工信部5G技术研发测试第二阶段测试(怀柔外场)阶段性结果分析

在2017年6月12号举行的2017年IMT-2020(5G)峰会上，IMT-2020(5G)推进组副主席王晓云在"IMT-2020(5G)推进组工作进展介绍"部分，介绍了目前5G怀柔外场试验的进展和部分测试结果。

本文拟对讲座中所展示的测试结果进行讨论和技术分析，以便大家更好地了解和认识目前外场测试工作的现状和技术内容。

1、外场情况

目前怀柔外场正在进行的是技术研发试验阶段的技术方案验证工作。

第二阶段，要基于统一的测试规范、频谱、平台来进行测试。初步规划是射频和功能测试工作在信通院的MTNET试验室进行，而性能测试工作在怀柔外场进行。未来，各厂家外场的基站需统一接入到位于MTNET的核心网上，实现集中管理。

来自产业链的主要的六家系统厂家参与怀柔外场测试工作，分别为华为、爱立信、中兴、大唐、诺基亚和上海贝尔、三星。计划建设30个基站来完成面向解决方案(单站测试)和面向系统(5个站组网测试)的测试工作，站址信息分布如下：

2、测试进展

讲座指出，"第二阶段进行了连续广域覆盖的测试，低时延高可靠测试，低功耗大连接的测试，还有低频高频的容量测试，以及混合场景的测试，大家可以看到各个厂家基本的进展情况。虽然没有都完成，但是有几家进展比较快"。

可以看到，华为步伐最快，除了高频热点场景外，其余场景都已经测试完成了。中兴各个场景的测试工作也已经开始进行了。其他厂家进展略慢，像Ericsson正在进行连续广域覆盖和低时延高可靠的测试，大唐也正在进行连续广域覆盖的测试工作。Nokia和三星没有出现在图上，其测试进展还有待进一步了解。

MIIT要求的测试场景有7种，图示如下。其中，"其他混合"场景中，包括连续广域覆盖与低时延高可靠的混合(类似eMBB+URLLC)、连续广域覆盖与低功耗大连接的混合(类似eMBB+mMTC)等两大类测试内容。

讲座中提到的6种场景中，没有明确是否包含高低频混合和其他混合场景。从所展示的测试结果上看，华为至少完成了其他混合场景的测试，如eMBB+URLLC+mMTC，后面详细分析。对于高低频混合场景，需要终端同时支持高低频，如果做不到，则此测试就没法进行。

3、性能测试及结果分析

以下借助王晓云副主席讲座中提到的信息，结合一些其他技术信息，来进行相关场景和测试结果的分析。

3.1  连续广域覆盖场景下的吞吐量：

"连续广域覆盖场景下，采用200M带宽，64个端口的大规模天线阵列，实现了单用户峰值3.6G，小区的吞吐量也到了11.79G，如果都换算成下行，可以达到18G的带宽，达到了我们预期的目标" 。

这是华为外场的测试结果。测试环境及配置为：

从图中也可以看到，测试中基站侧采用64通道天线，支持24个流，终端支持8天线，每个终端支持2个流，总共12个终端参与测试，以便评估小区性能。

对于连续广域覆盖测试，设备规范要求的mMIMO参数为天线通道数≧64，支持16流以上数据传输。可见，上述64天线和200MHz带宽满足测试的基本要求，但是24个流则一定程度上超越了测试要求。对于天线振子数，设备规范中没有具体要求，华为是采用192个振子来实现的，相对于128振子来说，可以提供更高的性能增益。

具体到系统参数，其工作频率为3.4~3.6GHz，系统带宽为200MHz，子载波间隔为15KHz，TTI长度为0.5ms，采用TDD模式，上下行配比多数为5:1:1，可见下行约占70%吧。

此场景中所体现的关键技术包括0.5ms TTI的新型参数集、自包含帧结构、24流的大规模天线以及f-OFDM新波形。

还记得华为2015年底在与Docomo联合进行的24流多天线验证吗？

成都外场与怀柔外场的测试配置和性能结果对比如下，以便我们深入分析和了解同配置下系统性能变化情况。

其中，天线阵子数从64增加到192，射频带宽从100MHz增加到200MHz。成都测试的测试支持2天线，怀柔终端支持8天线，终端数从24减少到12。小区峰值速率从3.6Gbps增加到11.79Gbps，增加2倍左右。那么，这个性能增益除了由带宽增加一倍和天线数增加2倍之外，还有哪些影响因素哪？还有待后续深入分析。

3.2  低时延高可靠场景下的时延：

低时延高可靠测试要求在大量数据包的基础上(>10^7)统计空口传送时延和丢包率，以确定时延和可靠性指标。根据ITU要求，空口时延应小于1ms，因此丢包率指标是在1ms时延的基础上进行统计的。比如，用户面下行传输丢包率的计算公式是，以成功传输并满足用户面下行单向时延小于1ms的包的数量除以总的测试包数量，得到下行传输丢包率。

1ms的空口时延大致包括下行传输、上行传输、缓存、UE处理、BTS处理、传输链路时延等阶