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Tecnología de sustrato IC
La industria de pruebas y mediciones se esfuerza por resolver el problema de las pruebas OTA en 5G
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La industria de pruebas y mediciones se esfuerza por resolver el problema de las pruebas OTA en 5G

La industria de pruebas y mediciones se esfuerza por resolver el problema de las pruebas OTA en 5G

2021-09-15
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Author:Frank

Junio de 2018, 3gpp aprueba oficialmente la norma r15. Antes del mismo año, 5G commercial networks were quickly established in the United States (Verizon and AT&T) and South Korea (KT, LG uplus, and SK Telecom). 2019, Toda la industria de las telecomunicaciones lanzará más redes 5G, El enfoque pasará de LTE a 5G. Dado que la norma 5G aún no se ha determinado plenamente, Fabricantes mundiales de estaciones base y teléfonos móviles, Operador inalámbrico, Los reguladores deben reunirse rápidamente para llegar a un acuerdo sobre cómo instalar, Verificación, Mantenimiento de la red comercial 5G. En este momento tan importante, La revista entrevistó a nueve personas Empresa líder En la industria de pruebas y mediciones, Resumen de los desafíos actuales y las soluciones para la prueba OTA en 5G. Estas empresas incluyen a anitsu, Emite, ETS Lingren, Visor de llaves, Mvg, National Instruments (NI), NSI - mi, Rohde & Schwarz (R&S), Burton, Noiscom.

5G test challenges
Anritsu said that the primary problem is that there are fundamental differences between the test technologies used in 5G and LTE, Por ejemplo, frecuencia de onda milimétrica, Gran conjunto de antenas, Beamforming, Atributos de la capa física dinámica, Por lo tanto, el método mecánico no es factible.

Los países de todo el mundo han adoptado diferentes bandas de frecuencia para el despliegue de 5G. Además de cumplir con la norma 5G air interface (NR) de 3gpp, la mayoría de las normas también requieren el cumplimiento de las normas del gobierno local.

R&S also pointed out that for this series of OTA evaluations, Los problemas clave de la medición de la distancia deben tenerse en cuenta. We usually measure antenna characteristics in the far field (see Figure 1). If the far-field direct detection is adopted and the Fraunhofer distance criterion (R = 2D2/λ) is applied, Longitud lateral del laboratorio Mimo Company Equipo de ensayo con frecuencia de radiación 2.Las dimensiones de 4 GHz y 75 cm requieren al menos 9 metros . Incluso un smartphone con una longitud de sólo 15 cm y una frecuencia de transmisión de 43.5 GHz requiere una distancia de ensayo de 6.5 metros. Esta distancia garantiza que el dispositivo se encuentre en una zona tranquila, Eso es, Una región envuelta en un campo de flujo de impacto de una onda plana suficientemente homogénea y cercana a una diferencia de fase inferior a 22.5°.

Un método para superar las limitaciones del espacio de la Cámara es utilizar un reflector parabólico que proyecta el Frente de onda esférico incidente como una onda plana. Este tipo de reflector se utiliza ampliamente en el equipo de prueba OTA de onda milimétrica, llamado campo de prueba de antena compacta.

Anitsu afirma que el escaneo de puerta puede ayudar a medir el EIRP. Con la ayuda de un escaneo conmutado, el usuario puede determinar qué parte del proceso de transmisión de la señal 5G se mide. Esto es importante porque la señal 5G - Nr puede ser configurada usando 55 relaciones TDD TX / RX diferentes en un marco de 10 Ms. Al seleccionar sólo subframes o símbolos específicos, el usuario puede garantizar que sólo se mide la radiofrecuencia del enlace descendente, lo que puede reflejar con mayor precisión la energía de radiofrecuencia irradiada a la atmósfera.

ETS Lindgren y anitsu también creen que se necesitan cambios significativos para realizar pruebas EMC eficaces en dispositivos 5G. Las normas reglamentarias suelen requerir la medición del TRP para garantizar que la Potencia de transmisión de radio no sea demasiado alta. En este punto, la señal es transmitida por un transmisor isotrópico que irradia energía uniformemente en un sector de LTE, por lo que es fácil medir la Potencia total de radio y determinar si la energía en el aire está dentro de un rango seguro. ETS Lindgren destaca la dificultad de la formación de haz, como se muestra en la figura 3. Debido a que la señal aquí está dirigida, no podemos medir fácilmente la energía en ningún punto, por no hablar de la cantidad de energía que irradia a la atmósfera. Teniendo en cuenta los lóbulos laterales y traseros, la única manera de medir TRP es integrar la Potencia en una esfera de 360° alrededor de la antena. Aunque este método es viable, requiere tiempo y bienes fungibles.

