【導(dǎo)讀】在5G網(wǎng)絡(luò)快速部署的背景下，開放式無線接入網(wǎng)絡(luò)（O-RAN）架構(gòu)正重塑傳統(tǒng)移動(dòng)通信格局。根據(jù)O-RAN聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，采用開放架構(gòu)可降低運(yùn)營(yíng)商30%的總擁有成本，同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)靈活性。本文將系統(tǒng)解析O-RAN從芯片級(jí)驗(yàn)證到系統(tǒng)級(jí)部署的全流程測(cè)試策略，涵蓋硅前/硅后驗(yàn)證、MIMO性能評(píng)估、能效優(yōu)化及安全測(cè)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在5G網(wǎng)絡(luò)快速部署的背景下，開放式無線接入網(wǎng)絡(luò)（O-RAN）架構(gòu)正重塑傳統(tǒng)移動(dòng)通信格局。根據(jù)O-RAN聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，采用開放架構(gòu)可降低運(yùn)營(yíng)商30%的總擁有成本，同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)靈活性。本文將系統(tǒng)解析O-RAN從芯片級(jí)驗(yàn)證到系統(tǒng)級(jí)部署的全流程測(cè)試策略，涵蓋硅前/硅后驗(yàn)證、MIMO性能評(píng)估、能效優(yōu)化及安全測(cè)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
圖 1：O-RAN架構(gòu)及用戶設(shè)備和核心網(wǎng)
芯片級(jí)驗(yàn)證：構(gòu)建O-RU可靠性的基石
O-RAN無線電單元（O-RU）作為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的直接實(shí)現(xiàn)者，其核心芯片的可靠性決定了整個(gè)系統(tǒng)性能。在芯片設(shè)計(jì)階段，硅前驗(yàn)證通過仿真平臺(tái)對(duì)O-RU專用集成電路進(jìn)行功能驗(yàn)證，重點(diǎn)測(cè)試控制面、用戶面、同步和管理平面協(xié)議的兼容性。是德科技數(shù)據(jù)顯示，完善的硅前驗(yàn)證可減少流片后75%的設(shè)計(jì)缺陷。
以7.2x功能分割方案為例，O-RU需實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換、波束賦形等物理層功能。測(cè)試中需生成符合O-RAN前傳標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試矢量，通過以太網(wǎng)接口、時(shí)域IQ接口等多路徑同步注入，驗(yàn)證芯片在真實(shí)場(chǎng)景下的處理能力。這一階段對(duì)測(cè)試套件的可觀測(cè)性要求極高，任何協(xié)議棧異常都需在流片前徹底解決。
硅后驗(yàn)證則聚焦于硬件實(shí)際性能，采用統(tǒng)一測(cè)試工具鏈確保與硅前階段的無縫銜接。此時(shí)測(cè)試接口僅限于O-RAN前傳端口和射頻接口，需要O-DU仿真器、矢量信號(hào)分析儀等設(shè)備構(gòu)建完整測(cè)試環(huán)境。關(guān)鍵指標(biāo)包括定時(shí)精度（±130ns內(nèi)同步誤差）、IQ數(shù)據(jù)壓縮精度等，這些參數(shù)直接關(guān)系到多廠商設(shè)備互聯(lián)性能。
圖 2：O-RU ASIC 測(cè)試協(xié)議棧
系統(tǒng)級(jí)性能驗(yàn)證：從MIMO到能效優(yōu)化
大規(guī)模MIMO技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)容量提升的關(guān)鍵，但同時(shí)也增加了測(cè)試復(fù)雜性。在實(shí)際測(cè)試中，64T64R的mMIMO系統(tǒng)需要同時(shí)驗(yàn)證多達(dá)16個(gè)波束的賦形精度。通過相位加權(quán)控制，波束指向誤差需小于3°，EVM值需低于-40dB，才能確保頻譜效率提升與干擾抑制的平衡。
能效優(yōu)化已成為O-RU設(shè)計(jì)的核心指標(biāo)。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，通過動(dòng)態(tài)功率放大器偏置、微睡眠模式等技術(shù)，O-RU站點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)25%的功耗降低。在24小時(shí)持續(xù)測(cè)試中，智能關(guān)斷技術(shù)可在業(yè)務(wù)低峰期將單站功耗從850W降至600W以下，且不影響用戶體驗(yàn)。這種精細(xì)化的功率管理需要端到端的測(cè)試方案，準(zhǔn)確量化各種節(jié)能策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)KPI的影響。
圖 3：O-RU 測(cè)試和驗(yàn)證示意圖和流程
安全架構(gòu)與智能控制驗(yàn)證
在開放架構(gòu)下，安全測(cè)試成為O-RAN部署的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)O-RAN聯(lián)盟發(fā)布的威脅模型，系統(tǒng)面臨160余種潛在威脅，特別是前傳接口和RIC控制器成為重點(diǎn)防護(hù)區(qū)域。安全驗(yàn)證需進(jìn)行漏洞掃描、協(xié)議模糊測(cè)試和抗攻擊演練，確保在遭受DDoS攻擊時(shí)，O-RU仍能保持基礎(chǔ)服務(wù)能力。
智能控制器（RIC）的測(cè)試重點(diǎn)在于策略執(zhí)行效率。近實(shí)時(shí)RIC需在100ms內(nèi)完成資源調(diào)度決策，而非實(shí)時(shí)RIC則通過AI算法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。測(cè)試中需構(gòu)建復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，驗(yàn)證xApps/rApps在不同負(fù)載下的控制效果，確保波束管理、載波聚合等功能的執(zhí)行準(zhǔn)確率超過99.9%。
圖 4：帶幅度和相位加權(quán)的下行鏈路波束賦形以及相應(yīng)的波束模式和 EVM 數(shù)據(jù)
驗(yàn)證平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著3GPP Release 18特性的引入，O-RAN測(cè)試復(fù)雜度將進(jìn)一步增加。測(cè)試平臺(tái)正朝著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，集成AI輔助分析功能，能夠自動(dòng)識(shí)別測(cè)試瓶頸，優(yōu)化驗(yàn)證流程。同時(shí)，云原生測(cè)試架構(gòu)開始普及，支持在虛擬化環(huán)境中完成80%的驗(yàn)證工作，顯著降低測(cè)試設(shè)備投入。
圖 5：O-RU 站點(diǎn)在 24 小時(shí)內(nèi)的功耗
結(jié)語
O-RAN技術(shù)的成熟依賴于完整的驗(yàn)證體系，從芯片級(jí)的基礎(chǔ)驗(yàn)證到系統(tǒng)級(jí)的智能優(yōu)化，每個(gè)環(huán)節(jié)都需嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試策略。隨著測(cè)試工具的不斷進(jìn)化與標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高，O-RAN將充分發(fā)揮其開放架構(gòu)優(yōu)勢(shì)，為5G-Advanced演進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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