【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)移動通信格局。根據(jù)O-RAN聯(lián)盟的統(tǒng)計，采用開放架構(gòu)可降低運營商30%的總擁有成本，同時提升網(wǎng)絡(luò)靈活性。本文將系統(tǒng)解析O-RAN從芯片級驗證到系統(tǒng)級部署的全流程測試策略，涵蓋硅前/硅后驗證、MIMO性能評估、能效優(yōu)化及安全測試等關(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)移動通信格局。根據(jù)O-RAN聯(lián)盟的統(tǒng)計，采用開放架構(gòu)可降低運營商30%的總擁有成本，同時提升網(wǎng)絡(luò)靈活性。本文將系統(tǒng)解析O-RAN從芯片級驗證到系統(tǒng)級部署的全流程測試策略，涵蓋硅前/硅后驗證、MIMO性能評估、能效優(yōu)化及安全測試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
圖 1：O-RAN架構(gòu)及用戶設(shè)備和核心網(wǎng)
芯片級驗證：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)覆蓋的直接實現(xiàn)者，其核心芯片的可靠性決定了整個系統(tǒng)性能。在芯片設(shè)計階段，硅前驗證通過仿真平臺對O-RU專用集成電路進(jìn)行功能驗證，重點測試控制面、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，完善的硅前驗證可減少流片后75%的設(shè)計缺陷。
以7.2x功能分割方案為例，O-RU需實現(xiàn)快速傅里葉變換、波束賦形等物理層功能。測試中需生成符合O-RAN前傳標(biāo)準(zhǔn)的測試矢量，通過以太網(wǎng)接口、時域IQ接口等多路徑同步注入，驗證芯片在真實場景下的處理能力。這一階段對測試套件的可觀測性要求極高，任何協(xié)議棧異常都需在流片前徹底解決。
硅后驗證則聚焦于硬件實際性能，采用統(tǒng)一測試工具鏈確保與硅前階段的無縫銜接。此時測試接口僅限于O-RAN前傳端口和射頻接口，需要O-DU仿真器、矢量信號分析儀等設(shè)備構(gòu)建完整測試環(huán)境。關(guān)鍵指標(biāo)包括定時精度（±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 測試協(xié)議棧
系統(tǒng)級性能驗證：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，但同時也增加了測試復(fù)雜性。在實際測試中，64T64R的mMIMO系統(tǒng)需要同時驗證多達(dá)16個波束的賦形精度。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)計的核心指標(biāo)。測試數(shù)據(jù)顯示，通過動態(tài)功率放大器偏置、微睡眠模式等技術(shù)，O-RU站點可實現(xiàn)25%的功耗降低。在24小時持續(xù)測試中，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。這種精細(xì)化的功率管理需要端到端的測試方案，準(zhǔn)確量化各種節(jié)能策略對網(wǎng)絡(luò)KPI的影響。
圖 3：O-RU 測試和驗證示意圖和流程
安全架構(gòu)與智能控制驗證
在開放架構(gòu)下，安全測試成為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控制器成為重點防護(hù)區(qū)域。安全驗證需進(jìn)行漏洞掃描、協(xié)議模糊測試和抗攻擊演練，確保在遭受DDoS攻擊時，O-RU仍能保持基礎(chǔ)服務(wù)能力。
智能控制器（RIC）的測試重點在于策略執(zhí)行效率。近實時RIC需在100ms內(nèi)完成資源調(diào)度決策，而非實時RIC則通過AI算法實現(xiàn)長期的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。測試中需構(gòu)建復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景，驗證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)
驗證平臺的發(fā)展趨勢
隨著3GPP Release 18特性的引入，O-RAN測試復(fù)雜度將進(jìn)一步增加。測試平臺正朝著智能化、自動化方向發(fā)展，集成AI輔助分析功能，能夠自動識別測試瓶頸，優(yōu)化驗證流程。同時，云原生測試架構(gòu)開始普及，支持在虛擬化環(huán)境中完成80%的驗證工作，顯著降低測試設(shè)備投入。
圖 5：O-RU 站點在 24 小時內(nèi)的功耗
結(jié)語
O-RAN技術(shù)的成熟依賴于完整的驗證體系，從芯片級的基礎(chǔ)驗證到系統(tǒng)級的智能優(yōu)化，每個環(huán)節(jié)都需嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y試策略。隨著測試工具的不斷進(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，為5G-Advanced演進(jìn)奠定堅實基礎(chǔ)。
推薦閱讀：
功率因數(shù)校正實戰(zhàn)：峰值電流控制法的優(yōu)勢與應(yīng)用
