移動網(wǎng)絡(luò)運營商（MNO）正在啟動商用5G網(wǎng)絡(luò)。他們需要基站和設(shè)備來向消費者交付5G的承諾。將5G基站和設(shè)備推向市場需要進(jìn)行一致性測試，以確保符合標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備之間的互操作性。

5G增加了新的工作頻段和更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而增加了測試過程的復(fù)雜性；一致性測試的標(biāo)準(zhǔn)尚未完成。這是5G一致性和設(shè)備驗收測試要求的概述，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和設(shè)備測試工程師經(jīng)過此過程的關(guān)鍵注意事項。

5G NR一致性測試

第三代項目合作伙伴（3GPP）是商業(yè)移動通信的事實上的標(biāo)準(zhǔn)組織。無線電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）技術(shù)規(guī)范組定義了設(shè)備和基站的一致性測試。該小組由幾個編號為5G規(guī)范的工作組組成。

他們產(chǎn)生的文件可在線獲得。RAN4和RAN5工作組專注于一致性測試。TS 38系列中的TS 38.101 – TS 38.173（+38.307）涵蓋了無線電性能和協(xié)議方面。TS 38.508 – TS 38.533提供了移動終端一致性測試的要求。

一旦將芯片組和組件組裝到諸如5G上下文中的移動設(shè)備和基站（gNB）之類的系統(tǒng)中，就會進(jìn)行一致性測試。移動網(wǎng)絡(luò)運營商可能還需要進(jìn)行補充測試，稱為運營商驗收測試，以確保設(shè)備按照移動運營商的特定網(wǎng)絡(luò)需求運行。由于不同國家/地區(qū)的頻譜可用性不同，因此這就形成了一個復(fù)雜的一致性測試環(huán)境。

對于任何蜂窩技術(shù)，一致性測試都是一個挑戰(zhàn)。但是，與前幾代產(chǎn)品相比，5G將設(shè)備工作流程這一部分的復(fù)雜性提高了幾個步驟。增加的復(fù)雜性來自于新的操作頻段以及對非獨立（NSA）網(wǎng)絡(luò)操作的需求。5G新無線電（NR）標(biāo)準(zhǔn)將商用移動通信的頻率從3 GHz擴(kuò)展到7.125 GHz，帶來了包括鏈路預(yù)算約束在內(nèi)的重大挑戰(zhàn)。它還引入了毫米波（mmWave）頻譜中的新頻段。mmWave頻段代表了商業(yè)蜂窩技術(shù)的未知領(lǐng)域。新頻段為基站和設(shè)備帶來了新的規(guī)范和一致性測試，并增加了載波聚合的復(fù)雜性一致性測試的發(fā)展也在繼續(xù)。盡管版本15是“完整的”，但RAN4和RAN5工作組仍在進(jìn)行中，以闡明如何執(zhí)行測試和最終確定性能要求。此外，將來的版本將帶來補充的一致性測試。

5G基站的

一致性測試分為以下幾章：第6章處理發(fā)射機(jī)特性，第7章介紹接收機(jī)特性，第8章重點介紹與物理信道管理相關(guān)的性能要求。

測試gNB發(fā)射機(jī)

表1顯示了第6章涵蓋的發(fā)射功率，包括總輻射功率（TRP）和有效各向同性輻射功率（EIRP），信號質(zhì)量，無用發(fā)射和互調(diào)。下面提供了發(fā)射機(jī)一致性測試的配置示例。圖1提供了一個針對基站發(fā)射機(jī)的時間對準(zhǔn)誤差測試的示例。此設(shè)置使用信號分析儀驗證兩個天線端口之間的時間對準(zhǔn)。

表1基站的傳導(dǎo)和輻射一致性測試

圖1進(jìn)行的gNB發(fā)送器時間對準(zhǔn)誤差測試配置。

圖2顯示了具有干擾信號的配置，以確保互調(diào)失真低于規(guī)范要求。現(xiàn)實世界中許多潛在的干擾信號都可能導(dǎo)致基站的發(fā)射機(jī)行為異常。該測試驗證了基站設(shè)計一旦部署在網(wǎng)絡(luò)中，將能夠容忍此類干擾。

