從5G-advanced眺望6G 安立知揭露新世代射頻測試的面紗
- 孫昌華／台北
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3GPP正如火如的從R18開始著手「5G-Advanced」的標準制定工作，產業界和學術界也據此對接續的6G技術的到來充滿期待，安立知（Anritsu）參與多項產業計畫與聯盟，協助定義並塑造未來的電信技術和相關測試的要求，為了分享與觀察5G-Advanced與6G標準的未來發展，2023年3月15日於台北萬豪酒店招開行動通訊未來及關鍵技術論壇，以「Beyond 5G To 6G掌握新世代通訊應用」為主題，綜覽5G-Advanced時代市場與技術趨勢，聚焦於衛星應用陣列天線（NTN）、開放架構無線接取網路（O-RAN），以及車聯網測試等議題，預先揭露6G標準的未來。
這次實際展示攤位區首先吸引進場來賓的目光的就屬RedCap主題，目前5G電信營運商正為大量普及化的目標投注更大的心力，為了開創了符合成本效益的落地應用，看中RedCap技術帶來的機會，其推升穿戴式裝置與物聯網的應用領域相較於過去旗艦級手機與固定接取網通設備在電力與成本表現上的不夠親民，一個數量龐大、低頻寬、低延遲性連結的eMTC應用正快速竄起，RedCap裝置具備可以一舉讓成本壓低多達70%的價格優勢，讓消費者得以快速擁抱5G落地應用，因此安立知現場搭配台灣晶片大廠的晶片所組成的測試樣本，展示RedCap測試工作站，並提供多個完成驗證的測試項目，提供給台灣OEM/ODM廠做為RedCap裝置的認證測試的標竿。
據市場的預估，舉凡5G電子健康和醫療監測手環裝置、AR/VR/MR裝置、工業感測器，以及中低階智慧型手機都有展現良好的RedCap市場前景，安立知已經針對RedCap裝置的一致性認證測試所需要的機台設備、測試項目預做好超前部署，預計在2023年下半起開始迎接RedCap裝置一致性認證的發酵商機。
同一攤位還展示5G NR SA網路下FR2頻譜RF效率測試工作站，兼具通訊協定一致性測試的驗證，由於FR2雖然有Line-of-Sight的限制，但是高頻寬與低延遲的效益，獲得5G企業專網與O-RAN應用的大力推崇，對於智慧製造與低延遲網路的應用起了推波助瀾的效益，所以成為安立知這次展示工作站的重點，目前全球商轉的FR2頻段最高到達46 GHz，安立知的機台已經可以支援到47 GHz的測試。
從5G到6G的新技術走向與未來願景
安立知日本總部行銷經理Suenaga Akihiko先生所做的開場主題演講，也呼應上述展示的重點，其簡報聚焦於5G行動通訊市場的發展與未來技術展望，從5G商轉以來，電信營運商大力吹捧的增強型行動寬頻（eMBB）的成長力道已經略顯疲態，從2016年智慧型手機創下14億7,000萬台銷售量的歷史高峰後，就一路下滑的趨勢而得到驗證，新的應用將寄望於RedCap、定位技術、URLLC/IIoT、低軌道衛星（NTN）、車聯網（V2X）等技術的崛起。
對於5G-Advanced與未來6G技術的想像，他認為技術趨勢將朝向降低環境衝擊、增加能源效率與綠色網路趨勢的概念前進，這也呼應全球ESG願景的進程。對安立知而言，著重的主題包含太赫茲（Terahertz）頻段的調變技術，整合AI/ML技術進行網路通道的使用效率，增加FR1/FR2頻道的通道使用效率，以及分散式網路與分散式運算的技術來啟動無線接取網路效率提升的技術，最後就是掌握光通訊技術的未來發展的機會，增加核心網路的高速資料傳輸速率的技術。
聯發科技資深部門經理余倉緯（Ato Yu）博士的接續簡報也透過該公司的6G願景來描述新技術的走向，首先的堅持就是省電效能上的持續投資，由於未來6G系統的複雜度將比5G更甚於以往，諸多新的嘗試需要預計到2027年後的R19之後才會正式進入實質規格的討論，目前的願景首先就是能源永續的堅持，除了UE裝置的省電之外，更重視各級網路節點的省電效益的考量，第二個願景就是最佳化的概念，打造使用者特定使用情境的最佳化，第三就是跨界融合，啟動地面通訊與衛星通訊的整合，大舉擴增網路涵蓋率，除了低軌道衛星之外，更擴大到多個基地台與任何連網裝置的互享天線連結與資料通道選擇的最佳化，打破傳統蜂巢式網路架構，並透過AI/ML的技術來改善頻譜與通道使用的效率，也同步對於碳排放量與資料傳輸的效率做直接的KPI標竿，達成綠色網路的願景。
