掌握5G测试的复杂性：越来越受到关注

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随着蜂窝技术的发展，以大约10年的间隔，从3G到4G再到10G相隔10年，无线网络的性能提升了10倍。这伴随着测试复杂性的更大增加。

但是，随着我们进入2019年，最好暂停并反思该行业通过3G，4G和5G技术实现的里程碑。工程师应该高兴！2018年12月12日，在意大利索伦托召开的一个专门的技术专家小组庆祝了3GPP成立20周年和5G成就纪念日。该行业在2018年提供了两个主要的第5代规范里程碑：2018年3月发布的5G非独立（NSA）规范（版本15）和2018年9月发布的独立访问（SA）的5G 版本15。

十年前，即2008年12月9日，在希腊雅典举行了类似的庆祝活动。在那里，两代工程领袖齐聚一堂，共同庆祝第四代LTE标准的实施，该标准最终将成为全球绝大多数移动网络的基础。

10年的进步，20倍的复杂性
鉴于4G已进入市场超过十年，普通大众似乎对4G到5G的演变不敏感。对于临时用户而言，可能认为5G是不可避免的，具有可预测的进化功能，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复杂性具有深远的影响。一个看似简单但复杂的关键用例是在混合4G和5G网络的移动漫游事件期间的蜂窝切换呼叫。

这显然意味着扩展测试要求。测试5G设备时，测试范围不仅限于新的5G功能。第15版基于以前的4G版本，即4G LTE（版本13和版本14），因此我们知道总测试套件会相应扩展。但挑战并未就此结束。

5G标准扩展了许多新方向的功能。版本15包含一系列新功能和要求，需要在产品发布之前提供额外的测试功能和验证。以下是需要更多关注的新版本15 SA和NSA亮点中的一小部分：

支持扩展的频率范围 - 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
支持每个运营商的不同命理
每个载波的可变传输块映射
通过聚合支持许可和未许可的频谱
4G和5G共存
存在其他无线通信标准时4G / 5G共存：蓝牙，NFC，GPS，FM收音机和Wi-Fi（2.4GHz和5GHz变体）

此外，毫米波频谱支持迫使测试方法的扩展，推动了对大部分测试套件的无线（OTA）测试的转变。OTA测试不仅仅是从有线测试的简单转变，而且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所特有的功能。这些包括：

信号采集和跟踪
波束成形性能和准确度
mmWave MIMO信号接收和解码

集成相控阵天线（右侧白框）的无线测试需要接收天线（左）加信号源和信号分析仪。由Keysight Technologies提供。

这些概念都不是设备制造商的新概念，但是当以毫米波（mmWave）执行时，这些方法完全不同。除此之外，5G设备可以在低于6 GHz，mmWave或两者中运行，并且可以使用更宽的信道带宽和数百种不同组合的信道聚合。这是在我们考虑不同的5G用例之前，每个用例可能会对电源使用，延迟或两者产生额外的约束或要求。总的来说，需要新方法和更多测试来验证移动设备的相同行为，并且许多测试将从充分理解和优化的有线测试方法扩展到更复杂和耗时的空中测试方法。

预测未来
无缝4G-5G切换，新频率，新用例，当然还有它们的组合和排列的组合，都会增加更多的测试。每个设备制造商都将开始集成新的测试，以满足标准，EMI / EMC要求和OTA行为理解。制造商还需要添加更多测试用例以涵盖新功能。

我们已经看到过去十年中对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RF干扰以及电池性能等功能进行测试的代价高昂的影响。没有制造商想要承受这些缺陷的后果，但是测试时间与产品上市时间之间的权衡仍然存在。

设计和测试团队提出的关键问题是“多少测试就足够了？”我们可以利用历史和当前知识来确定近期测试量，甚至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几百个用例。最新的Release 14一致性测试套件具有大约15,000个测试，这些测试是完全验证LTE UE一致性所必需的。这是一个很大的增长。

在我们期待第15版时，有超过900个波段组合，每个波段组合必须实现100多个独特的测试用例。当您在标准的SA（独立）和NSA（非独立）版本上执行这些测试并在4G和5G网络中包含设备行为测试时，测试矩阵将跳至超过300,000。与最新的4G标准相比，这相当于测试增加了20倍。并且这不考虑在手机中通常存在的五个或更多无线信号存在的情况下的共存测试。

以下是您的测试矩阵如何突然增长20倍的摘要：