5G通信及測試系統方案

產(chǎn)品綜述

方案設計目標

移動(dòng)通信自20世紀80年代誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)三十多年的爆發(fā)式增長(cháng)，已成為連接人類(lèi)社會(huì )的基礎信息網(wǎng)絡(luò )。移動(dòng)通信的發(fā)展不僅深刻改變了人們的生活方式，而且已成為推動(dòng)國民經(jīng)濟發(fā)展、提升社會(huì )信息化水平的重要引擎。隨著(zhù)4G進(jìn)入規模商用階段，面向2020年及未來(lái)的第五代移動(dòng)通信（5G）已成為全球研發(fā)熱點(diǎn)。

5G將改變人們的生活方式，主要體現在以下幾個(gè)方面：

1）人類(lèi)從音頻世界向視頻世界跨越，感受“光纖般”視頻傳輸速度，“零”時(shí)延的使用體驗，讓人隨時(shí)可以身臨其境各種場(chǎng)合；

2）3D高清視頻，讓人在家就能體驗新的立體化感受；

3）高鐵飛機，不再是通信的障礙，隨時(shí)隨地通信體驗不變，實(shí)現信息隨心至；

4）智能安全監控，實(shí)現人與物通信，滿(mǎn)足萬(wàn)物觸手及。

5G目標就是“信息隨心至，萬(wàn)物觸手及”，作為面向2020年以及以后的移動(dòng)通信系統，將深入社會(huì )的各個(gè)領(lǐng)域，作為基礎設施為未來(lái)社會(huì )的各個(gè)領(lǐng)域提供*的服務(wù)。超高速率、超低時(shí)延、超高移動(dòng)性、*連接能力、超高流量密度等6大特性，像美麗的6個(gè)花瓣，絢麗多彩，支撐我們美好未來(lái)。

根據“5G之花”超高速率、超低時(shí)延、超高移動(dòng)性、*連接能力、超高流量密度6大特性，以及考慮“超、極、多、全、新”5大通信測試的難點(diǎn)，設計5G通信及測試演示系統。整個(gè)系統重點(diǎn)體現5G兩個(gè)高速，高速速率和高速移動(dòng)，結合5G物聯(lián)應用和未來(lái)產(chǎn)業(yè)測試痛點(diǎn)，設計5G展示6大通信及測試演示場(chǎng)景，讓參觀(guān)者感受到5G將給我們生活帶來(lái)哪些變化，具體場(chǎng)景展示如下：

1）“5G 3D高清視頻傳輸場(chǎng)景”

展示點(diǎn)：

*速：本系統展示體驗速率1Gbps

5G指標：體驗速率：0.1-1Gbps

4G指標：體驗速率：10Mbps

特點(diǎn)：*速，通過(guò)5G 3D高清視頻展示，讓人感知5G給人們生活帶來(lái)虛擬現實(shí)切身體驗，通過(guò)5G空口實(shí)時(shí)監測系統展示5G高速傳輸速率和動(dòng)態(tài)信令變化。

2）“多用戶(hù)視頻監控場(chǎng)景”

展示點(diǎn)：

峰值速率：本系統展示峰值速率9Gbps

5G指標：峰值速率10Gbps

4G指標：峰值速率1Gbps

特點(diǎn)：多用戶(hù)，多用戶(hù)視頻高速實(shí)時(shí)監控，展顯峰值速率9Gbps多用戶(hù)上行傳輸，同時(shí)通過(guò)5G空口實(shí)時(shí)監測系統進(jìn)行多用戶(hù)業(yè)務(wù)跟蹤展示5G系統多用戶(hù)高速峰值速率傳輸能力。

3）“高鐵通信模擬及解析場(chǎng)景”

展示點(diǎn)：

高移動(dòng)性：本系統高鐵移動(dòng)速率500km/h

5G指標：移動(dòng)速率：500km/h

4G指標：移動(dòng)速率：100km/h；

特點(diǎn)：高速移動(dòng)，展示不同移動(dòng)特性下，5G通信參數與通信質(zhì)量的變化，通過(guò)500公里每小時(shí)高鐵環(huán)境設置，展示5G應對高速移動(dòng)能力；通過(guò)高性能實(shí)時(shí)分析儀器設備動(dòng)態(tài)展示不同高速場(chǎng)景帶來(lái)信號解析參數變化。

4）“5G毫米波傳輸及分布式電磁環(huán)境監測場(chǎng)景”