圖2進(jìn)行的gNB發(fā)送器互調(diào)配置。

測試gNB接收器

對于接收機(jī)特性（第7章），測試涵蓋動態(tài)范圍，相鄰信道泄漏比（ACLR）和靈敏度以及其他參數(shù)。圖3顯示了用于互調(diào)測試的配置。此測試設(shè)置可驗證基站接收器是否可以將所需信號與不想要的信號區(qū)分開，并拒絕可能影響傳輸?shù)男盘枴?/p>

圖3進(jìn)行的gNB接收機(jī)互調(diào)測試配置。

測試gNB物理通道

第8章介紹了性能測試。這些測試通過關(guān)注物理通信信道來評估基站作為網(wǎng)絡(luò)元素的性能。它們有助于確定系統(tǒng)對物理信道（物理上行鏈路共享信道，控制信道和隨機(jī)接入信道）的管理程度，以確保基站按預(yù)期管理物理層的性質(zhì)。

不同的基站，不同的測試方法

除了不同類型的一致性測試之外，區(qū)分基站架構(gòu)對于gNB一致性測試也勢在必行。這會影響執(zhí)行一致性測試的方式。

基站變得越來越集成。1-O和2-O型基站架構(gòu)（例如在小型小區(qū)中使用的架構(gòu)）限制了對天線端口的訪問。這些架構(gòu)使得在低頻和毫米波頻率下都無法進(jìn)行連接的測量。他們需要輻射測試方法。1-H基站雖然集成程度不高，但也需要進(jìn)行一些空中測量。表2提供了3GPP指定的四種基站配置的測試方法。

表2 3GPP基站配置和相關(guān)測試方法

5G設(shè)備的

一致性測試與基站相比，設(shè)備的一致性測試更為廣泛。首先，除了3GPP之外，還有更多的認(rèn)證機(jī)構(gòu)參與其中，包括全球認(rèn)證論壇（GCF）和PCS類型認(rèn)證審查委員會（PTCRB）。GCF管理除北美以外所有地區(qū)的一致性測試的認(rèn)證和確認(rèn)過程。PTCRB是蜂窩電信和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會（CTIA）的一部分，它在北美負(fù)責(zé)此過程。這些組織采用3GPP規(guī)范，并將其精簡為基本且實用的測試套件。他們還管理測試用例的驗證和執(zhí)行測試服務(wù)的測試實驗室的認(rèn)證。

設(shè)備一致性過程涉及由這些實體認(rèn)證的測試機(jī)構(gòu)，它們按照標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)過驗證的測試用例執(zhí)行測試。這些機(jī)構(gòu)必須針對相關(guān)地理區(qū)域?qū)λ袦y試設(shè)備和測試用例進(jìn)行驗證，以便對5G設(shè)備進(jìn)行一致性測試。一致性測試既昂貴又費時。如果設(shè)備未通過測試，則很可能會錯過市場窗口。除了一致性測試外，許多MNO還需要進(jìn)行補充測試，以確保設(shè)備不會破壞其網(wǎng)絡(luò)并提供良好的用戶體驗。這些測試稱為運營商驗收測試，并因網(wǎng)絡(luò)運營商而異。今年，包括AT＆T和NTT DoCoMo在內(nèi)的多家運營商已經(jīng)發(fā)布了他們的5G接受計劃。

RF設(shè)備一致性測試設(shè)備的一致性測試

涵蓋了RF，協(xié)議以及兩者之間的交互性測試-無線電資源管理（RRM）。射頻測試涵蓋了設(shè)備射頻子系統(tǒng)的基本物理原理。這些測試（表3）包括發(fā)射機(jī)特性，例如發(fā)射功率，信號質(zhì)量和頻譜發(fā)射，以確保設(shè)備產(chǎn)生足夠的功率，成為一個良好的鄰居并提供良好的傳輸鏈路。接收器測試可確保設(shè)備抑制不想要的信號并評估整個系統(tǒng)的靈敏度。設(shè)備一致性測試還包括互操作和性能測試，這些測試評估物理通道行為，但不評估虛擬或邏輯通道。

