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加速迈向5G：未来变革带来的测试挑战和
编者按：在向市场推出新技术的过程中,测试和验证一直都是至关重要的因素,而它们在5G中更是重中之重.思博伦通信的《加速迈向5G：探索未来变革带来的测试挑战与技术》一文讨论了5G技术早期发展过程中浮现出来的各种挑战和测试问题,同时分析和研究了在5G开发道路上实现各种提升和优化的多种技术.思博伦通信提供面向高技术设备制造商和服务商的各种软件解决方案,能够简化和加快设备及系统的测试进程.开发商和测试人员能够创建和共享各种自动化测试,控制和分析来自多台设备、流量生成器和应用的结果,同时还可利用通过/未通过标准对每项测试自动归档.
1 加速迈向5G
5G标准即将浮出水面.各公司都已经开始积极开发和测试面向这种新一代技术的设计.在实现5G完整构想的过程中,移动通信行业必然会面对一些亟待解决的重大挑战.5G中所涉及的大规模MIMO、波束塑型、网络切分和虚拟化等技术也会带来前所未有的复杂性.在向市场推出新技术的过程中,测试和验证一直都是至关重要的因素,而它们在5G中更是重中之重.
移动行业已经多次证明,所有的技术挑战都是可以解决的,而且毫无疑问,解决这些挑战的成果已经实现了商业和社会的巨大变革.同样,5G也承诺会带来影响深远的诸多优势.该网络将大幅改进我们今天享受的移动宽带服务,同时还将为多种全新用例提供强大的支持.与此同时,它将为全球数以十亿计的设备提供连接,使物联网（IoT）如虎添翼.
本文将讨论该技术早期发展过程中浮现出来的各种挑战和测试问题.同时,还将探讨在5G开发道路上实现各种提升和优化的多种解决方案.
例如,考虑到5G使用毫米波（mmWe）频率的革命性进步,以及使用的先进天线系统、波束塑型和其它技术,设计和实施RF系统的过程都需要用到全新的测试设置和方法.核心网络的虚拟化是5G的另外一项关键特性,将为工程师分析和管理服务质量（QoS）的方法带来根本性的变革.
确保视频服务中最佳的客户体验永远都是一项挑战,而它在5G中的重要性将只增不减,因为该网络需要满足带宽密集型应用苛刻的性能要求,例如4K超高清（UHD）视频和虚拟现实等应用.此外,物联网（IoT）也将把海量的全新设备引入5G网络中,从使用低带宽和间歇性传输数据的简单传感器,到需要连续和超高可靠性连接及超低时延的自主驾驶汽车.
这些用例正在推动测试方向和方法领域的新思维.虽然我们仍有足够的时间对产品进行认真的设计和优化,但未来确实来得太快.本文将重点阐述开发人员尽早开始执行测试和在设计生命周期中连续测试的重要性和实施手段.
2 测试5G的RF系统
全球蜂窝网络的标准需要多年的时间才能制订并完成,除此之外,企业也需要更多的时间才能将芯片、基础设施和设备推向市场.这种谨慎的时间框架从很多方面来说都是一件好事,尤其是对5G这种即将推出的标准.5G将适用于许多前所未见的应用场合,而且其RF系统要比过去的技术都复杂得多.
鉴于这种挑战的存在,无怪乎早期的用户都在使用标准前的过渡期来设计和测试RF 接收机、天线、调制解调器和其它对于5G不可或缺的组件.这些体验将有助于行业尽早理解测试中的问题,以及企业确保5G 产品符合标准,并且能支持目标应用达到预期的性能.
思博伦通信营销和投资发展副总裁Saul Einbinder指出：“在这一早期阶段,大家都在取得进展,但最早这批专家所用的设置和方法,很难在更广泛的普通工程师和设计师群体中复制.我们需要扩大测试的规模,让它成为5G设计师‘大众市场’中一种契合实际和经济上可以承受的选择.”
