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    當 5G 遇上毫米波,它們將面臨哪些挑戰?

    2019-07-23 10:51:45 來源:半導體行業觀察
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    相對于目前4G使用的中低頻,5G在中高頻及毫米波頻段的速度和帶寬上具有天生的優勢。于是,毫米波就成為了5G的重要頻段之一。工信部今年6月份正式向中國聯通,中國移動,中國電信,中國廣電發放5G牌照,我國正式進入5G商用元年。

     

    毫米波與5G之間的關系

    5G包含兩大頻譜范圍,分別是sub-6GHz和毫米波頻段。早期主要聚集在新的3.5-4.5 GHz頻率范圍內。對于5G技術來說,毫米波則對5G 更具有革命性意義,目前最主要代表頻段是28GHz 和39 GHz 。據相關消息稱,智能手機中的毫米波與6GHz以下頻段有不同作用。預計到2025年,將有三分之一的5G智能手機可能具有毫米波能力,其他三分之二是采用6GHz以下頻段。

     

    為了滿足海量數據在傳輸上的需求,很多服務運營商已經開始著手研究5G毫米波技術。目前,針對毫米波可用的通信頻段,國際電信聯盟(ITU)和3GPP就5G標準研究的2個階段規劃達成了共識:根據3GPP 38.101協議的規定,5G NR主要使用兩段頻率:FR1頻段和FR2頻段。FR1頻段的頻率范圍是450MHz——6GHz,又叫sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz——52.6GHz。

     

    5G毫米波在測試上遇到的挑戰

    5G移動通信關鍵技術主要體現在無線傳輸技術和網絡技術兩方面,前者主要包括大規模天線陣列、超密集組網、新型多址和全頻譜接入等技術。新技術的引入打造了全新的5G芯片。而這些芯片的誕生也為測試測量帶來了挑戰。

     

    首先是大規模天線陣列帶給了測試測量極大的挑戰——射頻前端器件封裝把天線包在里面,因而,器件上沒有射頻接口和端子來連接到測試設備上。因此,傳統的測試測量方式并不適用于5G毫米波測試。于是,使用OTA(Over The Air)輻射測試方法來進行設備特性分析的測試系統,成為5G毫米波測試測量的新希望。

     

    其次,5G產品在量產前的研發、驗證測試和量產后的整個過程中,要進行多次的大批量測試,這就對效率和成本提出了更苛刻要求。

     

    NI的解決方案

    針對以上需求,NI推出了半導體測試系統(STS)系列產品,適用于半導體生產測試環境。STS在完全封閉的測試頭里整合了NI PXI平臺、TestStand測試管理軟件以及LabVIEW圖形化編程工具。它采用“集成到測試頭”的設計,把產品的所有關鍵測試資源整合在儀器,這些測試資源包括系統控制器、直流交流電源、射頻儀器、待測設備接口以及分揀儀器和探頭接口。

     

    據悉,STS配置的一個主要優點是毫米波射頻前端的模塊化特性,相同的軟件以及基帶/IF儀器可復用于不同的射頻前端,從而輕松滿足當前和未來的毫米波頻帶需求。 旨在解決與5G毫米波封裝件測試相關的技術挑戰,可幫助5G毫米波IC半導體制造商降低產品推遲上市帶來的成本和風險。

     

    需要特別指出的是,在STS系統中NI還配置了公司最新推出的5G毫米波測試重磅力作——mmWave VST(毫米波矢量信號收發儀),來解決5G毫米波RFIC收發儀和功率放大器帶來的測試挑戰。據悉,mmWave VST補充了NI的模塊化儀器產品組合,其中涵蓋600多種 PXI 產品,從DC到毫米波,以及用于 2G、3G、LTE Advanced Pro、Wi-Fi 802.11ax、Bluetooth 5 等的NI測量軟件,支持包括 LabVIEW 和 C#.NET 在內的多種語言。

     
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