隨著2017年12月 3GPP第一版NR部分sub-6GHz部分草案落地，以及接下來Phase2的部分草案逐步落地，半導體廠商及終端廠商開始基于相關草案快速進行商用化。在快速商用化過程中必然會在軟件及測試方面存在諸多難題，如何解析當下局面，在軟件及測試上實現快速通關成為5G發展的熱點問題之一。下面就來了解一下相關內容吧。

在第七屆EEVIA年度中國ICT媒體論壇暨2018產業和技術展望研討會上，NI中國技術市場工程師馬力斯先生就相關問題進行了分析和分享。

5G發展現狀

5G現在主要有三個應用場景，即對于帶寬和數據吞吐量要求很高的增強型移動網絡，面向物聯網（IoT）的低功耗應用網絡，以及面向無人駕駛等場景的超低延時應用網絡。

而針對5G落地時間，3GPP和國際電聯先前也做出了相應的規劃，具體見圖1。

圖1 3GPP和國際電聯對5G落地時間的規劃

從 5G NR部分來看，可以劃分為Phase 1和Phase 2兩個階段，而隨著2017年12月3GPP第一版sub-6GHz落地（屬于Release 15版本），關于Phase 1的物理層及一些參數級上的規范也得以相對明朗。

5G新特性對測試設備的新要求

子載波間距

新版本的5G New Radio Sub-6GHz部分相對于4G LTE一個重要的變化就是子載波間距的變化。4G國內使用的是15kHz固定的子載波間距，但是到了5G NR用的則是靈活的子載波間隔。這主要是因為毫米波頻段也將會作為5G應用頻段，在擴展到毫米波頻段時，包括帶寬和子載波間距都需要有一個很大的調整，這樣的調整對于設計及測試提出了新的要求。

帶寬

在帶寬方面，除了sub-6GHz，在毫米波部分可能會更多地應用400MHz帶寬，這對于測試廠商來說，特別是像高端射頻前端一些芯片應用，它可能還會用到數字預失真、包絡跟蹤方式，這就需要測試設備有更高的帶寬，才能滿足這種設計的要求。

獨立組網與非獨立組網

現在4G的網絡已經廣泛部署，而要升級到5G網絡，其實在中間的組網形式和部署場景還存在一個變革過程。2017年12月落地的版本提出了非獨立組網形式（NSA），這種組網形式中4GLTE網絡和5G基站其實是共存的，這就意味著近兩年的5G手機終端還是4G到5G的一個切換過程，需要芯片廠商和終端廠商設計的芯片和生產的終端要同時支持4G和5G網絡。而這樣的方式其實是為了更快地實現5G落地和商用，之后也會慢慢過渡到獨立組網（SA）的方式，即接入網和核心網都是更多的采用5G的形式（具體運營商及終端廠商對兩種網絡布局參見另一篇稿件：）。

圖2 獨立組網和非獨立組網方式

現在已經明確的5G網絡部署形式為5G測試帶來了諸多挑戰，特別是對于非獨立組網形式，要求5G設備在滿足5G測試的同時，還需兼容4G要求，因此帶來的干擾、頻段等問題都必須解決，而相關測試設備也都要提供完整測試方案。

總結起來，當下5G測試上面臨的挑戰主要包括：第一是復雜性的提升，包括靈活的參數級，子載波間距變化，射頻前端的新要求；第二是4G和5G的共存問題，在前端的芯片設計上面都是會把它高度集成化的設計到單一的前端芯片上面；第三是更多的射頻指標的測試，包括高帶寬、高調制特性，以及更好的EVM；第四是是測試時間及成本的要求，“快”是在5G時代面臨的一個嚴峻挑戰。

5G對測試儀器的新要求

儀器小型化

傳統的臺式儀器有諸多缺點，如圖3左圖，工程師的每天會用到諸多儀器，包括頻譜儀、信號源、網分、電源、源表等，多臺儀器不僅占用空間大，而且難以做同步測量，特別是對高復雜度自動化測試影響尤為明顯。而NI將這些平臺化儀器進行了集成，將所有儀器放到一個小型機箱中，并且用PXI的技術完成很好的同步機制，從而能夠更快地幫助工程師完成相關測試工作。

圖3 集成化及小型化的測試儀器

算法簡便化

在算法方面，NI將FFT、傅里葉變換等算法部署到FPGA中，鑒于FPGA強大的處理能力，極大地提升了運算速度及測試效率。

基于PXI的5G測試平臺

針對于5G NR部分，NI最近推出了滿足3GPP Release 15版本的測試平臺（NI PXI 《 6 GHz5G-NR解決方案），該平臺基于PXI平臺，典型的測試指標和對協議的支持全部在軟件上面有一個全新的升級，能夠滿足5G相關協議支持和測試項目。而由于是以軟件為中心的平臺，相對來說更容易實現對協議的升級和換代。