5G技術(shù)研發(fā)試驗第二階段測試終于圓滿落幕了,那么它的具體場景測試過程和結(jié)果又是怎樣的呢,我們一起來看看吧!
在近日召開的“第二屆5G創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”上,IMT-2020(5G)推進組無線技術(shù)工作組副組長魏克軍介紹了5G第二階段測試頻段和試驗體系以及參與測試的設(shè)備廠商和儀表廠商的測試完成情況,并詳細地介紹了5G第二階段測試幾大場景的具體測試結(jié)果。
記者通過采訪產(chǎn)業(yè)鏈廠商,了解了目前5G第二階段測試幾大場景的具體測試情況。
場景不過關(guān) 5G就很遠
眾所周知,去年底,我國開始了5G第二階段測試。
具體來說,5G第二階段測試不再局限于單點技術(shù)測試,而是要面向5G典型場景測試,并將聚焦實現(xiàn)5G連續(xù)廣覆蓋、熱點高容量(高低頻)、低頻高可靠、低功耗大連接、低時延高可靠等典型場景及混合場景下的技術(shù)方案。同時參與測試企業(yè)也不局限于之前的5個設(shè)備商,芯片、儀表廠商也將參與其中,開展產(chǎn)業(yè)鏈的對接測試。
不得不說,5G典型場景測試對5G商用部署至關(guān)重要,場景測試不過關(guān),5G就很遠。
值得一提的是,在5G試驗頻率方面,IMT-2020(5G)推進組去年申請了低頻3.4GHz-3.6GHz頻段,而今年,經(jīng)工信部批復(fù),5G技術(shù)研發(fā)試驗繼續(xù)增設(shè)4.8-5.0GHz、24.75-27.5GHz和37-42.5GHz三個頻段。
在5G研發(fā)試驗體系方面,分為無線測試規(guī)范和網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范等12種規(guī)范,包含215個相關(guān)的測試例。對于無線測試規(guī)范,涵蓋了高低頻混合場景、其他混合場景等測試方法。對于網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范,涵蓋了核心網(wǎng)以及無線網(wǎng)的試驗樣機設(shè)備的要求和相應(yīng)的測試方法。
在參與測試的廠商的表現(xiàn)方面,就參與測試的5家設(shè)備廠商來看,華為完成了全部場景測試,中興完成了除5G核心網(wǎng)測試之外的所有測試。愛立信和大唐完成了5項測試。而諾基亞貝爾開展了連續(xù)廣域覆蓋、低時延高可靠等測試。
對于芯片儀表廠商和系統(tǒng)設(shè)備廠商的對接情況,是德科技完成了與華為、愛立信、中興、大唐、上海諾基亞貝爾這5家系統(tǒng)設(shè)備廠商的對接測試。羅德與施瓦茨完成了和華為、愛立信和中興3家廠商對接測試,大唐聯(lián)儀完成了與華為和大唐的對接測試,英特爾與愛立信、諾基亞貝爾進行了對接測試。
在5G第二階段測試中,測試組對5G核心網(wǎng)進行了測試,測試內(nèi)容包括孵化架構(gòu)、主要的業(yè)務(wù)流程、網(wǎng)絡(luò)切片和移動編譯計算。
據(jù)介紹,在5G核心網(wǎng)測試中,華為完成了全部測試項,大唐完成了大部分測試項,而愛立信、中興、上海諾基亞貝爾會將按計劃開展相應(yīng)的測試。
從5G核心網(wǎng)測試的總體情況來看,參與測試的企業(yè)都采用了通用的服務(wù)器以及高性能電信云平臺,采用了開源的OpenStack技術(shù),基于5G的架構(gòu),實現(xiàn)了核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能,以及網(wǎng)絡(luò)部署、業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)能力。同時,驗證了一系列的關(guān)鍵技術(shù),包括服務(wù)化架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算以及5G的業(yè)務(wù)流程等。
場景一:連續(xù)廣覆蓋場景:峰值超10Gbps,達標(biāo)
連續(xù)廣覆蓋場景是移動通信最基本的覆蓋方式,以保證用戶的移動性和業(yè)務(wù)連續(xù)性為目標(biāo),為用戶提供無縫的高速業(yè)務(wù)體驗。
該場景要求能夠在小區(qū)邊緣、高速移動等惡劣環(huán)境為用戶提供 100Mbps以上的用戶體驗速率。
在第二階段測試中對于連續(xù)廣域覆蓋場景,各廠商均采用64端口以上大規(guī)模天線,利用MU-MIMO技術(shù)和高階調(diào)制,通過多流來實現(xiàn)頻譜效率的提升。
魏克軍表示,測試結(jié)果顯示,單用戶峰值速率超過1.6Gbps,小區(qū)峰值速率超過10Gbps(200MHz帶寬),最高峰值速率可以達到28Gbps,能夠滿足ITU提出的對于峰值速率需最低達到10Gbps的性能指標(biāo)需求。
