寬帶5G設(shè)備的五大測試挑戰(zhàn)

寬帶5G設(shè)備的設(shè)計(jì)工程師和測試工程師亟需快速、準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)高效的測試解決方案來確保新型芯片設(shè)計(jì)的可靠性。了解寬帶5G IC測試的最大測試挑戰(zhàn)及其解決方案。

1.波形變得更寬且更復(fù)雜。

5G新空口包含兩種不同的波形：

下行循環(huán)前綴OFDM（CP-OFDM）和上行CP-OFDM

上行離散傅里葉變換擴(kuò)頻正交頻分復(fù)用 (DFT-S-OFDM)；該波形與LTE的單載波頻分多址接入系統(tǒng)(SC-FDMA)類似

研究人員和工程師在測試5G設(shè)備時(shí)，面臨著創(chuàng)建、分布和生成5G波形的新挑戰(zhàn)。工程師需要處理高度復(fù)雜且符合標(biāo)準(zhǔn)的上行鏈路和下行鏈路信號(hào)，而且這些信號(hào)的帶寬要比以前的信號(hào)大得多。他們需要分配各種資源；調(diào)制和編碼信號(hào)；解調(diào)和探測信息并進(jìn)行相位跟蹤；進(jìn)行單載波以及連續(xù)和非連續(xù)載波聚合配置。

選擇符合5G標(biāo)準(zhǔn)的工具，生成和分析所需的波形，并在不同測試臺(tái)之間共享這些波形，以充分分析DUT的特征。

2.儀器必須是寬帶且線性的，而且必須能夠經(jīng)濟(jì)高效地覆蓋廣泛的頻率范圍。

RF工程師一直在研究專用于航空航天和軍事等行業(yè)中的毫米波測試系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)價(jià)格極其昂貴，對于面向大眾市場的半導(dǎo)體行業(yè)來說，目前尚未有合適的毫米波測試系統(tǒng)。工程師需要具有成本效益的測試設(shè)備來配置更多測試臺(tái)，以縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。這些新測試臺(tái)必須能夠支持高線性度；在高帶寬上提供高幅度和相位精度；具有低相位噪聲；支持廣泛的頻率范圍，以支持多頻帶設(shè)備；以及能夠測試設(shè)備能否與其它無線標(biāo)準(zhǔn)的共存。除了功能強(qiáng)大的硬件外，基于軟件的模塊化測試和測量臺(tái)還必須能夠快速適應(yīng)新的測試需求。

投資到能夠評估現(xiàn)有和新頻帶性能的寬帶測試平臺(tái)。選擇不僅能夠與當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)共存，還能隨著適應(yīng)未來變化的儀器。

3.組件特性分析和驗(yàn)證需要更大量測試。

處理6 GHz以下的寬信號(hào)以及毫米波頻率的信號(hào)需要分析和驗(yàn)證RF通信組件的性能。工程師不僅要測試創(chuàng)新的多頻帶功率放大器、低噪音放大器、雙工器、混頻器和濾波器設(shè)計(jì)，還要確保經(jīng)過改進(jìn)的新型RF信號(hào)鏈能夠支持同時(shí)操作4G和5G技術(shù)。此外，為了避免傳播時(shí)出現(xiàn)大量損耗，毫米波5G測試系統(tǒng)還需要波束形成子系統(tǒng)和天線陣列，這就需要快速可靠的多端口測試解決方案。

確保您的測試系統(tǒng)能夠處理多頻帶和多通道5G設(shè)備，以滿足波束成形器、FEM和收發(fā)器的需求。

4.大規(guī)模MIMO和波束形成系統(tǒng)的無線測試使得傳統(tǒng)測量對空間的依賴性非常高。

工程師在測試5G波束形成設(shè)備時(shí)，面臨著分析發(fā)射和接收路徑以及優(yōu)化接收和發(fā)射天線互易性的挑戰(zhàn)。比如，發(fā)射功率放大器進(jìn)入壓縮區(qū)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生幅值和相位失真及其他熱效應(yīng)，而接收路徑的LNA并不會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象。此外，移相器、可變衰減器、增益控制放大器和其它器件的容差可能導(dǎo)致通道間的相移不相同，以致影響預(yù)期的指向性圖。測量這些效應(yīng)需要采用空口(OTA)測試技術(shù)，這使得TxP、EVM、ACLR和靈敏性等傳統(tǒng)測量對空間的依賴性非常高。OTA測試技術(shù)能夠在快速精準(zhǔn)地控制運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行RF測量，讓您可以在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地分析5G波束形成系統(tǒng)的特征。

5.批量生產(chǎn)測試需要測試系統(tǒng)能夠快速、高效地進(jìn)行擴(kuò)展。

新型5G應(yīng)用和垂直行業(yè)的需求不斷增長，使得制造商每年需要生產(chǎn)的5G組件和設(shè)備呈指數(shù)級(jí)增加。制造商面臨的挑戰(zhàn)在于需要提供快捷的方法來校準(zhǔn)新設(shè)備的多個(gè)RF路徑和天線配置，并提高OTA解決方案的測試速度，以確保制造測試結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。但是，對于RFIC的批量生產(chǎn)，傳統(tǒng)的RF暗室會(huì)占用大部分的生產(chǎn)廠房空間，使廠房無法放置其他流程所需的設(shè)備，導(dǎo)致材料處理流程中斷，這會(huì)大幅增加資本支出。為了解決這些問題，市面上已推出支持OTA的IC插座（具有集成天線的小型RF外殼），這些產(chǎn)品大幅減少了半導(dǎo)體OTA測試所需的占地空間。