スモールセルテスト

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スモールセルインフラテストの簡素化

5Gスモールセルとは?

スモールセルは、マクロセルだけではカバレッジが不足する場所に展開される無線アクセスノード(RAN)です。これらは、最新の 5Gネットワーク の一環として、局所的なセルラー接続を提供するように設計されています。展開は屋内/屋外どちらも可能で、人口密度の高い都市環境、企業キャンパス、産業施設、輸送ハブ、僻地などが対象となります。

ユーザー密度が高い場所やネットワークの輻輳が起きる場所では、スモールセルによりネットワークをユーザーに近づけることで、容量を増やし、性能を改善できます。この考え方はネットワークの高密度化と呼ばれます。この方式の当初の推進要因となったのは、公共モバイルネットワークの要件でした。ただしそれ以後、スモールセルテクノロジーのアプリケーションは拡大してきました。現在このテクノロジーは、プライベート、エンタープライズ、ミッションクリティカルな5Gネットワークで用いられ、予測可能な性能信頼性運用の柔軟性を実現しています。

スモールセルは、カバレッジ距離に応じて以下のように分類されます。

  • フェムトセルは10~30 mをカバーします。
  • ピコセルは最大300 mをカバーします。
  • マイクロセルは最大1.5 kmをカバーします。

スモールセルの展開環境は、距離とユースケースに応じて異なります。例えばフェムトセルは、家庭や小規模オフィスなどの限定されたエリアに最適です。ピコセルはこれより大きい屋内環境、例えば会社ビル、病院、ショッピングセンターや、工場、倉庫などに適しています。マイクロセルは一般的に、人口密度の高い都市の屋外環境(街路など)、キャンパスや輸送ハブに展開されます。これに対して、屋内スペースでは多くの場合にピコセルや分散型アンテナシステム(DAS)が用いられます。

今日、スモールセルは プライベートネットワーク と結び付けられることが多いのですが、これらは同じ意味ではありません。「プライベートネットワーク」は展開モデルを表すのに対し、「スモールセル」は展開を可能にする無線テクノロジーを表すからです。最新のスモールセルプラットフォームの設計や展開環境には、従来型の統合アーキテクチャーから Open RANベースの実装 まで、さまざまな種類があります。

スモールセルテクノロジーは、さまざまな展開モデルやネットワークアーキテクチャーをサポートするように進化してきました。そのこととスペクトラム利用の進化が相まって、スモールセルのテストも複雑化しています。ローデ・シュワルツでは、研究開発から量産まで、スモールセルテクノロジーのエンドツーエンド(E2E)テストをサポートする包括的なソリューションを提供しています。

スモールセルテストの課題の解決

FR1、FR2、FR3のスモールセルテスト

展開の多様化、高度な無線テクノロジー、スペクトラム利用の進化に伴い、スモールセルのテストに関連して多数の課題が生じています。

5G NR でサポートされる周波数レンジには、(1)FR1(7125 MHz未満)と(2)FR2(24.25 GHz~52.6 GHz、ミリ波バンドとも呼ばれる)の2つがあります。スモールセル展開の大半はFR1で動作します。この場合、マルチアンテナ構成と、3GPP仕様への厳格な準拠のテストが必要です。

FR1のスモールセルに対しては、従来型の伝導性テストが一般的に用いられます。ただし、一部のFR1展開では、大規模MIMO(M-MIMO)ビームフォーミングなどの高度なテクノロジーが用いられており、無線(OTA)テストが必要です。FR2展開の場合、内蔵アンテナ設計とミリ波伝搬の特性から、本質的にOTAテストが不可欠です。

OTAテストで正確で再現性のある結果を得るためには、大きい経路損失DUTの位置合わせへの感受性より厳密なシステム校正の必要性といった課題があります。スモールセルがより高い周波数レンジとより高度なアーキテクチャーをサポートするように進化するにつれて、新しく登場したミッドバンド拡張(FR3)により、RF確度、校正の安定度、テストの再現性に対する要求がさらに厳しくなります。

また、FR1スモールセルがWi-Fiなどの他の無線テクノロジーと同じスペクトラムまたは隣接するスペクトラムで動作する場合には、さらに多くの課題が生じます。このような高密度展開では、成熟した共存メカニズムを使用している場合でも、干渉や性能の変動が生じる可能性があります。

これらすべての要因によってテストの複雑さが増加し、すべての周波数レンジに対応できる柔軟なテストソリューションの必要性が増します。ローデ・シュワルツでは、最新のスモールセル展開をサポートするため、FR1とFR2の両方に対応したソリューションを提供しています。さらに、当社のソリューションは将来に対応しており、FR3展開をサポートする準備もできています。

お客様に最適なスモールセルテストソリューションのご紹介

スモールセルのテスト/運用サイクル全体に対応する高性能ソリューション

スモールセルの動作の信頼性と関連規格への準拠を検証するには、包括的なE2Eテストが不可欠です。

当社のスモールセル設計およびコンポーネント検証用テストソリューションには、以下のものがあります。

  • 信号発生器シグナル・スペクトラム・アナライザ を組み合わせることで、スモールセルで使用されているデジタルプリディストーション(DPD)の適切な実装を検証し、パワーアンプのリニアリティーを改善することができます。
  • ベクトル・ネットワーク・アナライザ(VNA) は、スモールセルのアンテナアレイを特性評価するために使用します。
  • 複数チャネルを備えた高性能 オシロスコープ では、スモールセルの出力ストリームから位相コヒーレントな収集を行って、正確な復調とMIMO信号解析が可能です。
  • プローブ の幅広いポートフォリオはオシロスコープを補完し、デジタル設計フェーズの早い段階でスモールセルのシグナル/パワーインテグリティーをテストするために役立ちます。
  • 測定を内蔵したマルチチャネル 電源 は、モジュールとシステムとしてのスモールセルの消費電力を評価するために使用します。
  • OTAテストチャンバー は、温度測定をサポートします。これは例えば、スモールセルで使用されているアンテナ・イン・パッケージ(AiP)モジュールを-40℃~+85℃という広い温度範囲でテストするために使用できます。