（1）用例汇总
5G 带来的重大挑战之一,就是需要支持多种用例.网络需要支持增强型的移动宽带服务,例如需要千兆级数据速率的沉浸式视频、联网游戏或虚拟现实设备.业界还设想将数十亿台物联网设备连接到网络中,而且这些设备类型多样,既可能包括偶尔传输数据的简单联网传感器,也可能是在距地面100m的高度以32km/h 飞行并不断传回高清视频的摄像无人机,还有可能是需要关键任务服务水平来确保超高可靠性和超低时延连接的自主驾驶汽车.5G还将帮助运营商提供固定无线服务,为家庭和企业用户带来类似光纤的性能.
由于应用的范围丰富,基站和小蜂窝厂商面临着很大的压力,因为它们必须为所有的用户提供所有的产品.工程师们需要在所有潜在的条件下进行测试,除非他们只生产面向住宅市场的固定式无线调制解调器之类的产品,因为这些产品的功能更为具体且针对性较强.
除了这些挑战之外,5GRF 系统本身的复杂性让问题变得更加棘手,因为该RF系统使用低频波段和以前从未在蜂窝网络中使用过的毫米波频率.该RF 环境将使用先进的天线系统、波束塑型和小蜂窝等技术,目的就是在每个蜂窝中塞入更大的容量,并且满足性能方面的要求.
Signals Research 集团总裁兼创始人MichaelThelander 认为：“随着产品越来越复杂,解决方案的工程设计也变得越来越重要.5G在技术方面的问题没有不能解决的,但这并不是说问题解决起来都很简单.”
（2）大规模MIMO的实践经验
5G将把天线技术带入一个新的高度,推动MIMO和多用户MIMO 天线技术在行业内的发展.大规模MIMO方法可以极大地改进频谱效率,并确保用户在下载文件和观看视频时拥有非常高的吞吐量,甚至在蜂窝的边缘处也毫不逊色.这些天线将与波束塑型技术组合使用,仔细地塑造任何端点上的到达信号.
设计师们需要了解这些系统的工作原理和网络配置方法,而且还需要开发部署这些技术的实际经验.Rysy Research 公司总裁Peter Rysy 指出：“目前,我们所有的知识基本上都只停留在理论层面上,最多也只能从实验室结果中窥得一斑.我们从来都没有开展过大规模的实践.业界需要从理论过渡到实践知识.越快实现这一目标的企业越能占得最佳先机.”
利用大规模MIMO技术,天线的数量可以从LTE所用的典型4×4 设置、基站上的4 天线设置,以及设备上的4 天线设置,提升为基站阵列的16×8 设置（共128个天线）和8 个设备天线,形成128×8 的天线设置.潜在信号路径的数量将会激增.
Einbinder 说：“您得到的不是二三十个路径,而是数百或数千个路径.但要模拟所有这一切,并且对每条路径的情况进行有效跟踪,却是一项巨大的测试挑战.它打破了过去15 年中测试业务一直遵循的经济性惯例.”
例如,针对厂商的传统预算而言,信道仿真器的可能高得难以承受,因为这种设备要适应数以百计的RF 端口.每个端口都需要集成新的电子设备才能模拟出毫米波频率.测试计算也需要更快的信号处理能力.
Einbinder 指出,思博伦相信这项工作是可以简化的,让扩展性和经济上的可承受性都得到提升.开发中的方法包括用新的算法为测试设备添加更多的智能,以及将计算从信道仿真器分流到一个独立的RF预处理器.
（3）认识毫米波频率
由于毫米波频率极具挑战性的传播和穿透特性,其应用领域被局限在短距场景中,因此蜂窝通信行业对于该技术一直是望而却步.这些信号还很容易受到降雨和树木的影响,而且无法穿透墙壁等障碍物,甚至握持设备的人手也会阻碍其传播.
在5G中,业界将开始使用28~60GHz 以及更高的频率,但目前几乎没有移动设计师拥有和这些频率打交道的经验,除非他们此前接触过运行在60GHz 的802.11adWi-Fi 设备.但Wi-Fi 应用通常都用于家用路由器,其设置和用例都会受到的控制.此外,Wi-Fi 设备的天线数量也比蜂窝设备少很多.
