5G 테스트 : 문제 및 의미

5G로 알려진 5 세대 셀룰러 기술은 통신, 자동화 및 컴퓨팅의 바다 변화를 가능하게합니다. 일부 분석가들과 미래 학자들은 인터넷보다 훨씬 더 큰 방식으로 사회를 혁신 할 가능성이 있다고 제안했다. 그러나 5G의 성능 요구 사항은 IC / SOC 테스트, PCB 어셈블리 테스트, 완성 된 장치 테스트 및 네트워크 장비 적합성 테스트에 대한 일련의 고유 한 과제를 만듭니다.


5G는 ITU-R (International Telecommunication Union)에서 정의한 IMT-2020 성능 요구 사항의 통칭입니다. IMT-2020 요구 사항을 충족하는 기술은 3GPP (3 세대 파트너쉽 프로젝트) 표준 제품군에 의해 관리되는 LTE (Long Term Evolution) 및 WiMAX에 의해 관리되는 Wi-Fi를 포함하여 4G 요구 사항을 충족하는 기술과 동일한 방식으로 기술을 5G로 마케팅 할 수 있습니다. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준 제품군은 일반적으로 4G라고 불렀습니다. 5G 무선 장비에 대한 3GPP의 기술은 New Radio 또는 "NR"로 알려져 있습니다.
휴대용 컴퓨팅 장치의 연결 개선에 중점을 둔 이전의 셀룰러 세대와 마찬가지로 5G는 사용자가 경험 한 데이터 속도를 수십 배 향상시키고 대기 시간을 거의 실시간 수준으로 줄입니다. 또한 5G는 지능형 / 자율 주행 차량 및 가상 또는 증강 현실을위한 정확한 위치 지정 (GPS 위성 불필요)과 같은 타이밍에 중요한 애플리케이션에 대한 지원을 추가하고 사물 인터넷 (IoT) 애플리케이션 및 로봇 시스템에 대한 지원을 확장합니다. 5G 라디오는 공간 다중화 및 다중 경로를 활용하여 채널 성능 및 스펙트럼 효율을 향상시키는 빔 포밍 및 다중 입력 다중 출력 (Massive MIMO) 안테나를 사용합니다. 5G에서 요구하는 성능 수준에 도달하기 위해 설계자는 컴퓨팅, 메모리, 디지털 및 아날로그 / RF 회로 및 반도체를 한계에 도달하게됩니다.
또한, 적합성 테스트의 복잡성은 각 세대의 셀룰러 기술에 따라 기하 급수적으로 증가하고 있습니다. 3GPP 릴리즈 14 (일부 5G 이전 요소가 포함됨)는 전체 적합성 스위트에서 약 15,000 개의 테스트를 지정했습니다. 3GPP 릴리즈 15 (5G 초기)는 약 300,000 개의 테스트 (테스트 복잡성 20 배 증가)를 지정합니다. 3GPP 릴리즈 16 (순수 5G)이 추가 테스트를 지정할 것으로 예상합니다. 이 수치에는 5G 장치 및 장비가 공유 스펙트럼에서 5G가 아닌 장치를 방해하지 않음을 보여주기위한 공존 테스트는 포함되지 않습니다. 테스트 횟수가 증가하면 테스트 비용이 증가하고 테스트 속도와 테스트 유연성의 필요성이 높아집니다.

무선 인터페이스 주파수의 범위는 450MHz ~ 6GHz (FR1 대역)와 24.25GHz ~ 52.6GHz (FR2 대역)이며 라이센스가있는 두 가지 모두를 포함하므로 5G 장비 및 장치의 RFFE (RF Front End) 테스트는 까다로운 작업입니다. 라이센스가없는 밴드. 출력 주파수가 증가함에 따라 전력 증폭기 효율이 저하되는 경향이 있기 때문에 5G RFFE (특히 사용자 장치에서)의 전력 소비를 고려해야합니다. 또한 5G 수신기와 송신기의 전원 관리 아키텍처는 신호 레벨의 변화에 매우 민감해야하며, 5G 링크가 시선 손상의 영향을 많이받는 높은 주파수를 사용하는 경우 빠르게 변경 될 수 있습니다.

높은 처리량이 필요한 5G 사용 프로파일에서 5G베이스 밴드 집적 회로 및 시스템 온 칩 장치는 5G NR 기지국 장비의 일부 SERDES 인터페이스에 대해 초당 32 기가비트의 초고속 데이터 속도를 사용합니다. Nyquist-Shannon 샘플링 이론은 데이터 속도의 최소 두 배인 클럭 속도를 요구합니다. 이는 테스트 시스템의 샘플링 클럭이 5G 무선 인터페이스 주파수 이상의 속도로 실행됨을 의미합니다. 이는 신호 무결성 테스트의 설계에 중요한 영향을 미칩니다. 비품 및 회로. 마찬가지로 5G에 대한 대기 시간 요구 사항은 엔드 투 엔드 1 밀리 초 이하이므로 테스트 픽스처와 회로가 고속으로 전환을 측정하고 관리 할 수 있어야합니다.

위의 사항을 감안할 때 5G NR 장비 및 장치의 디지털 회로 (및 이들을 분석하는 데 사용되는 테스터)는 RF 기법으로 설계되어야하며 전송 라인 효과, 종단 임피던스 및 불일치 종단에서 신호 반사에주의를 기울여야합니다. . 전송선로 효과 및 RF 교정 요구 사항으로 인해 수행 된 테스트가 불가능하기 때문에 주파수가 너무 높아서 방사 테스트 만 가능할 수도 있습니다. 저 나노 미터 형상의 집적 회로 및 시스템 온 칩 장치의 경우 온 칩 회로 블록 간의 교차 결합을 분석하는 것이 중요합니다.

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