5G通信及測試(shi)系統方案

產(chan)品綜述

方案設計目標

移動(dong)通信(xin)自20世紀80年(nian)代誕生以來，經(jing)過三(san)十多(duo)年(nian)的(de)爆發(fa)式增(zeng)長，已成為連接人(ren)類社(she)會的(de)基礎信(xin)息網絡。移動(dong)通信(xin)的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)不僅(jin)深刻改變了人(ren)們的(de)生活方式，而且已成為推動(dong)國民經(jing)濟發(fa)展(zhan)(zhan)、提(ti)升社(she)會信(xin)息化(hua)水平的(de)重要引(yin)擎。隨著4G進入規模商用階段，面向2020年(nian)及(ji)未來的(de)第(di)五代移動(dong)通信(xin)（5G）已成為全球研發(fa)熱點。

5G將改變(bian)人們的生活方式，主(zhu)要(yao)體(ti)現在以下幾個方面：

1）人類從音頻(pin)世界(jie)向視頻(pin)世界(jie)跨越，感受“光(guang)纖般(ban)”視頻(pin)傳輸速度，“零”時延(yan)的使用體驗，讓人隨時可以(yi)身(shen)臨(lin)其境各種場合；

2）3D高清視頻，讓人在家就(jiu)能體(ti)驗新的立(li)體(ti)化感受；

3）高鐵飛機，不(bu)(bu)再(zai)是通(tong)信的障礙，隨時隨地通(tong)信體驗不(bu)(bu)變，實現信息(xi)隨心至；

4）智能安全監控，實現(xian)人與物通信(xin)，滿(man)足(zu)萬物觸(chu)手及。

5G目標就是“信息隨心至(zhi)，萬物觸手及”，作為面向2020年(nian)以及以后的(de)移動(dong)通(tong)信系統，將深入社會的(de)各(ge)個(ge)(ge)領(ling)域，作為基礎設施(shi)為未(wei)來社會的(de)各(ge)個(ge)(ge)領(ling)域提(ti)供*的(de)服務。超(chao)高(gao)速(su)率、超(chao)低時延、超(chao)高(gao)移動(dong)性、*連(lian)接能力、超(chao)高(gao)流量密度等6大特性，像美(mei)麗(li)的(de)6個(ge)(ge)花瓣(ban)，絢麗(li)多彩，支撐我(wo)們美(mei)好未(wei)來。

根據(ju)“5G之(zhi)花”超高速率(lv)、超低時延、超高移(yi)動(dong)性、*連(lian)接(jie)能力、超高流量密度6大(da)特性，以及(ji)考慮“超、極、多(duo)、全、新”5大(da)通信(xin)測(ce)試(shi)的(de)難點(dian)，設計5G通信(xin)及(ji)測(ce)試(shi)演示系統(tong)。整個(ge)系統(tong)重點(dian)體現5G兩個(ge)高速，高速速率(lv)和高速移(yi)動(dong)，結合5G物聯應用和未來產業測(ce)試(shi)痛點(dian)，設計5G展示6大(da)通信(xin)及(ji)測(ce)試(shi)演示場景，讓(rang)參觀(guan)者感受到5G將給我們(men)生活帶來哪(na)些變(bian)化，具體場景展示如下：

1）“5G 3D高清(qing)視(shi)頻傳輸(shu)場景”

展示點：

*速(su)：本系統展示體驗(yan)速(su)率(lv)1Gbps

5G指(zhi)標：體(ti)驗速率：0.1-1Gbps

4G指標(biao)：體驗速(su)率：10Mbps

特(te)點：*速(su)，通過(guo)5G 3D高(gao)清視頻展示(shi)，讓人感知(zhi)5G給人們生活(huo)帶來虛擬(ni)現實切身體驗，通過(guo)5G空口實時監測系(xi)統展示(shi)5G高(gao)速(su)傳輸速(su)率(lv)和動態信(xin)令變化。

2）“多用(yong)戶視頻(pin)監控場景”

