5G测试设备竞赛开始

测试和测量供应商随时准备帮助开发和部署5G无线通信，因为该技术已在世界各地进行了微调和测试。

Juniper Research预测，到2025年，5G运营商计费服务收入将增至2690亿美元，而2019年为8.51亿美元，在5G服务的前七年，年复合增长率为161%。这家市场研究公司将“最有前途”的5G网络运营商依次为SK电信、NTT DoCoMo、KT Corp.、中国移动和AT&T移动。据Juniper称，北美、中国、东亚和西欧将主导5G市场。

Juniper预测，5G的关键垂直领域将是增强现实和虚拟现实、汽车、数字健康可穿戴设备、移动宽带、智能城市和智能家居。

2018年韩国平昌冬奥会和2020年日本东京夏季奥运会将首次广泛使用5G技术覆盖四年一度的奥运会。

安立公司、Keysight Technologies、美国国家仪器公司、罗德与施瓦茨公司、Astronics公司、思博伦公司和泰克公司是提供测试5G或5G相关组件的仪器、软件和服务的领先供应商。

Frost & Sullivan预测，到2020年，用于电子测试应用的基于pxi的仪器市场将从今年的约10亿美元增长到每年近18亿美元，从2013年到2020年的复合年增长率为17.6%。该市场研究公司表示，这一增长的部分原因将来自5G测试。

罗德施瓦茨美国移动无线行业营销经理基思·科布勒表示:“未来的5G世界将是一个高度连接和极端通信的世界，这是我们以前从未见过的。”“与以往的移动网络技术转变不同，5G不会‘撕破并取代’现有的4G/LTE网络，而是将共存，并作为许多5G用例和应用程序围绕超宽带、低延迟和大规模机器类型通信交付的基石。事实上，5G的许多基础技术已经从3GPP第12、13和14版中引入(并在某些情况下实现)。毫无疑问，5G将采用这些技术和概念，并在此基础上进行扩展，将其提升到更高的水平，特别是那些利用毫米波频率的应用。”

在过去的一年里，罗德与施瓦茨针对5G测试市场推出了六种以上的产品，包括网络分析仪、示波器、信号分析仪和其他仪器。该产品组合包括用于空中测试的产品，如天线定位器、测量天线、不同尺寸的射频室和矢量网络分析仪。

挑战
从表面上看，这更像是一种进化，而非革命性。该公司高级经理阿尼尔•巴拉(Anil Bhalla)表示:“如果你比较标准，在低于6 ghz的频率范围内没有太大差异。天体电子学。“在制造中，它取决于生产几乎无缺陷单位装运所必需的测试覆盖范围。关于使用微波频率实现全球覆盖有很多炒作。很难预测需要多少测试，但尽管射频复杂性增加，但预期测试成本会降低。”

然而，并非每件事都能顺利进行。

Bhalla说:“我们可以从3G向4G应用的过渡中学习，从而预测一些问题。”“例如，更高的数据速率、更高的频率可能会给半导体生态系统带来性能问题。在部署5G之前，需要仔细考虑如何减少延迟。此外，我们很可能会看到由于小型化而出现的新问题，例如包中系统。天线、前端模块和收发器之间的连接将继续引起变异性，特别是当这些天线与FEM和收发器集成时。最后一个包装技术趋势可能需要空中测试方法的进步，以产生更多可重复的结果，揭示缺陷。”

这样的例子不胜枚举。罗德施瓦茨的Cobler表示:“主要方面包括技术的整合、3GPP标准化方法和5G试验倡议之间的差异，以及全球频谱分配，以便清楚地了解将使用哪些频谱。”“此外，一个主要的挑战是复杂性。LTE-A将带来许多新的和非常有趣的功能(例如，NB-IoT, LTE-V, LAA, eMTC等)，与此同时，研发部门正在进行5G研究。”