串聯行動通訊與衛星通訊相位陣列天線測試佔先機
安立知技術副理程昭團（Jonathan Cheng）的簡報聚焦於5G NTN/衛星通訊User Terminal系統相位陣列天線（Phased Array Antenna）的G/T數值的量測，這個議題關係著地面衛星接收系統的天線效率，現場同步在展示攤位上提供機台與測試情境的展示，由於台灣廠商大舉積極爭取衛星通訊陣列天線代工設計與製造的生意，陣列天線的測試必不可少，安立知已經與川升（BWant）合作OTA測試測試實驗室的設置，針對OTA暗室性能測試進行驗證，有助於協助台灣客戶掌握與模擬衛星通訊陣列天線的測試環境，台灣廠商量測G/T數值希望朝向10的目標前進，目前多半落在8左右。
他特別更新智慧型手機上整合衛星通訊的通話、資料、簡訊服務的市場近況，包括Iridium、Globalstar與Starlink三家的商用服務，而R17開始倡議整合諸如Starlink、Telesat、Project Kuiper（Amazon）與OneWeb等低軌道衛星的網路納入5G advanced核心網路中，也正快速擴展中。
使用陣列天線最大的優點就是能實現高增益與快速波束變換，高增益的天線能有效克服Ku/Ka（15~30 GHz）的電磁訊號衰減。由於低軌道衛星的移動速度快，每具衛星在單一用戶的上空，通常只能停留約12分鐘的時間，也就是地面上的陣列天線必須有10分鐘內完成追蹤、鎖定、換手的能力，所以對波束變換的測試就很重要。
值得一提的，安立知提供極輕巧、約莫一般手機的大小的MS2760A寬頻頻譜分析儀（Ultraportable Spectrum Master），可以測到170 GHz頻譜，能快速整合至OTA（Over the Air） 的測試情境中，並使用USB Type C直接由控制NB or Tablet供電，可以整合機械手臂做成移動量測轉台以實際模擬真實的量測環境，讓OTA測試場景的設計與實現可以更方便獲得成果。
5G裝置SSIP自動化測試化繁為簡提高測試效率
安立知技術副理李冠佑（Eric Lee）先生主講SSIP自動化測試工作站，現場提供的直接展示攤位，讓來賓可以直接感受Smart Studio自動化測試軟體所展現的實際效益，由於測試eMBB應用時資料傳輸效率的量測很重要，5G系統使用多個載波聚合（CA）加上MIMO的多樣化組合來提高資料傳輸效率，所以為了測試資傳輸吞吐量與效能，需要逐一設定與接線來驗證各種組態的實際效益。
安立知為了協助測試工程團隊滿足快速的測試需求，透過自動化測試軟體搭配不同的測試系統，使用預先編輯的各種設定的參數，用批量測試的自動化測試軟體的輔助，提供諸如使用指令集編寫方式或是直接用批次檔案等多樣化的控制DUT的方式，以供測試參數設定的需要，同時對於關鍵的測試計畫（Test Plan）的腳本編寫上，除了手動的編寫工具之外，還提供包括直接導入Qualcomm工具所編寫與建立Test Plan，也可以使用安立知的CSV檔案來簡易的提供輕巧的手動編寫Test Plan工具，以最大範圍來協助測試團隊簡化測試驗證的工作，建立個別的測試情境，最後再提供完整的報表工具，以完成批次測試結果的內容，並完成複雜的傳輸效率的測試。
商用5G的射頻與通訊協定一致性認證測試解決方案
安立知日本市場部經理Mitamura Kazuhiko先生探討5G一致性測試（Conformance test）的進展，聚焦於5G的射頻與通訊協定（Protocol）測試解決方案，由於兩個國際通訊標準認證組織GCF（歐洲地區）和PTCRB（北美地區）所積極推動5G裝置的一致性認證標準，安立知做為全球重要的測試解決方案商，積極的提供針對GCF與PTCRB量身定製的測試項，經過這些組織的確認與認可之後，才能正式進入驗證測試程序，並準備測試環境與測試解決方案，再由測試實驗依據測試項與安立知測試解決方案。
執行這些指定的測試程序，經過發照單位的核可後，才能宣告產品的合格認證。這些系統已經部署在全球重要的測試實驗室，安立知的測試和測量解決方案對5G裝置的產品性能和加快產品上市速度至關重要，也獲得實驗室業者的推崇與重要口碑。
