5Gとして知られる第5世代の携帯電話技術は、電気通信、自動化、およびコンピューティングの大きな変化を可能にすることを約束します。一部のアナリストや未来派は、インターネット自体よりもさらに大きな方法で社会に革命を起こす可能性があると示唆しています。ただし、5Gのパフォーマンス要件により、IC / SOCテスト、PCBアセンブリテスト、完成したデバイステスト、およびネットワーク機器の適合性テストに関する一連の独自の課題が生じます。
5Gは、国際電気通信連合（ITU-R）によって定義されたIMT-2020パフォーマンス要件の一般名です。 IMT-2020要件を満たすテクノロジーは、第3世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）ファミリー標準によって管理されるLong Term Evolution（LTE）およびWiMAXが管理する4G要件を満たすテクノロジーと同様に、テクノロジーを5Gとして販売する場合があります。 Institute of Electrical and Electronics Engineers（IEEE）802.16標準ファミリー–一般に4Gと呼ばれていました。 5Gワイヤレス機器用の3GPPの技術は、New Radioまたは「NR」として知られています。
ポータブルコンピューティングデバイスの接続性の改善に焦点を当てた以前のセルラー世代と同様に、5Gはユーザーが経験したデータレートを桁違いに改善し、レイテンシをほぼリアルタイムレベルに削減します。さらに、5Gは、インテリジェント/自律型車両および仮想現実または拡張現実の正確な測位（GPS衛星を必要としない）などのタイミングクリティカルなアプリケーションのサポートを追加し、モノのインターネット（IoT）アプリケーションおよびロボットシステムのサポートを拡張します。 5G無線は、空間多重化とマルチパスを活用してチャネルパフォーマンスとスペクトル効率を向上させる、ビームフォーミングアンテナと多入力多出力（Massive MIMO）アンテナを利用します。 5Gに必要なパフォーマンスレベルに到達するために、設計者はコンピューティング、メモリ、デジタルおよびアナログ/ RF回路、および半導体を限界まで押し上げます。
さらに、必要とされる適合性テストの複雑さは、セルラーテクノロジーの世代ごとに指数関数的に増大しています。 3GPPリリース14（5G以前の要素を含む）は、完全な適合スイートで約15,000のテストを指定しました。 3GPPリリース15（初期5G）では、約300,000のテストが指定されており、テストの複雑さが20倍に増加しています。 3GPPリリース16（純粋な5G）が追加のテストを指定することを期待する必要があります。これらの数値には、5Gデバイスと機器が共有スペクトルの非5Gデバイスを妨害しないことを示すための共存テストが含まれていないことに注意してください。テストの数が増えると、テストのコストが高くなり、テスト速度とテストの柔軟性を高める必要性が高まります。
5G機器およびデバイスのRFフロントエンド（RFFE）のテストは困難です。エアインターフェイス周波数は450 MHz〜6 GHz（FR1帯域内）および24.25 GHz〜52.6 GHz（FR2帯域内）の範囲であり、ライセンスのないバンド。 5G RFFEの消費電力（特にユーザーデバイス）は、出力周波数が高くなると電力増幅器の効率が低下する傾向があるため、考慮事項になります。さらに、5Gレシーバーとトランスミッターの両方の電源管理アーキテクチャは、信号レベルの変動に非常に敏感である必要があります。これは、5Gリンクが見通し障害によって大きく影響されるより高い周波数を使用している場合、急速に変化します。
高スループットが必要な5G使用プロファイルでは、5Gベースバンド集積回路およびシステムオンチップデバイスは、5G NR基地局装置の一部のSERDESインターフェイスで毎秒32ギガビットのオーダーの非常に高速なデータレートを使用します。ナイキストシャノンサンプリング定理は、データレートの少なくとも2倍のクロックレートを必要とします。これは、テストシステムのサンプリングクロックが、より高い5Gエアインターフェース周波数以上の速度で実行されることを意味します。これは、シグナルインテグリティテストの設計に大きな影響を与えますフィクスチャと回路。同様に、5Gのレイテンシ要件はエンドツーエンドで1ミリ秒以下です。これは、テストフィクスチャと回路が高速で遷移を測定および管理できる必要があることを意味します。
上記を考慮すると、5G NR機器およびデバイス（およびそれらを分析するために使用されるテスター）のデジタル回路は、伝送ライン効果、終端インピーダンス、および不整合終端からの信号の反射に注意を払いながら、RF技術で設計する必要があることが明らかになります。場合によっては、周波数が非常に高いため、伝送線路の影響とRFキャリブレーションの要件により伝導テストが不可能になるため、放射テストのみが可能になります。低ナノメートル形状の集積回路およびシステムオンチップデバイスでは、オンチップ回路ブロック間のクロスカップリングを分析することが重要です。
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