尽管如此，5G还是增加了全新的可能性。Cobler补充说:“我们看到了5G发展的范式变化，包括通过将被测设备(DUT)连接到测试仪器来移除电缆。”“在更高的频率下，将不再有任何连接器。像波束形成这样的技术需要到DUT的空中连接。这意味着我们的世界有了另一个维度，即到达的方向。R&S已经向标准化小组提交了更改请求，我们正在与合作伙伴合作，在未来的5G测试规范中涵盖这方面的内容。”

多琳·格尼是泰克公司的产品策划，她已经为无线通信领域的另一项技术转型做好了准备。虽然目前5G测试设备的市场“并不大”，但她指出，随着5G标准的制定和实现，Tek正在与行业合作伙伴合作，以预测他们的需求。

格尼说:“当你看看整个5G和一些问题——瞄准毫米波区域和相控阵——这并不是什么新鲜事。”“新的是所有新的波形。对于油气行业来说，真正的问题是如何让这种设备更便宜，尤其是在制造领域。”

据Gurney说，Tek正在开发测试60千兆赫回程应用的仪器。她补充说，Tek向客户提出的问题是，“你们试图做什么样的测量?”她说，该公司的目标是“帮助频谱管理人员弄清楚发生了什么”。

国家仪器公司也在进行5G测试。

“这个标准还没有完全被批准，”David Hall说，他是at测试系统的高级小组经理国家仪器。“关于波形和频率，我们拥有的信息比以往任何时候都多。我们确实看到半导体行业的人开始研究射频基础设施。我们看到更多的人来自基站方面，从事收发器、功率放大器、无线电、天线等设备的工作。从5G测试的状态来看，很多人都在关注能够生成和分析5G波形的极宽带仪器。”

在上个月于夏威夷檀香山举行的国际微波研讨会上，NI展示了前5G波形生成和测量技术，提供了与Verizon 5G技术论坛和3GPP提出的新无线电物理层相关的波形信号生成和分析。

霍尔说:“作为标准定义的一部分，3GPP标准机构定义了手机和基站的波形。”“与测试观点相关的波形的一个重要属性是带宽。5G背后的设计是为用户和集合提供更高的吞吐量，而实现这一目标的机制之一是更宽的带宽信号。”

霍尔指出，测试5G的一些技术挑战已经被解决。“一些技术，比如生成和分析宽带信号，正在研究中。目前最大的未知是毫米波。当你问工程师的时候，特别是在生产测试中，你要在大容量下测试零件，仍然有很多不确定的因素，比如这些测试是否要在空中进行，是否要在近场进行，需要使用什么类型的固定或腔室。关于如何测试波束形成还有很多问题，这是无线电本身的一个关键属性。使用28或40或74千兆赫的载波信号的一个特点是，传播距离不像我们今天在移动通信中使用的1或2千兆赫那么远。正因为如此，许多设计都使用波束形成技术，在特定方向的控制波束上有多个天线。这不是你可以通过电缆测量的东西，不像你可以用3G评级，4G评级，光纤。你只有一根天线;只需要衡量产出和下降。 There are a lot of challenges associated with understanding the most cost-effective technique to measure some of these devices under test, in areas like beamforming and really high frequency.”

Hall表示，短期内，宽带信号发生器市场有很大的机会。“这是因为传统的测试和测量供应商对带宽收取数十万美元的费用。如果你看一下传统台式仪器的定价模式，你可以预期为每兆赫带宽支付1000美元。在处理LTE和一些早期Wi-Fi的世界时，从市场动态来看，这是可以接受的。5G的情况是，它要求仪器有500到600兆赫的带宽，从仪器方面来看，这在历史上是一个巨大的成本溢价。这是一个巨大的机会，由于成本的原因，没有很多工具可以做到这一点。5G标准的部署将促使所有测试4G产品的人升级测试设备，以支持更宽的带宽和新的波形。因为有了软件，新的波形其实很简单。但是使用传统仪器的带宽要求是相当昂贵的。真正的市场机会在于，传统仪器无法进行5G测试，所有进行5G测试的工程师都需要升级。 This has happened before. We saw this happen with LTE, we saw this happen with 802.11ac, and it actually happened with WiMAX, 10 years ago.”

提供5G测试设备的竞赛已经开始。测试设备公司，启动你们的引擎。