（4）OTA测试的重要性与日俱增
另外一项预期是,5G将需要更多的空口（OTA）测试,远远超出企业习惯的程度.例如,波束塑型和多用户MIMO将被用于提高天线的指向性,并用相同的RF资源为更多的用户服务,但它们在测试中带来复杂问题可以更精确地通过OTA来表现、控制和测量,而传导方法却在这方面无能为力.有了OTA,企业便能更好地评价终端用户设备和用户的行为会对毫米波信号产生怎样的影响,例如用户握持电话的方式等.Thelander 说：“ 我认为变化最大之处可能就是OTA测试的重要性.在5G中,OTA测试将变得比LTE时代更加重要,其重要性很可能会提高一个数量级.”Einbinder 进一步指出,在某些尺寸规格下,毫米波频率所用的天线可能只有1/4 英寸那么大,这就基本上排除了使用导线进行测试的可能性.而这正是OTA施展手脚的最好机会.在OTA测试时,企业需要在RF隔离舱中执行测试.Einbinder 预计,通过在信道仿真器中添加更高的智能,工程师将能够缩小隔离舱的尺寸,让OTA技术用起来更加方便,同时还有助于降低成本.
3 5G的服务质量：虚拟化带来提升
不浪费方可无欲无求.这一古老的格言很好地归纳了5G的全新架构基础：虚拟化.虚拟化可以有效地将所有资源放在一个巨大的云中,每一项服务都可以在其中各取所需.在构建和运营移动网络的过程中,这是一种完全不同的方法,意味着运营商需要全新的工具和方法来分析和管理服务质量（QoS）.
AT&T 等运营商已经开始在其4G 核心中实施某种形式的虚拟化,例如使用网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）来实现其EPC 的虚拟化.5G标准将在核心和无线电网络中实现更多的虚拟化.5GAmericas 公司总裁Chris Pearson 指出：“NFV和SDN 是实现5G能力的关键,也是技术的未来发展方向.然而,这一进程已经开始.在5G标准完成之前,我们就完全可以肯定,SDN和NFV将是移动未来的重要组成.”
与传统的架构相比,所有这些虚拟化的共同点在于,它使移动运营商能够以更快、更符合成本效益的方式提供和支持服务,并且具备更强的扩展能力.这就像企业云计算一样,服务器和其它硬件将由多种应用共享使用.因此,当某项应用不再需要一系列的资源时,其它的应用便可对这些资源加以利用.
因此,所有运营商的核心、无线电和频谱都被用来产生收益,而不是处于经常性的闲置状态.这种效率使运营商可以给出更有竞争力且更具赢利能力的,这在蜂窝服务与其它技术的竞争中尤其重要,特别是在对极为敏感的物联网（IoT）市场中.
在需要发布和扩展服务时,虚拟化也为运营商带来更大的灵活性.运营商可以更快地对新出现的市场机遇做出响应,因此也成为一项竞争优势.它在服务质量（QoS）方面也具有同样的重要性.当一项新服务受欢迎程度超过预期时,虚拟化可以帮助运营商快速自如地扩大服务规模,避免因容量和性能不足而使客户遭受挫折.
（1）范例的转变
虚拟化总是伴随着陡直的学习曲线,例如5G标准中的一个关键组成部分——网络切分技术.该技术允许运营商将网络中的某个部分专门分配给特定的服务、客户或客户组.
Pearson 说：“网络切分技术确实是运营商更高效管理其网络的一次机遇”.但它也是一项全新的范例.“网络切分是一项挑战,尤其是因为它需要无线电资源在核心网络一侧的虚拟化,所以我们已经走上了虚拟化的道路.然而,当我们应对包含虚拟和物理基础设施的混合环境时,切分同样也是一项挑战.”——Phil Marshall（Tolaga Research公司首席研究官）.
