5G測試：架構改革帶來新挑戰(zhàn)

諸玲珍

5G時代的到來，無疑給產業(yè)鏈上下游企業(yè)帶來又一輪市場紅利。作為通信技術的變革，全新的5G技術對測試儀器的指標及測試手段，都提出了新的更高要求和挑戰(zhàn)。

未來幾年，驅動人們生活方式發(fā)生巨變的科技力量包括5G通信、物聯(lián)網、AI、認知計算和云機器人等。益萊儲中國公司總經理潘海夢告訴《中國電子報》記者，5G網絡架構的改變帶來測量技術的創(chuàng)新以及測試設備的大量增加，如5G新空口技術測量、5G需求產生的新設備測量、新的應用測量、現(xiàn)場測試以及適合5G新技術的測試測量方法設計等。

與4G相比，5G需要巨大的改變和更多的新技術來滿足其應用。因此，為了驗證這些改變和新技術是否與5G需求相匹配，相應的測試測量顯得尤為重要。

是德科技大中華區(qū)無線市場部經理白瑛告訴記者，業(yè)界之所以將5G定義為一場技術革新而不是演進，就是因為5G本身相對于4G而言，帶來的許多技術層面的重大變化，這些變化對于測試儀器的需求也是多方面的。

中電儀器產品總監(jiān)鐵奎在接受《中國電子報》記者采訪時表示，5G新技術包括毫米波頻率、超寬帶和大規(guī)模天線陣列技術等，需要同以往不同的更多的測量解決方案。首先，最重要的是用戶和設備之間的空間信道的測量，需要建立信道性能的數學模型，并使用它們來定義5G新的空中接口標準。其次，5G空口也發(fā)生重大變化，包括Massive MIMO、高頻段通信、新的波形和多址技術等，每項新技術需要專門的測試解決方案，以驗證這項技術實際能夠達到的性能，并驗證性能優(yōu)化解決方案。再次，高數據速率、高容量、低延遲等需要專用的測試和測量解決方案來驗證新的網絡體系的性能，這有助于優(yōu)化5G網絡部署。最后，根據5G網絡應用及部署特點，測試環(huán)境還應支持分布式的測量，能夠進行大規(guī)模的測量，能夠仿真實際的信令業(yè)務和數據業(yè)務來實現(xiàn)網絡的壓力測量以及與現(xiàn)有多種無線接入網絡的兼容性測量等。

“5G引入了毫米波頻段和超大帶寬，這些變化促使測試儀器必須能夠覆蓋到不同頻段，并且支持超大帶寬信號生成與分析。與此同時，還必須確保信號質量和分析結果符合甚至超出業(yè)界標準要求?！卑诅硎荆?G的Massive MIMO技術也對測試設備和方法提出了全新的要求。通道數大量增加后，傳統(tǒng)的臺式儀表不再適應這種復雜測試，電纜直連的測試方法顯然也已過時，這時對測試設備的要求就是既要滿足靈活可變的多通道需要，又要考慮如何支持OTA測試?！按送猓斍?G標準在3GPP的領導下仍在快速演進和更新，如何緊跟標準的變化，為那些早期的研發(fā)工程師提供最新的工具，對于測試廠商而言也是一個新的挑戰(zhàn)?！卑诅鴮τ浾哒f。

5G通信主要是滿足增強移動寬帶、低功耗大連接、低時延高可靠三大應用場景。鐵奎從這三個維度解釋了5G對測試設備帶來的挑戰(zhàn)。

他說，增強移動寬帶主要對應虛擬現(xiàn)實、VR、AR等應用的高速率信號傳輸要求，目前采用毫米波、大帶寬、大規(guī)模天線陣列等技術來支持，這首先需要測試頻率從4G的低頻段向5G的高頻段延伸，勢必增加射頻收發(fā)機的設計復雜程度;其次，大帶寬技術要求測試通道的群時延、帶內頻響更加平滑才能保證信號測量精度;最后，大規(guī)模天線陣列的應用使得測試的通道數由4G的8通道變?yōu)?G的64通道甚至128通道，測試環(huán)境設計要求更加高效、經濟。低功耗大連接主要對應智慧農業(yè)、可穿

戴設備等應用的長時間待機、連接終端數量較大的要求，其技術特點是功耗低、成本低、形態(tài)多樣，因此，相比4G測試需要增加功耗測試功能;測試設備小型化、模塊化并具備極低的測試成本;由于形態(tài)多樣、測試接口不統(tǒng)一，要求必須支持OTA測試功能。

低時延高可靠主要對應車聯(lián)網、工業(yè)控制等應用的信號傳輸時延較低、誤差極少的要求，其技術特點是信號處理實時高效延時小、信號傳輸穩(wěn)定可靠誤碼低，這就需要測試儀器要具備實時的數據處理能力和極高的誤碼測量精度。

