Das Whitepaper bietet einen detaillierten Überblick über den Prozess und die Bedeutung von 5G-Gerätetests, um die Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Konformität 5G-fähiger Geräte zu gewährleisten. Es deckt den Bereich der 5G-Technologietests ab, einschließlich RF-Validierung und mmWave-Over-the-Air-(OTA-)Validierung. Außerdem wird erläutert, warum die Erfüllung von Verbrauchererwartungen und behördlicher Standards so wichtig ist. Wir informieren über die verschiedenen 5G-Technologien – 5G LTE, 5G TF und 5G NR – und deren Rolle im Telekommunikationsökosystem. Darüber hinaus werden bestimmte Arten von Gerätetests sowie die beim Testen verwendete Spezialausrüstung und -software, wie z. B. Netzwerk- und Kanalemulatoren, beschrieben. Erfahren Sie mehr über die Rolle, die NI bei der Vereinfachung des Test- und Validierungsprozesses spielt.
Beim Testen von 5G-Geräten werden Leistung, Funktionalität und Sicherheit von 5G-fähigen Geräten wie Smartphones, Tablets und IoT-Geräten überprüft. Dabei werden die Geräte unter verschiedenen Netzwerkbedingungen getestet, um sicherzustellen, dass sie die erforderlichen Standards und Spezifikationen erfüllen. Die 5G-Technologie hat erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Branchen, darunter das Netzwerkmanagement in der Telekommunikation, die Echtzeit-Datenübertragung für das autonome Fahren in der Automobilindustrie, die zunehmende Automatisierung und Effizienz in der Fertigung und vieles mehr. Daher sind Tests bei der Entwicklung neuer vernetzter Produkte von entscheidender Bedeutung, da sie gewährleisten, dass die Produkte sicher und zuverlässig sind und den Regeln und Vorschriften entsprechen.
Tests ermöglichen eine genaue Überprüfung der Funktionalität, Leistung und Zuverlässigkeit von 5G-Geräten und -Netzwerken. Der 5G-Test umfasst eine Vielzahl von Tests, darunter die Inbetriebnahme von Funktionen sowie Funktionstests, Negativtests, Regressionstests, KPI-Tests, Datendurchsatztests und die Bewertung der Gesamtleistung des Geräts.
Das Testen von 5G-Geräten hängt von mehreren Schlüsselfaktoren ab:
NI bietet umfassende Lösungen für das Testen von 5G-Geräten, wobei der Schwerpunkt auf verschiedenen Aspekten wie der RF-Validierung und -Charakterisierung, der Validierung des Breitband-RF-Designs und der mmWave-Over-the-Air(OTA)-Validierung liegt. Unsere messorientierte Software eignet sich für die Steuerung mehrkanaliger DC-, Digital-, Analog- und Breitband-RF-Prüfgeräte, was sowohl interaktive als auch automatisierte Designvalidierungssequenzen für 5G-Geräte vereinfacht. Die Lösungen sind speziell auf technische Fachkräfte zugeschnitten, die an Breitband-5G-Gerätedesigns arbeiten, und ermöglichen diesen die Validierung der Leistung über ein breites Frequenzbandspektrum. Dies umfasst sowohl herkömmliche Mobilfunkfrequenzbereiche unter 6 GHz (Frequenzbereich 1, FR1) als auch die schwierigeren Millimeterwellenbedingungen über 24 GHz (Frequenzbereich 2, FR2).
5G LTE, 5G TF und 5G NR sind verschiedene Technologien, die das 5G-Ökosystem ausmachen.
Tests spielen eine wichtige Rolle im Lebenszyklus der Geräteentwicklung und reichen von der frühen Chipsatz-Entwicklung über die Geräteintegration und -optimierung bis hin zu Konformitäts-, behördlichen und Trägerabnahmetests. Die verschiedenen unten aufgeführten Tests helfen dabei, potenzielle Probleme zu identifizieren und zu beheben, um sicherzustellen, dass 5G-Geräte die erforderlichen Standards erfüllen und unter verschiedenen Bedingungen optimal funktionieren.
Spezielle Hardware- und Software-Tools ermöglichen es Ingenieuren, die Einhaltung von Standards zu überprüfen und die Leistung zu optimieren. Diese Tools bewerten kritische Funktionen wie Energieverwaltung, Antenneneffizienz, Protokolleinhaltung und Spektrumanalyse. Mit diesen Ressourcen können Ingenieure potenzielle Probleme erkennen und beheben.
Netzwerkemulatoren simulieren reale Netzwerkbedingungen in einer kontrollierten Umgebung. Sie sind für die Validierungs-, Leistungs- und Interoperabilitätstests von 5G-Geräten von entscheidender Bedeutung. Diese Hardware ermöglicht gründliche Tests, da sie eine robuste Profilkonfiguration für die Paketerfassung mit Leitungsgeschwindigkeit und die präzise Reproduktion von Problemen bietet, die vor Ort auftreten können. Netzwerkemulatoren replizieren die Netzwerkbedingungen, die in aktiven LAN/WAN-Netzwerken vorliegen können, genau und ermöglichen so eine umfassende Reihe von Tests – einschließlich der Inbetriebnahme von Funktionen, Funktions-, Negativ- und Regressionstests sowie KPI-, Datendurchsatz- und Gesamtleistungsbewertungen des Geräts – in einer Laborumgebung. Dadurch wird sichergestellt, dass neue Geräte, Protokolle und Anwendungen vor der Bereitstellung einer strengen Bewertung unterzogen werden.
