5G通信及測試系(xi)統(tong)方案

產品綜述

方(fang)案設(she)計目標

移動(dong)通信(xin)自20世紀80年代(dai)(dai)誕生以來，經過三十(shi)多年的爆發(fa)式(shi)(shi)增長，已(yi)成(cheng)為(wei)連接人(ren)類社(she)會的基礎信(xin)息網絡。移動(dong)通信(xin)的發(fa)展(zhan)不僅深刻改(gai)變了(le)人(ren)們的生活(huo)方(fang)式(shi)(shi)，而(er)且已(yi)成(cheng)為(wei)推動(dong)國民經濟發(fa)展(zhan)、提(ti)升社(she)會信(xin)息化水(shui)平的重要引擎。隨著4G進入規(gui)模商用階段，面向2020年及未來的第五代(dai)(dai)移動(dong)通信(xin)（5G）已(yi)成(cheng)為(wei)全球研發(fa)熱點。

5G將改變人們(men)的生活方(fang)式(shi)，主要體現(xian)在以下幾個方(fang)面：

1）人(ren)類從音頻世界(jie)向視頻世界(jie)跨越，感受“光纖(xian)般”視頻傳輸速度，“零”時延的使用體(ti)驗，讓人(ren)隨時可以身臨其境各種場合；

2）3D高清視頻，讓人在(zai)家就能體驗新(xin)的立體化(hua)感受；

3）高鐵(tie)飛機，不(bu)再是通信的障礙，隨時隨地(di)通信體驗不(bu)變，實現信息隨心(xin)至；

4）智能安(an)全監控，實現人與物通信，滿足(zu)萬物觸手及。

5G目(mu)標就(jiu)是“信息隨心至，萬物觸(chu)手及(ji)”，作為面向2020年以及(ji)以后(hou)的移動(dong)通信系統，將(jiang)深入(ru)社會(hui)的各個領(ling)(ling)域(yu)，作為基(ji)礎(chu)設施為未來(lai)社會(hui)的各個領(ling)(ling)域(yu)提供*的服務。超(chao)高速率、超(chao)低時(shi)延(yan)、超(chao)高移動(dong)性、*連(lian)接能力、超(chao)高流量密度(du)等6大特性，像美麗的6個花瓣，絢麗多彩，支撐我們美好未來(lai)。

根據“5G之花(hua)”超高(gao)速(su)率、超低時(shi)延、超高(gao)移動性、*連(lian)接能力、超高(gao)流量密度6大(da)特性，以及考慮“超、極(ji)、多(duo)、全(quan)、新(xin)”5大(da)通信(xin)測試的(de)難點，設計(ji)5G通信(xin)及測試演(yan)示(shi)系統(tong)。整個(ge)系統(tong)重點體(ti)現5G兩個(ge)高(gao)速(su)，高(gao)速(su)速(su)率和(he)高(gao)速(su)移動，結合(he)5G物聯(lian)應用(yong)和(he)未(wei)來產(chan)業測試痛(tong)點，設計(ji)5G展示(shi)6大(da)通信(xin)及測試演(yan)示(shi)場景(jing)，讓(rang)參觀者(zhe)感受到(dao)5G將(jiang)給我們生活帶來哪些(xie)變化，具體(ti)場景(jing)展示(shi)如下：

1）“5G 3D高(gao)清(qing)視頻(pin)傳輸(shu)場景”

展示點(dian)：

*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(ti)驗速(su)率(lv)：10Mbps

特(te)點：*速，通過5G 3D高(gao)清(qing)視頻展(zhan)示(shi)，讓人感(gan)知(zhi)5G給人們生活帶來虛擬(ni)現實(shi)切身體(ti)驗，通過5G空口實(shi)時(shi)監測(ce)系統(tong)展(zhan)示(shi)5G高(gao)速傳輸速率和動(dong)態信令變化。

2）“多用戶視頻監控場景”

