точная сборка PCB, высокочастотная PCB, высокоскоростная PCB, стандартная PCB, многослойная PCB и PCBA.
Самая надежная фабрика по обслуживанию печатных плат и печатных плат.
В июне 2018 года 3GPP официально утвердила стандарт R15. До конца того же года коммерческие сети 5G были быстро созданы в США (Verizon и AT&T) и Южной Корее (KT, LG UPlus и SK Telecom). В 2019 году будет запущено еще больше сетей 5G во всей телекоммуникационной отрасли, и акцент сместится с LTE на 5G. Поскольку стандарт 5G еще не полностью определен, мировые производители базовых станций и мобильных телефонов, операторы беспроводной связи и регулирующие органы должны быстро собраться вместе и договориться о том, как устанавливать, проверять и обслуживать коммерческие сети 5G. В этот важный момент журнал провел интервью с девятью ведущими компаниями в области тестирования и измерений, обобщив текущие проблемы и решения, с которыми сталкивается OTA-тестирование в рамках 5G. В число этих компаний входят Anritsu, EMITE, ETS-Lindgren, Keysight, MVG, National Instruments (NI), NSI-MI, Rohde & Schwarz (R&S), Boonton, Noisecom.
Проблемы тестирования 5G
По словам представителей Anritsu, основная проблема заключается в том, что между технологиями тестирования, используемыми в 5G и LTE, существуют фундаментальные различия, такие как частоты миллиметровых волн, крупномасштабные антенные решетки, beamforming и динамические свойства физического уровня, поэтому механические методы не подходят.
В разных странах мира приняты различные частотные диапазоны для развертывания 5G. Помимо соответствия стандартам воздушного интерфейса (NR) 5G от 3GPP, в большинстве из них также требуется соблюдение требований местных органов власти.
Компания R&S в своей недавней статье в этом журнале отметила, что развертывание 5G зависит от производительности высокоинтегрированного решения, объединяющего модемы, ВЧ-фронты и антенны. В настоящее время сложность заключается в том, как открыть новые методы и предоставить новые инструменты для оценки производительности, поскольку количество тестовых ВЧ-портов уменьшается, а технология управления лучом требует тестирования на уровне системы. В этом случае необходимо измерять рабочие параметры антенны и трансивера с помощью OTA: эффективную изотропную излучаемую мощность (EIRP), полную излучаемую мощность (TRP), эффективную изотропную чувствительность (EIS), полную изотропную чувствительность (TIS), величину вектора ошибки (EVM), коэффициент утечки по смежному каналу (ACLR) и маску спектрального излучения (SEM) - вот некоторые из необходимых ключевых показателей.
Компания R&S также отметила, что для этой серии оценок OTA необходимо учитывать ключевой момент - измерение расстояния. Обычно мы измеряем характеристики антенн в дальнем поле (см. рис. 1). Если принять прямое детектирование в дальнем поле и применить критерий расстояния Фраунгофера (R = 2D2/λ), то длина стороны камеры, необходимой для тестирования большого тестируемого MIMO-устройства с частотой излучения 2,4 ГГц и размером 75 см, должна составлять не менее 9 метров. Даже для смартфона длиной всего 15 см и частотой передачи 43,5 ГГц требуется испытательное расстояние 6,5 м. Такое расстояние обеспечивает нахождение тестируемого устройства в зоне покоя, т.е. в области, окутанной полем набегающего потока, достаточно однородного и приближающегося к плоской волне с разностью фаз менее 22,5°.
Одним из способов преодоления пространственных ограничений камеры является использование отражателя, параболическая форма которого позволяет спроецировать падающий сферический волновой фронт в плоскую волну. Такой отражатель широко используется в тестовом оборудовании для ОТА миллиметровых волн, называемом компактным антенным полем.
Компания Anritsu утверждает, что сканирование в режиме стробирования позволяет хорошо измерять EIRP. С помощью сканирования с регулировкой пользователи могут определить, какую часть процесса передачи сигнала 5G необходимо измерить. Это очень важно, поскольку сигналы 5G-NR могут использовать 55 различных соотношений TDD Tx/Rx для конфигурации временных интервалов в пределах 10 мс. Выбирая только определенные подкадры или символы, пользователи могут гарантировать, что измеряется только радиочастота нисходящего канала, что может более точно отражать радиочастотную энергию, излучаемую в атмосферу.
ETS-Lindgren и Anritsu также считают, что для проведения эффективных испытаний оборудования 5G на ЭМС необходимы значительные изменения. Нормативные стандарты обычно требуют измерения TRP, чтобы убедиться, что мощность радиопередачи не будет слишком большой. В настоящее время сигнал передается изотропным передатчиком, который излучает энергию равномерно в определенном секторе LTE, поэтому легко измерить общую мощность радиоизлучения и определить, находится ли энергия в воздухе в безопасном диапазоне. Компания ETS-Lindgren подчеркнула сложность формирования луча, как показано на рис. 3. Поскольку сигнал здесь направленный, мы не можем легко измерить энергию в любой точке, не говоря уже о том, чтобы узнать, сколько энергии излучается в атмосферу. Учитывая боковые и обратные лепестки, единственным способом измерения ГТО является интегрирование мощности по сфере, обернутой вокруг антенны на 360°. Хотя этот метод вполне осуществим, он требует времени и расходных материалов.
