是德科技 5G 新空口测试白皮书

3. 超高可靠性和低时延通信 （URLLC ） 。 这是一系列全新的应用， 要求低时延、 高可靠性，
在许多情况下还要求高带宽。它们包括虚拟和增强现实、远程实时手术 （感知互联网） 和无人驾驶汽车。连接必须是安全的，并且保持高速。
极限容量 极限数据速率
峰值数据速率 eMBB 区域流量容量 (Mbit/s/m2) 20 1
高重要性
100
M e diu m
用户体验数据速率 (Mbit/s)
10
Low
3x 1x
10
频谱效率
1 10x 350 500 105 10 6 连接密度 (设备/km2) 10 1 延迟 (ms) 移动性 (Km/s)
网络能量效率
100x
与 5G 用例对应的 2020 年国际移动通信系统要求 （IMT-2020 ） 。
1/10，低功耗设备的电池使用寿命达到 10 年。所有这些目标都是在单位面积内的有效带 1000 倍。想要实现这些目标，必须使用更高的频率，因为它们可以支持更大带宽的信道。
更高的频率意味着更高的信元部署密度 （例如微信元） ， 这就需要更高密度的回程基础设施。 用户对可用性的感知也受到漫游的影响，而上述网络要求使其变得更加困难。但是，从这 三个用例来看，漫游也许只适用于增强型移动宽带应用，在这种应用中，用户也可能退回 到使用 4G/LTE 网络。
是德科技公司正在引领市场推出创新的 5G 解决方案。其提供的各种软硬件解决方案为客
5G 用例
测试体系结构必须演进并适应 5G，有效地处理第三代合作伙伴计划 （3GPP） 确定的三个 合作。这三个用例为 ：
3GPP 负责推动技术的演进， 并与代表运营商的著名行业组织 GSM 协会 （GSMA） 主要用例。 1. 增强移动宽带 （eMBB ） 。 这是当今 4G 用例的演进结果——数据流视频、会议和基本
10-20 Gbps 的传输速率，向用户提供的实际 （或感知） 下行链路带宽可能达到 1 Gbps，
用户很少 （如果有的话）体验到这一速率。甚至固定宽带网络也必须升级以应对这一挑战， 提供这些速率，进而提供所需的新体系结构。这表示网络必须 ： • 能够支持更庞大的数据量 • 安全
• 灵活有弹性，能够支持数以万亿计的设备 （即物联网） • 适应应用而非排斥
25.5 27.5
31.8
33.4
39.5 41.5
45.5 47.5
50.4 52.8
66
71
76
81
86
• 验证空中性能。
没有提交具体的频段， 应针对上述 31 GHz 的意见
26.5 27.5
45.5
50.2
7.057
10.5
17.3
23.6 24.25
31.8
33.4
37
43.5
50.4 52.6 55
结合 PerfectStorm ™， XAir2
5G 做好准备。 它在免许可
下行链路和上行链路上的
可帮助运营商和 NEM 为
（LAA） 、 窄带物联网 （NB-IoT） 、 多载波聚合、 4x4 MIMO、
频谱 （LTE-U） /许可辅助接入
和分布式控制等需要实 括部署额外的硬件或分配额外的频率。但是，对于虚拟现实 （VR） 能达到 40 毫秒或更长，这对应用性能和用户感知都有明显影响。
2019 年定义。一些运营商声称，将在 2018 年底至 2019 年初实现 5G 的首次商业部署。
模式预计将于 2018 年晚些时候最终发布的 3GPP 第 15 版中定义。第 2 阶段最晚将在
3GPP 于 2017 年 12 月制定了相应的标准。独立 其中 5G 通过 4G LTE 核心网络来实施。
（LTE） 有很大不同，除了会遇到现有方法中一些最具挑战性的问题，还会带来新的挑战， 本文将对此作进一步说明。若能克服这些挑战，那么该技术将带来许多可能造成翻天覆地 改变的应用，如图 1 中的蓝色部分所示。
（NEM） 和设备制造商在测试硬 随着 5G 网络在未来 10 年的全面实施，网络设备制造商 件、 5G 技术与 4G/ 长期演进技术 软件和端到端部署过程中都面临着新的挑战。 根据目前的设想，
联系我们：
页3
5G 的影响
是开始。
GSMA 列出了 5G 的一系列目标， 由于技术或商业上的限制， 所有这些目标不可能同时实现。
如上所述，想要实现 10 Gbps 数据速率和 1 ms 时延的高目标将会遇到重重挑战，但这只
其他雄心勃勃的目标还包括 99.999% 的可用性和 100% 的覆盖率，以及网络能耗减至 宽增加到 1000 倍的条件下实现，换句话说，就是基站可以支持的容量是当前基站容量的
道带宽。
了多达 16 个子载波的聚合，且聚合的信道带宽可达 1 GHz，未来还会实现更大的信
eMBB 将利用现有技术和新技术来实现预期的极端数据吞吐量 ：
