以迅速、安全和高成本效益的方式实现5G创新

1 为不断变化的格局奠定坚实的基础

测试和保障历来是电信服务的基石，在5G时代尤为重要。5G带来的是令人目眩的高速、巨大的覆盖范围、超高的密度和容量、超高的可靠性和极低的时延。它不是基于4G迈出的一小步，而是一次巨大的飞跃。5G将赋予新的能力，极大改善宽带服务，并通过为全球数以十亿计的设备提供连接，使物联网（IoT）成为可能。5G将不再只是个人通信技术，而是遍及生活中方方面面的通用技术，实现许多我们今天无法想象的新应用。

网络运营商已经感受到这种紧迫性，率先开始利用5G拓展市场，尤其在5G时间进度加速之后。5G技术的试运行已经展开，各类创新也在快速推进。我们将在2018年看到5G技术的商业服务正式推出。面对5G技术带来的多层式混合复杂性，服务商必须立即采取行动，否则它们将会严重拖累5G的实施进度和入市时间，而这些都会给服务商带来无法承受的损失。

测试、保障、测量和安全性已经变得比以往任何时候都更加重要。只有利用它们，我们才能确保通信行业能够真正兑现自己在5G创新方面所做出的承诺。

2 全新网络，不断演进

在5G时代，我们需要为重大的变化做好准备，其中首当其冲的便是全新核心、全新无线电（NR）、全新频谱、全新设备和芯片组带来的全新架构。第一个非独立5G标准（3GPPR15新型无线电非独立，NSA）已经于2017年年底正式发布。NSA使用现有的LTE无线电和核心网络作为移动性管理和覆盖范围的基础，同时添加了一个全新的5G无线电载波。2018年6月，3GPPTSG第80届全体会议批准了独立（SA）的第15版5G规范。SA规范的完成，不仅使5GNR具备了独立部署的能力，还可以在业界最后迈向5G通信时创建出一种全新的端对端架构。

但还有很多标准仍然处于不断的变化之中。网络设备制造商的设备仍然都处于标准前（专有）或早期公测阶段。5G第2阶段，即3GPPR16，将侧重于一些关键的技术创新，例如超高可靠性低时延通信和行业用例，包括基于5G新型无线电的蜂窝车联网（C-V2X）。但这至少要到2019年年底才能实现。此外，毫米波和波束塑型技术的特性也没有完全确定或得到批准。

很明显，我们必须在这种复杂的多层和多厂商环境中执行更多的原型设计，并且开发全新的风险消减技术。为确保5G在初期的完全和成功发布，测试和保障将发挥主导作用。

3 新型云，值得高期待

网络功能虚拟化（NFV）有望实现多种优势，从提高部署的速度和降低运营成本，到实现多样化的生态体系，甚至还可能降低能源消耗。此外，与公共云相比，电信企业云的要求严格很多，当前的云设计已经不再适用。尽管业界一直在虚拟化方面不懈努力，由于种种原因，我们目前部署的云数量仍然非常有限。

然而，5G的成功取决于RAN和CORE网络虚拟化的成功，尤其是当我们要启用5G的关键功能——网络切片技术时。要想带来新的收入，运营商必须能够同时为不同的行业垂直部门提供服务。为了实现区别化优势，运营商必须具备足够的敏捷性，迅速行动，且灵活多变——而这些正是虚拟化最擅长实现的。运营商预计虚拟化能够通过降低成本和提高网络效率，帮助他们实现5G节省资金的承诺。

虚拟化是5G云RAN的一项关键因素，因为在云RAN中，无线电处理（基带）可以分布在于物理无线电塔头的较低层级上，并且能够在边缘云数据中心中实现合并。云无线电（基带）处理需要独特的能力，包括时间敏感型联网、加速和可用性，而这些都是当前的云架构所无法实现的。5G的商业案例是否成功，取决于是否能够以高成本效率的方式使用大量的都市小型蜂窝站点，同时将成本高昂且极其复杂的处理过程交给共享式、集中化的云主机环境。

4 新型无线电信号的新时代

由于采用了低于6Ghz和毫米波等新频率和大规模MIMO和波束塑型等技术，传统测试因其复杂性和成本原因，对于运营商而言已经成为不适用或不可持续。传统的MIMO无线电天线阵列测试通常都基于与阵列元件建立的传导（电缆）连接。如果陈列只包含数量有限的元件，那么这种方法也是合理的。但5G中的大规模MIMO可能包含多达256个或更多的阵列元件，因此需要大量的无线电信道。而另一方面，波束塑型意味着为设备服务的阵列元件可能会大幅变化。因此，传统的传导式测试并不一定适用，而且不再符合成本效益的原则。