表3無線電傳輸和接收的設(shè)備一致性測試。

協(xié)議設(shè)備一致性測試

協(xié)議一致性測試在第2層和第3層檢查系統(tǒng)操作。這些測試除了其他方面（表4）還驗證消息傳遞和計時。

表4設(shè)備一致性協(xié)議測試

RRM設(shè)備一致性測試

RRM測試（表5）與諸如切換之類的活動有關(guān)。這些測試對于5G在波束管理中將波束從一個天線切換到另一個天線而言尤其重要。5G通過5G與傳統(tǒng)無線電接入網(wǎng)絡(luò)之間的雙重連接以及獨立選項2顯著提高了RRM的復(fù)雜性。RRM測試可確保告知無線電操作方法，并在管理無線電資源時完成任務(wù)。

表5設(shè)備一致性RRM測試

一致性測試環(huán)境的OTA考慮因素

5G代表了帶有空中（OTA）測試的商業(yè)移動通信的范式轉(zhuǎn)變。該聲明對于一致性測試尤其如此。幾乎所有針對前幾代設(shè)備的一致性測試都是使用電流連接進(jìn)行的。現(xiàn)在，必須在OTA測試設(shè)置中管理所有mmWave一致性測試。在通信系統(tǒng)中放置測試點過去很容易。由于高度集成，情況已不再如此。對于許多gNB和5G設(shè)備，不可能進(jìn)行電纜測試。必須使用天線在消聲室內(nèi)擴(kuò)展校準(zhǔn)平面。

在基站前端，只能使用OTA方法在輻射接口邊界（RIB）上測試1-O和2-O型基站。它們的集成限制了對天線端口和連接的測量的訪問。與通過電纜進(jìn)行測試相比，通過空中進(jìn)行測試要更加費力，因為它更加復(fù)雜。測試在消聲室內(nèi)進(jìn)行。該測試環(huán)境會影響準(zhǔn)確性和功率水平。

對于設(shè)備，還有其他注意事項。一個關(guān)鍵方面是測試類型，因為它會影響OTA方法的選擇。根據(jù)一致性測試的類型，需要使用不同類型的腔室。例如：

RF測試需要間接遠(yuǎn)場（IFF）方法（圖4）。

針對多個到達(dá)角（AoA）的RRM測試需要具有多個探頭天線的直接遠(yuǎn)場（DFF）方法（圖5）。

使用單個AoA進(jìn)行協(xié)議測試也需要DFF方法（圖6）。

DFF OTA測試方法提供了被測設(shè)備與探頭天線之間的直接鏈接。IFF方法使用探針天線與設(shè)備之間的拋物線反射器進(jìn)行物理轉(zhuǎn)換，從而提供了較短的路徑長度。您可以在5G OTA測試中查看5G OTA測試的關(guān)鍵概念和定義：關(guān)鍵概念和定義。

圖4用于射頻設(shè)備一致性測試的IFF OTA測試設(shè)置。

圖5用于RRM多AoA設(shè)備一致性測試的DFF OTA測試設(shè)置。

圖6用于協(xié)議單AoA設(shè)備一致性測試的DFF OTA測試設(shè)置。

使5G成為主流

自2012年開始研究以來，5G技術(shù)已經(jīng)走了很長一段路。該技術(shù)已進(jìn)入其生命周期的關(guān)鍵階段。特定地區(qū)的消費者正在體驗5G。2020年將啟動40多個網(wǎng)絡(luò)。版本15將于2019年中期完成。盡管許多一致性測試正在最終確定中，并且該標(biāo)準(zhǔn)的未來版本中將出現(xiàn)新的一致性測試，但3GPP已在5G方面完成了重要的工作-足以推動這一步。

5G主流迫在眉睫。業(yè)界的重點已轉(zhuǎn)移到一致性和驗收測試上。這些測試對于擴(kuò)展5G是必不可少的，也是必不可少的。他們還提出了重大的技術(shù)和業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。

Jessy Cavazos是是德科技行業(yè)解決方案營銷團(tuán)隊的成員。

編輯：hfy