終端射頻及協(xié)議性能是5G通信功能的基礎(chǔ)，也是法規(guī)測試、一致性測試、運營商準入測試中最主要的內(nèi)容，相關(guān)認證既是市場準入的門檻，也影響到產(chǎn)品的生命周期。 《5G終端射頻及協(xié)議測試技術(shù)與實踐》是5G先進技術(shù)叢書·測試認證系列之一，介紹了無線通信終端測試認證體系，并對測試認證體系中的標準化組織、認證機構(gòu)、測試設(shè)備供應(yīng)商進行了介紹。在此基礎(chǔ)上，詳細介紹了5G終端射頻測試和協(xié)議測試，尤其是針對5G引入的毫米波測試，由于其與傳統(tǒng)的傳導(dǎo)射頻測試方式有較大差異，對此部分內(nèi)容進行了重點論述。 《5G終端射頻及協(xié)議測試技術(shù)與實踐》的讀者對象是終端測試工程師，也可以是5G終端研發(fā)人員，終端制造商中負責產(chǎn)品認證相關(guān)工作的人員也可以將《5G終端射頻及協(xié)議測試技術(shù)與實踐》作為參考書。
終端射頻及協(xié)議性能是5G通信功能的基礎(chǔ)，也是法規(guī)測試、一致性測試、運營商準入測試中最主要的內(nèi)容，相關(guān)認證既是市場準入的門檻，也影響到產(chǎn)品的生命周期。《5G終端射頻及協(xié)議測試技術(shù)與實踐》作者深入探究了5G終端射頻及協(xié)議性能測試技術(shù)的各個方面，從測試的基本原理、測試方法、測試流程以及測試實戰(zhàn)等多個角度進行了全面闡述。
《5G終端射頻及協(xié)議測試技術(shù)與實踐》介紹了無線通信終端測試認證體系，并對測試認證體系中的標準化組織、認證機構(gòu)、測試設(shè)備供應(yīng)商進行了詳細介紹。在此基礎(chǔ)上，詳盡描述了5G終端射頻測試和協(xié)議測試，尤其是針對5G引入的毫米波測試，由于其與傳統(tǒng)的傳導(dǎo)射頻測試方式有較大差異，對此部分內(nèi)容進行了重點論述。
《5G終端射頻及協(xié)議測試技術(shù)與實踐》介紹了與5G終端射頻及協(xié)議測試的各方面知識，可以作為通信測量工作的入門圖書，也可為無線通信領(lǐng)域的廣大科技工作者、管理人員提供有益的經(jīng)驗。
2019 年被稱為 5G 元年，移動通信系統(tǒng)發(fā)展到 5G 時代，已經(jīng)成為一個巨大且復(fù)雜的系統(tǒng)。測試處于整個產(chǎn)業(yè)鏈的末端，測試標準相較于核心標準要相對簡單得多，但以 5G 射頻測試標準為例，相關(guān)的測試標準總頁數(shù)已多達 6300 多頁。對于通信從業(yè)人員，尤其是新進入這個行業(yè)的人員，如何有效學(xué)習相關(guān)知識是一個巨大的挑戰(zhàn)。
知識是有連續(xù)性的， 如果直接進入 5G 的學(xué)習，會發(fā)現(xiàn)需要補充 4G 的相關(guān)知識，這又涉及 2G/3G，于是需要補充 2G/3G 的相關(guān)知識， 然而如果從 2G/3G/4G 開始學(xué)習，又面臨著海量的學(xué)習內(nèi)容，這是對通信難以精通的原因之一。
本書在編寫過程中，也面臨著上述問題，限于精力、篇幅、能力等原因，在一本書中能夠囊括通信的基礎(chǔ)知識，哪怕是僅終端測試所需要涉及的部分，也是一項近乎不可能完成的工作。因此讀者在閱讀本書時如果遇到一些名詞術(shù)語或技術(shù)內(nèi)容在本書中沒有展開介紹，還是建議參照其他的 5G 技術(shù)書籍或標準進行理解。
