宽带5G设备测试的5个挑战 | 智能技术

发布日期:2019-11-15 10:00

致力于宽带5G设备的设计人员和测试工程师需要准确,快速且经济高效的测试解决方案,以确保新芯片设计的可靠性。了解宽带5G IC测试面临的主要测试挑战和解决方案



1.波形更宽更复杂

5G New Radio包括两种不同类型的波形:
  • 下行链路和上行链路的循环前缀OFDM(CP-OFDM)
  • 离散傅里叶变换扩频OFDM(DFT-S-OFDM)仅用于上行链路;该波形类似于LTE的单载波频分多址(SC-FDMA)
从事5G设备测试的研究人员和工程师面临着在其设计和测试平台之间创建,分配和生成5G波形的新挑战。工程师需要处理带宽比以往任何时候都大的高度复杂,符合标准的上行和下行信号。它们包括各种不同的资源分配;调制和编码集;解调,探测和相位跟踪信息;单载波,连续和非连续载波聚合配置。
设计技巧:选择一个符合5G标准的工具集,使您可以在测试平台之间生成,分析和共享这些波形,以全面表征DUT。


2.仪器必须是宽带和线性的,并且必须经济有效地覆盖广泛的频率范围

尽管RF工程师一直在为航空航天和军工等行业的mmWave使用专用且昂贵的测试系统,但对于大众市场半导体行业而言,这仍是未开发的领域。工程师需要经济高效的测试设备来配置更多的测试台,以缩短上市时间。这些新的工作台必须支持高线性度。在大带宽上具有严格的幅度和相位精度;低相位噪声;多频带设备的广泛频率覆盖;以及测试与其他无线标准共存的能力。加上功能强大的硬件,基于软件的模块化,测试和测量平台将能够迅速适应新的测试要求。
设计技巧:投资一个宽带测试平台,该平台可以评估现有和新频段的性能。选择不仅支持与当前标准共存而且适应标准随时间演变的仪器。


3.组件表征和验证需要更多测试

使用低于6 GHz的毫米波和毫米波频率的宽信号,需要表征和验证RF通信组件的更高性能。工程师不仅必须测试多频带功率放大器,低噪声放大器,双工器,混频器和滤波器的创新设计,还必须确保新的和改进的RF信号链支持4G和5G技术的同时运行。此外,为克服巨大的传播损失,mmWave 5G需要波束成形子系统和天线阵列,这需要快速,可靠的多端口测试解决方案。
设计技巧:确保您的测试系统可以处理多频段和多通道的5G设备,以处理波束形成器,FEM和收发器。


4.大规模MIMO和波束成形系统的空中测试使传统测量在空间上具有依赖性

使用5G波束成形设备的工程师面临着表征发送和接收路径以及提高TX和RX互易性的挑战。例如,当发射功率放大器进入压缩状态时,它会引入幅度,相移以及接收器路径中的LNA不会产生的其他热效应。此外,移相器,可变衰减器,增益控制放大器和其他设备的容差可能会导致通道之间的相移不均等,从而影响预期的波束方向图。测量这些影响需要空中(OTA)测试程序,该程序要进行传统的测量,例如TxP,EVM,ACLR和灵敏度在空间上是相关的。

设计技巧:使用OTA测试技术来同步快速,精确的运动控制和RF测量,以更准确地表征5G波束成形系统,而不会超出您的测试时间预算。


5.大量生产测试需要快速有效的扩展

新的5G应用和垂直行业将成倍增加制造商每年生产的5G组件和设备的数量。制造商面临的挑战是,需要提供快速的方法来校准新设备的多条RF路径和天线配置,并加速OTA解决方案,以获得可靠和可重复的制造测试结果。但是,对于RFIC的批量生产,传统的RF腔室会占用生产车间的大部分空间,扰乱物料搬运流程,并增加资本支出。为了解决这些问题,具有OTA功能的IC插座(带有集成天线的小型RF机箱)现已在市场上销售。它们以减小的尺寸形式提供了半导体OTA测试功能。
设计技巧:选择一个将实验室级5G仪器扩展到生产车间的ATE平台,以简化表征和生产测试数据的相关性。

技术白皮书

5G半导体测试工程师指南

宽带5G IC测试非常复杂。5G半导体测试工程师指南可为您提供帮助。对于在6 GHz以下和mmWave IC测试中花费时间,成本和质量进行权衡的人来说,该指南都是必读的,该指南具有彩色图表,推荐的测试程序以及避免常见错误的技巧。
主题包括:
  • 处理宽广的5G下行和上行OFDM波形
  • 配置宽带测试台以覆盖广泛的频率
  • 避免5G波束成形中常见的错误源
  • 减少无线TX和RX测试程序的测试时间
  • 为大批量生产mmWave RFIC选择RF腔室的替代方案