在网络切分和其它一些类型的虚拟化方面,很多运营商采用的是一种分段渐进的方式.
“这可能才是明智之举”思博伦通信负责5G、NFV和IoT 解决方案和技术战略主管Stephen Douglas 评论道,“他们可以在增强型LTE环境中了解需要掌握的这些新能力,尤其是在网络的切分和编排方面,而这些正是为不同类型的服务提供区别化服务质量所不可或缺的.与此同时,他们也不用费心去管理无线电侧,因为无线电侧会带来一系列全新的挑战.”
Douglas 还指出：“当您将无线电侧也考虑进来并准备对其中的资源进行虚拟化时,复杂性的问题确实会出现.在远程无线电和基带单位中,新型C-RAN协议栈的分割和分配方式可能会有无数种变体.这简直就是一个雷区：如何才能在网络的所有不同变体包括无线电和核心上,提供服务保障呢？”
无论虚拟化是否同时涉及无线电和核心,或者只是其中的一部分,Douglas 都建议应创建基准测试来确保每家厂商的解决方案能够满足QoS的目标.
他说：“这一过程就是围绕虚拟化基础设施来定义性能和质量指标,对这一多厂商NFV 环境实施验证（认证）、基准测试（对比）和测量（评分）,然后在其整个运营生命周期内开展持续的验证.这意味着要将测试能力和自动化构建到虚拟化的连续生命周期中.我认为这一点至关重要.”
另外一个例子就是虚拟网络功能（VNF）.一种VNF很可能消耗超出预期的资源,导致其它VNF面临资源短缺的困局,并且使其QoS遭受损害.
“您需要连续地测试和验证您的基础设施是否能够支持这些新型的VNF 服务.这是我们整个行业需要做的关键工作”——Stephen Douglas（思博伦通信解决方案和技术战略主管）.
（2）多厂商时代呼之欲出
对于运营商而言,虚拟化吸引力的另外一个部分就是组合各家厂商的能力,至少最终的目标是这样的.Douglas 说：“今天,我们从这些‘孤岛’式的虚拟化部署中学到的是,多厂商环境实现起来困难很大.许多最初的虚拟化基本上都是迁移过来的单厂商应用,原本就不是为云而设计的.之所以会这样,就是因为急需将物理应用转变为虚拟应用,但同时带来的问题是不知道或不具备共享式NFV 基础设施所提供的可预测性,因此您根本无法确保虚拟功能的质量和性能.”
另外一个限制因素是,即使它们都使用相同的标准,厂商总会叠加上一层专有的东西,以示自己提供的是区别化的解决方案.
Critical Communications Insights 公司首席分析师Ken Rehbehn 认为：“多厂商是愿望.但它却是一个很难解决的问题,因为接口必须遵守完全严格的标准.当厂商想添加某些富于创新的有用能力时,就很难去遵守这样的标准.如果现在就实施这类能力,则它将不可能集成到新环境中.因此,我们很可能会面临新的厂商锁定问题,因为企业推向市场的创新虽然有用,但却已经超出了严格定义的接口界线.”
（3）并非所有的挑战都关乎技术
虚拟化还要求一些文化和组织架构方面的变化.例如,运营商必须允许由高水平的网络自动化来查明和解决问题.例如,可以指派足够的人员去决定某个特定的VNF是否应得到更多的资源,确保其一系列客户的QoS 规定,但这种作法确实不符合成本效益的原则.但这种“放手”对于行业来说绝非易事,因为该行业多年来坚持的准则都是要确保99.999%的可靠性.Marshall 说：“自动化对于网络运营商来说是个大问题.它会打乱其组织结构,并且与传统电信运营的哲学基础是相冲突的,因为这些哲学侧重的是管理,而不是将复杂的问题抽象化.”
在实现普遍自动化的过程中,人工智能和机器学习将扮演关键的角色.但DevOps 的作用也不容忽视,它的目标是打破部门的孤岛,使运营和IT 团队可以一起努力,以更快、更高效的方式开发、测试、发布和支持服务.因此,正如虚拟化将网络变成一个巨大的资源云一样,运营商的人员也可以融合成一个巨大的人才池.
