5G sinyal analizi (spektrum analizi) uygunluk testi blog serisinin birinci, ikinci ve üçüncü bölümlerinde baz istasyonu verici özelliklerini ve 3. nesil ortaklık projesi (3GPP) standartlarına uymak için gerekli testleri tartıştık. Bu blog serisinin son bölümünde, 5G NR uygunluk testi zorluklarını ve bu test zorluklarının üstesinden gelmek için en son endüstri sinyal analizörü (spektrum analizörü) çözümlerini tartışıyoruz.
5G NR Sürüm 16 Uygunluk Testi Zorlukları
Uygunluk testi gereksinimlerine göre, tüm frekans aralığı 2 (FR2) cihaz ve baz istasyonu testleri ve bazı FR1 baz istasyonu testleri yayılır. Bu süreç, ek test zorlukları getiren havadan (OTA) testlerle sonuçlanır. İster vericileri değerlendiriyor, ister alıcılarda sorun giderme yapıyor veya OTA sinyallerini analiz ediyor olun, spektrum analizörünüzün (sinyal analizörü) donanım ve yazılımındaki esneklik, ihtiyaçlarınız için doğru çözümü bulmanızı sağlamak için çok önemlidir. Ana test zorluklarına bir göz atalım:
Aşırı yol kaybı, milimetre dalgası (mmWave) gibi yüksek frekanslardaki ana zorluklardan biridir. mmWave cihazları için tasarlanan bileşenler kompakt ve yüksek oranda entegredir ve prob için yer yoktur. Geleneksel kablolu testlerin aksine, bu, yol kaybı da dahil olmak üzere birçok yeni zorluk getiren ışınımlı veya OTA testlerine ihtiyaç duyulmasına neden olur. Daha fazla yol kaybı ve daha yüksek ölçüm belirsizlikleri, ölçüm doğruluğunun elde edilmesini zorlaştırır. mmWave tasarımları için bir test çözümü, 5G sinyallerini doğru bir şekilde algılamak ve demodüle etmek için yeterli bir sinyal-gürültü oranına (SNR) sahip olmalıdır. Test edilen cihazlar ve cihazlar (DUT) arasındaki mmWave frekanslarındaki aşırı yol kaybı, sinyal analizi için daha düşük bir SNR ile sonuçlanır ve EVM, bitişik kanal gücü (ACP) ve sahte emisyonlar gibi verici ölçümlerini zorlaştırır. Olası yol kaybını en aza indirmek, mmWave testi için kritik öneme sahiptir.
mmWave testindeki bir diğer zorluk, test karmaşıklığını ve ölçüm belirsizliklerini artıran geniş bant gürültüsüdür. mmWave daha yüksek frekanslara, daha yüksek veri hızlarına ve daha geniş bant genişliklerine erişebilse de, daha fazla gürültü sunar. Bunun nedeni, alıcı hassasiyetini artırmak için iletim sinyalinin kanalın gürültü tabanıyla rekabet etmesi gerektiğidir. Bant genişliği arttıkça, bir sinyal bir kanal üzerinden daha hızlı hareket edebilir, böylece alıcı onu alabilir. Bununla birlikte, spektrum analizörüne (sinyal analizörü) daha fazla gürültü getirmek, SNR'sini azaltarak mmWave ölçümlerini daha karmaşık hale getirir.
Frekans yanıtı başka bir büyük mmWave test zorluğudur. Bir test sisteminin amacı, bir DUT'u karakterize etmektir. Bir sistem, DUT'un ölçülen sonuçlarını diğer tüm segmentlerin etkilerinden izole etmelidir. Bir test sisteminin frekans tepkisi, bir spektrum analizörü (sinyal analizörü) ve bir DUT arasındaki karıştırıcılar, filtreler ve amplifikatörler gibi bileşenlerden gelir. Bu yanıtlar farklı frekanslara sahiptir ve genlik ve faz hataları içerir.
