​了解RAN无线网络中无线电单元(RU)测试的复杂性

​无线电接入网(RAN)是指将移动电话连接到核心网络的通信基础结构。它负责协调网络的资源和数据，实现与其他手机、设备的连接和数据连接，是当今全球通信的支柱。

​RAN有多种变体，根据蜂窝生成网络（3G、4G、4G LTE、5G NR）、区域、工作频率和许多其他因素的不同，RAN的具体组成和组件可能有很大差异。

​无线电单元(RU)是RAN无线通信的关键组件之一，负责发送和接收用户设备(UE)的RF信号，并将其中继到基站的其他组件。与RAN本身类似，它也因应用环境而异。在本技术白皮书中，我们将介绍RAN的一些不同组合，及其对RU运行和组成的影响，以及由此对RU测试所带来的影响。

​RAN和无线网络基础结构自诞生后数十年来发生了巨大变化。从5G的早期阶段开始，蜂窝基础结构已从单基站演变成具有切分功能的各种基站组件。 

​O-RAN在现代蜂窝网络中的作用

​O-RAN架构就是切分出来的其中一种基站组件。3GPP Rel-15中定义的O-RAN (7.2x)前传接口将RAN分为三个主要组件：无线电单元(RU)、集中式单元(CU)和分布式单元(DU)。由于接口更加开放且易于访问，这种设计可实现出色灵活性，并允许进行负载管理、性能增强以及使用来自不同供应商的组件。图1为O-RAN架构示意图。

^{​图1：O-RAN联盟参考架构（来源：O-RAN技术白皮书）}

​详细了解O-RAN架构

​虽然O-RAN属于新兴标准，在部分地区应用日益广泛，且提供传统RAN的许多优点，但它不会是未来几十年中唯一的蜂窝基础结构部署类型。基于现有基础结构、蜂窝连接需求、实现成本以及法规限制等因素，部署的蜂窝基础结构因具体区域和应用场景而异。

​因此，根据特定场景的具体基站实现，需要使用不同的RU。这种可变性意味着需要继续制造和测试具有不同架构、功能切分、专有或开放IP的RU。

​*7-2x功能切分可能有所变化

^{​表1：RAN RU功能切分选项}

​功能切分如何影响RU测试

​虽然确切的RAN切分可能有所不同，但RU主要通过8种方式连接至基站中的上层组件。实现的功能切分类型决定了RU包含的功能。这一决策反过来决定了开发过程中必须测试的内容。

^{​图2：RAN功能切分}

​RU是蜂窝网络基站的重要组成部分。RU负责接收来自UE的调制信号，并将基站其余部分和核心网络连接到终端用户。RU还将多个UE同时连接至单个基站。这一功能意味着RU既是数量最多的组件，又有相当多的测试点，因为许多RU具有多个天线。

^{​图3：具有多个测试端口的RU结构框图}

​RU生产测试的挑战

​这些功能意味着RU在生产测试中经常遇到独特的挑战：

• ​可配置性－RU有多种不同的配置，包括多天线、多通道和双工布局。此外，不同的RAN功能切分可能有不同的测试要求。
• ​成本－RU的功能意味着所需的测试系统通常很复杂，因此相比其他类型的DUT，其测试设备成本更高。通过提供可扩展性、提高通道密度和缩短开发时间等因素，尽可能降低总测试成本才是成功的关键。
• ​测试时间－组件数量最多，测试端口最多，这意味着即使测试时间稍有增加，也会对所需的测试数量产生复合效应。

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无线电单元的高效测试策略

​正确的开关、测试序列生成和并行性，以及具有可扩展性和可复用性的软件，有助于确保测试高效且易于配置，并且有助于最大程度减少上述挑战。

​RU测试要求的最大变化可能与功能切分有关。由于功能切分决定了RU与其他基站组件的功能差别，DUT控制、DU仿真和数字接口等基本测试功能将差异很大，进而影响开发和测试的成本和时间。

​要解决测试中存在的这些根本变化，关键是使用开放且通用的测试平台。很难找到一种测试系统能够适应不同RAN配置，特别是不同地区采用新型无线基础结构的时间和速度都不尽相同。NI的基站RU测试测量解决方案基于PXI平台，以软件为核心，完全能够满足这些需求。 

​NI多功能硬件和软件的组合有助于开发有效的RU生产测试解决方案。NI测试平台可以为定制化测试解决方案的配置提供更高的开发起点，平衡了定制化测试需求与快速开发和正常运行时间之间的权衡，提供了一个可扩展、可定制、经济高效且只需少量集成和开发的解决方案。

​NI RU测试硬件解决方案基于模块化PXI平台构建，采用PXI矢量信号收发仪(VST)。VST集矢量信号分析仪(VSA)、矢量信号发生器(VSG)、用户可编程FPGA和高速数字接口于一体，非常适合全面的RF测试应用。主要型号包括PXIe-5842和PXIe-5841，前者提供高达26.5 GHz的频率覆盖范围和2 GHz的瞬时带宽，后者提供高达6 GHz的频率覆盖范围，经济高效。这些VST旨在满足RU生产测试的严苛要求，具备可扩展性、高性能，并能够适应从传统到5G的各种蜂窝标准。

​RFmx软件为RF测量和自动化提供了一个强大直观的界面。RFmx支持从通用RF测量到5G NR、Wi-Fi 7等标准配置的各种应用。它提供交互式软面板（用于快速测量设置）、高级编程API（用于自动化测试）以及与NI InstrumentStudio™软件的兼容性等功能，以实现全面的测试台体验。RFmx通过多线程并行测量功能确保测试计划的高效执行，适用于在RU生产环境中优化测试速度、精度和开发时间。