5G测试需求及热点方案研究—NB-IoT专题_29页_1mb

报告摘要

TD产业联盟：5G测试需求及热点测试方案研究（NB-IoT专题）

核心内容

本文由TD产业联盟发布，内容聚焦于5G低功耗大连接应用场景下的测试需求与测试方案研究，尤其针对NB-IoT（窄带物联网）技术展开详细分析。文章主要围绕NB-IoT的测试需求、测试挑战、测试方案以及测试指标等方面展开，旨在为NB-IoT的测试工作提供指导和参考。

主要观点

5G低功耗大连接场景：5G将与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，实现“万物互联”。其典型应用场景包括城市管理、企业应用、个人应用等，涉及智能计量、智能停车、环境监测、物流跟踪、健康监控等多个领域。
测试需求：NB-IoT的测试需求包括实验室内的内场测试和外场测试。内场测试主要关注网络容量、覆盖增强、干扰、接口功能、射频及功耗测试；外场测试则包括覆盖性能、业务能力及典型应用测试。
测试挑战：
- 测试场景和终端形态多样化，增加了端到端测试环境构建的复杂性；
- 海量终端连接对测试仪表提出了更高要求；
- 缺乏成熟的终端功耗测试方法；
- 生产测试需提高效率并降低成本；
- 物联网设备的安全性保障成为测试的一大挑战。
测试方案：
- 终端测试：包括协议测试、NS-IoT测试、无线资源管理测试、射频测试、OTA测试、功耗测试、生产测试等；
- 基站测试：包括RF测试、协议一致性测试、关键KPI指标测试、网络安全测试等；
- 大连接测试系统：通过模拟终端设备实现大连接场景的测试，验证基站的信令处理能力和调度能力；
- 增强覆盖测试系统：通过信道仿真器模拟不同MCL（最大耦合损耗）场景，验证基站在极端覆盖情况下的性能。
测试指标：
- 终端无线资源管理测试指标包括小区重选时延、RRC重建立时延、竞争随机接入指标、终端发送定时精度、终端定时提前精度、无线链路监测指标等；
- 终端射频测试指标包括系统带宽、工作频段、信道间隔、最大输出功率、最小输出功率、关功率、频率误差、误差矢量幅度、邻道泄露比、参考灵敏度、邻道选择性、阻塞特性等；
- 基站负载测试指标基于业务模型和实际部署密度进行计算，确保每个小区扇区支持不少于52000个连接；
- 增强覆盖测试指标要求在Normal、Extended、Extreme三种覆盖等级下，NB-IoT必须支持至少160bps的数据传输能力。

关键信息

5G低功耗大连接场景测试需求

低功耗测试：需验证终端在不同环境和业务模型下的耗电情况，包括构建功耗模型、电池自放电测试、终端休眠机制测试等；
大连接测试：需验证网络在大连接场景下的性能，包括最大接入用户数、负载协调、负载分流、连接数/容量极限等；
广覆盖测试：需在不同信道条件下测试系统性能，包括地铁/地下室、室内/配电箱、室外良好环境等。

NB-IoT技术原理与系统配置

标准制定：NB-IoT由华为与沃达丰联合提出，融合高通的NB OFDMA方案，最终形成NB-IoT标准，于2016年6月冻结；
系统配置：
- 带宽：200kHz；
- 频段：授权频段；
- 双工方式：半双工；
- 多址方式：下行OFDMA，上行SC-FDMA；
- 调制方式：上行QPSK、BPSK，下行QPSK；
- 单用户峰值速率：UL 64bps，DL 28kbps；
- 链路预算：164dB（GPRS覆盖+20dB）；
- 支持三种部署模式：In-band、Guard-band、Stand-alone。

测试方案与指标

终端测试：
- 协议测试：包括空闲状态、RRC连接管理、无线链路失败、终端能力传输、无线承载测试等；
- 射频测试：包括发射功率、信号质量、频谱发射、邻道选择性、阻塞特性等；
- OTA测试：通过简化测试流程，减少测试时间和复杂度；
- 功耗测试：包括不同DRX配置下的空闲和连接状态功耗测试；
- 生产测试：包括校准和综合测试，确保终端的射频一致性。
基站测试：
- RF测试：验证基站发射和接收指标，满足多系统共存要求；
- 协议一致性测试：确保全球范围内的互联互通；
- 关键KPI指标测试：包括接入效率、接入延时、QoS等；
- 大连接测试：模拟52000个UE接入，验证基站的信令处理能力；
- 增强覆盖测试：通过信道仿真器验证在MCL 144dB、154dB、164dB下的数据吞吐能力。

业务模型与覆盖等级

业务模型：包括异常上报、周期上报、网络控制、软件升级/重配；
覆盖等级：
- Normal coverage：144dB；
- Extended coverage：154dB；
- Extreme coverage：164dB；
- 每种覆盖等级下需支持至少160bps的数据传输能力。

总结

本文系统性地分析了5G低功耗大连接场景下的测试需求与挑战，特别是针对NB-IoT技术进行了深入探讨。测试方案涵盖终端和基站多个层面，包括协议、射频、OTA、功耗、生产测试等，同时提出了大连接和增强覆盖的测试方法与指标。文章强调了NB-IoT测试的特殊性，包括对终端功耗的高要求、对海量连接的支持、对广覆盖能力的验证以及对测试成本与效率的优化。整体内容为NB-IoT的测试提供了全面的技术指导与实施方案。

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