5G的sub-6GHz及毫米波頻段測(cè)試方案

作者/NI射頻技術(shù)市場(chǎng)工程師 屠方澤

從頻段的角度，我們看到的5G的發(fā)展趨勢(shì)有sub-6GHz（低于6GHz頻段）和毫米波頻段通信。由于頻段特性的區(qū)別，兩種方式需要的測(cè)量方式和測(cè)試挑戰(zhàn)也有一定區(qū)別。

Sub-6GHz的測(cè)量方式和原有4GHz的測(cè)試方式是比較類(lèi)似的，使用傳導(dǎo)測(cè)試或者射頻線纜相連的方式進(jìn)行測(cè)量。測(cè)試測(cè)量的的難度集中在兩點(diǎn)，協(xié)議的變化和測(cè)量帶寬的增加。針對(duì)這兩部分，NI于18年初就推出了最新的RFmx NR測(cè)量參考設(shè)計(jì)方案，符合3GPP NR協(xié)議。在硬件架構(gòu)上，使用最新一代的矢量信號(hào)收發(fā)儀PXIe-5840支持1GHz信號(hào)帶寬的收發(fā)，符合3GPP中對(duì)于sub-6Ghz 400M帶寬的需求。 另一方面，NI也關(guān)注到了5G測(cè)試中的一個(gè)隱形的測(cè)試需求，由于帶寬和協(xié)議復(fù)雜性的增加，必須有新的測(cè)試方法和測(cè)試技巧來(lái)減低測(cè)試時(shí)間，保證測(cè)量效率的提升。NI 矢量信號(hào)收發(fā)儀中集成FPGA模塊，通過(guò)FPGA運(yùn)算來(lái)減低原有CPU運(yùn)算所需的測(cè)試時(shí)間，從而提升整體測(cè)試效率。通過(guò)上述的架構(gòu)，我們也很欣喜能幫助如Qorvo在內(nèi)的芯片公司，幫助他們實(shí)現(xiàn)目前在實(shí)驗(yàn)室的5G芯片的研發(fā)，使用同樣的測(cè)試方案，也可以更順利的過(guò)渡到未來(lái)的量產(chǎn)測(cè)試中。

毫米波頻段測(cè)量，由于毫米波頻段芯片的尺寸將大大的降低，目前我們看到業(yè)界的毫米波芯片會(huì)集成毫米波天線，從而在6GHz以下使用的傳導(dǎo)測(cè)試等方案不在使用于毫米波頻段芯片的測(cè)量，毫米波頻段通常需要OTA（Over-the-air）的測(cè)試方法。在毫米波頻段上，我們看到以下幾個(gè)趨勢(shì)，

1)3GPP規(guī)定的毫米波頻段為非連續(xù)頻段，不同國(guó)家和地區(qū)有不同的頻段選擇；

2)毫米波頻段需要滿(mǎn)足高帶寬的需求；

3)測(cè)試成本是毫米波頻段芯片測(cè)量中必須要考量的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

實(shí)際上在2010年開(kāi)始，NI就開(kāi)始了射頻領(lǐng)先用戶(hù)計(jì)劃，關(guān)注5G技術(shù)在內(nèi)的前沿通信技術(shù)，毫米波通信無(wú)疑是一個(gè)重點(diǎn)方向。在通過(guò)和Nokia、Samsung、ATT、Verizon等設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商的合作中，共同推進(jìn)毫米波系統(tǒng)協(xié)議、信道測(cè)量、測(cè)量技術(shù)和測(cè)量IP的發(fā)展。比如在去年，NI就和Verizon實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)V5G協(xié)議的硬件原型化系統(tǒng)；在今年MWC上， 我們也看到了NI和三星公司在外場(chǎng)測(cè)試的合作計(jì)劃。通過(guò)模塊化硬件的方式，可以最優(yōu)實(shí)現(xiàn)毫米波頻段的信號(hào)原型和信道測(cè)量工作。在未來(lái)的芯片測(cè)試方案，NI模塊化毫米波平臺(tái)也可以幫助客戶(hù)很好的實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到量產(chǎn)測(cè)試的全覆蓋，提高測(cè)試效率，降低測(cè)試成本。