掌握 5G 测试复杂性越来越受到关注

鉴于 4G 已经进入市场十多年，公众似乎对 4G 到 5G 的演进不敏感。对于普通用户来说，可能会觉得 5G 具有可预测的进化特性是不可避免的，并且测试方法主要是关于更快的速度和更多的访问。还有很多。在 4G-5G 共存和切换之上增加的新功能的复杂性对设计和测试的复杂性产生了深远的影响。要考虑的一个看似简单但复杂的关键用例是在跨混合 4G 和 5G 网络的移动漫游事件期间呼叫的蜂窝切换。

这样做的明显含义是扩展了测试要求。测试 5G 设备时，测试范围不仅限于新的 5G 功能。Release 15 基于之前的 4G 版本，即 4G LTE(Release 13 和 Release 14)，所以我们知道总的测试套件相应地扩展。但挑战并没有就此结束。

5G 标准在许多新方向上扩展了能力。第 15 版包括一系列广泛的新功能和要求，需要额外的测试功能和验证才能交付产品。以下是需要额外关注的一些新的 Release 15 SA 和 NSA 亮点：

· 支持扩展频率范围 – FR1 和 FR2

· 更宽的带宽通道

· 载波聚合：在带内连续、带内、非连续和带间、非连续配置中最多 16 个分量载波，跨越 FR1 和 FR2

· 超过 1 GHz 的聚合频谱

· 支持每个运营商上的不同数字学

· 每个运营商的可变传输块映射

· 通过聚合支持许可和非许可频谱

· 4G和5G共存

· 4G/5G 在存在其他无线通信标准的情况下共存：蓝牙、NFC、GPS、FM Radio 和 Wi-Fi(2.4GHz 和 5GHz 变体)

此外，毫米波频谱支持迫使测试方法扩展，推动大部分测试套件转向空中 (OTA) 测试。OTA 测试不仅仅是从有线测试的简单转变，也是一种新的测试方式，用于测量和验证 5G 毫米波信号采集和管理独有的功能。这些包括：

· 信号采集和跟踪

· 波束成形性能和精度

· 毫米波 MIMO 信号接收和解码

集成相控阵天线(右侧白框)的空中测试需要接收天线(左侧)以及信号源和信号分析仪。由是德科技提供。

这些概念对设备制造商来说都不是新概念，但在毫米波 (mmWave) 中执行时，方法完全不同。除此之外，5G 设备可以在 6 GHz 以下、毫米波或两者中运行，并且可以在数百种不同的组合中使用更宽的信道带宽和信道聚合。在我们考虑不同的 5G 用例之前，所有这些都可能对功耗、延迟或两者都有额外的限制或要求。总的来说，需要新的方法和更多的测试来验证移动设备的相同行为，并且许多测试将从易于理解和优化的有线测试方法扩展到更复杂和耗时的无线测试方法。

预测未来

无缝 4G-5G 切换、新频率、新用例的组合，当然还有它们的组合和排列，所有这些都增加了更多的测试。每个设备制造商都将开始集成新的标准合规性测试、EMI/EMC 要求和 OTA 行为理解测试。制造商还需要添加更多测试用例来涵盖新功能。

在过去十年中，我们已经看到在网络边缘的载波采集、天线放置、竞争 Wi-Fi、BT、RFID 和蜂窝发射器之间的射频干扰以及电池性能等功能的测试中偷工减料的代价高昂。没有制造商愿意承受这些缺陷的后果，但测试时间与上市时间之间的权衡始终存在。

设计和测试团队要问的关键问题是“多少测试才足够?” 我们可以利用历史和当前知识来确定近期的测试量，甚至可以根据过去的增长预测未来的测试量。

在查看一些最早的 GSM(第三代)标准时，他们的测试矩阵中有数百个用例。最新的第 14 版一致性测试套件包含大约 15,000 项测试，需要完全验证 LTE UE 一致性。这是一个很大的增长。

当我们期待第 15 版时，有 900 多个频段组合，每个组合都有 100 多个必须实施的独特测试用例。当您跨标准的 SA(独立)和 NSA(非独立)版本执行这些测试并包括跨 4G 和 5G 网络的设备行为测试时，测试矩阵会跃升至超过 300,000。与最新的 4G 标准相比，这意味着测试量增加了 20 倍。这并没有考虑在手机中通常存在五个或更多无线信号的情况下进行共存测试。

以下是您的测试矩阵如何突然增长 20 倍的摘要：

1. 迄今为止，4G 和 5G 之间的一致性测试数量增加了 20 倍，并且 3GPP 规范的每个新版本都增加了更多用例。

2. 随着第 16 版即将发布，我们已经可以预见到与未授权频谱相关的其他测试用例，以及未来的测试用例，以支持未来版本中可用的更多扩展频谱。

3. 假设没有其他效率，按照当前的增长率趋势，到 2030 年将产生多达 600 万个测试用例。