Non-Signaling測試方案提升5G OTA產測效率

作者 : Susan Hong,EE Times Taiwan

新一代的5G裝置由於支援MIMO、波束成形等技術,並擴展到毫米波(mmWave)的更多頻段,使得測試、校正與互通性的複雜程度呈指數級增加。高度整合且無法在待測物(DUT)和測試設備之間建立連接的5G裝置還必須在OTA的環境進行驗證,對於研發到製造過程帶來更多成本與技術挑戰。

儘管COVID-19疫情打亂了今年成為「5G元年」的商轉節奏,全球對於低延遲、高速率的5G需求在此寬頻用量急遽增加的疫情期間卻更顯急迫,加速業界晶片商、手機製造商以及電信業者加碼投入5G硬體佈建。據市場研究公司IDC預計,5G裝置出貨量將在2020年下半年大幅成長,未來3年的CAGR成長逾3成。

然而,新一代的5G裝置由於支援MIMO、波束成形等技術,並擴展到毫米波(mmWave)的更多頻段,使得測試、校正與互通性的複雜程度呈指數級增加。高度整合且無法在待測物(DUT)和測試設備之間建立連接的5G裝置還必須在OTA的環境進行驗證,對於研發到製造過程帶來更多成本與技術挑戰。

R&S CMPQ 5G無線通訊測試方案

圖1:R&S CMPQ 5G無線通訊測試方案包括CMP200測試儀、CMPHEAD30 RRH以及CMQ200隔離箱,提供完整的5G mmWave OTA測試。(來源:R&S)

為了降低成本與測試難度,必須採用非訊令(non-signaling)測試。台灣羅德史瓦茲(Rohde & Schwarz;R&S)無線通訊量測業務部業務協理程世豪指出,5G mmWave的頻率更高,複雜度相對提高,測試成本也隨之增加。「在設計或量產DUT的測試過程中導入non-signaling測試,有助於為研發或工廠工程師帶來延續性與可追溯性,從而降低測試成本。」

特別是因應產線的自動化發展趨勢,R&S推出基於non-signaling模式的CMPQ無線通訊測試解決方案,可實現和4G或Wi-Fi測試一樣的輕鬆、可靠與高效率。程世豪介紹,完整的CMPQ 5G方案主要包括三部份:CMP200測試主機、CMPHEAD30升降頻器以及CMQ200隔離箱,為客戶提供一站式的整合解決方案,支援5G FR2 mmWave主要頻段(24.25-31.80GHz; 37.00-43.50GHz)裝置在各階段的OTA測試與驗證。

「CMP200測試儀的特點在於整合中、高頻訊號於同一台儀器,讓測試結果具有可追溯性,並滿足晶片商同時查看中、高頻訊號的需要。此外,高頻訊號的損耗大,因而將其鏈路預算(link budget)做成較短路徑,也有助於降低測試風險。」

對高頻訊號部份可採用CMPHEAD30遠端無線電頭端(remote radio head;RRH),將6-20GHz的中頻(IF)訊號升至高頻,最多可連接3個RRH。CMP200的設計更精巧,不僅較不佔空間,也更靠近隔離箱或DUT,讓產線配置更彈性。

CMQ200隔離箱整合了量測天線與RF切換矩陣,支援20-77GHz頻率範圍,可配置於19吋機架中,容納RF晶片、手機、用戶端設備(CPE)、路由器等大多數5G裝置。

 

圖2:一台CMPQ可連接3個RRH,每個RRH支援2個接頭,即每次可連接多達6條mmWave天線路徑。此外,針對高頻mmWave測試提供垂直和水平2個極化天線,並可依據測試環境與要求支援單極或雙極天線。(圖片來源:R&S)

 

程世豪強調,產線測試最重視的就是時間和成本(單位產出)。他解釋說:「透過基於non-signaling的CMPQ方案,單一個DUT的測試時間約70-73秒,但測4個DUT可以壓縮到幾乎等於一個DUT的測試時間,為客戶節省至少3/4的測試時間,並大幅節省生產成本。」相形之下,競爭方案一般採用序列測試,這通常是直接倍增了DUT的測試時間。

除了支援5G FR2 mmWave測試,CMPQ還可用於近來熱門的超寬頻(UWB)協定測試,如汽車遙控門鎖(RKE)。程世豪說,由於UWB的保密性與傳輸效能更佳,不但吸引許多車廠導入,包括Google和Apple的高階手機也加入了UWB的支援,當然,R&S的UWB測試方案也已經就緒。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2020年9月號

 

 

掃描或點擊QR Code立即加入 “EETimes技術論壇” Line 群組 !

 EET-Line技術論壇-QR

發表評論