1. 频谱。 5G NR 会将无线信道扩展到毫米波频率，并结合使用免许可频谱以增加可用的
信道带宽。信道带宽越大，可以通过信道发送的数据就越多。
2. 载波聚合。 LTE-A Pro 支持聚合多达 32 个载波，形成更大的带宽块。 5G NR 最初规定
要理解这些要求和所需的网络演进，最好是将其对应到 3GPP 的 2020 年国际移动通信系 的各个阶段。其中包括两个阶段。第 1 阶段主要关注现有 LTE 部署的 统要求 （IMT-2020） 第 15 版最初定义了一种非独立模式 （NSA） ， 早期应用和演进， 并与 3GPP 第 15 版保持一致。
不同业务可能使用不同的频率。 是德科技为 NEM 、 运营商
和其他无线通信系统 （如卫星） 造成干扰。 根据不同的空中传输要求， 免对现有技术 （如 Wi-Fi） 这一基础技术称为 5G 新空口 （5G NR） ，在 3GPP 第 15 版标准中首次定义。新定义的
和设备制造商提供的设计和 测试解决方案可表征射频 （OTA） 测试， 以确保产品在 性能、 验证协议和执行空中 整个生态系统中正常工作：
动因素将是交付业务的成本与净收益的比较。蜂窝网络提供商需要按照这些要求开展工作，
联系我们：
页4
5G 部署还需要考虑其他一些问题， 包括不适用于 4G/LTE 的问题或外围问题。 对于无线通信， 5G 将把工作频率扩展到更高的毫米波频率，目前的研究已经达到 70 GHz，如图 3 所示。 5G 将采用波束赋形和更高阶的多路输入、多路输出 (MIMO) 技术，且任何部署都需要避
超低能量 超低复杂度 超高密度 较深的覆盖范围
mMTC
URLLC
强大的安全性 超高可靠性 超低延迟 极限移动性
联系我们：
页2
幸运的是，所有这些用例并不会同时出现，使测试体系结构的演进超出 5G 实施时间表。
3GPP 发展路线图
根据 GSMA 所描述和运营商所接受的要求，一个基本的原则是，该技术将支持每信元 时延小于 1 ms。这是一个重要的区别，因为 LTE 宣称具有很高的峰值数据速率，但最终
机器到机器连接
<1 Mbps
1 Mbps
10 Mbps
100 Mbp
>1Gbps
图 1. 未来 5G 标准带来的可能造成翻天覆地变化的应用。 联系我们：
带宽吞吐量
页1
试体系结构将会帮助运营商及其设备供应商验证自己的设计和网络配置，确保设备和网络 正常运行。
户从 4G/LTE 测试体系结构过渡到名副其实的下一代 5G 测试体系结构铺平了道路。新测
5G NR 计划在 2019 年实现，这将增加测试需求。任何测试硬件都需要支持这 “非独立”
些新频率并接受干扰测试。
•使 用符合 5G 标准的波形
来测试设计
-10 GHz
10-20 GHz
20-30 GHz
30-40 GHz
40-50 GHz
50-60 GHz
60-70 GHz
70-80 GHz
的宽带连通性，但更重视上行链路容量。下行链路的速度将增加一个数量级——每信
5G 也有望取代固定宽带连接。事实上，此用例将是 元 10-20 Gbps。在某些情况下，
首个 5G 部署。
2. 大规模机器类通信 （mMTC ） 。 这是当今物联网 （IoT） 的演进结果，但端点数量要比
现在多几个数量级。这类解决方案专注于功率效率和支持极高节点密度的能力。
5G 部署的主要挑战之一将是时延。无论带宽还是覆盖范围都有现成的工程解决方案，包
为 LTE pre-5G 提供支持。
256 QAM、 双重连通性等方面
LTE 的时延可 时响应的用例来说，实现接近即时、防止故障的时延将极具挑战性。目前，
对于 5G 来说，将时延减小一个数量级意味着部分服务器和智能需要靠近蜂窝基站，而驱 其中部分工作涉及到建设边缘数据中心和架设光纤，以支持分布云。不同的网络建设者和 内容提供者，其到达边缘和 “靠近边缘” 的方法可能也不同。
件为中心的测试体系结构。在这里，它必须与 5G 体系结构本身相匹配，这是一个经过演 可基于微服务体系结构实现全面的灵活性。
/网络功能虚拟化 （NFV） 基础设施，支持 “无状态的” 网络功能， 进的软件定义网络 （SDN）
增强型移动宽带
在 eMBB 中，用户体验基于感知到的数据速率，包括上游和下游速率。这意味着网络必须 建立 6 GHz 以下和毫米波范围内一些新频段中的无线性能 容量和 100 倍有效数据速率 ； 模型 ； 建立小信元接入/宏信元模型 ； 仿真不同的应用，包括高清视频和视频会议。 要有足够的容量，这同样是由频谱和网络能效决定的。测试必须扩展到预期的 100 倍网络
80-90 GHz
•仿 真和验证大规模 MIMO • 测试网络吞吐量
及波束赋形方向图
区域组提议的频率范围 欧洲