Sinyal Analiz Çözümleri
Tüm kablosuz standartları, maksimum çıkış gücünde verici ölçümlerini belirtir. Mikser girişinde harici bir düşük gürültülü amplifikatör (LNA) kullanarak giriş seviyesini optimize edebilirsiniz. Keysight N9042B UXA X-Serisi sinyal analizörü, çeşitli test senaryoları için dahili bir LNA ve ön amplifikatör sağlar. Şekil 13, iki aşamalı kazancın en iyi düşük giriş seviyesi ölçüm performansını optimize etmek için gürültü ve bozulmayı nasıl dengelediğini göstermektedir. Ayrıca, Şekil 1, LNA'yı açmanın EVM'yi% 5.75'ten% 1.99'a yükselttiği bir 5G demodülasyon analizi örneğini göstermektedir.
Şekil 1. LNA KAPALI ve AÇIK olduğunda EVM ölçümleri arasında bir karşılaştırma
Keysight'ın entegre bir ön seçici ve RF anahtarına sahip V3050A harici frekans genişleticisi, N9042B UXA X Serisi sinyal analizörü ile entegre olan kesintisiz bir çalışma arayüzüne sahiptir. Bu çözüm, bant kopmalarını ve görüntüleri yönetmeden 2 Hz'den 110 GHz'e kadar geniş bir güç spektrumu sağlar. U9361 RCal alıcı kalibratör, X Serisi sinyal analizörleriyle birlikte kullanıldığında, doğru ve verimli kalibrasyon için referans düzleminin DUT'a taşınmasına yardımcı olabilir. Bu şekilde, test alıcısı sisteminizdeki fikstürlerin, kabloların ve adaptörlerin neden olduğu doğrusal bozuklukları kompakt ve güçlü bir cihazda kalibre edebilirsiniz. Bu nedenle, test alıcısı sisteminin fiziksel olarak DUT çıkışına bağlandığı bir kalibrasyon düzlemi oluşturabilirsiniz.
Keysight N9032B PXA X-Serisi sinyal analizörü, daha düşük frekanslarda geniş bant genişliği gereksinimlerinizi karşılamak için üstün performansla 4U form faktöründe en geniş analiz bant genişliğini sunar. N9032B sinyal analizörü, tüm 8,4, 13,6 ve 26,5 GHz frekansları için 2 GHz'e kadar bant genişliği (diğer birimlerden dört kat daha fazla) sunar. UXA X Serisi ile aynı LNA ve preamp ile bu analizör, en iyi süpürülmüş görüntülenen ortalama gürültü seviyesini (DANL) ve en iyi EVM artıklarını ve hassasiyetini sunar. Şekil 15, N9032B PXA X-Serisi sinyal analizöründeki gelişmiş ön uç tasarımı nedeniyle DANL'daki 3 ila 7 dB'lik bir iyileşmeye bir örnektir. Keysight'ın PathWave X Serisi ölçüm uygulamaları, Keysight PathWave vektör sinyali analiz yazılımı (89600 VSA), RCal alıcı kalibratör ve Keysight VXG sinyal üreteci gibi sektör lideri ölçüm yazılımlarını eşleştirerek, sürekli değişen yönetmeliklerin bir adım önünde olmanıza yardımcı olacak eksiksiz bir çözüm elde edebilirsiniz.
Şekil 2. N9032B DANL sinyal analizörü ile Keysight N9030B ve N9040B sinyal analizörleri arasındaki karşılaştırma
Standartlar gelişmeye devam ettikçe, test çözümlerinin daha yüksek frekansları, daha geniş bant genişliklerini ve yeni fiziksel katman özelliklerini desteklemesi gerekir. Yeni test ve spesifikasyon gereksinimlerini karşılamak için ihtiyaçlarınıza uygun uygun ekipmana erişiminiz olmalıdır. Ekipmanınızın en son test durumlarını karşılamak için yazılım sürümlerini ne kadar hızlı bir şekilde dahil edebileceğini göz önünde bulundurmanız önemlidir. Keysight, 3GPP spesifikasyonları ve test durumlarında pazar liderleriyle işbirliği içinde, sektörde bir ilk olan tasarımları pazara sunmak için cihaz ve baz istasyonu orijinal ekipman üreticileriyle (OEM'ler) birlikte çalışır. Bu içgörü, uygunluğu sağlamak için test araçlarının sertifikasyon kuruluşları tarafından doğrulanmak üzere belirli aralıklarla gönderilmesini sağlar.