展示點：

峰(feng)值速率：本系統展示峰(feng)值速率9Gbps

5G指標：峰值速(su)率10Gbps

4G指標：峰值速率1Gbps

特點：多(duo)用(yong)戶(hu)，多(duo)用(yong)戶(hu)視頻高速(su)實(shi)時監控，展顯峰值(zhi)速(su)率(lv)9Gbps多(duo)用(yong)戶(hu)上行傳輸，同時通過5G空口實(shi)時監測系統進行多(duo)用(yong)戶(hu)業務跟蹤(zong)展示5G系統多(duo)用(yong)戶(hu)高速(su)峰值(zhi)速(su)率(lv)傳輸能力。

3）“高鐵通信模(mo)擬(ni)及解析場景”

展示點：

高(gao)移動性：本系統高(gao)鐵移動速率(lv)500km/h

5G指標：移動速率：500km/h

4G指標：移動速率：100km/h；

特(te)點(dian)：高(gao)速(su)(su)移動，展示(shi)不同移動特(te)性下，5G通信(xin)參數(shu)與通信(xin)質量(liang)的變化，通過(guo)500公里每小時高(gao)鐵環境設(she)置，展示(shi)5G應對高(gao)速(su)(su)移動能力；通過(guo)高(gao)性能實時分(fen)析(xi)儀器(qi)設(she)備(bei)動態展示(shi)不同高(gao)速(su)(su)場景帶(dai)來信(xin)號解析(xi)參數(shu)變化。

4）“5G毫米波傳(chuan)輸及分(fen)布(bu)式電磁環境監測場景”

展示點：

高頻段(duan)：本系統(tong)展(zhan)示毫米波通信66GHz，帶寬：1GHz

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

4G指(zhi)標：頻(pin)段：6GHz以下，帶(dai)寬(kuan)：100MHz

特(te)點1： 毫(hao)米(mi)波、大帶寬，通過定制化5G毫(hao)米(mi)波基站和(he)毫(hao)米(mi)波終端模擬器(qi)進行視(shi)頻傳輸(shu)展示，展現(xian)我所毫(hao)米(mi)波設計和(he)測試能(neng)力。

特點2： 通過分布式電磁環境(jing)(jing)監測系統展示，展現我所具有(you)高復雜電磁環境(jing)(jing)的精(jing)細、實(shi)時、平臺式的監測能力。

5）“5G物聯(lian)智(zhi)能家居(ju)安全監(jian)控(kong)演示場(chang)景(jing)”

展(zhan)示(shi)點：

低(di)功耗大(da)連接(jie)：本系(xi)統展示連接(jie)數密度100萬個(ge)/km2

5G指標：連接(jie)數密(mi)度100萬個/km2

4G指標(biao)：連接數密(mi)度10萬(wan)個/km2；

特點： 萬物互聯，通(tong)過(guo)燃氣泄漏(lou)監(jian)控、火災探測(ce)、防(fang)盜監(jian)控、視頻監(jian)控等進行全套智能家居(ju)系(xi)統設計，依靠定制化基(ji)站無(wu)線傳輸報警信息至用戶(hu)終(zhong)端，展(zhan)現5G物聯強(qiang)大應用。

功能(neng)特點(dian)

 5G通信及測(ce)試演示系統

5G 3D高清視(shi)頻傳(chuan)輸(shu)演示(shi)場景

1）展(zhan)示點

*速：本系統展示(shi)體驗速率(lv)1Gbps

5G指標(biao)：體驗速率：0.1-1Gbps

4G指標(biao)：體驗速率：10Mbps

2）系(xi)統(tong)框圖及展示效果(guo)圖

3）CETC開發的主要設(she)備

ATCA（高(gao)級通信計(ji)算平臺）：核(he)心設(she)備，中(zhong)電科儀器儀表公司開(kai)發(fa)5G高(gao)速物(wu)理(li)層軟件、多(duo)塊多(duo)核(he)DSP芯(xin)片(pian)開(kai)發(fa)的硬件板卡，實現(xian)5G高(gao)速物(wu)理(li)層功能，滿足(zu)1Gbps體驗速率。