展示點：

峰值速率(lv)：本系(xi)統展示峰值速率(lv)9Gbps

5G指標(biao)：峰值速(su)率10Gbps

4G指標：峰值速率(lv)1Gbps

特點：多用戶，多用戶視頻(pin)高速實時監控，展顯峰值(zhi)速率9Gbps多用戶上行傳輸，同時通過5G空口(kou)實時監測系統進行多用戶業務跟(gen)蹤展示(shi)5G系統多用戶高速峰值(zhi)速率傳輸能力。

3）“高鐵通信模擬及(ji)解析場景”

展示點(dian)：

高移動性：本(ben)系統(tong)高鐵移動速率500km/h

5G指(zhi)標：移(yi)動速率：500km/h

4G指標：移(yi)動速率(lv)：100km/h；

特(te)點：高(gao)速移(yi)動(dong)，展示不(bu)(bu)同移(yi)動(dong)特(te)性下，5G通信參(can)數(shu)與通信質量的變化(hua)，通過(guo)500公里每小時(shi)高(gao)鐵環境(jing)設(she)置，展示5G應對高(gao)速移(yi)動(dong)能力；通過(guo)高(gao)性能實時(shi)分析儀器設(she)備動(dong)態展示不(bu)(bu)同高(gao)速場景帶來信號解析參(can)數(shu)變化(hua)。

4）“5G毫(hao)米波(bo)傳輸(shu)及分布式電磁環境(jing)監測場景(jing)”

展示點(dian)：

高頻段：本(ben)系統(tong)展示毫(hao)米波通信66GHz，帶(dai)寬：1GHz

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

4G指(zhi)標：頻段(duan)：6GHz以(yi)下，帶寬：100MHz

特點1： 毫米波(bo)、大帶寬，通過(guo)定制化5G毫米波(bo)基站和毫米波(bo)終端(duan)模擬器(qi)進(jin)行視頻傳輸展示，展現我(wo)所(suo)毫米波(bo)設計和測(ce)試能力。

特點2： 通過分布(bu)式(shi)電(dian)磁環境(jing)(jing)監(jian)測(ce)系統展(zhan)示(shi)，展(zhan)現我所(suo)具有高復雜電(dian)磁環境(jing)(jing)的精(jing)細、實時、平(ping)臺(tai)式(shi)的監(jian)測(ce)能力。

5）“5G物聯智能家居安(an)全監控演示(shi)場景”

展示點(dian)：

低功耗大連接：本系統展示連接數密度100萬個/km2

5G指標：連接(jie)數密度100萬個/km2

4G指標(biao)：連接數密度10萬(wan)個/km2；

特點： 萬物(wu)互聯，通過燃氣泄漏監(jian)控(kong)(kong)、火災(zai)探測(ce)、防盜監(jian)控(kong)(kong)、視頻監(jian)控(kong)(kong)等進行全套(tao)智能家居系(xi)統設計，依靠定制化基(ji)站無線傳輸報警(jing)信(xin)息至用(yong)戶終端，展現5G物(wu)聯強(qiang)大(da)應用(yong)。

功能(neng)特點

 5G通信及測試(shi)演示系統

5G 3D高清視頻傳(chuan)輸演示場(chang)景

1）展示點

*速：本系統展示體驗速率1Gbps

5G指(zhi)標：體驗速率：0.1-1Gbps

4G指標(biao)：體(ti)驗速率：10Mbps

2）系統框(kuang)圖及展示(shi)效(xiao)果圖

3）CETC開發的主要設(she)備

ATCA（高(gao)級通信計算平(ping)臺）：核(he)(he)心設備，中電科儀(yi)器儀(yi)表公司開(kai)發5G高(gao)速物理(li)層(ceng)軟件、多塊多核(he)(he)DSP芯片開(kai)發的硬件板卡，實現5G高(gao)速物理(li)層(ceng)功能，滿足1Gbps體驗(yan)速率。

