High Performance Spectrum Analyzer for 5G OTA Testing

Anritsu Corp.，Morgan Hill，Calif.，www.anritsu.com

5G将在2019年成为现实，届时将有初步的外场部署和商业服务。随着业界在安装和维护方面的需求的统一，亟需新一代测量设备，要求不仅能够满足现有4G LTE的测试需求，更能够满足未来5G网络独有技术，比如：毫米波频段、有源天线系统、波束成形和动态物理层分配等。随着射频技术广泛地应用于我们的生活，射频频谱也变得越来越拥挤。蜂窝通信系统除了对6GHz以下频率有需求以外，5G还将工作在28GHz和39GHz。为了避免系统相互间的干扰，并确保性能指标满足要求，如何测量这些系统的射频频谱和传输性能就显得尤为重要。

作为一家业内领先的高性能手持式频谱分析仪的设计和制造商，安立公司推出了Field Master Pro MS2090A，这是一款紧凑小巧且前所未有的高性能手持式频谱分析仪。它能为外场测试工程师和技术人员提供一台性能媲美台式频谱仪、但只需要电池供电的便携式测量仪表（如图1所示）。这台仪表低频可以覆盖9 kHz，高频有多种频率选件可选（对应9、14、20、26.5、32、44和54GHz）。Field Master Pro MS2090A是为应对5G测量的挑战而设计的，同时也支持不同无线技术的测量场景，包括无线回程、卫星系统、雷达以及其他航空航天和国防应用。

图1：媲美台式频谱仪的Field Master Pro MS2090A

性能指标

MS2090A拥有手持式触屏频谱分析仪中最高水平的RF性能，其显示平均噪声水平（DANL）小于-160dBm，三阶截点达+20dBm（典型值）。这就使得频谱扫描、无线电监测、谐波和失真等测量可以更精确。在对数字系统的调制信号测量时，MS2090A所拥有的100 MHz分析带宽加上最好的相位噪声指标，可以最大限度地保证测量精度，0.5dB的典型幅度测量精度使得在测试发射机功率和杂散电平时提供了更强有力的支持。

为了更好地在外场使用，所有版本的MS2090A均提供了一个专业全面的功能来加快和简化测量过程，并提高了仪表的可用性。内置的实时频谱分析功能（RTSA）提供了终端信号分析和干扰捕获工具，而从20MHz（标配）到100 MHz（可选）的分析带宽，也提供了从蜂窝通信的干扰监测到全ISM波段信号分析的能力。MS2090A不仅仅是一个覆盖全频段的扫频分析仪，更可以实现对突发或干扰信号的监测。一键式的信道功率和占用带宽设置简化了这类通用无线电传输指标测量。独有的5G信号I/Q数据抓取功能允许使用标准数据分析工具在PC上对捕获和保存的I/Q数据进行离线分析处理。

应用支持

MS2090A可用于无线网络的安装、调试和维护中的多个应用场景。4G和5G地图覆盖功能能够清晰显示5G发射机在区域内的信号强度。MS2090A还可对射频信号进行连续测量，包括5G信号的通道功率、有效各向同性辐射功率（EIRP）或参考信号接收功率（RSRP）等指标。当与NEON^®公司的MA8100A信号定位器相结合时，用户将拥有一个强大的测量室内和室外信号覆盖的解决方案，并在数字地图或建筑平面图上显示信号强度的测量结果。

随着移动电话和广电网络的不断扩大，新技术正在用于sub-6GHz频段。现在许多国家的管理机构都在拍卖无线电频谱并授权独占使用权，新的频谱所有者需要监测是否有其他的干扰信号，以保障网络的正常工作。MS2090A的极快扫描速度、低失真的前端和频谱显示使其成为一个强大的频谱监测工具。配以全向天线，MS2090A能捕捉到设定频段内的所有信号，而内置的前置放大器也极大地提升了频谱仪的灵敏度，使其能够捕捉更低的电平信号。

随着南宫在线官方网 无线电链路成为蜂窝通信和数据网络的核心构建模块，MS2090A有助于安装人员在几米到几公里的距离内调试无线电设备。配以波导喇叭天线，可以在安装和日常维护测试期间进行功率和调制带宽的测量。

随着5G NR网络技术的发展，我们需要新的工具来检验5G基站在外场环境中的性能（如图2）。在频率3.5GHz、28GHz和39GHz频段采用了有源天线系统，这意味着需要开发和使用新的测量方法。MS2090A可以满足3GPP TS 38.104 V15协议所要求的重要测量，包括频率误差、时间偏移、小区/扇区ID、调制质量、无用辐射、占用带宽、邻道泄漏比、等效全向辐射功率和12.75 GHz的发射机杂散等指标。同时还可以对同步信号模块（SSB）进行测量，这样就可以对工作中的5G基站进行空口（OTA）发射机测试。

图2：5G基站测量结果显示界面