場景二:低時延高可靠場景:時延低于1ms,達標(biāo)
低時延高可靠場景主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求,這就要求該場景能夠為用戶提供毫秒級的端到端時延和幾乎100%的可靠性。
對于低時延高可靠場景,測試通過更短的子幀和自包含的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計,實現(xiàn)更短的空口時延和更高的可靠性。
測試結(jié)果顯示,各廠商單向空口時延均小于0.64ms,可靠性能夠大于99.999%,這能夠滿足ITU提出的空口時延小于1ms和可靠性大于99.999%的性能指標(biāo)要求。
場景三:熱點高容量(高低頻):速率、流量密度均達標(biāo)
熱點高容量場景主要面向局部熱點區(qū)域,為用戶提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,滿足網(wǎng)絡(luò)極高的流量密度需求。該場景要求能夠達到1Gbps用戶體驗速率、10Gbps峰值速率和10Tbps/km2的流量密度需求。
對于熱點高容量(低頻)場景,就是常說的超密集組網(wǎng)場景,因為隨著小區(qū)網(wǎng)絡(luò)部署密度的增加,會大幅度提升網(wǎng)絡(luò)容量以及網(wǎng)絡(luò)的流量密度。這就會使網(wǎng)絡(luò)部署密度增加,使得小區(qū)干擾越來越嚴重。4家測試廠商利用虛擬小區(qū)技術(shù),有效降低基站密度部署條件下的干擾,大幅提升網(wǎng)絡(luò)的流量密度。
魏克軍表示,測試結(jié)果顯示,各廠商的流量密度指標(biāo)均超過了36Mbps/m2,最高能夠達到107Mbps/m2,能夠滿足ITU提出的10Mbps/m2流量密度的性能指標(biāo)要求。
而對于熱點高容量(高頻)場景,魏克軍表示高頻6GHz以上頻段是首次應(yīng)用于移動通信系統(tǒng),通過這次高頻測試,IMT-2020(5G)推進組一方面希望能夠驗證高頻技術(shù)方案的設(shè)計。另外一方面,希望通過這次測試,了解一下高頻頻段傳輸特性。對于毫米波頻段,在視距或反射徑比較豐富的場景下,可以獲得比較好的性能,但在非視距條件下,受植被或建筑等障礙物對高頻系統(tǒng)的性能影響非常嚴重。
3家參與測試廠商利用毫米波頻段的大帶寬,結(jié)合大規(guī)模天線及動態(tài)波束賦形技術(shù),均可實現(xiàn)20Gbps以上的小區(qū)峰值傳輸速率,最高達到了62.25Gbps,可滿足ITU提出的10-20Gbps峰值速率性能指標(biāo)需求。
場景四:低功耗大連接:每平方米達百萬連接
低功耗大連接場景測試主要考察的是用戶系統(tǒng)的連接能力。
低功耗大連接場景主要面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景,具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點。這類終端分布范圍廣、數(shù)量眾多,不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備超千億連接的支持能力,滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求,而且還要保證終端的超低功耗和超低成本。
據(jù)介紹,該場景采用了多址技術(shù),在相同的資源上來疊加不同用戶的傳輸數(shù)據(jù),可以成倍提升用戶的連接能力;同時還采用了免調(diào)度的傳輸方式,這種方式可以有效地降低傳輸?shù)臅r延,簡化系統(tǒng)設(shè)計,還可以降低成本與功耗。
魏克軍表示,由于測試組目前沒有終端模擬器進行大連接用戶的連接,所以采用了另外一種方式。
也就是說,測試組統(tǒng)計了系統(tǒng)在10分鐘內(nèi)正確接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的數(shù)量,并將其統(tǒng)一折算成每分鐘、每小區(qū)每兆的連接數(shù)。從測試結(jié)果來看,可以等效的滿足ITU的這種百萬連接每平方公里的用戶連接能力指標(biāo)要求。
場景五:高低頻混合場景:低頻上行覆蓋待解決
除了對ITU所確定的5G典型場景進行相應(yīng)的測試之外,5G第二階段測試還進行了混合場景的測試。而高低頻混合場景是未來5G非常典型的應(yīng)用場景之一,因此列入到了第二階段5G測試之中。
據(jù)了解,在此次測試當(dāng)中,測試組利用3.5GHz的低頻作為鉚點來傳輸信息,包括用戶覆蓋;利用26GHz高頻提升整個熱點容量,數(shù)據(jù)面在PDCP層進行了分離。