Placa de circuito

Anitsu también señaló que, a medida que la industria se consolidara gradualmente en los mejores planes de instalación y mantenimiento, el próximo desafío sería desarrollar procesos de prueba y determinar el equipo de prueba para asegurar que fuera lo más preciso, eficiente y económico posible. Esto requiere que el proveedor de pruebas responda rápidamente a los requisitos de prueba y prepare una nueva generación de hardware para hacer frente a los desafíos.

OTA test method
Keysight explained the test method in detail for us, Además, se indica que, al elaborar el plan de ensayo Ota, es muy importante comprender plenamente el objeto de ensayo y el contenido de las pruebas necesarias., Y el método de prueba adecuado para diferentes casos de prueba. En el mercado de consumo real, Módem, Antena, Subsistema, Todos los equipos de usuario final completamente ensamblados serán probados. La prueba de estación base será un proceso similar. From the R&D stage, Las pruebas de conformidad y aceptación final del equipo constituyen un ciclo de ensayo típico.

En general, las pruebas pueden dividirse en pruebas de conformidad y pruebas de rendimiento. Si desea publicar un nuevo dispositivo, debe realizar una prueba de conformidad. Este es un requisito clave para conectar el dispositivo al sistema de prueba inalámbrica y completar la prueba 3gpp requerida:

Rendimiento del transceptor RF - nivel mínimo de calidad de la señal

Rendimiento del caudal de datos demodulados

Gestión de recursos radioeléctricos (rrm) - inicialización, entrega y movilidad

Señalización - flujo de señalización superior

Keysight cree que los chipsets de módem, antenas, estaciones base y dispositivos integrados requieren una mezcla de conducción de aplicaciones y pruebas OTA. La mayoría de las pruebas en el rango de frecuencia 1 (fr1: 450 MHz a 7.125 GHz) utilizarán un esquema de conducción, y 3gpp especifica que todas las pruebas de conformidad en el rango de frecuencia 2 (FR2: 24.25 a 52.6 GHz) Utilizarán el método de prueba OTA.

Keysight dice que 3gpp ha aprobado tres métodos de prueba OTA:

Método de campo lejano directo (dff): la antena de medición se coloca en el campo lejano. La distancia de campo lejano (distancia Fraunhofer) comienza en 2d2 /, donde D es el diámetro máximo del elemento radiante y la isla es la longitud de onda. Alcanzar esta distancia significa que la distribución del campo angular no cambia. El método de campo lejano directo puede realizar la prueba más completa, puede medir varias señales, pero la banda de frecuencia de onda milimétrica también puede causar un campo de prueba más grande.

Método indirecto de campo lejano (IFF): crea un entorno de campo lejano a través de la conversión física, generalmente usando un reflector parabólico para alinear la antena de la sonda para transmitir la señal. Este método es típicamente implementado por catr. Aunque sólo se puede utilizar para medir el ángulo de llegada / salida de una sola señal, la distancia es mucho más corta y la pérdida de trayectoria es mucho menor.

·Near-field to far-field method (NFTF): sample the phase and amplitude of the electric field in the radiation near-field area, Y calcular el modo de campo lejano. Este método también se aplica a un solo Transceptor los.

En cuanto al despliegue de Sa, las partes I (por debajo de 6 GHz) y II (ondas milimétricas) correspondientes de la norma 38.521 tienen especificaciones más detalladas, aunque el primer lote de nr 5G que se desplegará a principios de este año será la NSA. Además, no se han completado las normas de ensayo de rendimiento (38.521-4) y los requisitos de ensayo de rrm (38.533) de la NSA.

La Tabla 1, dibujada por NSI - mi, resume la aplicabilidad de cada entorno de prueba bajo diferentes tipos de prueba y tamaños de antena, Y usar color para distinguir la calidad de la solución. Las consideraciones incluyen la relación señal - ruido, Servicios Públicos, Costo.
Después del lanzamiento del maestro de campo - pro ms2090a en la Conferencia MWC en Barcelona en febrero de 2019, Amway introdujo el primer instrumento portátil de medición nr 5G en este campo, Cobertura continua sub3 GHz, Sub6 GHz y mm Banda de onda. . The R&D process of Field Master Pro MS2090A has been closely supported by a group of leading 5G base station manufacturers and was used to install the first commercial 5G NR network. Un dispositivo portátil tan potente sin duda tendrá un impacto significativo en la industria de pruebas.