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광대역 5G 디바이스 테스트의 5가지 과제

광대역 5G 디바이스 설계자 및 테스트 엔지니어들은 정확하고 신속하며 경제적인 테스트 솔루션이 있어야만 신규 칩 설계의 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 광대역 5G IC 테스트시 마주하게 되는 주요 테스트 과제 및 솔루션에 대해 알아보십시오.

1. 웨이브폼이 더욱 넓고 복잡합니다.

5G NR에는 두 가지 유형의 웨이브폼이 있습니다.

  • 업링크 및 다운링크용 CP-OFDM (Cyclic-Prefix OFDM)
  • 업링크 전용 웨이브폼인 DFT-S-OFDM(Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 LTE의 SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)와 유사합니다.

 

5G 디바이스 테스트를 수행하려면 설계 및 테스트 벤치에서 5G 웨이브폼을 생성하고 배포하는 등의 새로운 과제를 해결해야 합니다. 엔지니어는 지금까지 대역폭 중 가장 큰 대역폭을 가진 매우 복잡한 표준형 업링크 및 다운링크 신호로 작업을 해야 합니다. 또한 변조 및 코딩 세트, 복조, 사운딩 및 위상 추적 정보, 단일 캐리어 및 인접/비인접 캐리어 어그리게이션 구성 등의 다양한 자원의 배분도 포함됩니다.

 

테스트 벤치 사이에서 이러한 웨이브폼을 생성, 분석 및 공유하여 DUT를 완벽하게 특성화할 수 있도록 지원하는 5G 표준에 부합하는 툴 세트를 선택하십시오.

2. 계측기는 광대역 및 선형이어야 하며, 광대한 주파수 범위를 경제적으로 커버해야 합니다.

항공 우주 및 국방 등의 산업에서 mmWave용 고가의 특수 테스트 시스템을 사용한 적이 있는 RF 엔니지어에게도 대량 판매시장인 반도체 산업용 테스트 장비는 아직 미개척 분야입니다. 경제적인 테스트 장비가 있어야만 더 많은 테스트 벤치를 구성하여 좀 더 빠른 시간 내에 시장에 제품을 출시할 수 있습니다. 이러한 새로운 벤치는 반드시 높은 선형성을 비롯해 넓은 대역폭에서 정밀한 진폭 및 위상 정확도, 낮은 위상 잡음, 멀티밴드 디바이스용 광범위한 주파수 범위, 다른 무선 표준과의 공존성 테스트 기능 등을 반드시 지원해야 합니다. 강력한 하드웨어로 제작된 모듈식 소프트웨어 기반 테스트 및 측정 벤치를 이용하여 새로운 테스트 요구 사항에 빠르게 대응할 수 있습니다. 

 

기존 및 신규 주파수 대역에서 성능 평가가 가능한 광대역 테스트 플랫폼에 투자하십시오. 현재의 표준과 공존하고, 또 미래의 개정 표준에도 적응할 수 있는 지원하는 계측기를 선택하십시오.

3. 구성요소 특성화 및 검증에는 더 많은 테스트가 필요합니다.

6GHz 미만의 넓은 신호와 mmWave 주파수로 작업하려면 RF 통신 구성요소의 성능을 특성화하고 검증해야 합니다. 엔지니어는 멀티밴드 전력 증폭기, 저잡음 증폭기, 듀플렉서, 믹서 및 필터용 혁신적인 설계를 테스트하는 것 외에도, 새롭고 향상된 RF 신호 체인이 4G 및 5G 기술의 동시 작동을 지원하도록 구현해야 합니다. 또한 중요한 전파 손실을 극복하기 위해, mmWave 5G에는 빠르고 안정적인 멀티포트 테스트 솔루션이 요구되는 빔포밍 서브시스템 및 안테나 어레이가 필요합니다.

 

빔포머, FEM 및 트랜시버를 다루기 위해서는 테스트 시스템이 멀티밴드 및 멀티채널 5G 디바이스들을 모두 처리할 수 있어야 합니다.

4. 대용량 MIMO 및 빔포밍 시스템의 무선 테스팅은 공간에 의존적인 전통적인 측정과는 차별화됩니다.

5G 빔포밍 디바이스 작업시 송수신 경로를 특성화하고 TX 및 RX용 상호성을 개선하는 등의 난제에 직면하게 됩니다. 예를 들어 송신 전력 증폭기가 압축되면 진폭, 위상 변이 및 수신기 경로 상의 LNA가 생성하지 않는 기타 열 효과가 발생합니다. 또한 위상 시프터, 가변 감쇠기, 이득 제어 증폭기 및 기타 디바이스의 허용 오차는 채널 간에 불균등한 위상 변이를 유발할 수 있으며, 이는 예상 빔 패턴에 영향을 미칩니다. 이러한 효과를 측정하려면 TxP, EVM, ACLR 및 감도 등의 공간에 의존적인 기존 측정과는 다른 OTA (over-the-air) 테스트 절차가 필요합니다.

 

빠르고 정확한 모션 제어 및 RF 측정을 동기화하는 OTA 테스트 기술을 사용하여 테스트 시간 예산을 초과하지 않으면서 보다 정확하게 5G 빔포밍 시스템을 특성화하십시오.

5. 대량 생산 테스트를 위해서는 빠르고 효율적인 스케일링이 필요합니다.

새로운 5G 어플리케이션 및 산업 분야의 탄생으로 5G 부품 및 디바이스의 생산량을 매년 기하급수적으로 증가할 것입니다. 제조사는 안정적이고 반복 가능한 제조 테스트 결과를 얻을 수 있도록 새로운 디바이스의 다중 RF 경로 및 안테나 구성을 신속하게 보정하고 OTA 솔루션을 가속화할 방법을 제공해야 합니다. 문제는 RFIC의 대량 생산을 위한 기존 RF 챔버가 생산 현장 공간의 상당 부분을 차지하여, 자재 취급 흐름을 방해하고 자본 비용을 증대시킬 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 OTA IC 소켓(통합 안테나가 있는 소형 RF 인클로저)이 현재 시판되고 있습니다. 덕분에 축소된 폼 팩터에서도 반도체 OTA 테스트가 가능합니다.

 

실험실급 5G 계측을 생산 현장까지 확장하는 ATE 플랫폼을 선택하여 특성화와 생산 테스트 데이터간의 연관성을 단순화하십시오.

기술 백서


엔지니어들을 위한 5G 반도체 테스트 가이드

광대역 5G IC 테스트는 복합적인 특성을 지닙니다. 여러분의 테스트에 도움이 되는 5G 반도체 테스트 가이드를 소개해 드립니다. 본 가이드는 6 GHz 이하 대역 주파수 및 mmWave IC 테스트시 시간, 비용 및 품질의 상관 관계를 고려해야 하는 여러분이 반드시 읽으셔야 할 문서로서, 컬러 다이어그램, 권장 테스트 절차, 일반적인 실수를 방지하기 위한 팁 등을 제공합니다.

 

다루는 토픽:

  • 넓은 5G 다운링크 및 업링크 OFDM 파형 작업
  • 포괄적인 주파수 범위를 테스트하기 위해 광대역 테스트 벤치 설정하기
  • 5G 빔포밍의 일반적인 오류 방지
  • OTA (over-the-air) TX 및 RX 테스트 절차의 테스트 시간 단축
  • mmWave RFIC의 대량 생산을 위해 RF 챔버를 대체하는 옵션 선택하기

혁신적인 5G 테스트 솔루션