【導(dǎo)讀】5G發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,5G毫米波(mmWave)頻段提供了豐富的頻譜,以支持極高的容量、高吞吐量、低時(shí)延及數(shù)量不斷上升的5G毫米波設(shè)備,包括手機(jī)、筆記本電腦等等。
然而,在網(wǎng)絡(luò)速度、帶寬和同步方面,最新5G網(wǎng)絡(luò)對測試和表征的需求要比上一代網(wǎng)絡(luò)呈指數(shù)級提高。這要求測試新技術(shù)和新器件,包括多輸入多輸出(MIMO)天線陣列,高GHz毫米波頻率信號測試和生成。
我們經(jīng)常會遇到如下兩個(gè)痛點(diǎn):
測試混合信號:待測(DUT)包含RF信號、數(shù)字信號和模擬信號等需要測試的信號,必須設(shè)置多個(gè)測試環(huán)境,購買全部不同的設(shè)備需要一大筆錢,支出相當(dāng)可觀。
MIMO/帶寬:不能使用過去測試4G信號使用的頻譜分析儀,5G信號帶寬更寬,并且需要同時(shí)測試不止一條以上的通道。
圖1. 5G SignalVu軟件測量:ACPR、SEM、EVM和功率
波束成型是怎么引入的呢?我們經(jīng)常聽到波束成型器賦能5G毫米波,這并不是炒作。波束管理在毫米波通信中是一種決定性特性,將在5G無線設(shè)計(jì)的未來發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。從本質(zhì)上看,想讓5G毫米波對用戶發(fā)揮效用,波束成型是必備的功能。
圖2. 5G毫米波波束成型器,用于4x4 MIMO雙極化基站(Renesas Electronics)。
波束成型采用多架天線在略微不同的時(shí)間廣播相同的信號,讓我們可以通過更具方向性的連接將無線信號聚焦到指定的接收設(shè)備,從而使得通信的速度更快,質(zhì)量更高,可靠性更強(qiáng)。波束成型器是系統(tǒng)的核心,因?yàn)樗?qū)動(dòng)每個(gè)天線陣列,通常加在一起會有512架天線和1,024個(gè)天線單元。由于每個(gè)無線單元中有這么多貼片天線或天線元,所以優(yōu)化整體性能、功耗和每個(gè)無線單元的成本非常重要。
圖3. 波束成型器MIMO OTA測試設(shè)置(左),包括RF功率測量(右上)和相位匹配(右下)。
由于這么大的單元數(shù)目,所以波束成型器設(shè)計(jì)的每個(gè)方面都至關(guān)重要。功耗會乘512,任何不理想或單元間不匹配也會放大。您需要單元間良好的RMS相位誤差,操控波束時(shí)在相位和增益間需要良好正交,否則邊帶電平會提高,進(jìn)而危及整體系統(tǒng)性能。所有這一切,都使得波束成型器成為5G毫米波無線設(shè)計(jì)至關(guān)重要的組成部分。
然而,在測試波束成型的所有方面時(shí),要求的工時(shí)數(shù)量和設(shè)備時(shí)間數(shù)量都面臨著挑戰(zhàn)。有許多設(shè)備,有許多參數(shù)和單元組合,您必需小心各種單元之間的耦合。從干擾到阻塞和等效全向輻射功率(EIRP),必須從整個(gè)天線區(qū)域的方面進(jìn)行測量,因此傳導(dǎo)測量變得異常重要,空中(OTA)測量也就變得至關(guān)重要。
然后呢?我們需要更多更寬的帶寬。我們已經(jīng)推進(jìn)5G至極高的頻率和很高的瞬時(shí)帶寬的邊界,下一步6G是優(yōu)化現(xiàn)有資源,讓科技更環(huán)保,更好地利用有限的頻譜。
您可以了解泰克5G測試和校準(zhǔn)解決方案是怎樣為無線技術(shù)優(yōu)化的,也可以觀看我們的幻燈片演示5G空中測量。
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