5G空(kong)口(kou)監(jian)測儀(yi)：核心(xin)設備(bei)，中電科(ke)儀(yi)器儀(yi)表公司開(kai)發5G空(kong)口(kou)監(jian)測儀(yi)，采用高性能寬帶射(she)頻(pin)(pin)接收、大(da)動態范圍全數字中頻(pin)(pin)處理、高速實時的網絡協議棧分析等多項核心(xin)技術，滿足5G上行/下行實時接收分析處理需求，滿足1Gbps體驗速率用戶業務和信令展示(shi)。

天(tian)線：輔助(zhu)設(she)備， 中電科儀器儀表公司開發(fa)5G天(tian)線、基于有源陣列天(tian)線，采(cai)用(yong)有源相控陣天(tian)線設(she)計技術(shu)，滿(man)足(zu)實時(shi)傳輸大量數據需求(qiu)，實現5G通信(xin)信(xin)號大帶(dai)寬傳輸功能，滿(man)足(zu)1Gbps體驗速(su)率。

4）展示空(kong)間和系統(tong)功耗(hao)

展示空間：長(chang)×寬×高:6.0m×1.0m ×2.5m

系(xi)統功耗：6kW

5G多用戶(hu)視頻監控(kong)演示(shi)場(chang)景

1）展示點

峰值(zhi)(zhi)速率：本(ben)系統(tong)展示峰值(zhi)(zhi)速率9Gbps

5G指標：峰值速率10Gbps

4G指標(biao)：峰值速率1Gbps

2）系統框(kuang)圖及展示效果圖

 3）CETC開發的主要設備

5G網絡(luo)視(shi)頻(pin)監(jian)控軟件：核心(xin)設備，海康(kang)威(wei)視(shi)開發(fa)5G視(shi)頻(pin)監(jian)控軟件，采用多數據(ju)流分(fen)割(ge)下的不(bu)同通道并行(xing)預覽與回(hui)放技(ji)術(shu)，實(shi)(shi)現最大32路(lu)720P格式高清(qing)(qing)視(shi)頻(pin)同步回(hui)放功能，通過5G高速網絡(luo)實(shi)(shi)現移動高清(qing)(qing)多路(lu)視(shi)頻(pin)大數據(ju)量業(ye)務處理(li)，實(shi)(shi)現多用戶無線(xian)海量數據(ju)并行(xing)監(jian)控處理(li)需求。

5G空口監(jian)測(ce)儀(yi)：核心(xin)設備，中電科(ke)儀(yi)器儀(yi)表(biao)公司(si)5G空口監(jian)測(ce)儀(yi)，采用高性能(neng)寬帶射頻(pin)接收(shou)、大(da)動(dong)態(tai)范(fan)圍全數(shu)字中頻(pin)處理、高速(su)(su)實(shi)時的網絡協議棧分析(xi)等(deng)多項(xiang)核心(xin)技術(shu)，滿足5G上行/下行實(shi)時接收(shou)分析(xi)處理需求(qiu)，滿足1Gbps體驗速(su)(su)率(lv)用戶業務和(he)信令展示。

5G無(wu)(wu)線視(shi)(shi)頻采(cai)集設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)：核心設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)，開發高(gao)清(qing)監控攝(she)像設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)和CPE（5G無(wu)(wu)線傳(chuan)輸設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)）組成5G無(wu)(wu)線視(shi)(shi)頻采(cai)集設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)，基(ji)于高(gao)速采(cai)集和硬件無(wu)(wu)損高(gao)壓縮率算(suan)法的并(bing)行(xing)采(cai)集設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)模塊，實現5G海量(liang)高(gao)分辨率視(shi)(shi)頻的前端(duan)采(cai)集功能，滿(man)足多用(yong)戶(hu)并(bing)行(xing)高(gao)速率傳(chuan)輸用(yong)戶(hu)展示。