泰爾終端實驗室于 2004 年正式開展一致性測試，經(jīng)過近 20 年的持久研究和不斷探索，實驗室在一致性測試領(lǐng)域已具備國際領(lǐng)先水平，實驗室的專家長年參加 3GPP/GCF/PTCRB 的相關(guān)會議， 每年獲 3GPP 批準的文稿超過百篇， 同 時主持和參與了國內(nèi)眾多通信行業(yè)標準的制定和修訂工作。
本書結(jié)合作者團隊在實驗室開展的國內(nèi)外標準化工作、技術(shù)試驗、國際認證測試等方面的經(jīng)驗和經(jīng)歷，全面介紹和論述了 5G 終端射頻和協(xié)議測試的要求、標準以及測試方法等內(nèi)容。
本書共 9 章。第 1 章介紹了無線通信終端測試認證體系，測試認證類型， 測試技術(shù)概述。第 2 章在第 1 章的基礎(chǔ)上，詳細介紹了 3GPP 和 CCSA 兩個重要的通信標準化組織，重點介紹了 3GPP 標準化的工作流程。第 3 章介紹了在一致性測試方面處于核心地位的兩個行業(yè)認證組織 GCF 和 PTCRB 的基本情況， 以及 GCF 做平臺和測試用例驗證的流程； 之后介紹了幾家測試設(shè)備供應(yīng)商的基本情況。第 4 章詳細介紹了 5G FR1 各類射頻測試，包括一致性測試和法規(guī)測試的基本概念、測試目的、參數(shù)配置、測試方法、測試要求、儀表和系統(tǒng)介紹以及測試常見問題的經(jīng)驗總結(jié)。第 5 章重點介紹了毫米波終端的射頻測試，包括 5G FR2 毫米波射頻的空口測試方法、參數(shù)配置、測試內(nèi)容和測試要求。第 6 章介紹了 5G 協(xié)議棧相關(guān)知識，本章是進行協(xié)議一致性測試的基礎(chǔ)， 學(xué)習本章內(nèi)容可方便讀者理解第 7～9 章的內(nèi)容。第 7 章重點分析了 MAC 層、 RRC 層和 NAS 層的協(xié)議內(nèi)容，將終端的行為與理論知識聯(lián)系起來，以幫助讀者更好地理解協(xié)議一致性測試。第 8 章重點介紹 5G 協(xié)議一致性測試系統(tǒng)、測試準備、部分測試用例的測試方法、注意事項等。第 9 章主要介紹自定義協(xié)議測試的場景、流程， 在此基礎(chǔ)上介紹如何通過 R&S CMsquares 和 Keysight SAS 軟件實現(xiàn)自定義協(xié)議測試。
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本書作者包括孫向前、周宇、買望、劉媛媛、方勇、黃銀標、董原、李文、宋紅梅、張欣、馬宏軍、周維、趙丹丹等。參與撰寫本書的人員分工如下： 孫向前撰寫了第 1～3 章；周宇、劉媛媛、黃銀標、董原、張欣、周維撰寫了第 4 章；劉媛媛、周宇撰寫了第 5 章；孫向前、買望撰寫了第 6 章；買望、方勇、李文、馬宏軍、趙丹丹撰寫了第 7 章；宋紅梅撰寫了第 8 章；方勇撰寫了第 9 章。全書由孫向前負責統(tǒng)稿。
本書根據(jù)筆者實踐項目與工作經(jīng)驗總結(jié)而來，雖經(jīng)過再三斟酌和審校， 仍難免存在技術(shù)理解上的差距和解釋不到位的地方，歡迎讀者批評指正。您的寶貴建議將幫助我們修正此書，大家一起努力，將傳道、授業(yè)、解惑貫徹到底。
最后，希望本書成為您的良師益友。祝您讀書快樂！
孫向前
中國信息通信研究院泰爾終端實驗室無線與移動部主任，高級工程師，中國通信標準化協(xié)會、中國通信學(xué)會、中國無線電協(xié)會、中國質(zhì)量檢驗協(xié)會成員。現(xiàn)擔任CCSA TC9 WG4組組長，主要從事無線通信、電磁兼容和信息技術(shù)設(shè)備安全的檢測、研究及標準化工作。先后主持了該領(lǐng)域多項國際、國家和行業(yè)標準的編寫工作，獲省部級科技進步一等獎2項，發(fā)表論文20余篇，擁有多項專利。
