"Die 5G-Entwicklungsdynamik ist stark, und das 5G-Millimeterwellen-Frequenzband (mmWave) bietet eine Fülle von Spektrum, um die extrem hohe Kapazität, den hohen Durchsatz, die niedrige Latenz und die zunehmende Anzahl von 5G-Millimeterwellengeräten, einschließlich Mobiltelefonen, Laptops und demnächst.
"
Autor: Tektronix
Die 5G-Entwicklungsdynamik ist stark, und das 5G-Millimeterwellen-Frequenzband (mmWave) bietet eine Fülle von Spektrum, um die extrem hohe Kapazität, den hohen Durchsatz, die niedrige Latenz und die zunehmende Anzahl von 5G-Millimeterwellengeräten, einschließlich Mobiltelefonen, Laptops und demnächst.
In Bezug auf Netzwerkgeschwindigkeit, Bandbreite und Synchronisation ist der Bedarf an Tests und Charakterisierung der neuesten 5G-Netze jedoch exponentiell höher als bei der vorherigen Generation von Netzen. Dies erfordert das Testen neuer Technologien und neuer Geräte, einschließlich MIMO-Antennen-Arrays (Multiple Input Multiple Output), Hoch-GHz-Millimeterwellen-Frequenzsignaltests und -erzeugung.
Wir stoßen häufig auf die folgenden zwei Pain Points:
• Gemischtes Signal testen: Das DUT enthält Signale, die getestet werden müssen, wie z. B. HF-Signale, digitale Signale und analoge Signale. Es müssen mehrere Testumgebungen eingerichtet werden. Die Anschaffung aller unterschiedlichen Geräte erfordert viel Geld, und der Aufwand ist beträchtlich.
• MIMO/Bandwidth: Der bisher zum Testen von 4G-Signalen verwendete Spektrumanalysator kann nicht verwendet werden. Das 5G-Signal hat eine größere Bandbreite und muss mehr als einen Kanal gleichzeitig testen.
Abbildung 1. 5G SignalVu Software-Messung: ACPR, SEM, EVM und Leistung
Wie wird Beamforming eingeführt? Wir hören oft von Beamformern, die 5G-Millimeterwellen ermöglichen. Das ist kein Hype. Beam Management ist ein entscheidendes Merkmal in der Millimeterwellenkommunikation und wird eine Schlüsselrolle bei der zukünftigen Entwicklung des 5G-Funkdesigns spielen. Im Wesentlichen ist Beamforming eine notwendige Funktion, damit 5G-Millimeterwellen für die Benutzer effektiv sind.
Abbildung 2. 5G-Millimeterwellen-Beamformer für 4×4 MIMO Dual-Polarization-Basisstation (Renesas Electronics).
Beamforming verwendet mehrere Antennen, um dasselbe Signal zu leicht unterschiedlichen Zeiten auszustrahlen, sodass wir das drahtlose Signal über eine gerichtetere Verbindung auf das angegebene Empfangsgerät fokussieren können, sodass die Kommunikationsgeschwindigkeit schneller, die Qualität und die Zuverlässigkeit höher sind . Stärker. Der Beamformer ist das Herzstück des Systems, denn er treibt jedes Antennenarray an, das normalerweise 512 Antennen und 1,024 Antennenelemente umfasst. Da es in jeder drahtlosen Einheit so viele Patchantennen oder Antennenelemente gibt, ist es sehr wichtig, die Gesamtleistung, den Stromverbrauch und die Kosten jeder drahtlosen Einheit zu optimieren.
Abbildung 3. Beamformer MIMO OTA Testaufbau (links), einschließlich HF-Leistungsmessung (oben rechts) und Phasenanpassung (unten rechts).
Aufgrund einer so großen Anzahl von Einheiten ist jeder Aspekt des Beamformer-Designs kritisch. Der Energieverbrauch wird mit 512 multipliziert, und jede unbefriedigende oder nicht übereinstimmende Einheit zwischen den Einheiten wird ebenfalls verstärkt. Sie benötigen einen guten RMS-Phasenfehler zwischen den Einheiten und eine gute Quadratur zwischen Phase und Verstärkung beim Lenken des Strahls, da sonst der Seitenbandpegel ansteigt, was die Gesamtsystemleistung gefährdet. All dies macht den Beamformer zu einem wichtigen Bestandteil des 5G-Millimeterwellen-Funkdesigns.
Beim Testen aller Aspekte des Beamformings standen jedoch die Anzahl der erforderlichen Arbeitsstunden und der Zeitaufwand für die Ausrüstung vor Herausforderungen. Es gibt viele Geräte, viele Parameter und Gerätekombinationen, Sie müssen auf die Kopplung zwischen den verschiedenen Geräten achten. Von Interferenzen bis hin zu Blocking und äquivalenter isotroper Strahlungsleistung (EIRP) muss sie aus der Perspektive des gesamten Antennenbereichs gemessen werden, daher wird die Leitungsmessung extrem wichtig und die Over-the-Air-Messung (OTA) wird kritisch.