5G空口監(jian)測(ce)儀(yi)(yi)：核心設備，中電科儀(yi)(yi)器儀(yi)(yi)表公(gong)司(si)開(kai)發5G空口監(jian)測(ce)儀(yi)(yi)，采(cai)用高性能寬(kuan)帶射頻(pin)接收、大動態(tai)范圍(wei)全數字中頻(pin)處(chu)理(li)、高速實時(shi)的(de)網絡協議棧分析(xi)等多(duo)項核心技術，滿足5G上行/下行實時(shi)接收分析(xi)處(chu)理(li)需求，滿足1Gbps體(ti)驗速率用戶業務和信(xin)令展示。

天(tian)線：輔助設備， 中電(dian)科儀器儀表公司(si)開發5G天(tian)線、基于有源(yuan)陣列天(tian)線，采用有源(yuan)相控(kong)陣天(tian)線設計技術，滿足(zu)實時傳輸大量數據需求，實現5G通信信號大帶寬(kuan)傳輸功能，滿足(zu)1Gbps體(ti)驗(yan)速率。

4）展示空間和系(xi)統功耗(hao)

展示空間：長(chang)×寬×高(gao):6.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：6kW

5G多用戶視(shi)頻(pin)監控(kong)演(yan)示場(chang)景

1）展示點

峰值速率：本系統展示峰值速率9Gbps

5G指(zhi)標(biao)：峰值(zhi)速(su)率10Gbps

4G指標：峰值速率1Gbps

2）系統框圖及展示(shi)效果圖

 3）CETC開發的主要設備

5G網(wang)絡(luo)視(shi)(shi)頻(pin)監(jian)控(kong)軟件(jian)：核心設備(bei)，海康威視(shi)(shi)開發5G視(shi)(shi)頻(pin)監(jian)控(kong)軟件(jian)，采(cai)用多數據流分割下的不同通道并行預覽(lan)與回放技術(shu)，實現最大(da)32路(lu)720P格式高(gao)(gao)清視(shi)(shi)頻(pin)同步(bu)回放功能，通過5G高(gao)(gao)速網(wang)絡(luo)實現移動高(gao)(gao)清多路(lu)視(shi)(shi)頻(pin)大(da)數據量業務處(chu)理，實現多用戶(hu)無線海量數據并行監(jian)控(kong)處(chu)理需(xu)求(qiu)。

5G空(kong)口監(jian)測儀：核心設備(bei)，中電科儀器儀表公司5G空(kong)口監(jian)測儀，采(cai)用(yong)高(gao)性能寬帶射(she)頻接收(shou)、大動態范圍全數字中頻處(chu)理、高(gao)速實時(shi)的網絡(luo)協議棧(zhan)分(fen)析等多項核心技術，滿(man)足(zu)5G上行/下行實時(shi)接收(shou)分(fen)析處(chu)理需求(qiu)，滿(man)足(zu)1Gbps體驗速率用(yong)戶業務和信(xin)令展示。

5G無(wu)線(xian)視(shi)頻采(cai)(cai)集(ji)(ji)設備(bei)：核(he)心設備(bei)，開發高(gao)清監控攝像設備(bei)和CPE（5G無(wu)線(xian)傳輸設備(bei)）組(zu)成(cheng)5G無(wu)線(xian)視(shi)頻采(cai)(cai)集(ji)(ji)設備(bei)，基于高(gao)速采(cai)(cai)集(ji)(ji)和硬件無(wu)損高(gao)壓縮率算法的并行(xing)采(cai)(cai)集(ji)(ji)設備(bei)模塊，實現5G海(hai)量高(gao)分辨(bian)率視(shi)頻的前端采(cai)(cai)集(ji)(ji)功能，滿足多用戶(hu)并行(xing)高(gao)速率傳輸用戶(hu)展示。

