《5G网络技术测试规范》解读

王浩然

2017年6月12日，由IMT-2020(5G)推进组主办的2017年IMT-2020(5G)峰会在北京开幕。为期两天的大会以“5G标准与产业生态”为主题，邀请工信部领导以及数十家国内外主流移动通信和相关应用单位专家500多人参加会议讨论，并面向业界发布《5G网络技术测试规范》。

那么，最新发布的《5G网络技术测试规范》包含哪些内容哪？我们先睹为快。

1. 《5G网络技术测试规范》的产生背景

我国5G 技术研发试验分关键技术验证、技术方案验证和系统验证三个阶段实施。

目前处于第二阶段（2016年6 月-2017 年12 月），为5G 技术方案验证阶段，目标是针对5G 技术方案，开展单基站性能测试，验证5G 技术方案的性能，支撑5G 国际标准制定。

根据试验总体计划安排，5G技术研发试验技术方案验证阶段工作计划：

（1）2016年7月～10月：空口系列规范的制定
（2）2016年12月～2017年9月：空口部分的实验室及外场测试
（3）2017年2月～6月：无线网络架构系列规范的制定
（4）2017年7月～12月：无线网络架构测试
（5）2017年2月～6月：核心网系列规范的制定
（6）2017年7月～12月：核心网测试

整体测试计划的时间表如下：

其中，(1)和(2)指的是去年讨论并于11月20号颁布的空口物理层测试规范，包含7种场景的测试内容，目前怀柔外场测试工作即是进行的这个工作。

而(3)~(6)则指本次峰会发布的《5G网络技术测试规范》。可见，它包括无线网络架构和核心网架构两大部分。今年第1/2季度进行讨论，后续第3/4季度将进行测试。对于无线网架构和核心网架构，各包含一本技术要求和一本测试规范，具体名称为：

《5G技术方案验证无线网试验样机高层技术要求》
《5G技术方案验证无线网试验样机高层测试方法》
《5G技术方案验证核心网试验样机设备技术要求》
《5G技术方案验证核心网试验样机设备测试方法》

2.《5G网络技术测试规范》中 ”无线网络架构”的测试内容

根据《5G技术方案验证无线网试验样机高层技术要求》，无线网络架构方面，主要“面向需求明确、标准化潜力较大、产业界重点关注的NR无线接入网新架构、以及移动性、互操作等核心功能开展测试，重点考虑时延、传输可靠性、吞吐量等关键能力指标”。

“架构与接口方面，支持接入网集中式单元/分布式单元分层架构，支持协议栈功能在集中和分布式单元间的分离，支持NR与LTE间紧耦合场景，以及基本的协议栈和接口功能”。

“核心功能方面，支持高密集小基站部署场景中的无缝移动性、5G NR与LTE紧耦合场景下用户面和控制面功能等”。

测试内容主要包括CU/DU分离和LTE-5G紧耦合等两大方面。

2.1 CU/DU分离

CU/DU分离是未来5G系统中RAN架构的基本要求。前期3GPP规范讨论中曾提出过8种CU/DU功能划分方式。对于高层功能划分，规范最终决定目前只考虑选项2，即PDCP与RLC之间进行功能划分的方式，底层划分方式有待后续进一步讨论。

3GPP中这方面内容及你念4月份才定型，一些设备厂家的产品实现中可能还存在其他的功能划分方式，所以新颁布的RAN架构测试规范中，除了考虑选项2之外，还将之前可能性较大的3-1功能划分方式列入其中，以满足部分厂家的测试要求，并有助于进行一些功能对比和分析工作。

选项一（对应3GPP方案2）：RRC和PDCP位于CU；RLC, MAC, PHY和RF均位于DU。

与LTE双连接互操作的解决方案契合度高，标准化工作量减少。支持业务面跨站点灵活调配资源。

选项二（对应3GPP方案3-1）：RRC、PDCP 和部分RLC功能位于CU；剩余的部分RLC功能以及 MAC, PHY和RF均位于DU。
集中化增益更高，需要同复杂度进行平衡；支持业务面跨站点灵活调配资源；可以支持跨DU快速的数据重传；支持intra-CU inter-DU切换时不复位RLC层。

