宽​带​5G​设备​的​五大​测试​挑战

宽​带​5G​设备​的​设计​工程​师​和​测试​工程​师​亟需​快速、​准确​且​经济​高效​的​测试​解决​方案​来​确保​新型​芯​片​设计​的​可靠性。​了解​宽​带​5G IC​测试​的​最大​测试​挑战​及其​解决​方案。

1.​波形​变得​更宽​且​更​复杂。
5G​新​空​口​包含​两​种​不同​的​波形：

下​行​循环​前​缀​OFDM（CP-​OFDM）​和​上​行​CP-​OFDM

上​行​离散​傅​里​叶​变换​扩​频​正交​频​分​复​用 (DFT-​S-​OFDM)；​该​波形​与​LTE​的​单​载波​频​分​多​址​接​入​系统​(SC-​FDMA)​类似

研究​人员​和​工程​师​在​测试​5G​设备​时，​面临​着​创建、​分布​和​生成​5G​波形​的​新​挑战。​工程​师​需要​处理​高度​复杂​且​符合​标准​的​上​行​链​路​和​下​行​链​路​信号，​而且​这些​信号​的​带​宽​要​比​以前​的​信号​大​得​多。​他们​需要​分配​各种​资源；​调制​和​编码​信号；​解调​和​探测​信息​并​进行​相位​跟踪；​进行​单​载波​以及​连续​和​非​连续​载波​聚合​配置。

选择​符合​5G​标准​的​工具，​生成​和​分析​所需​的​波形，​并​在​不同​测试​台​之间​共享​这些​波形，​以​充分​分析​DUT​的​特征。

2.​仪器​必须​是​宽​带​且​线性​的，​而且​必须​能够​经济​高效​地​覆盖​广泛​的​频率​范围。
RF​工程​师​一直在​研究​专用​于​航空​航天​和​军事​等​行业​中的​毫米波​测试​系统，​但​这些​系统​价格​极其​昂贵，​对于​面向​大众​市场​的​半导体​行业​来说，​目前​尚未​有​合适​的​毫米波​测试​系统。​工程​师​需要​具有​成本​效益​的​测试​设备​来​配置​更多​测试​台，​以​缩短​产品​上市​时间。​这些​新​测试​台​必须​能够​支持​高​线性​度；​在​高​带​宽​上​提供​高​幅度​和​相位​精度；​具有​低​相位​噪声；​支持​广泛​的​频率​范围，​以​支持​多​频带​设备；​以及​能够​测试​设备​能否​与​其它​无线​标准​的​共存。​除了​功能​强大​的​硬件​外，​基于​软件​的​模​块​化​测试​和​测量​台​还​必须​能够​快速​适应​新的​测试​需求。

投资​到​能够​评估​现有​和​新​频带​性能​的​宽​带​测试​平台。​选择​不仅​能够​与​当前​标准​共存，​还​能​随着​适应​未来​变化​的​仪器。

3.​组​件​特性​分析​和​验证​需要​更​大量​测试。
处理​6 GHz​以下​的​宽​信号​以及​毫米波​频率​的​信号​需要​分析​和​验证​RF​通信​组​件​的​性能。​工程​师​不仅​要​测试​创新​的​多​频带​功率放大器、​低​噪音​放大器、​双​工​器、​混​频​器​和​滤波​器​设计，​还​要​确保​经过​改进​的​新型​RF​信号​链​能够​支持​同时​操作​4G​和​5G​技术。​此外，​为了​避免​传播​时​出现​大量​损耗，​毫米波​5G​测试​系统​还​需要​波束​形成​子​系统​和​天线​阵​列，​这​就​需要​快速​可靠​的​多端​口​测试​解决​方案。

确保​您​的​测试​系统​能够​处理​多​频带​和​多​通道​5G​设备，​以​满足​波束​成形​器、​FEM​和​收​发​器​的​需求。

4.​大规模​MIMO​和​波束​形成​系统​的​无线​测试​使得​传统​测量​对​空间​的​依赖​性​非常​高。
工程​师​在​测试​5G​波束​形成​设备​时，​面临​着​分析​发射​和​接收​路径​以及​优​化​接收​和​发射​天线​互​易​性的​挑战。​比如，​发射​功率放大器​进入​压缩​区​时，​会​产生​幅​值​和​相位​失真​及​其他​热​效应，​而​接收​路径​的​LNA​并不​会​产生​这些​现象。​此外，​移​相​器、​可变​衰减​器、​增益​控制​放大器​和​其它​器件​的​容​差​可能​导致​通道​间​的​相​移​不​相同，​以致​影响​预期​的​指向​性​图。​测量​这些​效应​需要​采用​空​口​(OTA)​测试​技术，​这​使得​TxP、​EVM、​ACLR​和​灵敏​性​等​传统​测量​对​空间​的​依赖​性​非常​高。

OTA​测试​技术​能够​在​快速​精准​地​控制​运动​的​同时​进行​RF​测量，​让​您​可以​在​预期​的​时间​内​准确​地​分析​5G​波束​形成​系统​的​特征。

5.​批量​生产​测试​需要​测试​系统​能够​快速、​高效​地​进行​扩展。
新型​5G​应用​和​垂直​行业​的​需求​不断​增长，​使得​制造​商​每年​需要​生产​的​5G​组​件​和​设备​呈​指数​级​增加。​制造​商​面临​的​挑战​在于​需要​提供​快捷​的​方法​来​校准​新​设备​的​多个​RF​路径​和​天线​配置，​并​提高​OTA​解决​方案​的​测试​速度，​以​确保​制造​测试​结果​的​可靠性​和​可​重复​性。​但是，​对于​RFIC​的​批量​生产，​传统​的​RF​暗室​会​占用​大部分​的​生产​厂房​空间，​使​厂房​无法​放置​其他​流程​所需​的​设备，​导致​材料​处理​流程​中断，​这​会​大幅​增加​资本​支出。​为了​解决​这些​问题，​市面上​已​推出​支持​OTA​的​IC​插座​（具有​集成​天线​的​小型​RF​外壳），​这些​产品​大幅​减少​了​半导体​OTA​测试​所需​的​占地​空间。

选择​一个​可​将​实验​用​5G​仪器​扩展​到​生产​现场​的​ATE​平台，​简化​特性​分析​和​生产​测试​之间​的​数据​关联。

审核编辑 黄宇