ATCA（高級通信(xin)計算平臺）：核心設備， 中電(dian)科(ke)儀(yi)器儀(yi)表公司開發(fa)5G高速物理(li)層(ceng)軟件、多(duo)塊多(duo)核DSP芯(xin)片開發(fa)的硬件板(ban)卡，實現5G高速物理(li)層(ceng)功能，滿足1Gbps體(ti)驗(yan)速率。

天線(xian)：輔助設(she)備(bei)，開發5G天線(xian)、有源(yuan)陣列天線(xian)，采用有源(yuan)相控陣天線(xian)設(she)計技術，滿足實(shi)時(shi)傳(chuan)輸(shu)大(da)量數據需求，實(shi)現5G通信(xin)信(xin)號大(da)帶寬(kuan)傳(chuan)輸(shu)功能，滿足1Gbps體驗(yan)速率。

4）展(zhan)示空(kong)間和(he)系統功耗

展示空間：長×寬×高:7.0m×1.0m ×2.5m

系統功(gong)耗：9kW

5G高鐵(tie)通信模擬(ni)及解析演示(shi)場景

    1）展示點

高移動性：本系統展示終(zhong)端(duan)快速移動時(shi)的(de)信(xin)號高質量傳輸

    移動速率：500km/h

5G指標(biao)：移(yi)動速率：500km/h；

4G指標：移(yi)動速率：100km/h；

2）系(xi)統(tong)框圖(tu)(tu)及展(zhan)示效果(guo)圖(tu)(tu)

3）CETC開發(fa)的主要設備

高性(xing)能復(fu)雜信(xin)(xin)(xin)號(hao)解調分析儀(yi)表(biao)：核心設備，中電科儀(yi)器儀(yi)表(biao)公司開發高性(xing)能復(fu)雜信(xin)(xin)(xin)號(hao)解調分析儀(yi)表(biao)，采用5G無線(xian)網絡信(xin)(xin)(xin)令與時(shi)、頻、碼多域信(xin)(xin)(xin)號(hao)聯合處理技(ji)術(shu)，實現高鐵500公里(li)每小時(shi)高速移動場景下5G基站信(xin)(xin)(xin)號(hao)接收和解析，實現5G高鐵高速移動通信(xin)(xin)(xin)的處理需(xu)求。

5G基站模擬器：核心設備，中(zhong)電科儀(yi)器儀(yi)表公司開發(fa)5G基站模擬器，采用(yong)*樣(yang)值符號(hao)(hao)同步提取技術，解決5G通信(xin)(xin)數字重(zhong)采樣(yang)過程中(zhong)信(xin)(xin)號(hao)(hao)模擬失真(zhen)難題，支持5G基站(zhan)標準模擬，實現5G新波形新多址基站(zhan)信(xin)(xin)號(hao)(hao)模擬功能，滿足500km/h高移(yi)動性展(zhan)示需求。

4）展示空間和系統功耗

展示空(kong)間(jian)：長×寬×高:3.0m×1.0m ×;2.5m

系(xi)統功耗(hao)：1.6kW

5G毫米波傳(chuan)輸及分布式電磁環境監測演示場(chang)景(jing)

1）展示點

高頻(pin)段：本(ben)系統展示(shi)毫米波大帶寬通信

毫米波頻段：66GHz，帶寬(kuan)：1GHz

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

4G指標：頻段：6GHz以(yi)下(xia)，帶寬：100MHz

        2）系統(tong)框(kuang)圖及(ji)展示效果圖

3）CETC開發的主要設備

毫米(mi)波(bo)寬(kuan)帶(dai)接收(shou)機：核(he)心(xin)設備，中電科儀器(qi)儀表公司開發(fa)毫米(mi)波(bo)寬(kuan)帶(dai)接收(shou)機，采用大帶(dai)寬(kuan)、低群時延、低噪聲毫米(mi)波(bo)上(shang)下變頻設計(ji)技術，降低信號(hao)傳輸性能失真(zhen)，實現毫米(mi)波(bo)高頻段5G大帶(dai)寬(kuan)信號(hao)傳輸抓取和解析，實現5G毫米(mi)波(bo)高頻段通(tong)信的處理需(xu)求。