Dann was? Wir brauchen mehr und größere Bandbreite. Wir haben 5G an die Grenze extrem hoher Frequenz und hoher Momentanbandbreite gebracht. Der nächste Schritt für 6G besteht darin, die vorhandenen Ressourcen zu optimieren Technologie umweltfreundlicher sein und das begrenzte Spektrum besser nutzen.
Autor: Tektronix
Die 5G-Entwicklungsdynamik ist stark, und das 5G-Millimeterwellen-Frequenzband (mmWave) bietet eine Fülle von Spektrum, um die extrem hohe Kapazität, den hohen Durchsatz, die niedrige Latenz und die zunehmende Anzahl von 5G-Millimeterwellengeräten, einschließlich Mobiltelefonen, Laptops und demnächst.
In Bezug auf Netzwerkgeschwindigkeit, Bandbreite und Synchronisation ist der Bedarf an Tests und Charakterisierung der neuesten 5G-Netze jedoch exponentiell höher als bei der vorherigen Generation von Netzen. Dies erfordert das Testen neuer Technologien und neuer Geräte, einschließlich MIMO-Antennen-Arrays (Multiple Input Multiple Output), Hoch-GHz-Millimeterwellen-Frequenzsignaltests und -erzeugung.
Wir stoßen häufig auf die folgenden zwei Pain Points:
• Gemischtes Signal testen: Das DUT enthält Signale, die getestet werden müssen, wie z. B. HF-Signale, digitale Signale und analoge Signale. Es müssen mehrere Testumgebungen eingerichtet werden. Die Anschaffung aller unterschiedlichen Geräte erfordert viel Geld, und der Aufwand ist beträchtlich.
• MIMO/Bandwidth: Der bisher zum Testen von 4G-Signalen verwendete Spektrumanalysator kann nicht verwendet werden. Das 5G-Signal hat eine größere Bandbreite und muss mehr als einen Kanal gleichzeitig testen.
Abbildung 1. 5G SignalVu Software-Messung: ACPR, SEM, EVM und Leistung
Wie wird Beamforming eingeführt? Wir hören oft von Beamformern, die 5G-Millimeterwellen ermöglichen. Das ist kein Hype. Beam Management ist ein entscheidendes Merkmal in der Millimeterwellenkommunikation und wird eine Schlüsselrolle bei der zukünftigen Entwicklung des 5G-Funkdesigns spielen. Im Wesentlichen ist Beamforming eine notwendige Funktion, damit 5G-Millimeterwellen für die Benutzer effektiv sind.
Abbildung 2. 5G-Millimeterwellen-Beamformer für 4×4 MIMO Dual-Polarization-Basisstation (Renesas Electronics).
Beamforming verwendet mehrere Antennen, um dasselbe Signal zu leicht unterschiedlichen Zeiten auszustrahlen, sodass wir das drahtlose Signal über eine gerichtetere Verbindung auf das angegebene Empfangsgerät fokussieren können, sodass die Kommunikationsgeschwindigkeit schneller, die Qualität und die Zuverlässigkeit höher sind . Stärker. Der Beamformer ist das Herzstück des Systems, denn er treibt jedes Antennenarray an, das normalerweise 512 Antennen und 1,024 Antennenelemente umfasst. Da es in jeder drahtlosen Einheit so viele Patchantennen oder Antennenelemente gibt, ist es sehr wichtig, die Gesamtleistung, den Stromverbrauch und die Kosten jeder drahtlosen Einheit zu optimieren.
Abbildung 3. Beamformer MIMO OTA Testaufbau (links), einschließlich HF-Leistungsmessung (oben rechts) und Phasenanpassung (unten rechts).
Aufgrund einer so großen Anzahl von Einheiten ist jeder Aspekt des Beamformer-Designs kritisch. Der Energieverbrauch wird mit 512 multipliziert, und jede unbefriedigende oder nicht übereinstimmende Einheit zwischen den Einheiten wird ebenfalls verstärkt. Sie benötigen einen guten RMS-Phasenfehler zwischen den Einheiten und eine gute Quadratur zwischen Phase und Verstärkung beim Lenken des Strahls, da sonst der Seitenbandpegel ansteigt, was die Gesamtsystemleistung gefährdet. All dies macht den Beamformer zu einem wichtigen Bestandteil des 5G-Millimeterwellen-Funkdesigns.
Beim Testen aller Aspekte des Beamformings standen jedoch die Anzahl der erforderlichen Arbeitsstunden und der Zeitaufwand für die Ausrüstung vor Herausforderungen. Es gibt viele Geräte, viele Parameter und Gerätekombinationen, Sie müssen auf die Kopplung zwischen den verschiedenen Geräten achten. Von Interferenzen bis hin zu Blocking und äquivalenter isotroper Strahlungsleistung (EIRP) muss sie aus der Perspektive des gesamten Antennenbereichs gemessen werden, daher wird die Leitungsmessung extrem wichtig und die Over-the-Air-Messung (OTA) wird kritisch.
Dann was? Wir brauchen immer mehr Bandbreite. Wir haben 5G an die Grenze von extrem hoher Frequenz und hoher Momentanbandbreite gebracht. Der nächste Schritt für 6G besteht darin, vorhandene Ressourcen zu optimieren, Technologien umweltfreundlicher zu machen und begrenzte Frequenzen besser zu nutzen.