“DevOps 是一个神奇的字眼.运营商如何才能冲破这些历史上形成的障碍呢？聪明的运营商会在实施DevOps 方法时更加激进.这是突破组织内部不同部门间各种障碍,并且提供一份共同蓝图的好方法.”——RonWestfall（GlobalData 公司服务商基础设施研究总监）.
4 5G中视频体验质量的最大化
无论是在今天还是未来的几年中,视频都将是运营商经济的持续驱动力量.Cisco 的VNI 项目预测到2021 年时,移动流量将增长7 倍.到底是什么让用户对数据如此饥渴呢？到2021 年时,移动视频将占到全世界所有移动数据流量的近80%.
由于具备高达1Gbit/s 的吞吐量和低至个位数毫秒的时延,5G似乎完全有能力去应对移动网络上巨大的视频流量.但对移动运营商而言,更高的速度并不足够,确定视频的体验质量（QoE）同样重要.相反,他们需要利用新型5G架构、协议和测试方法的组合来分析和管理视频,包括新出现的带宽密集型视频,例如4K超高清（UHD）和虚拟现实（VR）等.
这一挑战部分源于流量本身的性质.今天,多数移动视频都是下行方向,例如有人在收看YouTube 视频片段、Facebook 或Netflix.但等到5G 在2020 年左右成为主流时,上行视频的量也将大幅增加.
社交媒体视频在快速成长.对带宽的需求不仅是受到用户生成视频量的推动,而且也受益于智能电话视频能力的提升,因为很多智能电话现在都可以拍摄超清视频,可以发布在各种社交媒体上.社交媒体视频的这种增长,再加上包含大量无人机和自主驾驶车辆的物联网（IoT）市场不断发展,上传的视频量将会大幅增加.如果业界不谨慎处置,它们很可能导致5G像4G一样充满拥塞.
另外一项挑战就是,不管视频的内容是否是社交媒体短片,或者是执法无人机拍摄的内容,也不管它是上行还是下行,视频本身很可能是经过加密的.事实上,在2016 年初时,所有移动数据流量中有超过64%都已经被加密.5GAmericas 于2016 年10 月发表了一份题为《优化移动媒体交付和加密的影响》的白皮书.白皮书指出：“安全超文本传输协议（HTTPS）和其它加密方式已经成为一种趋势,它们将导致移动网络运营商的流量分级和网络优化技术发生崩溃.最大的挑战在于,移动网络的资源非常宝贵,而加密流量会对优化加以限制.”
加密使传统的方法没有了用武之地,例如深层包检查（DPI）或识别视频的“探测器”,因此也就没办法获得自己需要的带宽和时延.
思博伦通信解决方案和技术战略主管JeremyBennington 认为：“ 除非运营商实施MPEG- DASHDANE/SAND 之类的全新协议,否则这些视频将会变得与包含普通数据的包毫无差异,运营商也就无法有效地管理其网络上的多数视频.如果运营商和视频服务商采用这些新协议,他们就能对其网络加以优化,并为用户提供可预测的视频质量.然而,为了使用这些协议,运营商必须以连续不断的方式,对其视频/网络优化措施进行测试和验证.”
（1）客户和商业伙伴的意见助益非凡
好消息是,运营商还可以利用其它的选项来分析和管理视频QoE.
Tolaga Research 公司首席研究官Phil Marshall 说：“其中之一就是启发法,即根据可收集到的信息,例如源IP 地址（如YouTube）和流量流的特性等,对流量加以分类.”
Marshall 说：“可以向企业提供一些机会,让他们（通过自助服务门户）告知服务商,哪些IP 地址是与生成视频的设备（如监控摄像机）相关联的.”
