5G无线通信终端空中接口性能测试

陈司林

摘要：空中接口是移动通信系统中的重要组成部分，为保证其满足需求，要对其性能进行测试。在确保性能指标符合标准之后，才能将相应产品加以应用。在5G商业化发展当中，完善空中接口协议至关重要。其能够对5G无线通信具体标准加以明确，并对5G产品准入门槛进行设置。因此，在5G领域快速发展的背景下，对5G无线通信终端空中接口进行可靠的性能测试，是一项重要的工作任务。

关键词：5G;无线通信终端;空中接口;性能测试

前言：在当前的通信系统中，主要包括了有线通信、无线通信两种类型。其中，有线通信以有形线缆为载体，无线通信以无形电磁波为载体。无论是哪种通信方式，对于协议规范都有所要求，对基站和移动终端之间的通信规则加以定义。在当前信息化时代下，无线通信已经发展到5G时代。而5G所应用的组网架构模式是全新的，因此需要重新制定基站和移动终端之间的通信协议。所以，对5G无线通信终端空中接口的性能测试，就显得尤为重要。

一、5G无线通信终端空中接口的定义和架构

空中接口的概念主要与有线通信线路接口相对应，并无具体的实体。有线通信系统中的光信号、电信号、物理尺寸规范，是由线路接口定义的。而无线通信系统中，基站和终端设备之间电磁波连接技术规范，是由空中接口所定义的。因此，空中接口能够使无线通信的可靠性得到提升。在移动通信当中，空中接口非常重要，主要是用户终端向无线网络接入的通道。基站和移动终端之间，由空中接口提供无线传输规范，对无线信道的越区切换、编码方式、接入时机、带宽、频率等进行定义[1]。例如，GSM/UMTS当中不同形式的UTRA标准，就是空中接口的表现形式，也是接入模式Access Modes。在通信系统运行中，空中接口架构发挥着重要的作用，由数据传输、信号调制、天线配置等技术构成，包括网络层、数据链路层、物理层等。

二、5G无线通信终端空中接口测试标准的发展

在空中接口测试标准上，国外主要是标准组织进行制定，例如美国无线通信和互联网协会、第三代合作伙伴计划等。其中，最早对空中接口测试标准进行制定的组织，是美国无线通信和互联网协会，其针对空中接口制定了强制性测试标准，其中Test Plan Mobile Station Over the Air Performance标准面向的是单输入单输出的SISO系统，Test Plan for 2×2 Downlink MIMO and Transmit Diversity Over the Air Performance面向的是多输入多输出的MIMO系统。我国空中接口测试标准的制定，是由中国通信标准化协会负责。通过对无线测试标准的制定，能够调控无线资源及无线设备性能指标，确保安全、稳定的通信及电磁环境[2]。

三、5G无线通信终端空中接口性能测试的方法

（一）SISO测试

SISO系统指的是单输入单输出系统，为单天线传统结构，使用一根天线同时完成发射和接收工作。OTA指的是空中下载技术，主要是利用了移动通信空中接口，完成远程管理终端设备的目标。在当前的SISO测試中，主要是SISO OTA，涉及两个部分，分别是总接收灵敏度测试、总辐射功率测试。以无线行业认证标准为依据，无线设备入网时都需要完成总接收灵敏度测试、总辐射功率测试。但是，在测试过程中，对环境提出了较高的要求，因而具体工作当中，设备测试认证周期相对较长，企业的设备成本、人力成本都会大大提升。在测试过程中，可以运用标准和备用的测试方法，均可获得结论。在速度方面，备用测试方法更具优势，不过对于测试结果的准确性，则无法充分保证。对此，可利用快速OTA测试技术、收发通频测试技术等，能够缩短时间、提高精度。

（二）MIMO测试

MIMO指的是多输入多输出系统，在数据传输中，可利用多重天线实现同步，数据接收也通过多重天线完成。由于应用了不同传播路径，避免不同信号的相互干扰，因此接收天线到达时间有所差异。可通过DSP对接收数据重新计算，保证数据流准确。在4G中对MIMO技术已有广泛应用，其在5G无线终端和基站中也能发挥较大的作用。在MIMO测试中，主要是测量无线终端射频特性，在特定条件下，对设备通信速率进行检测。在不同环境通信数据模型中，可对很多无线设备使用情况进行模拟，进而对无线设备MIMO使用情况真实反映。常用的测试方法包括辐射两步法、多探头法、混响暗室法。相比之下，性价比最高的方法是辐射两步法，可以对接收机辐射灵敏度、天线性能等分开测试。

（三）容量测试

在空中接口性能测试中，容量测试非常关键。在无线通信系统当中，具有十分复杂的系统构成，涉及到的组成部分比较多，数据吞吐量也十分庞大。因此，进行容量测试也有较高的必要。容量测试对于空中接口性能有直接影响，对于通信设备实际可用场景也有决定性的作用。在需求确认之后，即可开始对设备进行相关的性能测试及容量测试。通过容量测试，能够使网络最大效率得到保障，同时保证获取的比特传输量信息达到最大水平。在区域内用户数量不断增加的情况下，传输数据容量也会随之提升。在此背景下，应当对通信系统功能性、稳定性持续优化和提升，并利用专业设备对容量进行实时监测和合理调节，以保证其符合应用需求。

结论：目前，5G移动通信已经逐渐得到广泛的应用，商业化程度不断加深。各个通信运营商也都在大力推进5G通信系统的建设和发展。因此，对于5G相关的接口协议、测试规范等，也需要同步确立及投入应用。无线通信是5G当中的重要部分，为了保证其性能和安全，必须对其空中接口性能进行有效的测试，确保各方面标准符合要求，以满足5G实际应用要求。

参考文献：

[1]漆一宏.面向5G的无线通信终端空中接口性能测试[J].安全与电磁兼容，2017，12（1）：142-143.

[2]肖鹏晖，黎福海，林斌，等.5G射频性能评估中的EVM空口测试方法[J].安全与电磁兼容，2021，14（3）：156-158.