Anritsu также отметила, что по мере того, как вся отрасль постепенно унифицируется до оптимальной программы установки и обслуживания, следующей задачей станет формулирование процесса испытаний и определение испытательного оборудования, чтобы обеспечить его максимальную точность, эффективность и экономичность. Это требует от производителей испытательного оборудования быстрого реагирования на требования к испытаниям и подготовки нового поколения аппаратного оборудования для решения поставленных задач.
Метод тестирования OTA
Компания Keysight подробно рассказала о методе тестирования и отметила, что при составлении плана OTA-тестирования самое главное - это полное понимание объекта тестирования и требуемого содержания теста, а также методов тестирования, применимых к различным тестовым случаям. На реальном потребительском рынке будут тестироваться модемы, антенны, подсистемы и полностью собранное оборудование конечного пользователя. Аналогичным образом будет проходить и тестирование базовых станций. Типичный цикл испытаний - от стадии НИОКР до испытаний на соответствие и окончательной приемки оборудования.
В целом тестирование можно разделить на тестирование соответствия и тестирование производительности. Если вы хотите выпустить новое устройство, необходимо провести испытания на соответствие. Это ключевое требование, которое требует от нас подключения оборудования к беспроводной тестовой системе и выполнения необходимого содержания тестов 3GPP:
-РЧ-приемопередатчик - самый низкий уровень качества сигнала
- демодуляция - производительность передачи данных
-Управление радиоресурсами (RRM) - инициализация, хэндовер и мобильность
-Signaling - процесс передачи сигналов на верхнем уровне.
Компания Keysight считает, что модемные чипсеты, антенны, базовые станции и интегрированные устройства требуют проведения смешанных прикладных и OTA-тестов. В большинстве тестов в частотном диапазоне 1 (FR1: 450 МГц - 7,125 ГГц) будет использоваться кондуктивная схема, а 3GPP предусмотрел, что все тесты на соответствие в частотном диапазоне 2 (FR2: 24,25 - 52,6 ГГц) будут проводиться с использованием методов OTA-тестирования.
Компания Keysight сообщила, что на данный момент 3GPP одобрила следующие три метода OTA-тестирования:
- Метод прямого дальнего поля (DFF): Измерительная антенна размещается в дальнем поле. Расстояние дальнего поля (расстояние Фраунгофера) начинается с 2D2/λ, где D - максимальный диаметр излучающего элемента, а λ - длина волны. Достижение этого расстояния означает, что угловое распределение поля больше не меняется. Метод прямого дальнего поля позволяет провести наиболее полное тестирование и измерить несколько сигналов, но в то же время в диапазоне частот миллиметровых волн тестовое поле будет больше.
-Метод прямого дальнего поля (IFF): Создание дальнего поля путем физического преобразования, как правило, с использованием параболического отражателя для коллимации антенны зонда для передачи сигналов. Этот метод обычно реализуется в CATR. Хотя с его помощью можно измерить угол прихода/расхода только одного сигнала, расстояние гораздо меньше, а потери на пути меньше.
-Метод преобразования ближнего поля в дальнее (NFTF): выборка фазы и амплитуды электрического поля в ближней зоне излучения и расчет диаграммы направленности дальнего поля. Этот метод также применим только для измерения одного LOS-трансивера.
По данным R&S, по состоянию на начало января 2019 года 3GPP определил серию тестов передатчика и приемника в стандарте TS38.521-3. Данный стандарт представляет собой нормативный регламент согласованности беспроводной передачи и приема пользовательского оборудования NR, в котором "-3" относится к третьей части, определяющей условия работы межсетевого взаимодействия FR1, FR2 и LTE, то есть диапазоны частот NSA sub-6GHz и NSA миллиметровых волн. Поскольку тестирование диапазона миллиметровых волн должно осуществляться через OTA, а для его завершения необходимо построить темную комнату, сложность становится все более серьезной. Это означает, что достижимая неопределенность измерений (MU) и тестовый допуск (TT) будут гораздо больше, чем результаты испытаний на проводимость в диапазоне суб-6 ГГц FR1. В 3GPP обсуждается вопрос о том, насколько большие MU и TT могут быть приняты в рамках FR2. До тех пор, пока не будет достигнуто определенное заключение, создание стандартного теста на соответствие радиочастоте FR2 пока невозможно.
Что касается ситуации с развертыванием SA, то соответствующие первая (суб-6 ГГц) и вторая части (миллиметровые волны) стандарта 38.521 имеют более подробные спецификации, хотя первая партия 5G NR, которая будет развернута в начале этого года, является NSA. Кроме того, стандарты тестирования производительности (38.521-4) и требования к тестированию RRM (38.533) в рамках NSA еще не завершены.
В таблице 1, составленной НСИ-МИ, приведены данные о применимости каждой тестовой среды для различных типов тестов и размеров антенн, а также использованы цвета для различения качества решения. При этом учитываются такие факторы, как отношение сигнал/шум, практичность и стоимость.
После выпуска прибора Field Master™ Pro MS2090A на конференции MWC в Барселоне в феврале 2019 года компания Anritsu выпустила первый портативный прибор для измерения параметров 5G NR в полевых условиях, непрерывно охватывающий диапазоны частот суб-3 ГГц, суб-6 ГГц и миллиметровых волн. . Процесс разработки Field Master Pro MS2090A проходил при тесной поддержке группы ведущих производителей базовых станций 5G и был использован для установки первой коммерческой сети 5G NR. Портативное устройство с такими мощными функциями, несомненно, окажет большое влияние на индустрию тестирования.