展示點(diǎn)：

高頻段：本系統展示毫米波通信66GHz，帶寬：1GHz

5G指標：毫米波頻段6-100GHz，帶寬500MHz、1GHz、2GHz

4G指標：頻段：6GHz以下，帶寬：100MHz

特點(diǎn)1： 毫米波、大帶寬，通過(guò)定制化5G毫米波基站和毫米波終端模擬器進(jìn)行視頻傳輸展示，展現我所毫米波設計和測試能力。

特點(diǎn)2： 通過(guò)分布式電磁環(huán)境監測系統展示，展現我所具有高復雜電磁環(huán)境的精細、實(shí)時(shí)、平臺式的監測能力。

5）“5G物聯(lián)智能家居安全監控演示場(chǎng)景”

展示點(diǎn)：

低功耗大連接：本系統展示連接數密度100萬(wàn)個(gè)/km2

5G指標：連接數密度100萬(wàn)個(gè)/km2

4G指標：連接數密度10萬(wàn)個(gè)/km2；

特點(diǎn)： 萬(wàn)物互聯(lián)，通過(guò)燃氣泄漏監控、火災探測、防盜監控、視頻監控等進(jìn)行全套智能家居系統設計，依靠定制化基站無(wú)線(xiàn)傳輸報警信息至用戶(hù)終端，展現5G物聯(lián)強大應用。

功能特點(diǎn)

 5G通信及測試演示系統

5G 3D高清視頻傳輸演示場(chǎng)景

1）展示點(diǎn)

*速：本系統展示體驗速率1Gbps

5G指標：體驗速率：0.1-1Gbps

4G指標：體驗速率：10Mbps

2）系統框圖及展示效果圖

3）CETC開(kāi)發(fā)的主要設備

ATCA（高級通信計算平臺）：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G高速物理層軟件、多塊多核DSP芯片開(kāi)發(fā)的硬件板卡，實(shí)現5G高速物理層功能，滿(mǎn)足1Gbps體驗速率。

5G空口監測儀：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G空口監測儀，采用高性能寬帶射頻接收、大動(dòng)態(tài)范圍全數字中頻處理、高速實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧分析等多項核心技術(shù)，滿(mǎn)足5G上行/下行實(shí)時(shí)接收分析處理需求，滿(mǎn)足1Gbps體驗速率用戶(hù)業(yè)務(wù)和信令展示。

天線(xiàn)：輔助設備， 中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G天線(xiàn)、基于有源陣列天線(xiàn)，采用有源相控陣天線(xiàn)設計技術(shù)，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸大量數據需求，實(shí)現5G通信信號大帶寬傳輸功能，滿(mǎn)足1Gbps體驗速率。

4）展示空間和系統功耗

展示空間：長(cháng)×寬×高:6.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：6kW

5G多用戶(hù)視頻監控演示場(chǎng)景

1）展示點(diǎn)

峰值速率：本系統展示峰值速率9Gbps

5G指標：峰值速率10Gbps

4G指標：峰值速率1Gbps

2）系統框圖及展示效果圖

 3）CETC開(kāi)發(fā)的主要設備

5G網(wǎng)絡(luò )視頻監控軟件：核心設備，?？低曢_(kāi)發(fā)5G視頻監控軟件，采用多數據流分割下的不同通道并行預覽與回放技術(shù)，實(shí)現最大32路720P格式高清視頻同步回放功能，通過(guò)5G高速網(wǎng)絡(luò )實(shí)現移動(dòng)高清多路視頻大數據量業(yè)務(wù)處理，實(shí)現多用戶(hù)無(wú)線(xiàn)海量數據并行監控處理需求。

5G空口監測儀：核心設備，中電科儀器儀表公司5G空口監測儀，采用高性能寬帶射頻接收、大動(dòng)態(tài)范圍全數字中頻處理、高速實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧分析等多項核心技術(shù)，滿(mǎn)足5G上行/下行實(shí)時(shí)接收分析處理需求，滿(mǎn)足1Gbps體驗速率用戶(hù)業(yè)務(wù)和信令展示。

5G無(wú)線(xiàn)視頻采集設備：核心設備，開(kāi)發(fā)高清監控攝像設備和CPE（5G無(wú)線(xiàn)傳輸設備）組成5G無(wú)線(xiàn)視頻采集設備，基于高速采集和硬件無(wú)損高壓縮率算法的并行采集設備模塊，實(shí)現5G海量高分辨率視頻的前端采集功能，滿(mǎn)足多用戶(hù)并行高速率傳輸用戶(hù)展示。

ATCA（高級通信計算平臺）：核心設備， 中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G高速物理層軟件、多塊多核DSP芯片開(kāi)發(fā)的硬件板卡，實(shí)現5G高速物理層功能，滿(mǎn)足1Gbps體驗速率。

天線(xiàn)：輔助設備，開(kāi)發(fā)5G天線(xiàn)、有源陣列天線(xiàn)，采用有源相控陣天線(xiàn)設計技術(shù)，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸大量數據需求，實(shí)現5G通信信號大帶寬傳輸功能，滿(mǎn)足1Gbps體驗速率。

