掌握 5G 測(cè)試復(fù)雜性越來(lái)越受到關(guān)注

鑒于 4G 已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)十多年，公眾似乎對(duì) 4G 到 5G 的演進(jìn)不敏感。對(duì)于普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可能會(huì)覺(jué)得 5G 具有可預(yù)測(cè)的進(jìn)化特性是不可避免的，并且測(cè)試方法主要是關(guān)于更快的速度和更多的訪問(wèn)。還有很多。在 4G-5G 共存和切換之上增加的新功能的復(fù)雜性對(duì)設(shè)計(jì)和測(cè)試的復(fù)雜性產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。要考慮的一個(gè)看似簡(jiǎn)單但復(fù)雜的關(guān)鍵用例是在跨混合 4G 和 5G 網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)漫游事件期間呼叫的蜂窩切換。

這樣做的明顯含義是擴(kuò)展了測(cè)試要求。測(cè)試 5G 設(shè)備時(shí)，測(cè)試范圍不僅限于新的 5G 功能。Release 15 基于之前的 4G 版本，即 4G LTE(Release 13 和 Release 14)，所以我們知道總的測(cè)試套件相應(yīng)地?cái)U(kuò)展。但挑戰(zhàn)并沒(méi)有就此結(jié)束。

5G 標(biāo)準(zhǔn)在許多新方向上擴(kuò)展了能力。第 15 版包括一系列廣泛的新功能和要求，需要額外的測(cè)試功能和驗(yàn)證才能交付產(chǎn)品。以下是需要額外關(guān)注的一些新的 Release 15 SA 和 NSA 亮點(diǎn)：

· 支持?jǐn)U展頻率范圍 – FR1 和 FR2

· 更寬的帶寬通道

· 載波聚合：在帶內(nèi)連續(xù)、帶內(nèi)、非連續(xù)和帶間、非連續(xù)配置中最多 16 個(gè)分量載波，跨越 FR1 和 FR2

· 超過(guò) 1 GHz 的聚合頻譜

· 支持每個(gè)運(yùn)營(yíng)商上的不同數(shù)字學(xué)

· 每個(gè)運(yùn)營(yíng)商的可變傳輸塊映射

· 通過(guò)聚合支持許可和非許可頻譜

· 4G和5G共存

· 4G/5G 在存在其他無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的情況下共存：藍(lán)牙、NFC、GPS、FM Radio 和 Wi-Fi(2.4GHz 和 5GHz 變體)

此外，毫米波頻譜支持迫使測(cè)試方法擴(kuò)展，推動(dòng)大部分測(cè)試套件轉(zhuǎn)向空中 (OTA) 測(cè)試。OTA 測(cè)試不僅僅是從有線(xiàn)測(cè)試的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)變，也是一種新的測(cè)試方式，用于測(cè)量和驗(yàn)證 5G 毫米波信號(hào)采集和管理獨(dú)有的功能。這些包括：

· 信號(hào)采集和跟蹤

· 波束成形性能和精度

· 毫米波 MIMO 信號(hào)接收和解碼

集成相控陣天線(xiàn)(右側(cè)白框)的空中測(cè)試需要接收天線(xiàn)(左側(cè))以及信號(hào)源和信號(hào)分析儀。由是德科技提供。

這些概念對(duì)設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)都不是新概念，但在毫米波 (mmWave) 中執(zhí)行時(shí)，方法完全不同。除此之外，5G 設(shè)備可以在 6 GHz 以下、毫米波或兩者中運(yùn)行，并且可以在數(shù)百種不同的組合中使用更寬的信道帶寬和信道聚合。在我們考慮不同的 5G 用例之前，所有這些都可能對(duì)功耗、延遲或兩者都有額外的限制或要求?？偟膩?lái)說(shuō)，需要新的方法和更多的測(cè)試來(lái)驗(yàn)證移動(dòng)設(shè)備的相同行為，并且許多測(cè)試將從易于理解和優(yōu)化的有線(xiàn)測(cè)試方法擴(kuò)展到更復(fù)雜和耗時(shí)的無(wú)線(xiàn)測(cè)試方法。

預(yù)測(cè)未來(lái)

無(wú)縫 4G-5G 切換、新頻率、新用例的組合，當(dāng)然還有它們的組合和排列，所有這些都增加了更多的測(cè)試。每個(gè)設(shè)備制造商都將開(kāi)始集成新的標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性測(cè)試、EMI/EMC 要求和 OTA 行為理解測(cè)試。制造商還需要添加更多測(cè)試用例來(lái)涵蓋新功能。

在過(guò)去十年中，我們已經(jīng)看到在網(wǎng)絡(luò)邊緣的載波采集、天線(xiàn)放置、競(jìng)爭(zhēng) Wi-Fi、BT、RFID 和蜂窩發(fā)射器之間的射頻干擾以及電池性能等功能的測(cè)試中偷工減料的代價(jià)高昂。沒(méi)有制造商愿意承受這些缺陷的后果，但測(cè)試時(shí)間與上市時(shí)間之間的權(quán)衡始終存在。

設(shè)計(jì)和測(cè)試團(tuán)隊(duì)要問(wèn)的關(guān)鍵問(wèn)題是“多少測(cè)試才足夠?” 我們可以利用歷史和當(dāng)前知識(shí)來(lái)確定近期的測(cè)試量，甚至可以根據(jù)過(guò)去的增長(zhǎng)預(yù)測(cè)未來(lái)的測(cè)試量。

在查看一些最早的 GSM(第三代)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，他們的測(cè)試矩陣中有數(shù)百個(gè)用例。最新的第 14 版一致性測(cè)試套件包含大約 15,000 項(xiàng)測(cè)試，需要完全驗(yàn)證 LTE UE 一致性。這是一個(gè)很大的增長(zhǎng)。

當(dāng)我們期待第 15 版時(shí)，有 900 多個(gè)頻段組合，每個(gè)組合都有 100 多個(gè)必須實(shí)施的獨(dú)特測(cè)試用例。當(dāng)您跨標(biāo)準(zhǔn)的 SA(獨(dú)立)和 NSA(非獨(dú)立)版本執(zhí)行這些測(cè)試并包括跨 4G 和 5G 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備行為測(cè)試時(shí)，測(cè)試矩陣會(huì)躍升至超過(guò) 300,000。與最新的 4G 標(biāo)準(zhǔn)相比，這意味著測(cè)試量增加了 20 倍。這并沒(méi)有考慮在手機(jī)中通常存在五個(gè)或更多無(wú)線(xiàn)信號(hào)的情況下進(jìn)行共存測(cè)試。

以下是您的測(cè)試矩陣如何突然增長(zhǎng) 20 倍的摘要：

1. 迄今為止，4G 和 5G 之間的一致性測(cè)試數(shù)量增加了 20 倍，并且 3GPP 規(guī)范的每個(gè)新版本都增加了更多用例。

2. 隨著第 16 版即將發(fā)布，我們已經(jīng)可以預(yù)見(jiàn)到與未授權(quán)頻譜相關(guān)的其他測(cè)試用例，以及未來(lái)的測(cè)試用例，以支持未來(lái)版本中可用的更多擴(kuò)展頻譜。

3. 假設(shè)沒(méi)有其他效率，按照當(dāng)前的增長(zhǎng)率趨勢(shì)，到 2030 年將產(chǎn)生多達(dá) 600 萬(wàn)個(gè)測(cè)試用例。