5G與4G無線網(wǎng)絡(luò)測試不一樣

5G與4G無線網(wǎng)絡(luò)測試不一樣！\o"5G"#5G\o"無線網(wǎng)"#無線網(wǎng)\o"SSB"#SSB\o"波束"#波束移動通信網(wǎng)絡(luò)過去20年間發(fā)生了巨大變化，5G通過波束斌形(Beamforming)、大規(guī)模多輸入多輸出(mMIMO)、毫米波(mmWave)頻率和新的靈活空中接口將網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性提升到了一個全新水平。5G網(wǎng)絡(luò)于2019年開始投入商用；面對每用戶平均收入(ARPU)下降，移動通信運營商都渴望抓住5G機(jī)會并推動其用戶增長和盈利增加；而5G服務(wù)中領(lǐng)先地位取決于有效的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商(NEM)須在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝完成后，通過精準(zhǔn)測試的數(shù)據(jù)向運營商展示網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)；對于5G測試工程師必須了解網(wǎng)絡(luò)特性，針對這些特性仔細(xì)考慮，以便從移動網(wǎng)絡(luò)測試中獲得最佳效果。一、基于波束覆蓋測量5G(NR)不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測試，它是基于波束的覆蓋和多種參考信號測量。無線網(wǎng)絡(luò)通過使用不同形式的MIMO和波束控制來提高性能；5G(NR)缺少沒有4G(LTE)中的小區(qū)級參考信道，所以不再可能測量小區(qū)的覆蓋范圍。工程師必須改為基于波束的覆蓋測量，KPI計算方法也須改變。

圖1.5G無線網(wǎng)絡(luò)測試面臨的挑戰(zhàn)此外每個小區(qū)有多個同步信號塊(SSB)，波束數(shù)范圍從4到64個(具體取決于頻段)。由于SSB波束在不同時間傳輸不存在小區(qū)內(nèi)干擾，所以5G(NR)網(wǎng)絡(luò)中的參考信號數(shù)量呈指數(shù)級增長。SSB波束是靜態(tài)或半靜態(tài)的，它們總是指向同一個方向并形成覆蓋整個小區(qū)域的波束網(wǎng)格；終端設(shè)備(UE)搜索并測量波束，因此需維護(hù)一組可能來自多個小區(qū)的候選波束。掃描儀或測試終端(UE)可以在4G(LTE)網(wǎng)絡(luò)中覆蓋點可檢測來自6個小區(qū)的參考信號，而在5G(NR)網(wǎng)絡(luò)每個小區(qū)中可能收到6個波束。圖2.5G網(wǎng)絡(luò)中波束與覆蓋方向*SSB的Slot結(jié)構(gòu)映射到靜態(tài)或半靜態(tài)SSB波束網(wǎng)格。這些因素增加了對現(xiàn)場測試難度，工程師還需考慮他們的掃描儀和測試終端(UE)設(shè)置，以確保他們獲得所需KPI。在每個波束上收集的關(guān)鍵指標(biāo)包括:參考信號接收功率(SS-RSRP)、參考信號接收質(zhì)量(SS-RSRQ)