周宇
中國信息通信研究院泰爾終端實驗室高級工程師，主要從事無線通信領(lǐng)域前沿測試技術(shù)研究工作。多年來深耕移動終端射頻、協(xié)議、機卡接口和應(yīng)用等一致性測試技術(shù)研究，多次參加3GPP RAN5、GCF/PTCRB等標準和行業(yè)組織會議，輸出文稿10余篇，在國內(nèi)外以第一作者和通訊作者身份發(fā)表論文10余篇，獲得國家專利2項，軟件著作權(quán)2項。以項目主要負責人和技術(shù)骨干身份，主持和參與完成多個國家級和省部級重大專項項目。近年來重點研究和建設(shè)5G一致性測試技術(shù)能力，提升國內(nèi)檢測實驗室國際領(lǐng)先地位，助力移動終端5G檢測技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。
買望
中國信息通信研究院高級工程師，長期從事移動通信技術(shù)研究工作，跟蹤國內(nèi)外相關(guān)標準規(guī)范，參與國際標準的編寫及在儀器儀表上驗證測試的工作，作為技術(shù)骨千參加多個國家級重大專項和工信部5G技術(shù)研究項目，具有非常豐富的終端項目經(jīng)驗。長期參加全球認證論壇GCF會議，推動國際技術(shù)標準和測試驗證方案的成熟落地。目前的研究方向主要聚焦在國際運營商領(lǐng)域的標準研究和終端認證工作，助力中國通信企業(yè)走向海外市場，做強中國制造。
第 1 章 無線通信終端測試認證綜述
1.1 無線通信終端測試認證體系
1.1.1 從產(chǎn)品生命周期的角度看測試
1.1.2 從第三方檢測實驗室的角度看測試
1.1.3 測試認證體系
1.2 測試認證類型
1.2.1 法規(guī)測試
1.2.2 一致性測試
1.2.3 運營商準入測試
1.3 測試技術(shù)概述
參考文獻
第 2 章 終端通信性能標準化工作
2.1 標準化組織
2.1.1 3GPP
2.1.2 CCSA
2.2 無線通信終端性能測試標準
第 3 章 GCF/PTCRB 及測試設(shè)備供應(yīng)商
3.1 GCF/PTCRB
3.1.1 GCF
3.1.2 PTCRB
3.1.3 驗證流程
3.1.4 TTCN 和 5G 終端協(xié)議一致性測試框架
3.1.5 測試標準版本
3.1.6 驗證報告的提交和批準
3.1.7 測試用例分類
3.1.8 持續(xù)改進機制
3.2 5G 測試設(shè)備供應(yīng)商
參考文獻
第 4 章 5G FR1 射頻測試
4.1 FR1 基礎(chǔ)參數(shù)
4.1.1 工作頻段
4.1.2 物理層參數(shù)
4.1.3 信道帶寬
4.1.4 信道柵格與測試頻點
4.1.5 測量公差
4.1.6 LTE 錨點不可知法
4.2 FR1 發(fā)射機測試
4.2.1 輸出功率
4.2.2 輸出功率動態(tài)范圍
4.2.3 發(fā)射信號質(zhì)量
4.2.4 發(fā)射雜散
4.3 接收機
4.4 解調(diào)性能和 CSI 上報
4.5 無線資源管理
4.5.1 小區(qū)切換
4.5.2 隨機接入
4.5.3 定時測試
4.5.4 NR 測量程序
4.5.5 測量性能要求
4.6 FR1 射頻法規(guī)類測試方法及常見問題解決方案
4.6.1 CE 測試
4.6.2 FCC/ISED 測試
4.6.3 FCC/ISED 常見問題解決方案
