5 g驱动新的测试方法

测试/验证供应商声称在比赛中稳步推进提供5 g网络组件支持毫米波以及低频网络。从现有的状态没有现成的测试设备适合5 g独立的新收音机(NR),测试公司引进设备可以处理mmWave组件测试规模有限。

5克下一代无线通信协议被吹捧为革命的承诺提供移动网络速度10 x更低的延迟,10 x更高的吞吐量和3 x光谱效率改进。它还将有100 x高流量和网络容量和效率支持10 x尽可能多的设备,根据约翰•斯密负责工程的副总裁高通的一次演讲中,在最近的5 g峰会在IEEE国际微波研讨会在波士顿。

这些功能依赖于使用先进的网络功能,包括波束形成,相控阵和大规模的多输入多输出(mMIMO) /但他们更加依赖扩大为移动网络连接可用的频率范围。

目前移动网络从400兆赫到6 ghz频率,把大部分在2.5 ghz 3.5 ghz范围。

几乎所有现有的测试和商业5 g网络中存在sub-6GHz范围,它确实需要一些调整软件、网络、天线配置和其他功能,但只有尽可能多的改变需要从3 g, 4 g,例如,根据迈克尔•Foegelle ETS-Lindgren技术开发主管。“我们以前做过,”他说。“这需要一些努力,但我们知道如何处理它。”

大好处和变化来自转向毫米波(mmWave)频率高于24 ghz。这些频率提供更多的带宽比所有其他可用频率移动通信结合,但他们也为半导体制造商代表未知的领地。

图1:多点天线测试。资料来源:国家仪器

“在前几代的无线技术,天线是全向或者宽束,”凯文说Loughran,副总裁和无线在捷普集团首席技术官,表示在最近期间NIWeek。

设备设计为5 g mmWave连接需要相控阵天线设计,这创造了一个问题。这些天线太小和太复杂的力量足以4 g天线探头。相控阵天线必须能够发送和接收的波形在现实条件下测试。

“5 g技术波束形成和巨大的天线系统采用64或128天线元素的数组,“Loughran说。“通过发送信号到多个天线元素和独立调整阶段和增益,我们可以直接到特定的能量点。”

别人看到类似的问题。“关键挑战是包和天线可能注意实际的连接器,”基斯说他,美国应用研究和技术副总裁效果显著。“随着毫米波,包是天线。Xcerra已经谈到无线屏蔽套接字在过去的几年里。我们正在做几件事情,有些类似,有些不同。的理想是能够把它变成一个包和不需要碰它或测试它,因为它已经完成了。这些解决方案已经存在于汽车雷达,但数量并不大。我们认为我们有新的想法,我们将展示他们在未来几个月。一个涉及到如何处理嵌入式包。”

不能过早发生。早在今年3月,蜂窝网络测试和验证专家说他们缺乏行之有效的工具和技术来测试或验证组件在新mmWave 5 g设备。事实上,找到一个方法来测试mmWave天线/射频集成电路组件被证明是如此不同于前几代,没有现有的现成的测试设备的挑战,2018年6月,研究发表在IEEE访问。

5 g天线不是第一个要测试在消声室,但陌生的天线设计的结合,易堵塞频率,不完整的标准和在软件使利润率高的困难设置错误,Foegelle说。

的一个主要缺点为公司努力开发自己的5 g芯片,组件或系统是自动化测试设备的缺乏(吃)——压力得到5 g产品出门一样快possible-prompted许多修补自己的解决方案使用网络分析仪或高频射频分析仪,大卫·霍尔说,首席营销人员国家仪器。

国家仪器5月21日宣布了一项5 g mmWave-supporting版本的PXI矢量信号收发器、测试系统软件定义无线电体系结构,结合矢量信号发生器、信号分析仪和fpga实时信号处理器。

单位是一个PXI-based模块能够切换1 ghz频率的带宽55 ghz。它可以支持多达72 mmWave港口一个测试人员配置,允许集成32通道的切换波束形成和相控阵功能测试。它还允许测试5 GHz 21 GHz和23个GHz同时44 GHz。

业务结束是一个隔离的消声室测试设备(DUT)暂停在RF-opaque室这样一个信号源可以从任何角度来测试它。移动信号来源而不是DUT有助于减少测试所需的一系列举措,从所有角度和DUT有助于降低整体的测试时间,根据Gerardo奥罗斯科,镍主要软件工程师。他说测量时间从6分钟减少到约23秒。

罗德与施瓦茨开发了一个anechoic-chamber-based综合测试系统,但是它描述自己的单位和NI的研发资金的快速周转的支持作用比在生产低优先级。

罗德与施瓦茨单元可以独立的做测试的5 g组件,或5 g与3 g或4 g集成测试。该公司曾宣布其他5 g相关测试设备包括一个版本为完整的3 gpp 5 g的新收音机设计规范的测试高通Snapdragon×50 5 g的调制解调器。

投入的角度看,有稳定的增长在5 g测试在过去的一年。现在扩大包括mmWave测试,Frank Schirrmeister说,高级组的产品管理和营销总监节奏。

“我们看到了一些去年上升与美国国家仪器工作人罗德与施瓦茨,“Schirrmeister说。“我们有客户连接这些系统为他们的数字仿真测试,但这是天线和更少的芯片,这成为应用程序处理器和5 g系统的调制解调器。大多数人都使用标准FPGA今天接口,适用于一个更传统的水平。但这里是另一个整体水平的测试,。如果你突然有一千个很小的设备在您的环境中,你怎么测试一群移动对象?它必须做更多的模拟级别,或者多实例仿真,以确保这些东西可以互相交谈。但这不是通常的类测试的如果你想要更多的在调制解调器和应用处理器。有趣的是它看起来好像我们赌仿真能力和处理能力billion-gate设计实质回报,只是因为复杂性的要求。”

图3:在测试的挑战。来源:NI / IC的见解

肯定是有更多的测试和开发公司去赶5 g波,但也需要测试和设计帮助来自技术本身的复杂性。

“如果你看看巨大的天线系统,复杂性是改变基带处理器完全,”罗恩·洛曼说,物联网战略营销经理Synopsys对此。“你看ASIC设计师利用,甚至建立自己的基带处理器和机器学习等技术被添加到基础设施。高速并行转换器来处理不断增加的带宽需求。这一事实有多个无线电涉及可能意味着对我们更多的业务,但是也有更多的复杂性设计基带载波聚合和大规模的再分配,这意味着更多的迭代,更多的复杂性。有很多方面,很难深入一个具体的事情,只关注。”

随着复杂性的增长,测试设备的作用还包括更多的变化设计的支持,这可能会鼓励更多的迭代和矿石测试,洛曼指出。

极高水平的竞争也可以吸引人们做出的决定基于过早假设会发生什么事mmWave或5 g的sub-6GHZ部分市场,Rajeev Rajan说,负责全球营销、伙伴关系和CXO通信有限元分析软件。“我们似乎把事情有点向竞争与5克,我们现在还没有网络了。我们必须保持我们的眼睛应该do-bandwidth,低延迟、高体积容量。创造一些是不够的。当我在高通他们4 g推广优化,是美丽的,但不是现在。有问题的密度环境在某些地方,例如。最终我们将去一个地方,我们有设备和人民和网络一起移动,就像一个交响乐。”

多快,还不清楚会发生。第一步是能够测试这些设备迅速和充分正通过制造业,而现在,仍有很长的路要走。

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