5 Herausforderungen beim Testen von 5G-Breitbandgeräten
Entwickler und Testingenieure, die an 5G-Breitbandgeräten arbeiten, benötigen genaue, schnelle und kostengünstige Testlösungen, um zuverlässige Chipdesigns zu entwickeln. Erfahren Sie mehr über die Herausforderungen und Lösungen für den Test von 5G-Breitband-ICs.
Entwickler und Testingenieure, die an 5G-Breitbandgeräten arbeiten, benötigen genaue, schnelle und kostengünstige Testlösungen, um zuverlässige Chipdesigns zu entwickeln. Erfahren Sie mehr über die Herausforderungen und Lösungen für den Test von 5G-Breitband-ICs.
1. Die Signalverläufe sind breiter und komplexer.
5G New Radio umfasst zwei verschiedene Arten von Signalverläufen:
- Orthogonales Frequenzmultiplexing mit zyklischem Präfix (CP-OFDM) für Down- und Uplink
- OFDM mit diskreter Fourier-Transformation (DFT-S-OFDM) nur für Uplink. Dieser Signalverlauf ähnelt dem Frequenzmultiplexverfahren mit Einzelträger (SC-FDMA) bei LTE.
Forscher und Ingenieure, die an 5G-Gerätetests arbeiten, stehen vor der neuen Herausforderung, 5G-Signalverläufe zwischen ihren Entwurfs- und Prüfständen zu erstellen, zu verteilen und zu generieren. Ingenieure müssen mit hochkomplexen, standardkonformen Uplink- und Downlink-Signalen arbeiten, die größere Bandbreiten als je zuvor aufweisen. Sie umfassen eine Vielzahl verschiedener Ressourcenzuweisungen, Modulations- und Kodierungssätze, Demodulations-, Schall- und Phasenverfolgungsinformationen sowie Konfigurationen mit einem einzelnen Träger sowie zusammenhängenden und nicht zusammenhängenden Trägern.
Wählen Sie ein standardkonformes 5G-Toolset aus, mit dem Sie die Signalverläufe erzeugen, analysieren und auf mehreren Prüfständen gemeinsam nutzen können, um Ihre Prüflinge vollständig zu charakterisieren.
2. Messgeräte müssen breitbandfähig und linear sein sowie einen weiten Frequenzbereich kostengünstig abdecken.
Obwohl RF-Ingenieure mit speziellen und teuren Testsystemen für mmWave in Industrien wie Luft- und Raumfahrt und Militär arbeiten, stellt dies für die Halbleiterindustrie im Massenmarkt Neuland dar. Ingenieure benötigen kostengünstiges Testequipment, um mehr Prüfstände für eine kürzere Markteinführungszeit zu konfigurieren. Diese neuen Prüfstände müssen hohe Linearität, herausragende Amplituden- und Phasengenauigkeit über große Bandbreiten, geringes Phasenrauschen, eine umfassende Frequenzabdeckung für Multibandgeräte und die Fähigkeit zum Testen auf Koexistenz mit anderen Wireless-Standards unterstützen. Neben leistungsstarker Hardware können modulare, softwarebasierte Prüf- und Messstände schnell an neue Prüfanforderungen angepasst werden.
Investieren Sie in eine Breitband-Testplattform, die die Leistung in bestehenden und neuen Frequenzbändern bewerten kann. Wählen Sie eine Instrumentierung, die nicht nur die Koexistenz mit aktuellen Standards unterstützt, sondern sich auch an die Entwicklung des Standards im Laufe der Zeit anpassen lässt.
3. Die Charakterisierung und Validierung von Komponenten erfordert intensiveres Testen.
Die Arbeit mit breiten Signalen unter 6 GHz und bei mmWave-Frequenzen erfordert die Charakterisierung und Validierung einer höheren Leistung von RF-Kommunikationskomponenten. Ingenieure müssen nicht nur innovative Designs für Multiband-Leistungsverstärker, rauscharme Verstärker, Duplexer, Mischer und Filter testen, sondern auch sicherstellen, dass neue und verbesserte RF-Signalketten den gleichzeitigen Betrieb von 4G- und 5G-Technologien unterstützen. Darüber hinaus erfordert mmWave 5G zur Überwindung erheblicher Verbreitungsverluste Beamforming-Subsysteme und Antennen-Arrays, die auf schnelle und zuverlässige Multiport-Testlösungen angewiesen sind.
