12月11日消息，在今年年初3GPP宣布，將于2017年12月左右發布第一代5G新無線電（NR）標準，就在上周3GPP Rel.15作為5G的第一個版本正式凍結，也就是NSA（非獨立組網）核心標準已凍結。
隨著行業繼續向著5G進發，測試公司也將在5G版圖上受益。
當然，對于正在開發下一代無線網絡系統的工程師來說，這帶來了許多挑戰，其中最困難的障礙是：標準的演變、毫米波（mmWave）的采用以及控制測試的成本。
標準演變
當3G轉向4G時，由于頻率覆蓋、傳播和許多其他參數的相似性，轉換更順暢。但5G并非完全如此。
雖然LTE技術將在許多5G應用中得到利用，但毫米波頻率將用于適應預期的高帶寬服務。值得注意的是，在28 GHz、37 GHz和39 GHz之間，可用帶寬為3.85 GHz，是FCC授權頻譜的六倍。
在2017年12月3GPP標準中概述的初始規范將集中在非獨立（NSA）模式。NSA將利用現有的LTE無線電和演進分組核心網絡作為移動性管理和覆蓋的基礎。它還將增加一個新的無線接入運營商，以支持某些用例，即固定無線寬帶。
早期的5G部署將具有雙重連接性，使網絡能夠在設備和無線電接入中提供多標準和多頻段支持：核心移動設備行動，如調度和切換將使用LTE信道進行，以利用其更廣泛的覆蓋范圍；mmWave將作為數據管道，因為它為高帶寬服務提供了更快的吞吐量。
5G模式是獨立的（SA）。顧名思義，這個版本可以部署在新建的地區，不會依賴現有的LTE元素。3GPP規范的第一個版本預計不會解決SA問題，而是讓工程師們推測這種模式的條件。更復雜的是，未來幾年內美國國家安全局的規范將會被修訂。
工程師沒有堅定的指導方針來開發產品。為了解決這個問題，測試制造商必須與芯片組供應商和運營商合作，制定關于5G的共同假設，并提倡將其納入標準。將這些討論與參與3GPP標準開發會議相結合，已經導致了這些規范將在短期和長期內可能達成的共識?；谒羞@些信息，已經建立了指導方針，幫助測試供應商開發解決方案，使工程師能夠開發出能夠幫助加速設計過程的精確模型。
毫米波的挑戰
盡管LTE將成為5G不可分割的一部分，但由于其吞吐量優勢，毫米波將扮演重要角色。預計毫米波波段中的聚合信道帶寬為1GHz或更高，明顯比LTE提供的20MHz寬。
與傳輸更多數據的能力有一些權衡。高頻率導致波長更短。在毫米波的情況下，范圍是1毫米到10毫米。由于高頻容易受到氣體、雨水、濕度吸收和樹葉的影響，信號能量也可以輕易地減少。因此，毫米波只能傳輸短距離，并需要視線（LoS）傳播。
為了補償非視距（NLoS）環境中有限的傳輸距離和操作，智能波束成形和波束追蹤將被整合到5G傳輸中。
圖1.波束形成將數據傳輸到特定設備
如圖1所示，波束成形是一種交通信號系統，可識別給用戶的最有效的數據傳輸路線，并減少對過程中附近人員的干擾。波束形成是幫助大規模MIMO陣列更有效利用附近頻譜的有效技術。
因此，波束形成和其他毫米波應用產生了測試挑戰，因為工程師必須在主動波束形成環境中對設備和天線進行靜態測試。工程師必須知道需要多少點才能獲得準確的測量結果，但是測試效率并不高，成本太高。
還有，毫米波器件最重要的測試之一就是傳播損耗。如前所述，高頻信號功率可能因環境條件而降低。在28 GHz時，損耗比LTE頻率高大約40 dB。如果考慮到每3 dB的損耗就將總功率降低一半這一事實，這一點相當重要。
另外，5G移動設備設計使傳播損失問題變得更加復雜。目前，工程師通過EVM、占用帶寬、頻譜發射掩模、泄漏和鄰道漏電比（ACLR）等一系列測試驗證了收發器的性能。為了測試集成在電路板上或外殼內的天線，采用了空中（OTA）測量，包括功率和靈敏度。還進行了OTA測試，以確保移動設備按照真實世界環境中的規范執行。
但測試與下一代移動設備有所不同。雖然目前的移動終端有幾個內置的天線，5G的天線數量將明顯增加。此外，天線陣列嵌入在5G移動設備的芯片中，使工程師驗證其性能顯得更具挑戰性，例如：為每個天線實施測量連接器會導致移動終端尺寸的問題，并且與成本降低趨勢相矛盾。
當然，在毫米波設計上進行OTA測試會帶來成本上的損失。傳統上，在執行OTA測量時使用兩個測試室（混響室和更昂貴的消聲室）。研究表明：通過遠場實現更好的結果毫米波設計的測量（FFM）。以此為基礎，在支持28 GHz的設備上，OTA測量必須采用1.5 m到2 m，這將需要大量投資，因為測試室將比目前用于LTE的測試室大得多。
測試成本
控制成本將在5G的成功中扮演關鍵角色。如果沒有令人信服的商業案例來部署5G服務，則技術可能無法按預期展開。
為了控制測試成本，工程師必須決定在OTA室中需要進行哪些測試。芯片組、設備和運營商都必須就某些性能參數達成可接受的誤差范圍，以消除對某些OTA測試的需求。例如：將會有相當數量的協議測試需要執行。由于驗證協議棧不需要RF測量，所以協議測試可以在沒有腔室的情況下完成。
第二，是開發FFM對話或反射參數。使用這種方法，工程師可以進行近場測量（NFM）并使用行業認可的技術將其轉換為FFM。表1比較了FFM和NFM。
表1.近場測量和遠場測量的比較
在NFM應用中，可以使用緊湊的毫米波測量儀器，并且可以使用房間中的簡單無線電消聲器來測量輻射圖。這種方法消除了與使用大型無線電消聲室的測量系統相關的高成本和長的配置時間。
從更廣泛的測試意義上講，通過設計測試解決方案可以保持經濟效率。強大的集成平臺能夠根據需求擴展高效地添加功能，從而提高投資回報率。它還將簡化添加測試案例，以處理標準的新版本。與5G一樣，該版本將在2017年12月前后繼續發展。
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