寬頻 5G 裝置測試的 5 大挑戰

開發寬頻 5G 裝置設計人員測試工程師,需要準確、快速符合成本效益測試解決方案,確保晶片設計可靠無虞。歡迎了解寬頻 5G IC 測試主要測試挑戰解決方案。

1. 波形更寬、複雜。

5G New Radio 包含 2 種不同類型的波形:

  • 適用於下鏈與上鏈的循環式前置區段 OFDM (CP-OFDM)
  • 僅適用於上鏈的離散傅立葉轉換展頻 OFDM (DFT-S-OFDM);此波型近似於 LTE 的單載波分頻多重存取 (SC-FDMA)

 

開發 5G 裝置測試的研究人員與工程師面臨的新挑戰,是需在設計與測試台上建立、配置與產生 5G 波形。工程師需要處理高複雜度且符合標準的上鏈與下鏈訊號,這些訊號的頻寬也比過往更大。其中包含多種不同資源配置、調變與編碼組合、解調、探測與相位追蹤資訊,以及單載波與連續/非連續載波聚合設定。

 

選擇符合 5G 標準的工具集,即可在測試台間產生、分析與分享波形,對受測裝置進行完整的特性化。

2. 儀器必須具備寬頻特性,同時必須符合成本效益方式廣泛頻率範圍。

雖然航太國防產業的 RF 工程師已推出專屬且昂貴的 mmWave 測試系統,對半導體產業的廣大市場而言,此一領域仍缺乏顯著成果。工程師需要透過符合成本效益的測試設備來配置更多測試台,以縮短上市時間。這些新平台需要支援高線性、適用於廣大頻寬的密切振幅與相位準確度、具備低相位雜訊、適用於多頻裝置的廣大頻率涵蓋範圍,以及具有搭配其他無線標準測試共存的功能。搭配強功能大的硬體後,運用模組化、軟體定義的測試與量測平台,即可迅速因應不同於以往的新測試需求。

 

投資能評估現有頻帶與新頻帶效能的寬頻測試平台。選擇的測試儀控設備除了應支援與現有標準共存外,也能與時俱進因應不斷革新的標準。

3. 元件特性檢驗進行更多測試作業。

處理低於 6 GHz 與頻率為 mmWave 的寬廣訊號時,需要提高 RF 通訊元件的特性化與驗證效能。工程師不但必須測試多頻功率放大器、低雜訊放大器、雙工器、混合器與濾波器的創新設計,也得確保改善後的新 RF 訊號鏈支援 4G 與 5G 技術的同步作業。此外,為了克服顯著的傳播損耗,mmWave 5G 需要運用波束賦形子系統與天線陣列,因此需要快速穩定的多埠式測試解決方案。

 

確保您的測試系統可處理多頻與多通道 5G 裝置,以因應波束賦形器、FEM 與收發器。

4. Massive MIMO 與波束系統的空中傳輸測試,使傳統作業具有空間相依性。

開發 5G 波束賦形裝置的工程師所面臨的挑戰是,須進行傳輸與接收路徑的特性化作業,並改善 TX 與 RX 的互易性。舉例來說,隨著傳輸功率放大器進入壓縮狀態,會產生振幅、相位移轉與其他熱能效應,而這類情況在接收器路徑中的 LNA 並不會產生。此外,相位移轉器、可變衰減器、增益控制放大器與其他裝置的容錯範圍,都有可能在通道之間造成不對等的相位偏移,進而影響預期的波束型。要量測這些效應,需要採用空中傳輸 (OTA) 測試程序,使 TxP、EVM、ACLR 與敏感度等傳統量測作業具備空間相依性。

 

利用 OTA 測試技巧,同步進行快速精確的運動控制與 RF 量測作業,進而更準確地執行 5G 波束賦形系統的特性化作業,不會超出預定的測試時間範圍。

5. 大量生產測試需要快速效率調整能力。

全新的 5G 應用與產業垂直市場,意味著製造商每年所需生產的 5G 元件與裝置數量將呈指數成長。製造商正面臨一大挑戰:需要快速校準新裝置上的多個 RF 路徑與天線設定,並加快採用 OTA 解決方案的腳步,以實現穩定且可重複的製造測試成果。然而,對 RFIC 的大量生產而言,傳統的 RF 實驗室卻有可能佔用過多的生產線空間、干擾材料處理流程,並大幅增加資本支出。為解決上述問題,市面上開始出現具備 OTA 功能的 IC 測試座 (具備整合式天線的小型 RF 機箱),藉此以更精巧的規格來進行半導體 OTA 功能測試。

 

選擇可將實驗室等級的 5G 儀控設備延伸至生產線應用的 ATE 平台,簡化特性化與生產測試間的關聯作業。

技術文章


5G 半導體測試工程師指南

寬頻 5G IC 測試是相當複雜的。5G 半導體測試工程師指南能協助您面對挑戰。透過彩色圖表、推薦的測試程序與如何避免常見錯誤訣竅,此指南對於任何想深入了解 6 GHz 以下與 mmWave IC 測試在時間、成本與品質權衡議題的人而言,都是必讀之作。

 

主題包含:

  • 使用廣域 5G 下鏈和上鏈 OFDM 波形
  • 配置寬頻測試台以擴大頻率涵蓋範圍
  • 避免 5G 波束賦形中的常見錯誤
  • 縮短空中傳輸 TX 和 RX 測試程序的測試時間
  • 為 RF 實驗室選擇適用於 mmWave RFIC 大量生產的替代方案

創新的 5G 測試解決方案