在有些情况下,视频服务商可能并不是一家客户.例如,它可能是一家兄弟公司,如AT&T目前所拥有的DIRECTV.2017 年,AT&T 公司开始测试在5G宽带上交付的DIRECTVNOW服务.另外,视频服务商也可能是一家商业伙伴,例如与Hulu 或Netflix 签订合作营销协议的移动运营商.两种类型的关系都可以使运营商能够更充分地控制视频的体验质量（QoE）.
（2）5G架构的好处
尽管5G标准仍然处于绘图板阶段,但问题已经很明确,即这些标准将为运营商提供体验质量（QoE）方面的能力.事实上,有些已经在4G 中出现.最近的3GPP R14 已经包含了MPEG 的DASH 感知网元（DANE）和服务感知网元（SAND）协议及框架.这将第一次使（任意服务商的）流视频客户端能够与网络进行通信,协商所需的带宽和质量.这是迈向优化的巨大一步,而由于视频加密的存在,在过去是根本无法想像的.
Critical Communications Insights 公司首席分析师Ken Rehbehn 说：“5G的架构框架将超高的可靠性视作一种服务能力.这种能力并不能在5G的第一轮叠代中实现,但它对于实现某些应用来说至关重要.”
运营商还可以从虚拟化中获得帮助.这一趋势始于4G,但它在5G架构中才真正成熟起来.例如,基站处或接近基站处的移动边缘计算可以对上行视频加以处理,减小提供分析数据或实时决策时的时延.如果不在这里进行计算的话,这些数据必须通过网络中很长的距离才能到达集中的云环境.
“利用移动边缘计算,您可以更接近客户,然后克服目前在提供高质量移动视频时所面临的那些挑战.”——Chris Pearson（5GAmericas公司总裁）.
上行视频的一个典型例子就是监控视频.在移动边缘计算的帮助下,当警方摄像机捕捉犯罪过程时,将获得最高的优先级,因为系统会提醒相关人员来查看视频并采取行动.但在其余的时刻,该摄像机馈入的视频可能会得到较低的优先级,因为它只会被存储到云中并用作法庭证据.
Bennington 说：“当您需要向上发送视频时,这一能力对许多应用都非常关键.您肯定想把视频发送到某种本地计算部门,由他们来加以解读,并决定是否需要采用任何行动.”
另外,移动边缘计算还可以确定某些视频流量是否有意义,因此就不需要将其发送给分组核心和客户.Bennington 说：“如果是垃圾,您还想对其加以处理和保存吗？当然不会！您需要的是利用人工智能对其加以处理,并且只保存有意义的内容.”
（3）今天的测试方法也应如此
在该进程中,其它客户的视频流量应当获得更好的QoE,因为网络正在以更高效和更有效的方式使用宝贵的资源.
Rehbehn 说：“视频系统的运行需要某些测试工具和方法来确保视频流量公平且有效地与其它应用的流量共存.”
尽管5G会带来所有这些全新的挑战和架构,但一些由来已久的QoE 测试方法仍然具有至关重要的意义.例如：路测.
Bennington 说：“我们必须到真实的世界中去开展基准测试.5G上的这些DIRECTV 服务与4G对比如何？在Sprint 和AT&T的网络上对比情况又怎样？唯一能回答这些问题的方法,就是将设备带到实地,并使用同级最佳的方法在实际网络上进行测试,同时还要利用负责仿真的实验室条件提供支持,进而找出它的实际运行情况和实现体验究竟如何.”
5 IoT+5G的学习曲线
当移动通信行业演进到5G时,物联网将会获得新的动力,但开发5G 上使用的物联网设备并非轻而易举.设备的开发商和运营商需要解决许多棘手的问题：性能要求各异的各类物联网用例、全新的复杂无线电技术、在蜂窝站点上容纳大量物联网设备的需求,以及更高的安全风险.
这些条件对每一个人来说都意味着一条学习曲线,但该行业的各利益攸关方可以利用过去的经验来为自己的工作提供借鉴.