Stellen Sie sicher, dass Ihre Testsysteme 5G-Geräte mit mehreren Bändern und mehreren Kanälen unterstützen, damit auch Beamformer, FEMs und Transceiver adressiert werden können.
4. Durch die Funktests von Massive-MIMO- und Beamforming-Systemen liegt bei herkömmlichen Messungen eine räumliche Abhängigkeit vor.
Ingenieure, die an 5G-Beamforming-Geräten arbeiten, stehen vor der Herausforderung, die Sende- und Empfangspfade zu charakterisieren und die Reziprozität für TX und RX zu verbessern. Wenn der Sendeleistungsverstärker beispielsweise komprimiert wird, führt er zu Amplituden- und Phasenverschiebungen sowie anderen thermischen Effekten, die der LNA im Empfängerpfad nicht erzeugen würde. Darüber hinaus können die Toleranzen von Phasenschiebern, variablen Dämpfungsgliedern, Verstärkungsregelverstärkern und anderen Geräten zu unterschiedlichen Phasenverschiebungen zwischen Kanälen führen, was sich auf die erwarteten Strahlmuster auswirkt. Die Messung dieser Effekte erfordert Over-the-Air-Testverfahren (OTA), die herkömmliche Messungen wie TxP, EVM, ACLR und Empfindlichkeit räumlich abhängig machen.
Verwenden Sie OTA-Prüfmethoden, die schnelle und präzise Bewegungssteuerung und Hochfrequenzmessungen synchronisieren, um 5G-Beamforming-Systeme genauer zu charakterisieren, ohne die anvisierten Prüfzeiten zu überschreiten.
5. Serienfertigungstests erfordern eine schnelle und effiziente Skalierung.
Neue 5G-Anwendungen und -Industriezweige werden die Anzahl der 5G-Komponenten und -Geräte, die Hersteller pro Jahr produzieren müssen, exponentiell erhöhen. Hersteller stehen vor der Herausforderung, Möglichkeiten zur schnellen Kalibrierung der verschiedenen RF-Pfade und Antennenkonfigurationen neuer Geräte bereitzustellen und die OTA-Lösungen für zuverlässige und wiederholbare Fertigungstestergebnisse zu beschleunigen. Für die Serienfertigung von RFICs können herkömmliche RF-Kammern jedoch einen Großteil der Produktionsfläche beanspruchen, den Materialfluss unterbrechen und die Investitionskosten vervielfachen. Um diesen Problemen zu begegnen, sind jetzt OTA-fähige IC-Sockets – kleine RF-Gehäuse mit integrierter Antenne – im Handel erhältlich. Diese bieten Halbleiter-OTA-Testfunktionen mit reduziertem Formfaktor.
Wählen Sie eine ATE-Plattform, mit der Sie 5G-Messtechnik in Laborqualität auch auf die Produktion ausweiten können, um die Korrelation von Charakterisierungs- und Produktionsprüfdaten zu vereinfachen.
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Das Testen von ICs für 5G-Breitbandgeräte ist komplex. Der Engineer‘s Guide to 5G Semiconductor Test soll Ihnen diese Aufgabe erleichtern. Der farbig bebilderte Leitfaden ist ein Muss für alle, die sich mit den Zeit-, Kosten- und Qualitätsfaktoren von IC-Tests für Sub-6-GHz- und mmWave-Geräte befassen. Er gibt Empfehlungen zu Testverfahren und Tipps zur Vermeidung häufiger Fehler.
Folgende Themen werden behandelt:
- Einsatz breiter OFDM-Signalformen für Downlink und Uplink bei 5G
- Konfiguration von Breitbandprüfständen für umfassende Frequenzabdeckung
- Vermeidung häufiger Fehlerquellen beim 5G-Beamforming
- Verkürzung der Ausführungszeiten von Over-the-Air-Prüfverfahren für TX/RX
- Alternativen zu RF-Kammern für die Serienfertigung von mmWave-RFICs
Innovative Lösungen für den 5G-Test
Solution Flyer: Testen von 5G-mmWave-Halbleitergeräten
Lernen Sie die neuen Prüfschnittstellen für 5G-mmWave-Breitbandgeräte kennen und erfahren Sie, wie Sie diese einsetzen.
Weitere Informationen erhalten Sie in unserem Flyer zu RFIC-Lösungen
Informieren Sie sich über Lösungen für das Testen von Sub-mmWave-ICs, die einen schnellen, flexiblen Ansatz zur Senkung von Prüf- und Entwicklungskosten bieten.