为应对这一复杂的挑战，5G新型无线电需要的是实验室环境中的一种新型测试和保障战略。这一战略应当能够将硬件资源的要求降至最低，并且将传导测试与空口（OTA ）测试结合起来。

5 5G测试战略的3个支柱

要想以快速、安全和高成本效益的方式兑现5G的承诺，就离不开测试和保障中的3项创新：智能自动化、网络和流量仿真，以及全新的测试方法。下面我们将逐一了解这3个支柱及其所带来的机遇。

5.1 自动化：采用机器智能满足5G的需求

5G网络的复杂性不断提高，而网络切片等能力需要前所未有的运营敏捷性，而且DevOps文化也必不可少。所有这些变化的速度已超出了人工能处理的范围。因此，自动化将具有至关重要的意义。

这种自动化必须具备智能，可用于行动，而且是实时的，同时还要以分析数据和机器学习来驱动。智能自动化（IA）将成为我们协调连续处理能力的核心，例如测试和验证、实验室管理，以及网络及服务在不同开发和运营域上的发布与保障等。完整的网络自动化将取决于测试和服务保障的自动化，只有这样，才能降低测试、验证和交付5G过程中的复杂性和经济负担。我们所发现的部分机遇如表1所示。

表1 各种自动化面临的机遇

5.2 仿真——实验室环境中真实的网络条件

随着5G标准的陆续发布，以及初期部署的临近，网络和流量仿真将在简化网络和服务的测试复杂性方面发挥关键的作用，帮助我们对其准备情况执行全面的验证。

为什么是仿真而非模拟？

测试仿真和测试模拟两个概念常常被混用，但两者并不相同。测试仿真是模拟、复制或重现具体的场景和上下文条件，而测试模拟是制造出一个网络场景，其目标是使该场景与真实条件非常相似，而且如果不进行细致评价的话，这种场景完全是可行或可用的。尽管两者的差别十分微妙，但在确保真实的测试时，其不同之处也是相当关键的。

网络仿真器可用于测试真实网络的性能，以及/或者在物理条件尚不允许，或因太过复杂和昂贵而无法配置或访问时，对网络的功能和服务进行测试。例如，您可以使用仿真5GRF信道模型仿真下一代5G核心网络，对5G新型无线电进行测试。

仿真可以在实验室环境中利用真实的条件实现简单、高成本效益、可重复且可预测的测试，能够降低测试、验证和交付5G过程中的复杂性和经济负担。仿真带来的主要机遇如表2所示。

表2 仿真带来的主要机遇

5.3 全新的测试方法

动态的5G网络会牵涉到多种全新的天线和芯片组、新的架构、新的KPI、新的厂商、云版本和新的频率，因此正如我们已经指出的，它将会具备前所未有的复杂程度。同时，它还会涉及到采用DevOps文化，在整个生命周期中实现连续测试。对于5G而言，当前的测试方法和战略并不非最佳，也无法实现高成本效益的目标。要想兑现5G的承诺，我们需要的是一种全新的测试和保障途径。

这种新的途径将包括全新的测试方法和战略，能够简化验证进程，确保5G被测系统能够满足并不断满足各方面的期望。它还将为开发和运营团队提供统一的指标、方法和制度，为DevOps提供支持。此外，它还将由分析数据和机器智能来驱动，帮助我们实现测试的优化。在标准不断获得批准后，我们需要从实验性的5G设置转向价格可承受且可重复的测试方法，以更快、更简单和更具成本效益的方式交付服务。我们将针对如表3所示方面实施这些新方法。

6 思博伦将帮助您简化5G

根据IHSMarkit的一项经济影响研究，2035年时的5G价值链预计将达到3.5万亿的规模（IHS和Qualcomm）。在从个人通信向服务整个数字世界的通用技术转变的过程中，5G蕴含着巨大的潜力，有些人甚至认为它将成为工业革命以来最大的机遇。

思博伦已经组织了一系列的解决方案，将自动化、仿真和新测试方法集成为一体，能够有效降低测试、验证和交付5G过程中的复杂性和经济负担。思博伦的自动化、仿真和测试方法学能为客户带来：

表3 实施新方法各方面列举

●测试周期缩短50%以上。

●更高的资源利用率，实验室资本支出降低40%以上。

●测试容量提高300%，大幅缩短新服务的入市时间。