一年5650亿美元，毫米波5G真的来了！

此外，发送和接收路径的互易性也需要进行测试。例如，功率放大器进行压缩区时，就会产生幅移和相移。此外，可变衰减器、可变增益放大器和移相器等射频组件的容差可能在通道之间产生不均等的相移，这可能会影响FEM的相位相干性。

用于5G的波束赋形测试系统需要扫描宽频谱，并能够测试每条路径的最大线性输出和压缩行为。快速双向多端口开关测试解决方案是任何5G开发和生产测试环境的先决条件。

NI半导体营销总监David Hall分析，“功率放大器效率”是射频设计在当下的一个关键度量标准，对于由电池供电的设备而言十分重要。包络跟踪和数字预失真等技术可提高发射机功率放大器级的功率效率和线性度。要正确测量包络跟踪对功率放大器效率的影响，就先要对这些概念有基本的了解。

功率放大器通常在峰值输出功率下达到最高运行效率，这时会发生增益压缩。然而，许多移动通信标准采用的是具有较高峰值平均功率比(PAPR)的OFDM等调制技术，效率将显著降低。因此，包络跟踪技术就是为了控制放大器的工作，使其尽可能长时间地处于压缩临界区。通过控制放大器的供电电压，找出瞬时输出功率与最优化供电电压值的对应关系，确保PA接近压缩区。

这种方法提高了效率，但由于放大器的“非线性”行为，PA增益也可能随供电电压而呈函数变化。这种特定的非线性行为称为调幅-调幅(AM-AM)失真，它会随着供电电压的变化而变化。为了补偿AM-AM失真，可以使用数字预失真(DPD)算法，根据AM-AM失真曲线优化功率附加效率(PAE)，使其尽可能达到理想值。在高动态环境中，DPD算法通常在高带宽设备上运行，例如现场可编程门阵列(FPGA)。

下图显示了一个基于NI RFIC特性分析解决方案的RFIC测试配置(用于测试RF PA包络跟踪和数字预失真指标)。该配置基于模块化PXI系统，将VSA、VST和其他模块集成到一个18槽PXIe机箱中。通过快速软件控制，该系统可以快速修改一系列参数，进而快速运行不同的测试。

截图的左上角显示了运行数字预失真算法的发射机(蓝线)和不运行数字预失真算法的发射机(红线)的功率输出曲线，以及射频调幅(绿线)对应供电电压(紫线)的包络跟踪曲线。底部面板显示了在不同输入功率条件下，采用(蓝线)和不采用(红线)DPD算法的幅度(AM-AM)和相位(AM-PM)差异曲线。最后一个面板显示了所执行测量的概要。

在测试解决方案中集成PXI嵌入式控制器模块(如下图)，便可使用多个不同输入参数进行测试。控制器减轻了矢量信号收发仪(VST)等主要测试模块的测试任务控制负担。与台式计算机的自动化测试相比，使用嵌入式控制器可以大幅缩短每次测试的周期时间。

· OTA测试

大规模天线阵列技术在毫米波5G通信中的应用，使得被测设备的通道数极大幅度地增加，天线单元间的距离不断缩小，传统的传导测试方式已无法满足多天线设备的测试需求，OTA测试方式成为重要手段。

NI毫米波5G设备测试工程指南指出，空口(OTA)测试非常适合测量和分析毫米波5G波束形成器和FEM的实际性能特性。这些测试可用于确定待测设备(DUT)将其功率输出聚焦于特定方向上的能力，并检查波束赋型的质量。这需要利用空间扫描功能从0到360度扫描其中一个正交坐标，然后从0到180度扫描另一个正交坐标。

NI毫米波OTA参考解决方案(如下图)就是一种能很好满足上述要求的OTA测量系统。该系统包含用于波形生成和分析的NI高带宽毫米波矢量信号收发仪(VST)、高增益天线以及具有高精度实时运动控制定位器的射频电波暗室。

借助测试序列生成器，工程师可以对该解决方案配置，以便分析5G毫米波DUT波束成形功能的特性并对其进行验证。该解决方案还包含一套完整的软件，为测得的数据提供了一系列可视化选项，如下图中的范例所示。

【写在最后】笔者预计，随着WRC-19大会成功把毫米波频段标识给5G等国际移动通信使用，中国、欧洲、美国等主要移动通信市场将进一步加速出台毫米波5G频谱规划、加速标准化、加速高频器件研发和整机测试进度，亟需先进的测试解决方案予以支撑，NI毫米波5G设备测试工程指南的发布正当其时，极具应用价值。

（编辑：辽源站长网）

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