5G NR信号发生器通过多维度技术协同，实现对大带宽的支持，以满足5G NR对高速率、低时延和海量连接的需求。以下是其支持大带宽的核心技术及实现方式：
一、硬件层面的大带宽支持
- 高频段覆盖与宽频带设计
- 毫米波频段扩展：5G NR信号发生器覆盖FR2频段（24.25GHz-71GHz），通过高频段设计实现天然大带宽。例如，毫米波频段单载波带宽可达400MHz，通过载波聚合可扩展至1GHz以上。
- Sub-6GHz频段优化：在FR1频段（410MHz-7.125GHz），通过优化射频前端设计（如宽带放大器、低损耗滤波器），支持单载波最大100MHz带宽，满足eMBB场景需求。
- 高采样率DAC/ADC
- 数模转换器（DAC）：采用高采样率DAC（如12GSPS以上），直接生成高频宽带信号，避免传统上变频带来的频谱混叠和失真。例如，Keysight M8190A任意波形发生器支持14位垂直分辨率和12GSPS采样率，可生成复杂调制信号。
- 模数转换器（ADC）：在接收端，高分辨率ADC（如16位）确保信号捕获的动态范围，支持对大带宽信号的精确分析。
- 多通道并行处理
- 多通道架构：通过多通道并行处理技术，将大带宽信号分割为多个子带，分别由独立通道处理后再合成，突破单通道带宽限制。例如，R&S SMW200A信号发生器支持4通道并行，每通道2GHz带宽，合成后可达8GHz总带宽。
- 相位同步技术：采用高精度时钟同步（如10MHz参考源）和相位锁定环路（PLL），确保多通道信号相位一致性，避免合成信号失真。
二、软件层面的大带宽信号生成
- 灵活的基带信号生成
- 任意波形发生器（AWG）：通过软件定义基带信号，支持自定义子载波间隔（SCS）、循环前缀（CP）和调制方式（如256QAM、1024QAM），生成符合3GPP标准的NR信号。例如，NI PXIe-5840矢量信号发生器可生成最大1GHz带宽的NR信号。
- 载波聚合（CA）：支持多载波聚合，将多个连续或非连续频段信号合并，扩展总带宽。例如，将3个100MHz载波聚合为300MHz带宽，满足URLLC场景需求。
- 数字预失真（DPD）技术
- 补偿非线性失真：通过DPD算法对功率放大器（PA）的非线性特性进行预补偿，提升信号线性度，避免大带宽信号因PA饱和导致的频谱扩展。例如，Anritsu MG3710E信号发生器集成DPD功能，可支持200MHz带宽信号的线性输出。
- 动态功率控制：结合DPD和数字包络跟踪（ET），优化功率效率，确保大带宽信号在高峰均比（PAPR）下的稳定传输。
- 信道编码与调制优化
- 低密度奇偶校验码（LDPC）：采用LDPC编码提升信号抗干扰能力，支持大带宽信号在复杂信道环境下的可靠传输。
- 高阶调制技术：通过256QAM、1024QAM等高阶调制方式，在相同带宽内传输更多数据，间接提升频谱效率。例如，5G NR在毫米波频段普遍采用256QAM，单载波速率可达10Gbps以上。
三、测试与验证层面的大带宽支持
- 频谱模板测试
- 严格符合3GPP标准：验证信号频谱模板是否满足ACLR（邻道泄漏比）、OBW（占用带宽）等指标要求。例如，毫米波频段ACLR需优于-45dBc，确保信号不干扰邻频。
- 动态频谱共享（DSS）：支持动态分配频谱资源，在共享频段（如3.5GHz）中隔离5G NR与LTE信号，避免大带宽信号对现有网络的干扰。
- EVM（误差矢量幅度）测试
- 高精度测量：通过EVM测试评估信号调制质量，确保大带宽信号的EVM优于-45dB（典型值）。例如，Rohde & Schwarz FSW信号分析仪支持EVM测量带宽达2GHz，覆盖5G NR毫米波频段。
- 多天线校准：结合Massive MIMO技术，校准多天线阵列的相位和幅度误差，确保大带宽信号在空间复用场景下的性能。
- 信道仿真与衰落测试
- 多径衰落模拟：通过信道仿真器（如Spirent GSS7000）模拟高速移动场景下的多径效应，测试大带宽信号在NLOS（非视距）环境中的抗衰落能力。
- 时延扩展测试：验证信号在时延扩展（如1μs）下的性能，确保URLLC场景（如工业自动化）的低时延需求。
四、典型应用场景
- eMBB（增强型移动宽带）
- 支持8K视频、AR/VR等高带宽应用，单用户峰值速率达10Gbps以上。例如，在毫米波频段（28GHz）部署1GHz带宽信号，结合256QAM调制，实现理论峰值速率15Gbps。
- URLLC（超可靠低时延通信）
- 在工业自动化、智能交通等场景中，支持低至1ms的端到端时延。大带宽信号通过快速调度和短TTI（传输时间间隔）实现低时延传输。
- mMTC（海量机器类通信）
- 支持每平方公里百万级设备连接，大带宽信号通过窄带物联网（NB-IoT）与宽带物联网（eMTC）协同，满足不同设备的带宽需求。
