirmek için büyük ölçüde artırılmış kapasiteyi kullanıyor.
FR2'nin yeni frekans bantlarını desteklemenin yanı sıra, test ekipmanının, LTE ile devam eden bir arada yaşama, dinamik spektrum paylaşımının kullanımı ve NSA'dan NSA'ya geçiş gibi 5G'nin tüm çeşitli aşamalarını ve fazlarını destekleyecek kadar çevik kalması gerekiyor. SA. Kampüs ağları için yeni gecikme ve güvenilirlik gereksinimlerinin de test edilmesi ve doğrulanması gerekiyor. Gerçekleştirilen testlerin aksine, hüzme şekillendirmenin yaygın olarak benimsenmesiyle birlikte kalite ölçümlerinin sağlanması için havadan testler artık hücre sahasında bir zorunluluk haline geldi.
5G kablosuz altyapısı, makro ve küçük hücreli baz istasyonlarından oluşan bir ağı kapsıyor. (Kaynak: Rohde & Schwarz)
Gelişen mobil ağ mimarisi
5G mobil ağ altyapısının önemi, ara sıra veri patlamalarından hızlı ve güvenilir düşük gecikmeli iletimlere kadar çeşitli kullanım durumlarında güvenilir ağ performansına duyulan ihtiyaçla birlikte artıyor. Bulutlaştırma, ayrıştırma ve çoklu erişimli uç bilişim gibi trendler akıllı, çevik ve esnek ağları hedefliyor. Buradaki zorluk, düşük gecikmeyi, akıllı RAN kontrolünü ve hizmet kalitesi (QoS) optimize edilmiş planlama hususlarını teşvik eden hiyerarşik ayrıştırılmış ağ dağıtımına karşı merkezileştirme, daha düşük enerji tüketimi ve daha düşük karmaşıklık arasındaki boşluğu kapatmaktır.
3GPP'nin entegre erişim ve ana taşıyıcı özelliği, aynı 5G hava arayüzü üzerinden erişim ve ana taşıyıcıya olanak sağlar teknolojiAltyapı bileşenlerinin hızlı dağıtımından yararlanarak. Her yerde bağlantı, kırsal alanlara ve uzak konumlardaki IoT ağlarına bağlantı sağlayarak karasal olmayan ağları teşvik etmek için önemli bir hedeftir.
Tavsiye edilen
Güvenilir ağ ölçümleri QoE iyileştirmelerine olanak tanır
Özel/yerel ağlar
Üretim tesisleri gibi endüstriler, özel bir alan içerisinde yerel veya özel bir ağ oluşturmak için 5G teknolojisini kullanabilir. Ağ dilimlemeye veya sektöre ait bireysel ağlara dayanan özel ağlar, birleşik bağlantı, kullanım durumu optimize edilmiş hizmetler ve güvenli bir ortam sunar. Hükümetler özel ağlar için özel spektrum tahsisleri sağlamaya başladı. Ağ operatörleri, halka açık olmayan bir ağı, müşterilerine hizmet olarak sanallaştırılmış bir ağ olarak sunabilirler.
Testlerin ağ sahibi tarafından mı yapılacağına veya mobil operatöre mi yoksa başka bir üçüncü tarafa mı yaptırılacağına bağlı olarak, ağ kalitesini, performansını ve güvenilirliğini sağlamak için testlerin özel bir ağa sahip olma ve işletme sürecinin bir parçası olması gerekecektir. .
Zorlukları test edin
Bileşen Ar-Ge
Kablosuz ağ ekipmanının geliştirilmesi, RF bileşenlerinin (güç amplifikatörü, RF ön ucu, D/A dönüştürücü, filtre, anten dizileri) test edilmesi ve dijital sinyal işleme ve güç modüllerinin doğrulanmasıyla başlar. Tipik olarak sürekli dalga sinyalleri, S parametreleri gibi RF performans ölçümlerini karakterize etmek için kullanılır. Modüle edilmiş sinyallerle test gerçekleştirmek için daha karmaşık yöntemler giderek daha fazla uygulanmaktadır. Dijital ön bozulma gibi gelişmiş teknikler, optimum performansın elde edilmesine yardımcı olur.
Tasarım ve doğrulama
Tasarım ve doğrulama testleri, bileşenlerin, alt sistemlerin ve sistemlerin çok çeşitli koşullar altında işlevsel performansının sağlanmasına yardımcı olur. Test dizileri geniş bir kapsama sahip olabilir ve frekans, güç, ışınlar ve sıcaklık gibi birden fazla parametreyi kapsayabilir. Bu, bileşenlerin ve vericilerin güç ve modülasyon performansını, ışın oluşturma doğruluğunu (örneğin ışın yönü ve gücü) ve yüksek hızlı dijital arayüzler üzerinden sinyal bütünlüğünü içerir.
