寬帶5G設備的五大測試挑戰

寬帶5G設備的設計工程師和測試工程師亟需快速、準確且經濟高效的測試解決方案來確保新型芯片設計的可靠性。了解寬帶5G IC測試的最大測試挑戰及其解決方案。

1.波形變得更寬且更復雜。

5G新空口包含兩種不同的波形：

下行循環前綴OFDM（CP-OFDM）和上行CP-OFDM

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

研究人員和工程師在測試5G設備時，面臨著創建、分布和生成5G波形的新挑戰。工程師需要處理高度復雜且符合標準的上行鏈路和下行鏈路信號，而且這些信號的帶寬要比以前的信號大得多。他們需要分配各種資源；調制和編碼信號；解調和探測信息并進行相位跟蹤；進行單載波以及連續和非連續載波聚合配置。

選擇符合5G標準的工具，生成和分析所需的波形，并在不同測試臺之間共享這些波形，以充分分析DUT的特征。

2.儀器必須是寬帶且線性的，而且必須能夠經濟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中的毫米波測試系統，但這些系統價格極其昂貴，對于面向大眾市場的半導體行業來說，目前尚未有合適的毫米波測試系統。工程師需要具有成本效益的測試設備來配置更多測試臺，以縮短產品上市時間。這些新測試臺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，以支持多頻帶設備；以及能夠測試設備能否與其它無線標準的共存。除了功能強大的硬件外，基于軟件的模塊化測試和測量臺還必須能夠快速適應新的測試需求。

投資到能夠評估現有和新頻帶性能的寬帶測試平臺。選擇不僅能夠與當前標準共存，還能隨著適應未來變化的儀器。

3.組件特性分析和驗證需要更大量測試。

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

確保您的測試系統能夠處理多頻帶和多通道5G設備，以滿足波束成形器、FEM和收發器的需求。

4.大規模MIMO和波束形成系統的無線測試使得傳統測量對空間的依賴性非常高。

工程師在測試5G波束形成設備時，面臨著分析發射和接收路徑以及優化接收和發射天線互易性的挑戰。比如，發射功率放大器進入壓縮區時，會產生幅值和相位失真及其他熱效應，而接收路徑的LNA并不會產生這些現象。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致通道間的相移不相同，以致影響預期的指向性圖。測量這些效應需要采用空口(OTA)測試技術，這使得TxP、EVM、ACLR和靈敏性等傳統測量對空間的依賴性非常高。OTA測試技術能夠在快速精準地控制運動的同時進行RF測量，讓您可以在預期的時間內準確地分析5G波束形成系統的特征。

5.批量生產測試需要測試系統能夠快速、高效地進行擴展。

新型5G應用和垂直行業的需求不斷增長，使得制造商每年需要生產的5G組件和設備呈指數級增加。制造商面臨的挑戰在于需要提供快捷的方法來校準新設備的多個RF路徑和天線配置，并提高OTA解決方案的測試速度，以確保制造測試結果的可靠性和可重復性。但是，對于RFIC的批量生產，傳統的RF暗室會占用大部分的生產廠房空間，使廠房無法放置其他流程所需的設備，導致材料處理流程中斷，這會大幅增加資本支出。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），這些產品大幅減少了半導體OTA測試所需的占地空間。