5G 测试

5G NR 是首个旨在支持各种消费类和工业应用的通信标准，最大程度地提高了系统效率。

5G 核心网采用基于服务的架构，实现了卓越的系统灵活性、分解式部署、独立于无线接入技术 (RAT) 的接入、支持云化和虚拟化策略的基于软件的方法、新的垂直用例。和以前的无线通信技术不同的是，5G 历经独特的技术演进过程，而不是完全用 3GPP 规范来划定时间顺序。5G 演进的一个特点是将新功能划分成不同的技术子组或垂直用例场景，这些子组或场景在不同版本的规范中不断发展，并且相互关联。

• 3GPP R15 规范引入灵活的新参数集、高级通道编码和调制方法，为 5G NR 作为 RAT 构建了基础。对于 5G 核心网 (5GC)，3GPP 为相关核心网功能引入了基于服务的架构模型。作为核心技术的 5G NR 和 5GC 共同推动未来各版规范的发展。这版规范主要针对的是 eMBB 用例，它支持更宽的通道带宽和扩展的载波聚合方案，同时将频率扩展到毫米波范围，提高了无线电资源的可用性。R15 规范的功能性冻结于 2019 年 6 月完成。
• 5G R16 基于 R15 中引入的功能（例如移动宽带），以增强技术并优化功能集。不过，R16 主要受到两个垂直市场的影响：汽车电子和工业 4.0。这两个垂直用例需要低延迟以及可靠安全的通信。因此，R16 引入了 V2X 直通链路、5G 定位、未授权 5G (NR-U)、DSS、网络切片、支持 5G 专网等新功能。R16 规范的功能性冻结于 2020 年 6 月完成。
• 5G R17 的功能性冻结于 2022 年 6 月完成，进一步巩固、增强并改进了 R15 和 R16 中引入的功能，同时还加入了新功能，例如通过非地面网络接入卫星、增强电池性能、扩展 FR2 频段、引入 RedCap。R17 首次利用卫星网络完善了传统地面网络，使其超越 2D 网络的局限性，涵盖了非地面网络 (NTN)。
  地面网络向统一的 3D 网络扩展，为未来 6G 技术的发展奠定了基础。R17 引入的 RedCap 功能降低了复杂性，为支持新的设备类别和服务做好准备，弥合了 eMBB、mMTC 甚至 R19 中的环境 IoT 功能之间的差异。此外，5G 还扩展了服务，以便覆盖新频谱和附加频谱，包括将 FR2 扩展到 71 GHz。
• R18 是首个 5G-Advanced 规范，代表 5G 技术的重大进步。此版本增强了传统技术，并优化了现有技术。在目前的人工智能和扩展现实 (XR) 背景下，该规范也引入了更多的革新技术，为 6G 奠定了基础。例如，它在不同级别的网络中融入了机器学习技术，增强了波束赋形/MIMO，并改进了位置估计和网络功率效率。为了支持新用例，一些重点新增功能包括增强了 RedCap 和扩展现实 (XR) 应用。XR 不要求采用新技术，但需要优化现有的 5G 技术，以确保为此类开创性用例提供最佳的体验质量。利用增强的 RedCap 功能和基于 R18 的全新 RedCap UE 类别将降低功耗和设备成本，并为新用例提供支持，例如 5G 任务关键型 (MCX) 应用或未来铁路通信系统 (FRMCS)。此外，引入 FR2 以支持 NTN 应用是一项关键功能，不仅可以通过 5G 实现卫星连接，还为需要更高数据速率的 NTN 服务和新的 NTN 用户设备类别（例如机载、船载或车载 VSAT）提供支持。R18 规范的功能性冻结于 2024 年 6 月完成。
• R19 计划于 2025 年底完成，主要侧重于优化性能，满足商业 5G 部署的关键需求。它将支持更大天线阵列上的大规模 MIMO，改善链路和网络性能，并探索将“FR3”频段（7 GHz 至 24 GHz）用于 5G 应用的潜力。由于该频谱已被现有应用占用，因此使用要求非常严格。为了确保公平的邻域传输，5G NR 需要引入新机制，例如地理位置数据库、功率限制或动态频谱共享概念以及抗干扰接收机架构。此版本还将研究新架构，以为 5G-Advanced 系统中的环境 IoT 设备（即不使用电池，而是采用能量收集方法的设备）提供支持。5G 技术还将支持语音和视频等传统用例，并提供更高的语音编解码器速率以为 VoNR 中的新型语音编解码器和协议场景优化语音质量，同时还引入了复杂性较低的音频编解码器以用于机器类基本音频消息传输应用。这将开拓全新服务以支持 XR 或 AR 应用，在未来可能会成为突破性的创新领域。
• R20 计划于 2026 年初启动，将针对新用例来优化和增强现有的 5G-Advanced 功能集。但 R20 也将从 6G 研究项目开始，为 R21 系列规范预计开展的 6G 标准化工作做好准备。

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5G NR 测试挑战

5G 新空口 (NR) 技术非常复杂，而且支持广泛的应用领域，因此相关测试充满了挑战。其中一些挑战包括：

• 频率范围：5G NR 可在广泛的频率范围内运行，包括 Sub-8 GHz 频率和毫米波频段。
• 复杂信号：5G NR 支持更复杂的调制方法以及多输入多输出 (MIMO) 和波束赋形技术，增加了测试难度，要求使用顶尖的空口测试解决方案。
• 高数据速率：在应用层测试 10 Gbps 范围内的峰值数据速率更具挑战性。测试设备必须能够处理高数据速率，并支持最终用户应用的端到端测试。
• 大规模物联网 (mMTC)：大规模部署 IoT 应用，需要连接大量的设备。这些设备通常比较简单，需要简易的测试解决方案即可。由于此类 IoT 设备数量庞大，并且部署在难以进入的区域，因此发生故障的风险非常大，需要提前进行测试。新用例包括支持 IoT-NTN 或 RedCap 的设备。
• eMBB 测试：eMBB 旨在提供更高的数据速度和更低的延迟，而这需要通过测试进行准确验证。虽然这种测试非常复杂而且充满挑战，但必须确保网络和移动设备能够满足高性能要求。在一项突破性的测试结果中，CMX500 展示了达到 10 Gbps 的 IP 层吞吐量。

从组件和芯片组到装配式用户设备和基站，都存在各种 5G NR 测试与测量挑战，激励着我们提供创新解决方案去助您实现成功。借助罗德与施瓦茨的 5G 测试解决方案，加快产品开发，让产品更加可靠。罗德与施瓦茨将 5G 技术演进带来的广泛应用和用例视为机遇和挑战。我们不断增强测试解决方案，以涵盖最新的功能和要求。举例而言，考虑到“基站”这一传统术语不再盛行，我们推出了新颖的 NTN 测试概念，代表一种范式转变。除此之外，系统模拟器现在还需要模拟出现衰落、多普勒频移或时变延迟等射频伪影的移动卫星。

借助 CMX-lite，我们专注于对低复杂度、高质量的测试系统的需求，非常适合在所有射频和协议测试中使用轻量化的 RedCap 设备。该模块化平台可以轻松升级为功能齐全的 5G 测试系统。系统模拟器支持多种技术，单机即可执行 5G 和 Wi-Fi 互通测试。模块化特性还支持通过其他测试设备扩展测试平台，例如结合使用音频测试仪以执行复杂的音频和语音质量测量。

作为射频和微波测试与测量设备领域中的全球佼佼者，我们在整个移动技术生命周期内提供支持，开发出各种适合实验室、生产和现场测量的解决方案。

我们的测试解决方案专门用于复杂用例，并融入了最新的架构技术。