參考文獻
第 5 章 毫米波 FR2 射頻測試
5.1 FR2 基礎(chǔ)參數(shù)
5.1.1 工作頻段
5.1.2 信道參數(shù)
5.1.3 波束賦形
5.2 FR2 測試方法及條件
5.2.1 OTA 測試方法
5.2.2 基本 OTA 參數(shù)
5.2.3 坐標系
5.2.4 測量網(wǎng)格
5.2.5 工作電壓與溫度
5.3 射頻發(fā)射機測試
5.3.1 發(fā)射機測試通用配置
5.3.2 輸出功率
5.3.3 輸出功率動態(tài)范圍
5.3.4 發(fā)射信號質(zhì)量
5.3.5 發(fā)射雜散
5.4 射頻接收機測試
5.4.1 射頻接收機測試準備
5.4.2 接收機射頻一致性測試
5.5 解調(diào)性能測試
5.5.1 測試方法
5.5.2 測試方向的搜索方法
5.5.3 解調(diào)性能測試
5.5.4 CSI 上報測試
5.6 無線資源管理測試
5.6.1 基礎(chǔ)概念
5.6.2 測試方法
5.6.3 測試內(nèi)容
5.7 FR2 射頻一致性測試系統(tǒng)及測量儀器
5.7.1 測量儀器
5.7.2 一致性測試系統(tǒng)
參考文獻
第 6 章 5G 協(xié)議棧
6.1 5G 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
6.1.1 5G 核心網(wǎng)架構(gòu)
6.1.2 5G 接入網(wǎng)架構(gòu)
6.1.3 網(wǎng)絡(luò)實體和功能
6.2 5G 組網(wǎng)模式
6.3 5G 協(xié)議棧
參考文獻
第 7 章 協(xié)議一致性測試
7.1 網(wǎng)絡(luò)選擇
7.1.1 小區(qū)搜索與選擇
7.1.2 手機的狀態(tài)
7.1.3 小區(qū)的類別
7.1.4 小區(qū)選擇的準則
7.1.5 小區(qū)重選的測量規(guī)則
7.1.6 小區(qū)選擇和注冊流程
7.1.7 小區(qū)重選流程
7.2 層 2
7.2.1 層 2 中各層功能介紹
7.2.2 層 2 協(xié)議測試示例及說明
7.3 層 3 RRC
7.3.1 RRC 協(xié)議主要功能
7.3.2 UE 的 RRC 狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換
7.3.3 系統(tǒng)信息
7.3.4 RRC 連接控制過程
7.3.5 RRC 測量過程
7.3.6 UE 能力信息
7.3.7 無線鏈路故障和 SCG 失敗
7.4 NAS
7.4.1 MM 移動性管理功能
7.4.2 會話管理
參考文獻
第 8 章 協(xié)議測試實踐
8.1 5G 協(xié)議一致性測試系統(tǒng)
8.1.1 5G 協(xié)議一致性測試系統(tǒng)
8.1.2 儀表認證狀態(tài)
8.2 測試準備
8.2.1 PICS 表格
8.2.2 AT 命令及自動測試
8.2.3 終端射頻端口
8.3 注意事項及常見問題
參考文獻
第 9 章 自定義協(xié)議測試
9.1 自定義協(xié)議測試需求
9.2 基于 R&S CMsquares 的測試實現(xiàn)（5G）
9.2.1 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置
9.2.2 實際操作
9.3 基于 Keysight SAS 的測試實現(xiàn)（4G）
參考文獻
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