Entegrasyon ve doğrulama
Entegrasyon ve doğrulama testleri baz istasyonunun tamamını ve alt sistemlerini kapsar. 5G testinin zorlukları arasında anten karmaşıklığı, genişleyen bant genişliği ve daha yüksek frekanslar yer alıyor. Test, tüm sinyaller için geniş bir sıcaklık aralığında performans analizi de dahil olmak üzere küresel radyasyon modellerini, toplam yayılan gücü, verici özelliklerini ve alıcı performansını içerir. Odak noktası özellik kümeleri ve testlerin eksiksizliğidir. Ölçümler 24/7/365 gerçekleştirilebilir. Test senaryoları otomatiktir. Testlerin kapsamı, 3GPP spesifikasyonlarında tanımlanandan önemli ölçüde daha geniş olup, üst düzey test ekipmanı ve büyük yankısız odalar gerektirir.
5G, anten karmaşıklığı, genişleyen bant genişliği ve daha yüksek frekanslarla yeni test zorlukları getiriyor. (Kaynak: Rohde & Schwarz)
5G ağ ekipmanını pazara sunuyoruz
Uygunluk onayı
3GPP gibi standardizasyon kuruluşları, baz istasyonlarının iyi tanımlanmış RF ve performans kısıtlamaları dahilinde çalışmasını sağlamak için uygunluk testleri belirler. 3GPP tarafından belirlenen uyumluluk testleri, verici ve alıcı özelliklerinin yanı sıra gürültü ve sönümleme koşulları altındaki alıcı performansını da kapsar. FCC, OFCOM ve BNetzA gibi düzenleyici makamlar genellikle bu testlerin sınırlarını belirler. Baz istasyonlarının sahada çalışmaya başlayabilmesi için kurulacakları bölgede uygunluk testlerinden geçmesi gerekiyor.
Üretim testleri
Üretim testleri iki aşamadan oluşur: alt sistem ve tam sistem testi. Öncelikle sistemler kalibre edilir. Bu, bilinen bir seviyeye sahip bir sinyalin uygulanmasını, doğru sinyal seviyesini bildirmek için cihaz programlamayı ve doğru çıkış gücünü oluşturmak için filtre ayarlamayı veya dahili zayıflamanın ayarlanmasını içerir. Daha sonra performans doğrulanır.
Üretim testleri, 3GPP testlerinden bağımsız olarak ürün kalitesini garanti edecek şekilde tasarlanmıştır. Verim ve verimlilik kritik öneme sahip olduğundan, en yüksek performansa ve kompakt ayak izine sahip yüksek hızlı cihazlar hayati öneme sahiptir. Üretim testleri de daha yüksek düzeyde verim için giderek daha fazla paralelleştiriliyor ve otomatikleştiriliyor.
Ağ kurulumu ve mobil ağ testi
Doğru ağ performansı ve QoS'nin sağlanması için her yeni hücre sitesinin doğrulanması gerekir. Tipik bir saha kabul prosedürü, vericiyi frekans ve zaman alanlarında analiz etmek ve sorunları gidermek için havadan gerçekleştirilen spektrum ölçümlerini içerir.
5G, ağ bağlantısını doğrulayan ve akıllı telefon kullanarak gecikme, indirme hızı ve yükleme hızı gibi performans KPI'larını toplayan işlevsel testler için yeni bir gereksinime sahiptir. Son olarak, 5G ve LTE bağlantı sinyalleri için ağ bilgilerini ve senkronizasyon sinyallerini doğrulamak amacıyla sinyal kod çözme kullanılır. Ağ çalışır hale geldiğinde, işlevsel, spektral ve sinyal kod çözme prosedürleri kullanılarak herhangi bir teknik sorun teşhis edilebilir ve çözülebilir.
Sonuç
Teknolojik yenilikler, müşterilerin 5G ürünlerini daha hızlı ve güvenli bir şekilde piyasaya sürmesine olanak tanıyan yenilikçi test ve ölçüm çözümlerine yol açtı. En son geliştirmeler, 5G NR 6 GHz altı ve mmWave sinyallerinin oluşturulmasını ve analiz edilmesini mümkün kılıyor.
Mobil teknoloji gelişmeye devam ederken, test yapmak tasarımın doğrulanması ve/veya hacimli üretim için daha kritik bir görev haline gelir. Ağ operatörleri ve cihaz OEM'leri, cihazların ve baz istasyonlarının, gerçekte kullanıldıkları ortamlara çok benzeyen ortamlardaki güvenilirlik ve performans özelliklerini değerlendirebilmeli ve belgelendirebilmelidir. Hiç şüphe yok ki 6G, terahertz frekanslarının amaçlanan kullanımıyla veya yeni, yüksek verimli kanal kodlama olasılığı ve gelişmiş anten ağı teknolojilerinin kullanımıyla daha da fazla karmaşıklık ve zorlukları beraberinde getirecek.
Rohde & Schwarz hakkında