CU/DU功能划分测试中，不对原型机频段及带宽做明确要求，且空口允许采用以下多种方式：

方案一：现有LTE对应的频段和信号带宽
方案二：低频或高频频段5G新空口
方案三：线缆连接

考虑到CU虚拟化要求以及测试性能方面的考虑，对于测试平台，进行了具体要求：

CU基于虚拟化技术，物理硬件采用通用服务器（例如x86）；
DU采用传统的BBU架构；
DU和RRU间采用CPRI接口，或根据3GPP标准进展确定。

样机要求为：

对于测试需求，强调关注重点数据面功能、重点控制面功能、移动性相关测量和管理策略等内容，通过信令流程验证接口特性和功能。

性能则从时延和移动性功能两方面进行考量。

具体测试内容包括CU/DU间接口功能测试和基本功能测试。

接口功能包括小区建立和删除过程，基本功能则包括基本业务功能(终端状态转换、移动性测试)和连接态基本移动性测试等。基本移动性测试包括CU下不同DU间的移动性、DU内不同小区间的移动性测试，以及CU内DU间、DU内小区间的无缝移动性测试等。同时，对于CU动态资源调整也设定了相关测试用例。

2.2 LTE/5G紧耦合

5G NR和LTE紧耦合方案，在5G初期是重要的部署手段之一，中国联通和中国电信都考虑采用紧耦合作为5G未来部署的出发点。“LTE网络因其良好的覆盖，5G NR站点可以通过接入LTE锚点，完成5G NR的较快引入。LTE和5G NR通过类似R12中双连接的方案，完成数据面和用户面功能”。

对于3GPP规范中确定的5G NR/LTE紧耦合架构3/3a/3x、4/4a、7/7a/7x等8种选项，新颁布的测试规范中明确要求参测厂家可以任选其一，进行测试。

测试遵循如下原则：

对5G 原型机频段及带宽不做明确要求；
LTE 侧：基于现有EPC 和LTE 基站协议完成开发，实现协议栈；
NR 侧：可采用一体化架构，也可采用CU/DU 架构（支持1 个CU，至少2 个DU）
主要关注无线接入网设备验证,核心网自行实现。

样机规格为：

核心功能要求：

支持多个辅站间的移动性管理：如终端在辅小区间完成移动性管理相关配置等。
对于终端，下行用户面能够收到数据流来自LTE/NR等至少两个节点。
对于MCG bearer split(3/4/7)场景，需观察到数据面从主站分流；
对于SCG bearer split（3x/7x）场景，需观察到数据面从辅站分流。      
对于终端，下行控制面能够仅收到从主站点发送的RRC消息，内包含有主站和辅站的RRC相关信息；或下行控制面可从主站和辅站收到RRC信息。

3.《5G网络技术测试规范》中 ”核心网网络架构”的测试内容

对于核心网架构测试方面的内容，本文暂不予细述。不过，根据5月23号发布的《2017-006-5G技术研发试验技术方案验证测试管理手册》，核心网方面的测试要求为：

“5G核心网测试主要包括新的网络架构、功能特性和业务能力三方面内容。5G核心网网络架构测试主要针对新型基于服务的架构特性测试，主要包括基本服务化框架和基于服务化的核心网业务流程；网络功能特性测试主要针对增强的5G核心网功能开展测试，如按需的移动性、灵活的会话管理和会话与业务连续性等；业务能力测试针对5G提出的新业务功能，如网络切片和边缘计算开展功能和性能测试。

参加5G技术研发试验第二阶段核心网测试的网络系统厂商应基于NFV平台部署完整的5G核心网系统开展测试。网络切片应能支持三种5G典型场景（连续广域覆盖、低时延高可靠和低功耗大连接）的典型能力指标”。

4. 结论

对于新颁布的《5G网络技术测试规范》，后续部分厂家将展开测试工作。《2017-006-5G技术研发试验技术方案验证测试管理手册》中明确要求，参加5G技术研发试验第二阶段测试的系统厂商应至少完成一种CU/DU功能划分方案、一种5G NR与LTE间紧耦合方案的测试。让我们继续关注后续测试进展吧。