“我们已经经历了多代的蜂窝标准,下层的技术也变得越来越复杂,因此您必须执行更多的测试和测量.从过去的经验来看,厂商和运营商并没有执行足够的测试,也没有尽早或正确地开展测试,只有当他们开始扩展服务时才发现下游存在很多的问题,因为他们并没有在运营流程及测试和测量规范方面做好准备.因此,这些事情应当尽早做,而不是事后补救,将我们从过往技术中得到的教训都考虑在内.”——PhilMarshall（Tolaga Research公司首席研究官）.
（1）IoT设备用例方面的考虑
5G和IoT 测试的新要求之一就是设备和网络支持多种用例的能力.有些用例非常简单,例如安装在停车计时器中的传感器,用于间歇性地采集和传输少量的数据.自主驾驶汽车或远程医疗外科手术等关键任务应用可能需要可靠性超高的连接,不仅能够提供高数据速率,还要具备极低的时延,而这些在今天的网络中都是无法实现的.还有一些IoT 用例需要增强型的移动宽带连接,例如联网游戏设备、智能眼镜或使用虚拟、增强或混合现实应用的其它产品,这些应用都需要具备此前无法实现的低时延能力.
“在智能电话时代,设备的需求和网络的要求是彼此明确隔离开的.而现在的这些选项会创造出一个测试的‘灰色地带’,这种情况正在改变业界对测试对象的认知,因为我们需要面对的是一连串相互关联的性能要求.”——Stephen Douglas（思博伦通信解决方案和技术战略主管）.
（2）用今天的IoT方法奠定基础
今天,专为3GPP低功率广域网标准的物联网设备行业指导方针,如LTE-M和NB-IoT等,已经为5G中物联网设备的测试奠定了基础.这两项标准是5G上物联网的先驱,并在5G的世界中具有重要的意义,当然5G支持大规模物联网部署时所用的无线电接口将会获得一些增强特性.
GA 网络主管Did Hutton 表示,当业界迈向5G时,该机构将会建立并完善这些方法.当蜂窝站点需要应对海量的并发5G物联网连接时,还需要用到一些全新的测试指导方针.同时,自主驾驶汽车等5G物联网应用还需要超低时延.而5G电源优化也是必不可少的.
Hutton 说：“当5G标准获得批准后,我们将了解它所带来的影响,并有针对性地更新我们的进程、流程和测试方法.”标准化将分阶段实施,其中的R15 计划于2018 年获得批准,而R16 的计划批准时间为2019 年年底,因此更新后的GA5G测试指导方针可望在这些时间框架前后出台.
（3）展望5GIoT设备的连接测试和运营商验收
如果有开发商想开始为5G设计物联网设备,那么就应当首先确定其设备所需的连接类型,然后对设备进行测试,确保它可以与适用的模拟网络成功连接.还需要确保网络可以提供所需的服务质量.
连接性测试需要考虑网络在某个地点或某种具体服务类型上所用的无线电频率波段、天线方案、波束塑型和网络切分方法.为确保产品的性能不会对网络支持海量物联网连接的能力造成不良影响,开发商还需要根据适用的连接效率指导方针,对其设备和应用进行测试.
开发商还需要确保其设备满足下一代的运营商验收测试,而这些都是物联网和5G所必需的.
思博伦的工程师一直在与某家北美地区的运营商密切合作,目的就是加快物联网和5G运营商验收测试的开发工作.双方的团队已经建立了一个最小测试模板集,而通过使用该模板集,开发商能够以符合成本效益的方式确保物联网设备是否能够在网络中运行.另外一个正在设计中的测试模板集将提供一系列可在5G中实现的用例.
Douglas 说：“作为一个行业,我们需要与开发商和运营商社区合作来解决这些关键的挑战.通过标准化的测试,开发商将能够更快地将设备推向市场,而运营商将会更放心地让这些设备在自己的网络上运行.”
