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5G NR OTA Measurement, multi-PCI and multi-beam analysis

GLOSSARY

5G New Radio (NR) システムの評価における、高度な測定・分析のテーマを示しています。具体的には、以下の3つの主要な要素について言及しています。


5G NR OTA Measurement(OTA測定)

  • 5G NR: 第5世代移動通信システム(5th Generation Mobile Communication System)の無線アクセス技術である New Radio を指します。

  • OTA (Over-The-Air) Measurement:

    • デバイス(スマートフォンや基地局のアンテナなど)をケーブルで接続する代わりに、実際に電波を飛ばして 測定することです。

    • 5Gでは、Massive MIMOやビームフォーミング技術が採用されており、アンテナが筐体内に組み込まれたり(Integrated Antenna)、アンテナ数が増えたりしているため、従来のケーブル接続による測定が困難または不十分になりました。

    • そのため、電波暗箱や専用の測定チャンバー の中で、デバイス全体としての放射特性や受信感度を評価するOTA測定が標準となっています。


multi-PCI analysis(マルチPCI分析)

  • PCI (Physical Cell ID):

    • 基地局(セル)を識別するための物理的なIDです。5G NRでは0から1007まであります。

    • このPCIは、デバイスが基地局を特定し、無線通信を確立するために非常に重要な情報です。

  • multi-PCI analysis:

    • 複数の基地局(セル) が存在する環境、すなわち現実の通信環境をシミュレーションまたは測定し、その環境下でのデバイスの性能や挙動を分析することです。

    • 例えば、ハンドオーバー(セル切り替え)や、異なるセルからの干渉がある場合の性能などを評価するために必要となります。


multi-beam analysis(マルチビーム分析)

  • Beamforming(ビームフォーミング):

    • 5G NRの重要な技術の一つで、アンテナアレイの各素子から送出される電波の位相を制御することで、電波を特定の方向(ビーム)に集中させて送信(または受信)する技術です。これにより、通信効率とカバーエリアが向上します。

  • multi-beam analysis:

    • デバイスが、複数のビーム や、異なる方向から到来するビーム の影響を受ける状況を分析することです。

    • 基地局は複数ビームを形成・切り替え(ビーム・スイープ)てデバイスを捕捉しますし、デバイス自身も異なるビームを受信したり、異なる方向へ送信したりします。

    • 最適なビームの特定、ビーム間の切り替え(ビーム・モビリティ)、そして複数ビーム下でのスループットや放射性能を評価するために、この分析が不可欠です。


まとめ

5G NRのアンテナ内蔵型デバイスやビームフォーミング機能を持つデバイス の性能を、複数の基地局やビームが存在する現実的な無線環境下で、OTA(電波)を用いて測定・評価する という、非常に高度で専門的なテーマを示しています。

下記資料では「5G OTA試験のハンディー測定器(スぺアナ)」について詳しく解説されています。

SHA860A ハンドヘルド・シグナルアナライザ

主な特性
周波数範囲 9 kHz~3.6/7.5 GHz
解析帯域幅 40/110 MHz
5G NR OTA測定、マルチPCI解析およびマルチビーム解析
LTE FDD/TDD OTA測定、マルチPCI解析
チャネル電力、占有帯域幅、SHI、TOIなど
110 MHz帯域幅でのIQデータ取得
リアルタイム・スペクトラム解析、100% POI時間 3.51 µs
パルス・プロファイル測定
1パス2ポート S11およびS21ネットワーク解析(VNA)
ケーブル・アンテナ測定、障害点距離(DTF)測定および時間領域解析

SHA860Aは、ハンドヘルド筐体に最先端の機能を備え、5G/LTEの展開で直面する課題にエンジニアが取り組めるようにすることで、フィールド測定の効率を一新します。
RFシステムの設置、現場での保守・故障診断、スペクトラム監視、干渉源の探索のいずれにおいても、SHA860Aは最高の性能を発揮します。

SSG6M80Aシリーズ
マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器
主な特長
・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz
・出力周波数分解能 最大0.001 Hz
・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz(測定値)
・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5°
・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載
・アナログ変調、パルス変調(オプション)

SSA6000A シリーズ シグナルアナライザ

主な特長
・測定周波数範囲:2 Hz~50 GHz
・IQ解析帯域幅:1.2 GHz
・リアルタイム・スペクトラム解析帯域幅:400 MHz
・位相雑音:-123 dBc/Hz @ 1 GHz、10 kHzオフセット
・DANL:-165 dBm/Hz未満
・5G NR、LTE/LTE-A、WLAN、IoTをはじめとする複数の移動体通信規格および無線接続の信号の復調・解析に対応します。

SNA6000A シリーズ ベクトル・ネットワークアナライザ

主な特長
・周波数範囲:100 kHz~50 GHz
・ダイナミックレンジ:135 dB
・IF帯域幅範囲:1 Hz~10 MHz
・出力電力設定範囲:-60 dBm~+20 dBm
・4ポート(2信号源)Sパラメータ測定、差動(平衡)測定、時間領域解析、スカラー・ミキサ測定などに対応します。
・オプション・アクセサリとして、電子校正キット、スイッチ・マトリクス、メカニカル・スイッチを用意しています。

SDS8000Aシリーズ オシロスコープ

特長と利点
4チャンネル + 外部トリガーチャンネル
アナログチャンネル帯域幅:最大16GHz(8/13/16GHz)
リアルタイムサンプリングレート:最大40GSa/s(全チャンネル同時)
12ビットADC
低ノイズフロア:16GHz帯域幅で176μVrms
SPOテクノロジー
・ 波形キャプチャレート:最大200,000フレーム/秒
・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート
・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量
・ デジタルトリガー

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