4）展示空間和系統功耗

展示空間：長(cháng)×寬×高:7.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：9kW

5G高鐵通信模擬及解析演示場(chǎng)景

    1）展示點(diǎn)

高移動(dòng)性：本系統展示終端快速移動(dòng)時(shí)的信號高質(zhì)量傳輸

    移動(dòng)速率：500km/h

5G指標：移動(dòng)速率：500km/h；

4G指標：移動(dòng)速率：100km/h；

2）系統框圖及展示效果圖

3）CETC開(kāi)發(fā)的主要設備

高性能復雜信號解調分析儀表：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)高性能復雜信號解調分析儀表，采用5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信令與時(shí)、頻、碼多域信號聯(lián)合處理技術(shù)，實(shí)現高鐵500公里每小時(shí)高速移動(dòng)場(chǎng)景下5G基站信號接收和解析，實(shí)現5G高鐵高速移動(dòng)通信的處理需求。

5G基站模擬器：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G基站模擬器，采用*樣值符號同步提取技術(shù)，解決5G通信數字重采樣過(guò)程中信號模擬失真難題，支持5G基站標準模擬，實(shí)現5G新波形新多址基站信號模擬功能，滿(mǎn)足500km/h高移動(dòng)性展示需求。

4）展示空間和系統功耗

展示空間：長(cháng)×寬×高:3.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：1.6kW

5G毫米波傳輸及分布式電磁環(huán)境監測演示場(chǎng)景

1）展示點(diǎn)

高頻段：本系統展示毫米波大帶寬通信

毫米波頻段：66GHz，帶寬：1GHz

5G指標：毫米波頻段：6-100GHz，帶寬：500MHz、1GHz、2GHz

4G指標：頻段：6GHz以下，帶寬：100MHz

        2）系統框圖及展示效果圖

3）CETC開(kāi)發(fā)的主要設備

毫米波寬帶接收機：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)毫米波寬帶接收機，采用大帶寬、低群時(shí)延、低噪聲毫米波上下變頻設計技術(shù)，降低信號傳輸性能失真，實(shí)現毫米波高頻段5G大帶寬信號傳輸抓取和解析，實(shí)現5G毫米波高頻段通信的處理需求。

5G毫米波器部件：核心模塊，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G毫米波器部件，微波毫米波半導體器件、微波毫米波模擬集成電路和超高速數字集成電路，實(shí)現高頻率、大寬帶和高可靠等功能，滿(mǎn)足5G毫米波高頻段通信設備設計需求。

5G基站模擬器：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G基站模擬器，采用*樣值符號同步提取技術(shù)，解決5G通信數字重采樣過(guò)程中的信號模擬失真難題，支持5G基站標準模擬，實(shí)現5G新波形新多址基站信號模擬功能，滿(mǎn)足500km/h高移動(dòng)性展示需求。

毫米波天線(xiàn)：輔助設備， 中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)毫米波天線(xiàn)，采用毫米波有源相控陣天線(xiàn)設計技術(shù)，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸大量數據需求，實(shí)現5G毫米波大帶寬傳輸功能。

4）展示空間和系統功耗

展示空間：長(cháng)×寬×高:3.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：1kW

5G物聯(lián)智能家居安全監控演示場(chǎng)景

1）展示點(diǎn)

低功耗大連接：本系統展示連接數密度100萬(wàn)個(gè)/km2

5G指標：100萬(wàn)個(gè)/km2；

4G指標：10萬(wàn)個(gè)/km2；

2）系統框圖及展示效果圖

3）CETC開(kāi)發(fā)的主要設備

物聯(lián)探測設備：核心設備，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)5G物聯(lián)探測設備，采用分布感知技術(shù)、超低功耗傳感技術(shù)、智能煙霧檢測技術(shù)，完成各種傳感信號的實(shí)時(shí)采集，展現多種信號智能感知能力，滿(mǎn)足行業(yè)數字化在敏捷連接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)等關(guān)鍵需求。

智能物聯(lián)信息處理軟件：核心軟件，中電科儀器儀表公司開(kāi)發(fā)智能物聯(lián)信息處理軟件，采用邊緣計算技術(shù)，在數據源頭的網(wǎng)絡(luò )邊緣側，融合網(wǎng)絡(luò )、計算、存儲、應用能力，滿(mǎn)足行業(yè)數字化在數據優(yōu)化、應用智能等關(guān)鍵需求。

4）展示空間和系統功耗

展示空間：長(cháng)×寬×高:1.5m×1.0m ×2m

系統功耗：0.2kW