ATCA（高級通信(xin)計算平臺）：核(he)心設備， 中電科儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)公司開發5G高速物(wu)理層軟(ruan)件、多塊多核(he)DSP芯(xin)片開發的硬件板卡，實(shi)現5G高速物(wu)理層功(gong)能，滿(man)足1Gbps體驗速率。

天線(xian)：輔助設備，開發5G天線(xian)、有源陣(zhen)列天線(xian)，采用有源相控陣(zhen)天線(xian)設計技術，滿足實(shi)時傳輸大(da)量數據需求，實(shi)現5G通信信號大(da)帶寬(kuan)傳輸功能，滿足1Gbps體驗速率。

4）展示空(kong)間和系統(tong)功(gong)耗

展示空間：長×寬×高(gao):7.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：9kW

5G高(gao)鐵通信模擬及解(jie)析演示場(chang)景(jing)

    1）展(zhan)示點

高移動(dong)性：本系統展示終端快速移動(dong)時(shi)的信號高質量傳輸

    移(yi)動(dong)速率：500km/h

5G指標：移動(dong)速率：500km/h；

4G指標(biao)：移動速率：100km/h；

2）系(xi)統框圖及展(zhan)示效(xiao)果圖

3）CETC開發的主要設備

高(gao)性(xing)(xing)能復雜信(xin)(xin)號(hao)解(jie)調分(fen)析儀(yi)表：核(he)心設備，中電科(ke)儀(yi)器儀(yi)表公司開發高(gao)性(xing)(xing)能復雜信(xin)(xin)號(hao)解(jie)調分(fen)析儀(yi)表，采(cai)用5G無線網(wang)絡信(xin)(xin)令與(yu)時(shi)、頻、碼(ma)多域信(xin)(xin)號(hao)聯合處(chu)理技(ji)術，實(shi)現高(gao)鐵500公里每小時(shi)高(gao)速移動(dong)場景(jing)下5G基站(zhan)信(xin)(xin)號(hao)接收和解(jie)析，實(shi)現5G高(gao)鐵高(gao)速移動(dong)通信(xin)(xin)的處(chu)理需求。

5G基站(zhan)模擬(ni)器(qi)：核心設備，中電科(ke)儀器(qi)儀表公司開發5G基站(zhan)模擬(ni)器(qi)，采用*樣值(zhi)符號(hao)(hao)同步提取技術，解決5G通信(xin)數(shu)字(zi)重采樣過(guo)程中信(xin)號(hao)(hao)模(mo)擬失(shi)真難題，支(zhi)持5G基站(zhan)標準模(mo)擬，實(shi)現(xian)5G新波形新多址基站(zhan)信(xin)號(hao)(hao)模(mo)擬功能，滿足500km/h高移動性展示需求(qiu)。

4）展示空間(jian)和(he)系統功(gong)耗

展示(shi)空間：長×寬×高:3.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗(hao)：1.6kW

5G毫米波(bo)傳輸(shu)及(ji)分(fen)布式電磁(ci)環(huan)境監測演示(shi)場景(jing)

1）展示點

高(gao)頻段(duan)：本(ben)系統展示毫米波大帶寬通信

毫米(mi)波(bo)頻(pin)段(duan)：66GHz，帶寬：1GHz

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

4G指標：頻(pin)段：6GHz以下，帶寬(kuan)：100MHz

        2）系統框圖及展示效(xiao)果圖

3）CETC開發的主(zhu)要設備

毫米波(bo)(bo)(bo)寬帶(dai)接收機：核(he)心(xin)設備(bei)，中電(dian)科(ke)儀器儀表公(gong)司(si)開發毫米波(bo)(bo)(bo)寬帶(dai)接收機，采(cai)用(yong)大帶(dai)寬、低(di)群時延、低(di)噪聲毫米波(bo)(bo)(bo)上下變頻設計技術，降低(di)信號(hao)傳輸(shu)性能失真(zhen)，實(shi)現毫米波(bo)(bo)(bo)高頻段(duan)5G大帶(dai)寬信號(hao)傳輸(shu)抓取和解析，實(shi)現5G毫米波(bo)(bo)(bo)高頻段(duan)通信的處理需(xu)求。

