从UWB、WiFi6到5G，如何应对新的测试需求？

无线通信技术的发展总是不断地向前推进，今年底5G已经正式进入商用，WiFi6到来，UWB也因为苹果手机的带动再次火了起来。为了应对新技术应用的挑战，研发与量产阶段的测试非常重要。日前，Litepoint在深圳举办5G与Wi-Fi6无线测试技术研讨会，针对最新的无线技术他们已经提供了一系列测试方案和设备。
 

5G的研发与量产测试

根据GSA的统计，截止到2019年10月，全球5G设备中CPE设备占比达32%，智能手机占比达29%，模组占比19%，hotspots占比6%，这是目前主要的四大类5G设备。同时另一项来自Arete Research的数据预测，2020年5G手机的出货量将达到1.8亿支。
 
目前支持Sub6G的智能设备有100多个，支持毫米波的产品有60多个。而从5G两种频段来看，2019年到2025年这七年间，Sub 6GHz 5G FR1的成长高于毫米波 5G FR2。


 
Litepoint推出的一款测试设备IQxstream-5G，支持行业首个200MHz带宽 5GFR1 6GHz以下测试系统。该测试解决方案具有灵活性和高性能，完全满足5GFR1 用户设备需求，支持所有FR1 5G 6GHz以下带宽以及2G／3G／4G，支持所有移动连接技术，包括802.11ax。此外，还支持5G带宽200MHz，并具有卓越的EVM性能，为100MHz CC提供，以及更好的-45 dB(0.6%)精度。据电子发烧友网记者在现场了解，这台设备已经用于品牌厂商的5G手机量产线。明年随着5G手机的放量，这类测试设备正在向更多手机厂商的产线导入中。


 
而Sub 6G与毫米波的测试很大的不同在于OTA。因为毫米波终端的天线采用了 AIP 的封装形式，无法进行毫米波的传导方式测试，对毫米波终端设备的评估都会基于 OTA 的方式来完成。对于Sub-6GHz模组，由于接受器的多样性，手机上就需要至少4根天线(为4X4 MIMO)，而mm Wave也需要考虑相控阵天线，至少两个mmWave的RF模组的测试，天线数量增加，决定了测试较高的复杂性。
 
针对5G毫米波的测试，Litepoint发布了IQgig-5G行业首个全集成式5G FR2毫米波测试系统，IQgig-5G 系统涵盖了通用的 28 GHz 和 39 GHz 5G 毫米波段，提供多个射频端口，可轻松测量水平和垂直极化信号。此测试系统将信号生成和分析功能集成到一个尺寸为 4U 且易于编程的机箱内。出厂时，针对每个射频端口执行了实验室级的射频性能校准。凭借这种集成水平，只需几分钟的设置时间便可实现精确测量，从而节省数小时的工程设计时间。


 
虽说目前在中国5G仍以Sub6G频段的应用为主，但毫米波频段在欧美等已经开始了应用，现场展示了一款LG出品的支持毫米波频段的智能手机，同时许多芯片厂商已经开始了毫米波的研发测试。IQgig-5G简化了5G测试的复杂度， 从而将加速5G创新和应用产品的上市时间。

WiFi6已来

数据显示，目前全球WiFi设备达到了130亿的数量，WiFi6的出货量达300万，预计2020年激增至13亿，占比10%，而2022年将达到20亿的体量，可见其成长速度非常之快。终端应用方面，苹果、三星智能手机已经开始支持WiFi6，国内主流手机厂商也在跟进中，笔记本电脑品牌戴尔、宏基等也都开始支持WiFi6。


 
WiFi6 拥有更大的数据吞吐量，更快的速度，它比上一代 WiFi 速度提高了四成。WiFi6同时支持2.4GHz和5GHz频段，WiFi-6的调制方式是1024-QAM，后者则最大支持8个数据流，WiFi 6数据吞吐量能达到9.6Gbps。此外，WiFi6支持完整版的MU-MIMO，拥有了8×8 MU-MIMO，即最多可以同时支持向8个终端传输数据。WiFi6演进到OFDMA技术。实际上OFDMA将帧结构重新设计，细分成若干资源单元，最多可以同时为9个用户服务。

Litepoint专家指出，由于WiFi6技术天线数量的增多，采用OFDMA所需的测试配置组合更多，尤其是对上行速率的测试，再结合WiFi6的认证测试要求，都令测试的复杂度提高。而 LitePoint 于近期发布了 LitePoint IQxel-MW 7G，这是首个在 6 GHz 频段内适用于 Wi-Fi 6 的全集成式测试仪，可满足产品开发与大批量生产的需要。
 

爆红的UWB技术该如何测试？

今年9月，苹果发布的新款iPhone搭载了支持超宽带（UWB）技术的U1芯片。U1芯片能够提升手机的定位功能。UWB即Ultra Wideband，超宽带技术。它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输。由于脉冲时间宽度极短，因此可以实现频谱上的超宽带：使用的带宽在500MHz以上。


 
相比Wi-Fi和蓝牙定位技术，UWB具有抗多径能力强，定位精度高，时间戳精度高，电磁兼容性强，能效较高等优势。常用的UWB测距方法有三种，即TOF，通过测量UWB信号在基站与标签之间飞行的时间来实现测距；TDOA利用UWB信号由标签到达各个基站的时间差来进行定位。PDOA利用到达角相位来测量基站与标签之间方位关系。
 
Litepoint的IQgig-UWB是首个UWB技术全集成单机式测试解决方案，该测试平台提供从研发实验室到生产车间的测试，提供完整的物理层测试和校准设备，支持UWB技术，包括IEEE 802.15.4z。该系统具有精确的触发和响应机制，使飞行时间（TOF）测量具有皮秒级精度和全面性。发射机和接收机测试，单次发射带宽超过1 GHz，接收机灵敏度测试低至-100 dBm。
 
市场动向已经表明5G的发展速度将超科想象的快，而5G、物联网带来巨大的市场空间，对站在最前沿的测试厂商而言，Litepoint希望为客户提供从硬件到软件的整合，支持客户从研发到量产的测试质量的不断提升，以及降低成本，加速产品上市时间，把握未来五到十年的黄金机会。