Cinco retos para realizar pruebas en dispositivos de banda ancha 5G

Los diseñadores e ingenieros de pruebas que trabajan en dispositivos de banda ancha 5G requieren soluciones de prueba precisas, rápidas y rentables para garantizar la fiabilidad de los nuevos diseños de chips. Conozca los principales desafíos y soluciones para las pruebas de IC de banda ancha 5G según National Instruments.

5G New Radio incluye dos tipos diferentes de formas de onda:

• El prefijo cíclico OFDM (CP-OFDM) para el enlace descendente y el ascendente.
• La propagación de la transformación discreta de Fourier OFDM (DFT-S-OFDM) sólo para el enlace ascendente; esta forma de onda se asemeja al acceso múltiple por división de frecuencia de una sola portadora de LTE (SC-FDMA).

Los investigadores e ingenieros que trabajan en la prueba de dispositivos 5G tienen los nuevos retos de crear, distribuir y generar formas de onda 5G entre sus bancos de diseño y prueba. Los ingenieros necesitan trabajar con señales de enlace ascendente y descendente altamente complejas y conformes a las normas, que tienen anchos de banda más grandes que nunca antes. Incluyen una variedad de diferentes asignaciones de recursos; conjuntos de modulación y codificación; información de demodulación, sondeo y seguimiento de fases; y configuraciones de una sola portadora y de portadoras contiguas y no contiguas.

Seleccione un conjunto de herramientas de conformidad con la norma 5G que le permita generar, analizar y compartir estas formas de onda entre los bancos de prueba para caracterizar plenamente sus DUT.

Aunque los ingenieros de RF han estado trabajando con sistemas de prueba especializados y costosos para la onda mmW en industrias como la aeroespacial y la militar, esto representa un territorio inexplorado para la industria de semiconductores del mercado masivo. Los ingenieros necesitan equipos de prueba rentables para configurar más bancos de prueba para un tiempo de comercialización más corto. Estos nuevos bancos deben soportar una alta linealidad; una estrecha precisión de amplitud y fase en grandes anchos de banda; un bajo ruido de fase; una amplia cobertura de frecuencia para dispositivos multibanda; y la capacidad de probar la coexistencia con otros estándares inalámbricos. Junto con el potente hardware, los bancos modulares de prueba y medición basados en software podrán adaptarse rápidamente a los nuevos requisitos de prueba.

Invierta en una plataforma de prueba de banda ancha que pueda evaluar el rendimiento en las bandas de frecuencia existentes y en las nuevas. Seleccionar una instrumentación que no sólo apoye la coexistencia con los estándares actuales, sino que también se adapte a la evolución del estándar a lo largo del tiempo.

El trabajo con señales amplias por debajo de 6 GHz y a frecuencias de mmWave requiere la caracterización y validación de un mayor rendimiento de los componentes de las comunicaciones de RF. Los ingenieros no sólo deben probar diseños innovadores para amplificadores de potencia multibanda, amplificadores de bajo ruido, duplexores, mezcladores y filtros, sino que también deben asegurarse de que las nuevas y mejoradas cadenas de señales de RF soporten el funcionamiento simultáneo de las tecnologías de 4G y 5G. Además, para superar las importantes pérdidas de propagación, la onda mmWave 5G requiere subsistemas de formación de haces y matrices de antenas, que exigen soluciones de prueba multipuerto rápidas y fiables.

Asegúrese de que sus sistemas de prueba puedan manejar dispositivos 5G multibanda y multicanal para abordar formadores de haz, MEF y transceptores.

Los ingenieros que trabajan en dispositivos de formación de haces 5G se enfrentan al reto de caracterizar los trayectos de transmisión y recepción y de mejorar la reciprocidad para el TX y el RX. Por ejemplo, a medida que el amplificador de potencia de transmisión entra en compresión, introduce amplitud, desplazamientos de fase y otros efectos térmicos que el LNA en la trayectoria del receptor no produciría. Además, las tolerancias de los desfasadores, atenuadores variables, amplificadores de control de ganancia y otros dispositivos podrían causar desplazamientos de fase desiguales entre los canales, lo que afecta a los patrones de haz previstos. La medición de estos efectos requiere procedimientos de prueba por aire (OTA) que hacen que las mediciones tradicionales como TxP, EVM, ACLR, y la sensibilidad sean espacialmente dependientes.

Utilice las técnicas de prueba OTA que sincronizan el control de movimiento rápido y preciso y las mediciones de RF para caracterizar con mayor precisión los sistemas de formación de haces de 5G sin exceder su presupuesto de tiempo de prueba.su presupuesto de tiempo de prueba.

Las nuevas aplicaciones de 5G y las verticales de la industria aumentarán exponencialmente el número de componentes y dispositivos de 5G que los fabricantes necesitan producir por año. Los fabricantes se enfrentan al reto de proporcionar formas rápidas de calibrar las múltiples rutas de RF y configuraciones de antena de los nuevos dispositivos y acelerar las soluciones OTA para obtener resultados de pruebas de fabricación fiables y repetibles. Sin embargo, para la producción en volumen de los RFIC, las cámaras de RF tradicionales pueden ocupar gran parte del espacio del piso de producción, interrumpir los flujos de manejo de materiales y multiplicar los gastos de capital. Para hacer frente a estos problemas, ya se encuentran disponibles comercialmente enchufes de CI con capacidad de OTA, pequeñas cámaras de RF con una antena integrada. Éstos proporcionan OTA de semiconductores en un factor de forma reducido.

Seleccione una plataforma ATE que extienda la instrumentación de grado de laboratorio 5G a la planta de producción para simplificar la correlación de la caracterización y los datos de las pruebas de producción.