信號干擾加噪聲比(SS-SINR)。二、mMIMO多收多發(fā)對系統(tǒng)容量產(chǎn)生巨大影響，運營商將在選擇、調(diào)試和驗收過程中仔細(xì)檢查網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的這方面。容量增益需對mMIMO實施現(xiàn)場性能進(jìn)行徹底驗證。許多變量會影響mMIMO提供的實際增益，尤其是終端(UE)的空間分布。當(dāng)多個終端(UE)同時生成下行鏈路流量時，會發(fā)生mMIMO容量增益。如果所有用戶都在同一位置，則不可能將用戶隔離到不同的非重疊波束。終端(UE)之間可接受的最小水平和垂直空間間隔可能會有所不同，具體取決于水平和垂直維度上gNodeB(gNB)天線面板中物理天線元件的數(shù)量。每個用戶的信噪比(SNR)和多徑傳播曲線會影響可實現(xiàn)的性能。gNB每1ms做出調(diào)度決策并決定使用多用戶MIMO(MU-MIMO)。工程師在測試容量增益時應(yīng)將各種測試終端(UE)分布在整個小區(qū)區(qū)域，并同時針對測試服務(wù)器執(zhí)行主動批量數(shù)據(jù)傳輸測試。不要忘記通過檢查核心網(wǎng)絡(luò)和后端服務(wù)器帶寬來檢查無線電接口是否是測試中的帶寬瓶頸。工程師可以通過在測試中使用多線程數(shù)據(jù)下載來消除傳輸控制協(xié)議(TCP)流量控制的負(fù)面影響。三、測試用掃描儀還是終端(UE)與寬帶碼分多址(WCDMA)和LTE等傳統(tǒng)技術(shù)相比，掃描儀不能收集5G(NR)網(wǎng)絡(luò)完整信息。如無法讀取全球小區(qū)ID、移動網(wǎng)絡(luò)代碼(MNC)和移動國家代碼(MCC)等參數(shù)。在公共物理廣播信道(PBCH)中僅廣播很少信息，以避免常見、永遠(yuǎn)在線小區(qū)級傳輸并最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)能耗；而終端(UE)只有在與網(wǎng)絡(luò)建立連接時才按需接收其余信息。此外掃描儀天線與終端設(shè)備(UE)的天線不同,多波束斌形的實施增加了天線增益和MIMO性能在設(shè)備上的重要性。雖然需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)性能，但天線增益和MIMO性能將變得更加依賴于具有5G(NR)的設(shè)備。這些因素使得在5G移動網(wǎng)絡(luò)測試中必須同時使用掃描儀和UE。通過掃描儀來捕獲SSB參考波束覆蓋范圍；需要終端(UE)來驗證雙連接和UE移動性的性能，其中包括波束切換和小區(qū)之間的切換。圖3.測試終端(UE)看到的內(nèi)容。四、網(wǎng)絡(luò)切片5G(NR)中有一種新的組網(wǎng)架構(gòu)概念，這就是利用固定網(wǎng)絡(luò)中軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的原理啟用的網(wǎng)絡(luò)切片(NetworkSlicing)，這就可以在共享的物理基礎(chǔ)設(shè)施上創(chuàng)建多個虛擬網(wǎng)絡(luò)。將單個物理網(wǎng)絡(luò)可以分割成多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，這些虛擬網(wǎng)絡(luò)支持不同的無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)或給定RAN上的服務(wù)類型。網(wǎng)絡(luò)切片需要使用真實的OTT應(yīng)用程序進(jìn)行主動測試，以確定真實的測量質(zhì)量(QoE)。與上一代蜂窩技術(shù)相比，基于5G(NR)的網(wǎng)絡(luò)才具有網(wǎng)絡(luò)切片功能，可自動檢測應(yīng)用類型并可將不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)設(shè)置應(yīng)用于每個OTT應(yīng)用。例如網(wǎng)絡(luò)可以將WhatsApp呼叫檢測為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音(VoIP)服務(wù)并在網(wǎng)絡(luò)切片上中繼流量，該網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)切片針對低延遲保證的低比特率流量進(jìn)行了優(yōu)化。這種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念也影響了RAN的低層參數(shù)，包括子載波間隔和持續(xù)時間。因此根據(jù)用戶使用的應(yīng)用程序，使用網(wǎng)絡(luò)切片的5G(NR)網(wǎng)絡(luò)運行方式不同，這使得通過主動方法和真實OTT應(yīng)用程序測試QoE比使用傳統(tǒng)技術(shù)更重要。在5G中讓我們忘記使用FTP或進(jìn)行批量數(shù)據(jù)傳輸，這些方法不足以確定5G中真實QoE并在轉(zhuǎn)化為滿足運營商期望方面承擔(dān)相當(dāng)大風(fēng)險。接入性、保持性和時延是網(wǎng)絡(luò)中最重要的QoEKPI，這些指標(biāo)僅在設(shè)備上可見。5G(NR)中的端到端QoE需要在設(shè)備上進(jìn)行主動測試。使用真實OTT應(yīng)用程序的主動測試也