GA物联网测试指导方针：GA拥有一整套的现场测试要求和测试例,而运营商和厂商可以利用它们来评价物联网模块和设备是否能够在LTE-M和NB-IoT 上正常运行.这些测试例是对3GPP 规定测试的补充.目前,移动运营商、全球认证论坛（GCF）和PTCRB 认证计划都在使用3GPP 规定的测试来确保各类设备符合这些标准的要求.厂商还需要确保自己的产品满足运营商验收测试的要求,因为每家移动运营商都有可能对在自己网络上运行的设备提出不同的要求.
此外,GA提供的指导方针可帮助企业确保物联网设备能够与网络高效连接.它的指导方针还可促进物联网解决方案的安全保护最佳惯例.同时,还提供了一个自愿式自我评价方案,企业可利用该方案来查明和消减安全漏洞.
（4）电池效率至关重要：切不可忽视
电池效率对于物联网而言极为重要,因为许多设备无法接入电源,而且每次安装电池后可能需要依靠电池连续运行数月或数年.5G所用的网络会使用多种先进的天线和信令技术,而且其中的小蜂窝会部署在距用户更近的地方,这样做的目的就是提高能源的效率,并且降低设备发送和接收数据所需的能源.但是,正是因为该网络的效率更高,设计师不应想当然地认为电池寿命的问题已经得到了解决.
Douglas 建议在仿真网络上对设备的使用情况和应用进行测试,评价能源消耗并确保预期的运行条件不会导致电池亏损.
（5）测试负面的设想场景
Douglas 还敦促各家公司对负面的设想场景进行测试,预测其设备在发生连接丢失等情况时会有怎样的表现,例如电池耗尽或网络受到拥塞或其它问题的影响等.在将产品发布到市场之前,各家公司需要了解这些潜在的影响和设备的解决方案,避免未预见到的干扰损害产品的性能和企业的品牌声誉.
（6）安全：人人有责
Douglas 认为,考虑到进入网络的设备数量,以及后续的网络威胁风险,安全性在今天的重要性要超过以往任何时候.运营商将可以利用网络虚拟化,在网络边缘将各类安全解决方案部署为第一道防线,同时还需要将最低安全要求集包含在运营商验收测试中.
他敦促物联网设备厂商使用加密、隐私管理和其它技术来保护其设备和设备所用的网络.厂商和运营商都需要确保产品中使用的所有第三方组件都符合其安全要求.最后,他呼吁所有的利益攸关方持续、定期地对风险进行测试,不仅是针对具体的威胁,还应包含多种并发攻击的可能性.
（6）为您的业务制订5G测试战略
随着新标准的出现,许多开发移动技术和产品的公司都开始发现各种各样的问题,但却苦于无法找到答案.这种局面也出现在那些开始探索5G的企业中,而且他们也面对着标准不断演进,如何确保其设计应有的性能.以下便是制订5G测试战略时值得考虑的一些问题：
●首先确定实现您的具体商业成果所需的最小测试集.例如,您的主要目标是基本的连接,还是让您的业务满足特定的服务水平协议（SLA）？如果能将您的测试优先事项与您的商业优先事项划上等号,将帮助您保持业务计划紧跟焦点并且强化生产能力.
●确保您的测试计划遵循业已确立的测试指导方针.由于5G开放了一些将用于各个行业的全新用例,那些过去从未接触过移动行业的开发商也获得了设计和开发5G产品的机遇.如果您刚刚开始接触移动设备的设计和测试,您可以花一点时间去了解各项测试要求、指导方针和指导您工作的可用资源.当然,这项工作肯定要占用不少时间.
●利用一系列的测试场景和工具来武装您的团队,实现高成本效益的测试.5G测试工具正变得越来越侧重于软件,越来越基于云技术并且具备了更高的智能,因此可以简化测试的进程并降低总体的开发成本.这些进步也将帮助企业缩短入市时间,同时还可提供卓越的服务和体验质量.
●理解连续测试的极端重要性,并使之成为您的设计生命周期中不可或缺的组成部分.考虑到5G的复杂精密程度、其用例的多样性,以及应用的爆炸性增长,连续测试对于该技术尤为重要.
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