Tests von Kleinfunkzellen

Was leistet die Kleinzellen-Technik?

In 5G-Netzen spielt eine Infrastruktur, die Makrozellen und Kleinfunkzellen kombiniert („disaggregiertes RAN“), besonders für neue Anwendungen wie IoT und autonome Fahrzeuge eine wichtige Rolle. Sie ist außerdem von entscheidender Bedeutung für die Unterstützung von 5G-Diensten in Büros, Stadien und anderen Innenräumen, wo die Abdeckung normalerweise schwach ist.

Hauptzweck der Kleinzellen-Technik ist die Verbesserung der Netz-Performance durch die Übernahme des Datenverkehrs von überlasteten Makrozellen und die Bereitstellung einer besseren Abdeckung und Kapazität dort, wo die Mobilfunknutzung intensiv ist. Indem sie den Abstand zur nächsten Funkzelle reduzieren, tragen Kleinzellen zur Reduzierung von Störungen, Steigerung der Datenraten und einer allgemeinen Verbesserung des Benutzererlebnisses bei.

Um den komplexen Herausforderungen moderner Netze gerecht zu werden, benötigen die Hersteller von Kleinzellen zuverlässige, leistungsstarke Messtechnik für die Forschung und Entwicklung genauso wie für die Produktion.

Rohde & Schwarz bietet umfassende Lösungen an, die den kompletten 5G-Small-Cell-Testzyklus abdecken – von der Komponentencharakterisierung über die Designvalidierung bis hin zur Massenproduktion.

Herausforderungen bei Kleinzellen-Tests meistern

Das Testen von Kleinzellen ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden, unabhängig vom Betriebsfrequenzbereich. Kleinzellen nutzen technisch anspruchsvolle Verfahren wie Beamforming und Massive MIMO, um die Netzleistung zu verbessern. Um diese Funktionen gründlich zu testen, sind spezialisierte Geräte erforderlich, die komplexe Funksignale genau erfassen und analysieren können.

Darüber hinaus müssen Kleinzellennetze die neuesten Standards, etwa die 3GPP-Spezifikationen, erfüllen, um einen effektiven Netzbetrieb zu gewährleisten. Das bedeutet, dass auch die Messgeräte mit diesen Normen kompatibel sein müssen, um genaue Tests zu ermöglichen.

Das Testen von Kleinzellen, die im 5G NR-FR2-Frequenzbereich arbeiten, ist mit zusätzlichen Herausforderungen verbunden. Kleinzellen-Tests für FR2 müssen über die Luftschnittstelle (OTA) durchgeführt werden, da leitungsgebundene Tests für Millimeterwellenfrequenzen praktisch unmöglich sind. Diese Messungen sind sehr anfällig für thermische Veränderungen und andere Umweltfaktoren. Das Problem wird dadurch verkompliziert, dass Kleinzellennetze in vielfältigen Umgebungen eingesetzt werden. Denn jede Umgebung bringt ihre eigenen Herausforderungen mit sich – z. B. Feuchtigkeit und physische Hindernisse.

In einigen Ländern werden FR1-Kleinzellen in denselben Frequenzbändern betrieben wie andere Funktechnologien, z. B. Wi-Fi. Dies kann zu Signalstörungen führen, die Netzleistung beeinträchtigen und die Isolierung und Diagnose von Problemen erschweren.

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Leistungsstarke Lösungen für den gesamten Test- und Betriebszyklus von Kleinzellen

Sehen Sie sich unser Portfolio an und entdecken Sie:

• Kombination ausSignalgenerator und Signal- und Spektrumanalysator zur Verifizierung der ordnungsgemäßen Implementierung von digitaler Vorverzerrung (DPD) und Verbesserung der Linearität der in einer Kleinzelle eingesetzten Leistungsverstärker
• Vektornetzwerkanalysatoren (VNA) zur Charakterisierung der Gruppenantennen einer Kleinzelle
• Hochleistungs- Oszilloskopemit mehreren Kanälen, die die phasenkohärente Erfassung der Ausgangsstreams einer Kleinzelle zur genauen Demodulation und MIMO-Signal-Analyse ermöglichen
• Eine breite Palette von Tastköpfen als Zubehör für die Oszilloskope zum Testen der Signal- und Leistungsintegrität einer Kleinzelle in der frühen Digitaldesign-Phase
• Mehrkanal- Netzgeräte mit integrierten Messungen zur Messung des Stromverbrauchs der Module (Unit-Tests) sowie der Kleinzelle als System
• OTA-Testkammern, die thermische Messungen unterstützen, um beispielsweise die Antenna-in-Package-(AiP)-Module, die in Kleinzellen verwendet werden, in einem breiten Temperaturbereich zu testen – von -40^oC bis +85^oC

Kleinzellen-Tests in FR1 und FR2

5G NR unterstützt den Betrieb in zwei Frequenzbereichen: in FR1 (unter 7125 MHz) und im Millimeterwellenbereich FR2 (zwischen 24,25 und 52,6 GHz). Das Rohde & Schwarz Portfolio umfasst Lösungen für beide Bereiche.

Herkömmliche FR1-Kleinzellen können mit einem Kabel getestet werden, aber FR2-Zellen machen OTA-Tests erforderlich. Das gilt auch für diejenigen FR1-Kleinzellen, die fortgeschrittene Technologien wie Massive MIMO und Beamforming nutzen. OTA-Tests sind mit besonderen Herausforderungen verbunden, wie z. B. einem erheblichen Pfadverlust, einer hohen Empfindlichkeit für die Ausrichtung des Prüflings und der Notwendigkeit einer hochpräzisen Kalibrierung des Messaufbaus.

Der R&S®PVT360A ist ein VSG/VSA-Single-Box-Vektortester, der für Small-Cell-Tests in FR1 optimiert ist. Er verfügt über zwei unabhängige Signalgeneratoren und -analysatoren für schnelle parallele Messungen, deckt einen Frequenzbereich bis 8 GHz ab und bietet eine flexible Bandbreitenkonfiguration sowie einen optionalen zweiten Transceiver-Kanal. Vor allem aber unterstützt er die standardkonforme 5G NR-Signalerzeugung und -analyse in allen FR1-Frequenzbändern und verfügt über vorkonfigurierte Testroutinen in Übereinstimmung mit den 3GPP-Anforderungen.

Für Small-Cell-Tests in FR2 bieten wir die Kompaktlösung R&S®CMPQ an. Diese wurde mit der Maßgabe entwickelt, dass sich 5G-FR2-OTA-Tests genauso zuverlässig und effizient durchführen lassen müssen wie Tests im FR1-Bereich. Die dreiteilige R&S®CMPQ Testlösung basiert auf dem R&S®CMP200 Radio Communication Tester , dem R&S®CMPHEAD30 Remote Radio Head (RRH) und der R&S®CMQ200 Schirmkammer .