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5G-NR-Test für Basisstationen und die passende Messtechnik

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Testlösungen für 5G-Basisstationen sowie die zugehörigen Massive MIMO-Antennen-Arrays und Verstärker benötigen spezielle Hardware. Wir zeigen passende Mess- und Prüfgeräte.

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Mit dem patentierten Plane Wave Converter R&S PWC200 ist es möglich, Fernfeldeigenschaften auf kurze Distanz im Nahfeld einer Antenne präzise zu vermessen.
Mit dem patentierten Plane Wave Converter R&S PWC200 ist es möglich, Fernfeldeigenschaften auf kurze Distanz im Nahfeld einer Antenne präzise zu vermessen.
(Bild: Rohde & Schwarz)

Wer auf den künftigen Mobilfunkstandard 5G setzt und entsprechende Produkte entwickelt und validiert, der benötigt entsprechende Messt- und Prüftechnik. So sind Geräte gefragt, um 5G-NR-Signale gemäß den aktuellen 3GPP-Spezifikationen (Version 15.2.0) zu generieren und zu analysieren. 5G New Radio (NR) spezifiziert dabei die aktuellen Frequenzbänder unterhalb und oberhalb der bisher vom Mobilfunk genutzten Frequenzbänder.

Im FR1-Frequenzbereich unter 6 GHz liegen die wichtigsten zwischen 3,4 bis 4 GHz und im Millimeter-Wellenlängenbereich (FR2) bei 26 bis 29 GHz. Hier wird der Entwickler vom Signal- und Spektrumanalysator des Typs R&S FSW sowohl 5G-NR-Signale im Uplink für die Entwicklung von 5G-Endgeräten und -komponenten wie Leistungsverstärkern als auch im Downlink für Tests an 5G-Basisstationen. Mit dem Messgerät lassen sich wichtigen Leistungsparameter wie beispielsweise die EVM (Error Vector Magnitude) ermitteln.

Der HF-Vektorsignalgenerator R&S SMW200A erzeugt die erforderlichen Signale für Uplink- und Downlink-Empfängertests. Beide Messgeräte eignen sich zudem für die Charakterisierung von hoch-performanten und effizienten Doherty-Verstärkern, die zur Signalverstärkung bei 5G-Basisstationen benötigt werden. Dank der zwei Pfade generiert generiert das Gerät synchrone Signale, während der R&S FSW die passenden Analysefunktionen bietet, um die Eigenschaften von Doherty- oder auch anderen Verstärkern weiter zu verbessern.

5G-NR-Basisstationen testen

Optional erhältlich ist eine breitbandige und im Signalgenerator integrierte Fading-Simulator R&S SMW-B15 für Performance-Tests an 5G-NR-Basisstationen. Um den Datenempfang einer Basisstation unter realen Verhältnissen testen zu können, simuliert die Breitbandversion die erforderlichen hochgenauen Sendesignale im Millimeterwellenbereich entsprechend den Testspezifikationen für 5G NR Release 15. Signale mit einer Bandbreite von bis zu 2 GHz sowie Fading-Kanäle mit bis zu 200 MHz lassen sich bis zur maximalen Trägerfrequenz von 44 GHz auf Knopfdruck erzeugen.

Mit dem patentierten Plane Wave Converter R&S PWC200 lassen sich Fernfeldeigenschaften auf kurze Distanz im Nahfeld einer Antenne präzise vermessen. Der Converter erzeugt in Echtzeit auf einer Distanz von 1,5 Metern eine kugelförmige 3D Quiet Zone mit einem Meter Durchmesser. In dieser lassen sich gestrahlte Leistungs- und Transceiver-Messungen wie EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power), EVM, ACLR (Adjacent Channel Leakage Power) und EIS (Equivalent Isotropic Sensitivity) durchführen.

Fertigungstests wandern in die Cloud

Für Fertigungstests an 5G-NR-Basisstationen gibt es eine Testlösung, bei der die Datenverarbeitung auf einem Server oder in der Cloud des Kunden abläuft. Das beispielhafte Testsystem vor Ort besteht aus einem Vektorsignalgenerator R&S SMBV100B und dem Spektrumanalysator R&S FSV3000, der für die Analyse von 5G-NR-Signalen und den schnellen Datentransfer in die Cloud konzipiert wurde. Der Anwender kann die Fertigungstests über die Automatisierungs-Software R&S Quickstep konfigurieren und steuern. Zur schnellen Analyse der Daten kommen 5G Microservices auf Basis der R&S VSE Signal Explorer Software zum Einsatz.

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