整個測試共有多個測試子項,分別是室外定點速率、移動拉遠、射頻和無線網(wǎng)高層協(xié)議。
在室外定點速率測試中,測試組分別在靜止條件和移動條件下進行了測試。在靜止條件下,測試組采用3.5GHz和26GHz雙連接,單用戶峰值超過了20Gbps,4個用戶小區(qū)峰值超過了65Gbps。在移動條件下,高低頻重疊覆蓋區(qū)域內(nèi),小區(qū)峰值達到了18.2Gbps。值得注意的是,測試組也統(tǒng)計了平均吞吐量,非NLOS條件下可以達到7.8,NLOS條件下達到4.34,高頻達到618米,低頻達到120公里。
在移動拉遠測試中,測試組在同一個位置上,分別部署了3.5GHz、4.9GHz和26GHz三個基站。測試中發(fā)現(xiàn),26GHz NLOS的點發(fā)生在630米處,同樣的4.9GHz的上行點也大概在630米處。通過這種控制,測試組把4.9GHz進一步拉遠,下行點發(fā)生在2.3公里處。相比較之,3.5GHz上,上行點發(fā)生在830米,下行點發(fā)生在3公里處。通過這個測試,測試組發(fā)現(xiàn),低頻上行覆蓋較受限,這個問題未來需要解決。
縱觀整個拉遠測試,26GHz對NLOS非常敏感,隨著距離的增加,信燥比下降幅度非常陡峭。3.5GHz和4.9GHz的傳播特性基本一致,不過后者較前者的覆蓋面積少大約36%。
在第二階段測試中,測試組進行了射頻測試。據(jù)介紹,在這項測試中,測試組用第三方測試儀表,對頻段帶寬、輸出功率、發(fā)射功率精度、發(fā)射關(guān)斷功能等重點測試指標(biāo)進行了測試,同時完成了芯片儀表廠商與系統(tǒng)廠商的動能對接,大唐聯(lián)儀、展訊、MTK、英特爾、是德和羅德都參加了上述對接測試。通過這項測試,測試組主要是驗證5G新空口的參數(shù)及幀接口、編碼、多址、靈活性等相關(guān)的技術(shù)。
在第二階段測試中,測試組也對無線網(wǎng)高層協(xié)議進行了測試,測試重點是CU/DU分層架構(gòu)、新空口以LTE雙連接,測試內(nèi)容涵蓋了小區(qū)的管理功能、基本的業(yè)務(wù)功能、DU間的協(xié)同性和動態(tài)資源的調(diào)整。華為、中興初步驗證了采用CU/DU分層架構(gòu)的可行性。同時還對雙連接等進行了初步的驗證。
場景六:其他混合場景:驗證自主空口技術(shù)架構(gòu)
除了對ITU所確定的5G典型場景進行相應(yīng)的測試之外,測試組還進行了其他混合場景的測試。
據(jù)介紹,ITU目前定義的三大場景是mMTC、eMBB、uRLLC,這三大場景有非常大的差異性,這就要求測試組針對不同場景進行相應(yīng)的技術(shù)方案的設(shè)計。
魏克軍表示,對于每一種場景,測試組采用的關(guān)鍵技術(shù)以及它的參數(shù)范圍是有很大的區(qū)別的。
我國提出了靈活可配置的統(tǒng)一的空口技術(shù)架構(gòu),在第二階段測試中測試組也是對這種統(tǒng)一的空口架構(gòu)做了一些技術(shù)驗證。
具體而言,測試組把200MHz帶寬進行了劃分,其中180MHz用于eMBB場景,20MHz用于uRLLC場景,2RB用于mMTC場景。通過測試,在eMBB場景下,小區(qū)吞吐量達到了16.32Gbps;uRLLC空口時延低于0.407ms;mMTC場景下,用戶連接能力達到2.53M,滿足三大典型常性下的性能指標(biāo)要求。
期待第三階段
IMT-2020(5G)推進組組織的5G技術(shù)研發(fā)試驗是5G發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對于推動5G關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),驗證5G技術(shù)方案,支撐全球統(tǒng)一5G標(biāo)準研制具有重要意義。5G第二階段測試的圓滿收官,也意味著5G技術(shù)研發(fā)試驗第三階段試驗將于2017年底、2018年初啟動,測試將遵循統(tǒng)一的5G國際標(biāo)準,并基于面向商用的硬件平臺,重點開展預(yù)商用設(shè)備的單站、組網(wǎng)性能及相關(guān)互聯(lián)互通測試,計劃在2018年底前完成。
來自IMT-2020(5G)推進組的專家表示,9月已經(jīng)啟動面向第三階段的試驗規(guī)范起草,分階段制定基于NSA(非獨立組網(wǎng))架構(gòu)和SA(獨立組網(wǎng))架構(gòu)的規(guī)范。
與此同時,測試環(huán)境建設(shè)已經(jīng)全面啟動,2017年底完成傳輸建設(shè),2018年3月完成環(huán)境建設(shè)。第三階段測試將于2018年第一季度正式啟動。
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