5G毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)部(bu)(bu)件(jian)：核心模塊，中電(dian)科(ke)儀器(qi)(qi)儀表公司開發5G毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)部(bu)(bu)件(jian)，微波(bo)(bo)毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)半導體器(qi)(qi)件(jian)、微波(bo)(bo)毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)模擬集成電(dian)路和超高(gao)速(su)數字集成電(dian)路，實現高(gao)頻(pin)(pin)率、大寬帶和高(gao)可靠等功能，滿足(zu)5G毫(hao)米(mi)(mi)波(bo)(bo)高(gao)頻(pin)(pin)段通信設(she)備設(she)計需求。

5G基(ji)站(zhan)模(mo)擬(ni)器(qi)：核心設備，中電科(ke)儀器(qi)儀表公司(si)開發5G基(ji)站(zhan)模(mo)擬(ni)器(qi)，采用*樣值符號(hao)同步提取技(ji)術(shu)，解決5G通(tong)信(xin)數字重采(cai)樣過程(cheng)中的信(xin)號(hao)模(mo)擬失真(zhen)難題，支持5G基站(zhan)標準模(mo)擬，實現5G新波(bo)形新多址基站(zhan)信(xin)號(hao)模(mo)擬功能，滿足500km/h高移動性展示需(xu)求。

毫米(mi)波天(tian)線：輔助設備(bei)， 中電(dian)科(ke)儀器(qi)儀表(biao)公(gong)司開發毫米(mi)波天(tian)線，采用毫米(mi)波有源相控陣天(tian)線設計技術(shu)，滿足實(shi)時傳輸(shu)大量數據需求，實(shi)現(xian)5G毫米(mi)波大帶寬傳輸(shu)功能。

4）展(zhan)示(shi)空(kong)間和系統功耗

展示空(kong)間：長×寬×高:3.0m×1.0m ×2.5m

系統功耗：1kW

5G物聯智能家居安全監控(kong)演示場景

1）展示點

低功耗大連接：本系(xi)統展(zhan)示(shi)連接數密度100萬個/km2

5G指(zhi)標：100萬個(ge)/km2；

4G指標：10萬個/km2；

2）系(xi)統框(kuang)圖(tu)及(ji)展示效(xiao)果圖(tu)

3）CETC開發的主要設備

物聯(lian)探(tan)測設(she)備(bei)：核心設(she)備(bei)，中電科儀(yi)器(qi)儀(yi)表公司(si)開發(fa)5G物聯(lian)探(tan)測設(she)備(bei)，采(cai)用分布(bu)感知技(ji)術、超低功耗傳(chuan)感技(ji)術、智能煙霧檢測技(ji)術，完(wan)成(cheng)各(ge)種傳(chuan)感信號(hao)的實(shi)時采(cai)集，展現多(duo)種信號(hao)智能感知能力(li)，滿足(zu)行業數(shu)字化在敏捷連接、實(shi)時業務等關鍵需求。

智(zhi)能物聯信息處理(li)軟(ruan)件：核心軟(ruan)件，中電科儀(yi)器(qi)儀(yi)表公司(si)開(kai)發(fa)智(zhi)能物聯信息處理(li)軟(ruan)件，采用(yong)邊緣計算技術(shu)，在數據(ju)源頭的網絡邊緣側，融合網絡、計算、存(cun)儲、應(ying)用(yong)能力，滿足行(xing)業數字化在數據(ju)優(you)化、應(ying)用(yong)智(zhi)能等(deng)關鍵(jian)需求。

4）展(zhan)示空(kong)間(jian)和(he)系統功耗

展示空間(jian)：長(chang)×寬×高:1.5m×1.0m ×2m

系統功耗：0.2kW