5G毫(hao)(hao)米波(bo)(bo)器部(bu)件(jian)：核心模塊，中電科(ke)儀(yi)器儀(yi)表公(gong)司開發5G毫(hao)(hao)米波(bo)(bo)器部(bu)件(jian)，微(wei)波(bo)(bo)毫(hao)(hao)米波(bo)(bo)半導體器件(jian)、微(wei)波(bo)(bo)毫(hao)(hao)米波(bo)(bo)模擬集(ji)成電路和超高(gao)(gao)速(su)數字集(ji)成電路，實現高(gao)(gao)頻率、大寬帶和高(gao)(gao)可靠等功能(neng)，滿足5G毫(hao)(hao)米波(bo)(bo)高(gao)(gao)頻段通信設備設計需求(qiu)。

5G基站(zhan)模擬(ni)器(qi)：核心設(she)備(bei)，中電科儀器(qi)儀表公(gong)司開(kai)發(fa)5G基站(zhan)模擬(ni)器(qi)，采用*樣值(zhi)符(fu)號同步提取技(ji)術(shu)，解決5G通信數字重采樣過(guo)程中的信號模(mo)擬(ni)失真難題(ti)，支持5G基站標準(zhun)模(mo)擬(ni)，實(shi)現(xian)5G新波形新多址基站信號模(mo)擬(ni)功能，滿足500km/h高(gao)移(yi)動性(xing)展示需求。

毫(hao)米(mi)波(bo)天線：輔助設備， 中電(dian)科儀器(qi)儀表公司開發(fa)毫(hao)米(mi)波(bo)天線，采用毫(hao)米(mi)波(bo)有源相控陣天線設計技術，滿足(zu)實(shi)時傳(chuan)輸大量數據需(xu)求(qiu)，實(shi)現5G毫(hao)米(mi)波(bo)大帶寬傳(chuan)輸功(gong)能。

4）展(zhan)示空(kong)間和系統功耗

展示空間：長×寬×高:3.0m×1.0m ×2.5m

系統功(gong)耗：1kW

5G物聯智能(neng)家居安全(quan)監控演(yan)示(shi)場景

1）展示點(dian)

低功耗大連接：本系統展(zhan)示連接數密度(du)100萬個/km2

5G指標(biao)：100萬(wan)個/km2；

4G指標：10萬個(ge)/km2；

2）系統框(kuang)圖(tu)及展示(shi)效果圖(tu)

3）CETC開發(fa)的主要(yao)設備

物聯探(tan)(tan)測設(she)備：核心設(she)備，中電科儀器(qi)儀表公司(si)開發5G物聯探(tan)(tan)測設(she)備，采用分布感(gan)知技(ji)術、超低功耗傳(chuan)感(gan)技(ji)術、智(zhi)能煙(yan)霧(wu)檢測技(ji)術，完成各種傳(chuan)感(gan)信(xin)號(hao)的實時(shi)采集，展現多種信(xin)號(hao)智(zhi)能感(gan)知能力，滿足行業數字(zi)化在敏捷連接(jie)、實時(shi)業務等關鍵需(xu)求。

智(zhi)能物聯信(xin)息處(chu)理(li)軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)(jian)：核(he)心軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)(jian)，中電科儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表公司開發智(zhi)能物聯信(xin)息處(chu)理(li)軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)(jian)(jian)，采用(yong)邊緣計(ji)算技術，在數(shu)(shu)據源頭的(de)網(wang)絡邊緣側，融合網(wang)絡、計(ji)算、存儲、應(ying)用(yong)能力(li)，滿足行業數(shu)(shu)字化在數(shu)(shu)據優(you)化、應(ying)用(yong)智(zhi)能等關鍵需求。

4）展示空間和系統功(gong)耗

展示(shi)空間：長(chang)×寬×高(gao):1.5m×1.0m ×2m

系(xi)統(tong)功(gong)耗：0.2kW