5G NR的三大關鍵技術
從長期來看，5G測試比較大的挑戰是由於毫米波和大規模天線技術引入使得無線設備更加複雜集成化。NI(National Instruments)作為測試測量行業的引領者，一直在圍繞這些新技術，研發相關的測試測量解決方案。
5G 網路通常在基站端疊加更多MIMO子系統，也就是大規模天線系統。而這樣的大規模天線給開發工程師帶來的測試挑戰是顯而易見的，如前傳接口連接的高吞吐量、天線陣列校準、天線單元間的相互耦合、不規則的天線陣列、天線陣列複雜，這些因素都會增加測試的難度和測試成本。
另外，毫米波一直被譽為是提升5G性能的利器，其關鍵優勢之一是可用的大量頻譜帶寬。以往，基於sub 6GHz頻段的4G LTE蜂窩系統可以使用的最大帶寬是100MHz，數據速率不超過1Gbps。而在5G sub-6GHz與毫米波頻段，移動應用可以使用的最大帶寬是400MHz，數據速率高達10Gbps甚至更多。以前毫米波大多都是應用在軍工領域，現在推廣到商用化應用領域，測試設備需要覆蓋毫米波頻段，這對在毫米波段的測試儀表的提出了新的挑戰。
OTA成為5G重要測試技術
針對5G設備而言，增加的頻率範圍、新的AiP天線(Antenna-in-package)封裝技術和更多的天線數量使測試難度增加，還造成測試設備的成本和運單個設備測試時間的增加。市場上普遍認為OTA(over-the-air，空口)方法技術可以幫助解決這些問題，且OTA對於5G設備測試至關重要。主要基於以下三點考慮：
l 被測設備(DUT)的集成度大幅提升，無法使用電纜在被測設備和測試設備之間建立物理連接，傳統測試方法不適用;
l 毫米波頻率下的信號傳輸損耗很高，因此需要通過波束聚焦或波束成形來提高增益;
l OTA的測試環境需要十分接近5G設備的實際使用環境，能夠最大限度保證設備的可靠性。
OTA 測試並非總是需要微波暗室
高效的OTA測試是5G部署的關鍵，OTA的實現涉及到眾多環節。對於設計表徵、驗證、合規和一致性測試來說，適當的微波暗室(消聲、CATR 或混響類型)可以提供安靜的射頻環境，確保設計滿足所有的性能和法規要求，並具有足夠的裕量和可重複性。然而，對於批量生產來說，傳統的微波暗室會佔用大量的生產空間，並增加資本支出。
為解決這些問題，市場上出現了具有 OTA 功能的 IC 測試插座，以及帶有集成天線的小型射頻外殼，從而將半導體 OTA 測試功能小型化。儘管測量天線距離 DUT IC 只有幾釐米，但是對於每個天線元件的遠場測量來說，這個距離已經足夠。相對較小尺寸的測試插座還有助於多站點並行測試增加測試吞吐量，同時最大限度地降低信號的功率損耗。不過，小型測試插座會妨礙整個天線陣列的波束成形測量，這種測量的遠場距離一般是 10 釐米甚至更遠。
NI全新5G解決方案
如今的開發週期正在不算縮短，靈活且可擴展的測試系統對於 OTA 測試來說至關重要。NI的軟體定制測試平臺與最新的 5G NR PHY 層要求保持同步，其中包含測試寬 NR 分量載波或載波聚合信號所需的測量科技和暫態帶寬。NI 的高帶寬儀器還允許通過數字預失真技術對 DUT 進行線性化。此外，NI 平臺還為多通道測量系統提供相位相干和時間對齊擴展，以便對最新的 NR 半導體設備進行全面測試。
NI 5G-NR PA/FEM 測試系統
NI構建5G生態圈，助力加速5G商用
從實驗室到量產，NI都能提供全套的解決方案幫助5G設備廠商直面挑戰。針對5G晶片對於測試速度提出更高的要求，NI PXI平臺能提供更加便捷靈活的自動化測試工具，幫助客戶構建更加高效的自動化測試系統。尤其是面對晶片量產階段的多種多樣的測試需求，NI模組化的方案比臺式儀錶更加靈活更具有市場競爭力。
在5G技術從原型驗證到商業部署不斷推進的各個階段，NI都扮演著重要的角色。從2015年開始，NI即開展‘射頻領先用戶計畫’，聯手業界領先的企業與高校一起探索5G相關的原型化與研究。
NI射頻用戶領先用戶計畫
為保證5G商用的快速落地，NI 還與行業領導企業保持密切合作，開發高度模組化、軟體定義的測試策略和解決方案。例如，Qorvo公司的專用於在3.4GHz頻譜下運行移動設備QM19000 5G FEM，FEM測試採用NICinch PXI系統進行，該系統可幫助客戶儘早地在移動設備中部署5G。Skyworks利用NI的向量信號收發器(RF VST)來驗證專為5G新空口應用開發的Sky5解決方案的性能。借助NI PXI平臺，Skyworks成功地驗證了關鍵的性能基準，加速了整個產品的測試週期。此外，NI還與三星合作開發針對28 GHz的5G新空口互操作性設備測試。諸如此類的案例不勝枚舉。
中國5G市場的潛力有目共睹，NI也在不遺餘力地加大投入。去年，NI在上海成立了研發中心及亞太區培訓中心，同時配備了專門的5G/射頻研發團隊。今後將為全球5G商用產品的性能優化提供低成本解決方案，以加快推進5G系統研發和推動產業進步。
