挑战5G毫米波测试难点，LitePoint有何大招助力5G手机量产？

本站原创，作者：章鹰，电子发烧友原创。

2019年是5G元年，5G商用全面加速。5月21日，中国日报援引中兴通讯5G工业产品线副总经理高文浩的说法，中国计划10月1日起在全国40个城市范围开始5G商用，中国大陆的5G基站将由华为、中兴和爱立信提供。这将意味着中国成为继韩国、美国之后，启动下一代通信技术的全球第三个国家。

此外，4月13日，三星首先在美国公布了Galaxy S10 5G细节，日前华为消费者业务部总裁余承东公开表示，华为Mate X 5G版会在2019年年中上市。OPPO在欧洲推出5G版本的手机，工信部最新消息，已有部分5G手机进入三大基础电信运营企业，进行功能、应用等方面的测试，显示距离消费者正式使用5G终端越来越近。

5月15日，在LitePoint 5G热点测试技术研讨会上，LitePoint亚太区技术总监谢定龚谈到了5G终端测试最新进展，他表示：“因应5G网络测试的进展，在终端检测上，现在进展最快的是5G CPE和移动热点（Mobile hotspots），2019年1月，华为推出全球速率最快的5G CPE Pro，这台CPE实现3.2Gbps网络实测速率，下载速度是当前4G网络的21倍。最近三个月，客户对5G手机终端量产前后的测试需求快速增加，这都是我们今年感受到的最大变化。”

图：LitePoint亚太区技术总监谢定龚

5G终端毫米波测试直面三大挑战

2019年是5G手机的导入期，到2020年下半年5G手机处于上量期。4G的转化期是两三年，但是5G的转化会加快。当然，5G终端测试必须先行。

全球40多家运营商部署5G网络，他们选择5G频段不同，有的选择FDD，有选择TDD，有的选择毫米波频段，5G手机里面要融合如此多的射频需求，这对5G手机测量提出了哪些挑战？

谢定龚指出，需要直面三大挑战：第一、新型5G移动终端，考虑要使用4G LTE的网络，又需要支持5G NR技术，其测试必须同时兼顾4G和5G的规划要求，尤其是5GNR包括两个频段Sub 6GHz（450MHz-6GHz）和毫米波频段（24.25GHz-52.6GHz），最显著的测试挑战是高频芯片天线的测试。5G手机会接到Sub-6 GHz频段，手机天线会变到4*4阵列，Sub-6G CPE，天线个数达到8*8阵列，由于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， LitePoint设计精巧的毫米波OTA测试验证箱来帮助系统厂商验证DVT产品的多天线和射频模块的效率。

第二、3GPP组织对OTA测试已经设立了标准规范，3GPP 对于5G终端发射机和接收机的测试都有清晰的定义，通过 OTA 的方式评估指标引出了测量距离这一关键问题。厂商就不能用耦合的方式去做，需要用到标准的远场做测试，或者说紧缩场的方式进行测试。

第三、5G手机量产前的研发、验证测试和量产后的大批量测试，对效率和成本提出更苛刻要求。谢定龚强调指出，5G测试相对4G增加了复杂度，5G是大带宽，波束窄，频宽多，频宽的配置更加灵活，也更加复杂。客户在做5G终端测试的时候，如何去优化测试是必须思考的问题。LitePoint在持续跟进客户的最新需求。

LitePoint推出5G终端综合测试方案，一站式解决客户量产挑战

Strategy Analytics近期发布的研究报告《5G 毫米波系统，RF前端元件和过程技术预测2018-2024》指出，对5G毫米波系统至关重要的收发器和波束形成组件将在五年内每年出货量达到数亿部。5G终端测试显然是一个具备潜力的市场。在这个市场上，有多个海内外的竞争对手，作为2000年成立的LitePoint, 凭借什么独家法宝吸引客户的使用呢？

谢定龚表示，LitePoint从早期的5G芯片研发到客户的研发验证， DVT验证到量产，其实都采用同样的测试设备，提供给客户整合的软件方案，还有整个量产全部的打包方案。所以客户可以快速地做验证，将新产品推向市场，这是关键因素。

谢定龚举例说，5G测量方式与4G测量方式会显著不同，5G毫米波测试只能在成品整机的时候做测试。测试聚焦于解决5G手机上多样化RF模块测试，除了3G和4G模块外，还有Sub 6GHz和毫米波模块，以Sub 6GHz手机上最少需要4根天线，毫米波至少需要两个毫米波的RF模块测试，5G从工程验证阶段就充满挑战。

针对5G商用终端产品毫米波测试难题， LitePoint在2018年就开发了全球第一款全集成式5G毫米波测试解决方案IQgig-5G，可以让5G产品开发人员快速验证其设计并缩短产品上市时间。我们看到，已经有全球著名的手机厂商采用LitePoint的测试配置，这个方案是由基础频段和中频的控制参数和LO信号集中在一个独立的IF模块设计，使用IQgig-5G的测量设备和IQgig-IF的组合，做水平角度量测，垂直极化信号。

图：IQgig-5G是一款全集成式非信令设备。

图：LitePoint DFF chamber(直接远场测试)示意图。

“我们在做5G毫米波测试的时候，先做特性化量测，其次在通信完成后，要做波形转向量测，最后做量产测试，这些过程都是用同一台设备来完成。一体化的设计对于客户来说，只需要购买极少的设备，提高了测试效率。而且在测量精度上，我们的设备表现优异，这都是客户青睐我们的原因。“谢定龚表示，“毫米波高频RF测试以IQgig-5G为主，涵盖28GHz与39GHz频段测试，此外，在中频测试上，使用IQgig-IF来做测试，而Sub 6GHz以下的应用，采用IQxstream-5G来做测量，覆盖了高、中、低频段的全面测试，帮助手机终端厂商完成在DVT严苛测试标准下的设计验证。”

“5G毫米波测试首先去掉最大波束成形的方向，设备供应商或制造商需要提供天线的确切位置，以便于进行天线的整体性能测试和整机辐射性能测试，特别是波束成形的水平。实际上，天线的确切位置对于设计和调试而言同样十分关键。LitePoint提供给客户一整套校准套件，包括数字水平仪器，标准增益喇叭、SGH 底部支架、激光支架，两根电缆。同时给与客户全流程的指引：1、校准测量是通过使用具有已知增益值的参考校准天线完成的；2、校准过程确定了整个传输和接收链路径的复合损耗的得失。3、每个测量路径可以实现 (两个正交极化) 重复校准测量。

图：LitePoint提供给客户一整套校准套件

全球化技术支持和服务团队，帮助客户5G产品成功上市

2005年，LitePoint就进入中国市场，经过7年地积累，到了2012年开始发力中国市场。“中国前五大的手机客户都有和我们合作。现在手机品牌研发，都是全球多个点联动，在美国做系统设计，在***采购芯片，在深圳做研发，LitePoint在美国芝加哥、圣地亚哥等地设置研发中心，业务运营扩展到***，日本和韩国，在中国大陆上海、深圳等地设置办公室，公司成立专业售前售后技术支持客户测试需求落地。”谢定龚表示，客户的全球化带动了LitePoint全球布局提供优质本地服务的策略。

对于5G手机客户选择在欧洲抢发新品上市的时间点，谢定龚分析说：“测试需求通常都要配合客户的需求，我们以全球技术支持和服务配合客户的5G手机上市需求，对他们的支持非常正面。未来，随着5G手机量产迫近，OPPO和其他手机客户提出增加测试效率的需求，我们也在帮他们开发一对三的测试方案。可以提高三倍的测试效率。””