安立知聚焦於ME7873NR商用5G的射頻與通訊協定的一致性認證測試解決方案，ME7873NR是使用5G NR RF和RRM測試的自動化系統。其主要支援5G NR的SA組網與NSA組網模式的系統，搭配安立知用於5G （CATR）OTA chamber MA8172A，可涵蓋5G的FR1（Sub-6 GHz）頻段，以及FR2毫米波頻段。並提供靈活系統配置完成客製化的要求，以配合各種實驗室的測量條件需求。
基於5G RedCap引起業界的關注，在這個議題中，主講者特別對於認證要求進度進行額外的說明，目前GCF已經宣布2023年中將開始做5G RedCap一致性認證測試，測試項目的定義的進度已經完成57%，預計2023年6月可以完成所有5G RedCap的測試項目的制定，對於2023年下半開始的5G RedCap裝置的認證測試，安立知積極掌握市場的第一手動態並及時提供對應的解決方案。
攜手Comprion推出5G USIM/e-SIM測試
來自德國的Comprion與安立知合作推出5G USIM/e-SIM的測試解決方案的合作，Comprion台灣技術代表潘約翰（John Pan）先生受邀介紹這個測試服務的進展，手機與物聯網裝置，以及愈來愈多的行動裝置製造商開始將嵌入式e-SIM整合於其產品中，成為物聯網應用普及的重要推手，由於e-SIM是不可拆卸下來，使得在實驗室中設置行動裝置和網路模擬器之間的通訊測試變得更加困難。
該公司依照3GPP CT6標準已經通過GCF、PTCRB與Verizon的認可，當中USIM採用3GPP TS 31.121標準，在GCF有46測試項而PTCRB有42測試項，目前Comprion測試平台已經通過GCF/PTCRB認證為TP226，搭配安立知的MT8000A所組成，軟體名稱是COMPRION SIMfony，測試時提供自動化測試，簡化測試的整體流程。
DU硬體模擬器打造O-RAN測試平台創新並縮短上市時間
5G企業專網與O-RAN技術在智慧製造與低延遲網路的應用推廣上有愈來愈大的機會，先前的講者提及使用AI/ML技術來改善實際5G SA組網下的頻寬最佳化的嘗試，這對O-RAN來說也是目前眾所矚目的發展中的議題，目前台灣廠商看中O-RU的RF測試，安立知解決方案透過DU硬體模擬器（Emulator）來模擬多個測試的情境，不但可以驗證O-RU連接DU的效能測試，檢測O¬-RU產生測試頻譜與時序的飄移的測量，對於諸如S-Plane、CU-Plane與M-Plane的測試，透過自動化軟體的輔助降低設定O-RAN前傳（Fronthaul）網路參數的複雜度與門檻，以便於使用更接近真實現場網路情況的測試場景，對於不熟悉O-RAN與各種Fronthaul一致性驗證測試與規格的客戶，也有很好的輔助。
車聯網與WiFi 7的測試解決方案安立知表達強烈企圖心
另外，在Connect to Future的展示攤位上，安立知展示WiFi 7的RF驗證測試工作站，現場搭配台灣網通廠的WiFi 7裝置展示高數據傳輸效率和低延遲效率的驗證，支援信令（Signaling）與非信令連線測試情境，對於整台WiFi 7的DUT成品的RF測試做完整展示，這個新的展示項目讓安立知可以積極尋求台灣網通晶片大廠的晶片驗證測試的商機，畢竟WiFi 7的世代會有更複雜的RF測試與驗證的需求，這個攤位是安立知向市場表達強烈企圖心的最佳呈現。
壓軸演講由安立知的日本市場部經理Endo Taisuke擔任，聚焦於V2X市場的推廣與技術展示，現場並提供展示來自德國的dSPACE GmbH合作開發了自動代客停車（Automated Valet Parking；AVP）測試和模擬環境。這是以國際機場或政府公共場館所需要的自動代客停車服務需求為想定的新應用場景，提供AVP Type 1與Type 2兩種型態的停車服務的測試模擬，透過5G網路的低延遲效益將停車請求發送到AVP服務平台，當駕駛人下車後，車輛將交由AVP系統自動駕駛到預定的停車位，而當車主取車時，系統將會自動取出並交付車輛。
此解決方案採用安立知MT8000A測試平台，以及dSPACE VEOS的模擬平台、dSPACE AURELION感測器真實模擬軟體，當現場來賓正興味濃厚的看著車聯網與自駕系統應用範例所呈現的全新視野時，安立知的測試解決方案正隱身於後，協助每一個未來願景得以築夢成真。
