2017年12月，3GPP對于5G Release15第一版本的簽署，被業(yè)內(nèi)視為5G商用進程中的里程碑事件。3GPP比原計劃提前約半年完成此工作，也彰顯了產(chǎn)業(yè)鏈各方對于5G推進的共同期望。進入2018年以來，運營商、設備商、終端廠商、芯片廠商等關于5G方面的新聞接踵而至。5G漸行漸近，5G商用的演進路線也日漸清晰。
作為5G發(fā)展過程中的重要環(huán)節(jié)，測試不可或缺。5G將為測試測量帶來哪些挑戰(zhàn)？將對測試廠商提出哪些新的需求？日前，EDI CON2018（電子設計創(chuàng)新大會）于北京舉辦，會議期間，NI（美國國家儀器）自動化測試市場副總裁Luke Schreier接受了本刊記者的專訪，對于NI在5G測試方面的進展作了深入介紹。
NI（美國國家儀器）自動化測試市場副總裁Luke Schreier
5G帶來的測試挑戰(zhàn)
5G的發(fā)展，會對測試測量帶來哪些挑戰(zhàn)？這個問題的根源還在于5G相對于目前的4G網(wǎng)絡，會有哪些應用場景的變化及新技術的引進。為大家所熟知的5G三大應用場景eMBB，mMTC 和 URLLC，帶來的最直觀需求是網(wǎng)絡速率和低延遲性能的大幅提升，在目前眾多與5G相關的技術中，毫米波技術以及Massive MIMO能夠備受關注，也正是基于這樣的原因。毫米波的引入也相應帶來了測試方面的挑戰(zhàn)。
Luke Schreier表示，5G測試有一個拓展，就是在毫米波的頻段。毫米波的引進，進而會要求有相控陣，會在這個上面做波束成形與賦形技術。這造成了沒有辦法像以前那種傳導性測試，新的測量對象是一個波束及陣列，有明確的定向性。在這個基礎上有一些傳導性的測試就不適用，所以才必須走到OTA(Over The Air)的這個范圍內(nèi)。而且在這個波束成形與賦形的這個領域里面，可能涉及到近場的測試以及遠場的測試。遠場的測試，通常會要求有一個很大的場地。
Luke Schreier表示，“此外，對于毫米波頻段，大家還有很多的討論，在70GHz-80 GHz以上的這個范圍，其實人們對于信道以及信道對毫米波頻段的影響，還沒有了解得非常的透徹。所以這個信道怎么做測量？特性怎么樣？我們還在摸索當中。這個是我們看到的5G技術的一些挑戰(zhàn)。在同樣的信道當中，對于新頻段的波形，暫時還不知道我們測出來的結果，是不是具有重復性，會有很多的不確定性，這個是我們遇到的，或者說這個行業(yè)遇到的一些挑戰(zhàn)。此外，在5G研究的原型階段，還沒有真正商用，很多設備被應用，共同協(xié)作的時候，怎么確保它有條不紊地合作起來，也是會面臨的問題。”
5G NR NSA的發(fā)布對測試帶來哪些影響？
2017年12月，3GPP 對于非獨立組網(wǎng)5G新空口規(guī)范的發(fā)布引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關注，這也是有關5G的第一個確定標準。這對測試廠商有哪些影響？
Luke Schreier表示，“去年年底，3GPP正式有了一個版本，就是在NSA的基礎，利用一些4G的內(nèi)核，在此基礎上擴展5G的部分，才有第一個NSA的版本。第一步的確定，非常有助于我們看到之后5G發(fā)展具體的步驟，能夠判斷走到2020年是一個什么樣子。對于我們測試公司來說，這個標準定下來之后，我們就知道下一步我們應該幫助我們的客戶做哪些IP，在軟件上做什么樣的工作能幫助他們做這些設備的研制、測試。比如說像有一些IC已經(jīng)開始設計起來了，有一些基站也已經(jīng)開始設計起來了，我們就和客戶一起來做這方面事情了。”
3GPP 確定的NSA 5G新空口規(guī)范對測試會帶來哪些影響？對此，Luke Schreier表示，“5G NR NSA是基于現(xiàn)有4G核心網(wǎng)的基礎上，頻段都在6 GHz之下。6 GHz以下的測試，相對來說，可知的東西還是多一些，因為前面做的事情，都是在6 GHz以下的，比如說我們對信道的了解，都是比較成熟的。但是在新空口里面，可能頻率會有一些變化，帶寬明顯變大了，因為5GHz的通信的帶寬可能有一倍以上。現(xiàn)在5G增加一個協(xié)議，我們還要前向兼容。比如說我們做5G的NR的測試的話，波形是OFDM的，上行有一些調整。大的參數(shù)、電器特性以及閾值有一些調整。NI發(fā)布了一個產(chǎn)品軟件叫RFmx，在這個上面，我們通過改軟件來符合新的標準。新的標準相對原來的6 GHz以下的標準，只是改了一些編輯特性，閾值變了，帶寬變大了。我們這個設備原來就是比較前瞻性的，提供了一個很大的帶寬，就是為5G來服務的，這個基礎上，我們硬件就是矢量信號收發(fā)儀，軟件我們就是通過RFmx這樣的一個軟件去提供不同的一些小的調整，這個軟件上的實現(xiàn)使得這個設備，不需要重新購買及升級。
NI在5G測試領域的優(yōu)勢
Luke Schreier表示，概括來說，NI的測試方案就是以軟件為核心結合模塊化硬件的平臺化解決方案。隨著新技術和新應用場景的引入，測試需求日趨復雜化。測試系統(tǒng)的靈活性、可擴展性、可復用性就顯得越來越重要。NI所提供的以軟件為核心的平臺化解決方案則恰好能夠滿足用戶的訴求。
Luke Schreier表示，以軟件為核心的測試系統(tǒng)帶給用戶的價值只要體現(xiàn)在三個方面：降低客戶測試成本；縮短測試時間；提高測試系統(tǒng)靈活性。5G由于新的應用場景和新技術的引入，使測試的復雜性和不確定度大幅提高。而相關標準由尚未完全確定，客戶所進行的前瞻性的產(chǎn)品設計對測試系統(tǒng)靈活性的要求大大提高，軟件為核心的測試方案在5G相關的測試中則能體現(xiàn)更大的優(yōu)勢。
NI所提供的以軟件為核心的平臺化測試方案既可以用在原型上，又可以用在測試上。Luke Schreier表示，“其實我們看到，現(xiàn)在5G測試有很多的挑戰(zhàn)，希望是用統(tǒng)一的平臺，如果原型階段就用了這個設備，將來這個設備開始越來越多的時候，我們也能用同樣的設備做測試，技術上把它難度變低，就是說從前面把技術復制過來，也希望能夠在商業(yè)上能夠降低這個成本，對造5G的芯片、設備的公司來說，能夠降低更多的成本，更容易把5G推向商業(yè)化。 ”
5G完整標準尚在制定之中，如何保證公司技術及產(chǎn)品布局的前瞻性？Luke Schreier表示，NI與相關廠商及3GPP等保持著緊密的聯(lián)系，確保相關標準公布后，NI能第一時間推出相關軟件和IP，以滿足用戶測試需求。在硬件領域，NI現(xiàn)有VST等產(chǎn)品設計之初就保持了前瞻性及相應裕量，對于目前6GHz以下的測試需求能夠完全滿足。高頻段毫米波的引入會帶來新的測試設備需求，NI目前在此方面已進行相關投入，確保公司軟硬件產(chǎn)品能夠滿足未來可能的測試需求。