FR1スモールセルテスト用ソリューション

R&S®PVT360A は、FR1スモールセルテストに最適です。これは、2つの独立したベクトル信号発生器とアナライザを備えたワンボックステスタです。FR1信号バンドすべて規格に準拠した5G-NR信号の発生と解析をサポートし、3GPP要件に適合した設定済みのテストルーチンを提供します。R&S®PVT360Aは、従来型スモールセル基地局のFR1製造テストと最適化された研究開発テストの両方に使用できます。

O-RAN無線ユニット (O-RU)ベースのスモールセル向けには、ローデ・シュワルツとVIAVI Solutionsが共同で、O-RAN WG4コンフォーマンステスト3GPP準拠のRFおよびフロントホールインタフェース検証のための完全統合型自動テストソリューションを提供しています。このソリューションは、R&S®PVT360Aと組み合わせて、O-RUの製造と研究開発のためのコンパクトなワンボックステスタに構成できます。

FR2スモールセルテスト用ソリューション

R&S®CMPQ コンパクトソリューション は、FR2スモールセルテスト用に開発されました。このコンパクトでスケーラブルなOTAテストセットアップは、以下の要素から構成されます。

この構成は、ラボと製造環境の両方で、FR2スモールセルの正確で再現性のあるRF測定をサポートします。

ネットワーク省エネ(NES)検証用ソリューション

スモールセルおよびO-RU展開の密度の上昇に伴い、 ネットワーク省エネ(NES) が中心的な重要性を持つようになりました。ローデ・シュワルツのテストソリューションは、さまざまな動作状態でのRF性能のパワー挙動を測定することで、エネルギー効率の高い無線動作の検証をサポートします。メーカーが省エネルギー機能を検証することで、機能がRF性能や規格への準拠に悪影響を与えずに正しく動作することを確認するために役立ちます。

ローデ・シュワルツのスモールセルテストソリューションの利点

ローデ・シュワルツのスモールセルテストポートフォリオの柔軟でスケーラブルなアーキテクチャーは、モバイルネットワーク展開の長期的な進化をサポートします。当社のソリューションは3GPP準拠であり、O-RUの開発、統合、製造に適しています。当社は、お客様が規格や展開モデルの進化に適応できるようお手伝いします。

ローデ・シュワルツを選べば、以下のようなメリットが得られます。

  • 研究開発から量産までのスモールセルテストのライフサイクルに対するエンドツーエンドのカバレッジ
  • 5G NR要件を満たし、最新の3GPP仕様をサポートする高性能テスト機器
  • 業界の標準と期待レベルに合わせて進化する柔軟でスケーラブルなテストソリューション
  • 3GPPコンフォーマンス、相互運用性、展開準備をサポートする包括的なテスト機能
  • プロフェッショナルな修理、校正、ライフサイクルサービスによる予測可能なコスト管理と長期的な信頼性

ご質問やご要望などがございましたら、お気軽にお問い合わせください。

スモールセルテスト用の製品

R&S®PVT360A 高性能ベクトルテスタ

最も包括的なワンボックスのテストソリューション。設計検証テスト(DVT)段階、または製造でのノンシグナリング5G NR FR1およびLTEスモールセルテストに対応します。

商品情報

R&S®CMP200 無線機テスタ

5G NR FR2周波数範囲をサポートするスモールセルの設計検証テスト(DVT)段階および製造に最適なソリューションです。

商品情報

R&S®SMW200A ベクトル信号発生器

コンポーネント特性評価およびモジュールテストから完成製品のコンフォーマンステストまで、モバイルネットワークインフラ機器の設計/開発のあらゆるニーズに対応します。

商品情報

R&S®FSW シグナル・スペクトラム・アナライザ

ミリ波周波数レンジまでをカバーできるスケーラビリティと、最大8.3 GHzの広い内部解析帯域幅により、ダウンリンク信号全体を捕捉し、システム全体を評価できます。

商品情報

R&S®FSV3000 シグナル・スペクトラム・アナライザ

高速なセットアップと200 MHzの解析帯域幅による高速測定を実現する汎用アナライザ。

商品情報

R&S®NGP800 電源シリーズ

(O-)RUへの高電圧/大電流供給に対応する安定した出力、測定機能内蔵。

商品情報

R&S®ATS1800C CATRベース5G NRミリ波テストチャンバー

最高のシールド効果を実現するコンパクトで柔軟なCATR OTAチャンバーです。スモールセルやリピーターなどのミリ波FR2ネットワーク機器を検証するために最適です。

商品情報

R&S®CMQ200 シールドボックス

R&S CMP200と組み合わせた完全統合型ソリューションです。フットプリントが小さく、RFIC、スモールセル、リピーターなどのインフラ機器の製造に最適です。

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スモールセルテストに関するFAQ

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