5G測試設備需要投入大量資金，若預

算有限，則對有測試需求的企業(yè)來說難度不小。潘海夢表示，不斷演進的標準、技術的復雜性、產品上市時間的緊迫性，對更高靈活性、最新的測試解決方案提出更高要求，還要在預算允許范圍內按時完成測試項目，加速產品的上市時間。為了滿足這諸多需求，市場領導者正在使用智能采購技術——在需要時獲得所需的東西，并且僅在需要時使用。在正確的時間擁有正確的測試設備意味著項目可以按時完成，而且預算可以得到很好的控制。

專家觀點

是德科技大中華區(qū)無線市場部經理白瑛：

5G商用測試先行

5G是一個復雜而龐大的工程，有很多的測試是必須要做的。舉幾個例子，比如在3GPP的標準中，對gNB和UE端的發(fā)射機、接收機射頻指標，性能吞吐率測試（包括在OTA模式下）已經有明確的設備測試規(guī)范。

同時，在各個國家和地區(qū)的實際5G設備入網過程中，各地運營商制定了行業(yè)標準，比如射頻一致性測試、協(xié)議一致性測試、最大吞吐率測試、Massive MIMO性能測試、設備間的互操作性測試，甚至對于一些特殊頻段的附加測試等。不僅如此，除了標準規(guī)定的測試項以外，在5G研發(fā)過程中，工程師們也往往需要對被測設備各種場景和條件下的測試。

是德科技在5G還只是一個概念的時候就加大了投資力度，成為5G測試的行業(yè)領導者。2014年正式從原安捷倫公司獨立后，就先后收購了Anite以及Ixia、Prisma等業(yè)內知名公司，從layer1到layer7可以覆蓋5G被測試設備整個生命周期的測試需求。

現(xiàn)在，是德科技的解決方案已經廣泛的應用在5G的芯片開發(fā)驗證測試，gNB與終端的射頻/協(xié)議/性能測試、5G傳輸網測試、5G網絡安全測試等幾乎各個方面。

益萊儲中國公司總經理潘海夢：

智能采購降低

5G測試設備使用成本

未來幾年，驅動人們生活方式發(fā)生巨變的科技力量包括5G通信、物聯(lián)網、工業(yè)自動化、人工智能、認知計算和云機器人等。為了加快創(chuàng)新步伐，設計研發(fā)市場領先的產品并更快地推向市場，企業(yè)需要在正確的時間、使用正確的工具，包括現(xiàn)代化的測試設備和能夠提供真正競爭優(yōu)勢的合作伙伴。

在5G和物聯(lián)網時代，大量新產品需要進行驗證和測試，從而增加了研發(fā)團隊和測試設備的時間負擔。跟上最新的技術，趕在最后期限前完成任務，迅速進入市場，這些都是任何行業(yè)的關鍵優(yōu)先事項，對于5G來說尤為重要。在合適的時間、合適的地點，擁有合適的設備，這意味著項目能夠快速地、準時地在預算內完成。智能采購策略，包括混合租用、租賃和購買計劃，可以以最低的成本快速輕松地訪問最新的5G測試技術。考慮靈活的“按需付費”方法，它允許在不做長期財務承諾的情況下使用設備。此外，還可以隨時返回、更換或升級設備，提前檢查設備選擇以降低前期成本并避免校準、維護和維修所產生的經常性成本。

益萊儲的目標是幫助客戶實現(xiàn)一些關鍵需求，包括降低資本成本和日常開支、優(yōu)化測試設備的采購、提高研發(fā)測試設備利用率、加快上市速度、檢查實際擁有成本。

中電儀器產品總監(jiān)鐵奎：

5G時代被測對象大量增加

傳統(tǒng)通信測試針對的被測對象主要是手機與基站，5G時代來臨后通信技術將滲透到生產、生活的各個方面，包括智慧家庭、智慧城市中大量使用的各類型終端;工業(yè)生產中分布到各環(huán)節(jié)中的通信傳感器及控制器;無人駕駛中使用的車聯(lián)網通信設備;智慧物流配送、智慧消防、智慧農業(yè)等方面都將應用大量具備通信功能的移動聯(lián)網設備，因此被測對象的大量增加勢必帶動測試儀器的需求增長。

中電科儀器儀表有限公司在5G領域的產品布局大致分為四大類，包括基站測試、終端測試、物聯(lián)網測試和系統(tǒng)測試。

基站測試包括5G多通道基站測試儀、5G增強移動寬帶終端模擬器、5G移動物聯(lián)終端模擬器、毫米波5G信號源、5G信號分析儀等。

終端及芯片測試包括5G信令終端綜測儀、5G非信令終端綜測儀、手機天饋線測試儀、矢量網絡分析儀等。

物聯(lián)網測試包括物聯(lián)網信號發(fā)生器、物聯(lián)網信號分析儀、物聯(lián)網終端綜測儀、物聯(lián)網基站綜測儀等。

系統(tǒng)測試包括終端射頻一致性測試系統(tǒng)、基站射頻一致性測試系統(tǒng)、終端無線資源管理一致性測試系統(tǒng)、OTA測試系統(tǒng)、天線測試系統(tǒng)以及各類教學科研試驗系統(tǒng)等。