Ein Kanalemulator ist ein unverzichtbares Tool für die Simulation realer RF-Bedingungen. Er bewertet die Leistung drahtloser Geräte im Rahmen einer Laborumgebung. Mit diesem Tool können Sie eine Vielzahl von Geräten testen, die von Netzwerkinfrastruktur-Equipment bis hin zu WLAN-Zugangspunkten reichen. Zu seinen Fähigkeiten gehören fortschrittliche Leistungstests, die Emulation zahlreicher Störungen wie Verzögerung, Doppler-Effekte, Dämpfung und Multipath-Fading sowie dynamische Ausbreitungs- und Blockierungsszenarien.
Der Kanalemulator hebt sich in der Branche durch seine große Signalbandbreite und eine erhebliche Anzahl von Fading-Kanälen ab. Er unterstützt verschiedene Technologien wie 5G NR, LTE Advanced und die neuesten WLAN-Standards. Im Bereich der Tests von 5G-Geräten ist der Kanalemulator von entscheidender Bedeutung, da er umfassende Testsequenzen wie die Inbetriebnahme von Funktionen und Funktionstests, Negativtests, Regressionstests, KPI-Tests, Datendurchsatztests und Tests der gesamten Geräteleistung ermöglicht. Er spielt eine Schlüsselrolle für die genaue Nachahmung der Netzwerkbedingungen in Live-Netzwerken und ermöglicht so die gründliche Validierung und Prüfung neuer 5G-Hardware, -Protokolle und -Anwendungen, bevor sie auf den Markt kommen.
Ein Netzwerkscanner rationalisiert den Scanvorgang über Netzwerke hinweg, indem er die Erkennung von Geräten automatisiert und dadurch die Netzwerktransparenz erhöht. Er eignet sich hervorragend zum Auffinden von UDP- und TCP-Diensten auf Netzwerkgeräten. Netzwerkscanner identifizieren die Betriebssysteme, auf denen sie ausgeführt werden, erkennen vorhandene Filtersysteme und erstellen detaillierte Netzwerkinventarisierungen. Darüber hinaus können sie Schwachstellen und Fehlkonfigurationen erkennen, die für die Aufrechterhaltung der Netzwerkintegrität erforderlich sind.
Durch Funktionen wie Benachrichtigungen und Berichterstellung verbessert ein Netzwerkscanner die Überwachungsprozesse erheblich. Sie spielen eine zunehmend wichtige Rolle beim Testen von 5G-Geräten, wo sie für die Validierung und das Testen der Leistung neuer Hardware und Anwendungen unerlässlich sind. Durch die Erkennung von Geräten mit den neuesten 5G-Chipsätzen ermöglicht ein Netzwerkscanner eine Reihe von Tests, die für die Bereitschaft eines 5G-Geräts erforderlich sind, darunter die Inbetriebnahme von Funktionen, Funktions-, Negativ-, Regressions-, KPI- und Datendurchsatztests, um bereits vor der Markteinführung eine optimale Geräteleistung zu gewährleisten.
Eine browserbasierte Testumgebung ist eine Plattform, die Webtechnologien verwendet, um den Testprozess zu optimieren. Sie bietet einen intuitiven und interaktiven Ansatz, der besonders für das Testen von 5G-Geräten von Vorteil ist, da sie einen interaktiven Modus für manuelle, praktische Tests bereitstellt, mit dem technische Fachkräfte Anpassungen während der Ausführung vornehmen können. Außerdem ermöglicht diese Umgebung automatisierte Tests mit sequencergesteuerten Szenarien, wodurch Zeiteffizienz und Testkonsistenz optimiert werden. Die Schnittstelle ist auf eine Vielzahl von Tests zugeschnitten, wie z. B. Messungen von RF-Parametern, Protokolltests, Leistungsanalysen und umfangreiche Validierungen.
NI bietet eine Reihe von Lösungen für das Testen und die Validierung von 5G-Geräten an. Beim Entwurf von 5G-Breitbandgeräten ermöglicht NI technischen Fachkräften die Validierung der Geräteleistung über ein breites Spektrum, u. a. sowohl im Frequenzbereich unter 6 GHz (FR1) als auch im Millimeterwellenspektrum über 24 GHz (FR2). Solche Geräte sind für komplexe Anforderungen wie Trägerbündelung, dichte Modulation, enge Zeitduplex-Konfigurationen und hochpräzises Beamforming ausgelegt.
Um mit dem wachsenden Umfang und der steigenden Komplexität von 5G-Testfällen Schritt zu halten, entwickelt NI softwaregestützte Testsysteme, die eine höhere technische Effizienz ermöglichen. Mit dieser Methode wird schnelle, genaue und flexible Messsoftware in eine Reihe synchronisierter Messgeräte integriert, die von Präzisions-DC bis hin zu Breitband-RF alles abdecken. Darüber hinaus hat NI eine eigenständige Version seines 5G New Radio (NR) Test User Equipment (UE) auf den Markt gebracht, um Infrastrukturanbieter und -betreiber beim Testen und Bewerten der Leistung unter realen Bedingungen zu unterstützen. Darüber hinaus bildet der mmWave-PXI-Vektorsignalwandler (VST) von NI das Herzstück der Over-the-Air-(OTA-)Validierung, die für die Bewertung der Strahlungsmuster und Abstrahleigenschaften von Geräten unerlässlich ist.
Die Beiträge von NI im Bereich 5G-Gerätetests helfen, die Fortschritte und die Implementierung von 5G-Technologien zu beschleunigen, um schnellere Netzwerke und besser vernetzte Geräte zu ermöglichen.