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LitePoint測試解決方案加速5G商機 重塑產業格局

  • 孫昌華台北

全球業務副總裁Richard Hsieh
全球業務副總裁Richard Hsieh

巴塞隆納舉行的MWC 2019是年度盛事,2019年看到多樣化的5G產品露臉,不光是5G智慧型手機即將上市,諸如5G NR口袋型分享器等網通產品也非常吸引觀眾的關注,5G的商轉已經箭在弦上,雖然不同區域與國家的時程表或許不一,但是幾年前產業界所看到的5G願景,如今一一築夢踏實,正式展開。

萊特菠特(LitePoint)為了迎接5G世代的到來,協助海峽兩岸的網通產業界掌握5G系統驗證與測試技術的新發展,不斷透過每半年舉辦的產品研討會,並提供現場展示,針對尖端的測試機台的亮相,提供給電子供應鏈與生態系統夥伴一個相互技術交流的大好機會,協助客戶打造無線通訊產品在市場上的競爭優勢,並加速產品上市時間,搶佔市場先機,這次「科技賦能,加速5G重塑產業格局- LitePoint 5G熱點無線技術測試研討會」活動,在台灣一共主辦2場科技饗宴,於2019年5月21與22日兩天,分別在新竹與台北盛大招開。

Jeorge S. Hurtarte, Ph.D, Wireless Product Marketing Strategist

Jeorge S. Hurtarte, Ph.D, Wireless Product Marketing Strategist

產品經理溫中義

產品經理溫中義

應用工程資深經理唐衛華

應用工程資深經理唐衛華

應用工程經理趙偉清

應用工程經理趙偉清

亞洲應用工程部協理謝定龔

亞洲應用工程部協理謝定龔

LitePoint與客戶一起成長,迎接5G所創造的大商機

LitePoint全球業務副總裁Richard Hsieh先生的開場引言,清楚描繪LitePoint在5G測試解決方案的產品發展策略,為了迎接5G所帶來的全新產品計畫與不斷開展的新商機,Richard表示,5G技術讓每一個參與的廠商都看到璀璨的商機,LitePoint從快速掌握不同商業化進程中各個5G標準的技術環節,提供更快、更簡單、更具成本效益的測試解決方案,滿足客戶高品質的要求,對LitePoint而言,2019是忙碌與期待豐收的一年。

5G的標準,目前正式公告的5G NR標準,在技術面上做了一些更新,最主要的就是新增頻譜的範疇,對於工程設計團隊的挑戰仍與日俱增,LitePoint為了協助產業界可以順利推展5G技術與產品,確實掌握從DVT等工程驗證到產品量產的每一個進程,達成Time To Market的目標,並且當市場規模逐步放大時,也能夠抓住適當的獲利時機,達到Time To Production的要求,以及Time to Money的最大收穫,Richard由衷希望與客戶一起成長,迎接5G所創造的大商機。

2019年看5G測試設備、新頻譜與5G時代新測試趨勢

日新月異的技術革新驅動產業向上成長,5G技術所引領的全球趨勢,帶來全新的產業變革,其所帶來的大量頻譜的使用,無論是6 GHz以下(FR1)頻段,或是毫米波(FR2)的頻段從30~300GHz的使用,產品驗證與檢測對於各家網通業者與OEM/ODM廠形成重大的負擔,無線產品市場分析師Dr. Jeorge Hurtarte先生的簡報首先就是聚焦於新頻段頻譜的更新。

Dr. Hurtarte指出5G在2019年有幾個FR1頻段中的清楚定義,首先是中頻(Midband),涵蓋3.2 ~ 4.9 GHz的頻段,另外也定義6 GHz頻段,從5.9到7.125 GHz之間,至於毫米波(mmWave)頻段,則定義在24 至 44 GHz的範疇,現今的5G的使用範例仍主要側重於加強型行動寬頻(Enhanced Mobile Broadband)的應用,除了小型基地台(Small Cell)的裝置之外,目前可預期的三大類型的用戶端設備(CPE)裝置,分別是5G NR口袋型分享器、5G智慧型手機與固定無線終端(FWT)裝置。

比較引人注意的是5G FWT類固網寬頻閘道器或是熱點(Hot Spot)的裝置,一邊接5G NR,一邊接Wi-Fi,提供使用者體驗一個類光纖寬頻網路的5G資料傳輸的效果,事實上,5G網路初步將同步結合使用4G LTE頻段,並藉由都會區密集5G基礎設施的布建,以及市郊與更外圍的區域結合LTE網路的既有配置,按部就班地更新技術來提高傳輸資料效能,所以5G將無可避免地在很長一段時間內依賴已經完成的4G LTE網路提供服務,而不是採取一蹴可幾的翻天覆地的大革命。

另外值得一提的,Wi-Fi技術在IEEE 802.11ax標準上也公告「不需執照頻段」,也就是「免付費頻譜」的範圍,這與5G應用息息相關的發展,引起普遍的重視,目前美國聯邦通信委員會(FCC)已經公告5925到7125 MHz的頻段將被公告為不需執照頻段,而歐盟的標準則選擇5925到6425 MHz之間的頻段,二者互有差距,但是系統廠商的測試一樣都不可少,至於大家關心的下一代Wi-Fi標準,終於首度看到Wi-Fi 新的「極高吞吐量」(extreme high-throughput;EHT)規格命名為IEEE 802.11be標準,預計在2022年以後訂定完成。

由於5G與Wi-Fi的持續相互對接,Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)為了打造出色的無線連接使用者體驗,自2019年第3季開始將推廣Wi-Fi 6商標認證的普及性,所以LitePoint的測試機台也順勢完成緊密的佈署,提供客戶完整的測試解決方案。

高性能5G毫米波 OTA測試與天線暗室的設計

5G技術強調多頻譜的使用,其中最明顯的測試挑戰就是天線的設計,尤其過去大家所不熟悉的OTA(Over- The-Air)測試,最為人所重視,除了系統的軟、硬體的整合,加上各晶片大廠的測試與模擬工具,還有最令人關注的Testing Chamber(天線暗室)的設計與量測方法的驗證,都形成相當的技術門檻,LitePoint的亞洲應用工程部協理謝定龔(Alex Hsieh)的主講,介紹毫米波的直接遠場(DFF)、緊縮場(CATR)的測試,以及測試儀器、天線暗室與測試軟體的整合性測試,目前的天線暗室適用28 GHz與39 GHz頻譜的毫米波天線測試之用。

毫米波天線暗室來量測複雜的相位陣列天線(Phased Array Antenna)的效能、參數和信號測試,如果待測物小於5公分(D ≤ 5 cm)則直接做DFF量測,針對EIRP、TRP、EIS、EVM等重要參數的取得,但需要很精準定位天線的中心位置,這個稱為白盒測試的方式,LitePoint特別設計DFF Chamber產品來做為輔助,形成一個整合測試的一站式解決方案(Turnkey Solution),目前DFF量測尺寸是65公分是最適合的距離,而Chamber整個尺寸是120.5 H x 97.5 W x 76.5公分。

當待測物尺寸超過5公分時,用緊縮場(CATR)的測試較為合理,並採用黑箱量測方法來做,LitePoint的緊縮場Chamber的設計,可以測試約30公分的待測物尺寸,LitePoint的測試解決方案除了有對應的Chamber設計,並搭配IQgig-5G儀器組合的測試,具備大量簡化設定與校準時間的優點,只要先計算Link budget,再選擇白箱(White Box)與黑箱(Black Box)方式將待測物擺在Testing Chamber內的位置,DFF與CART的選擇,使用適當的微米波天線的測試。

測試的軟體工具除了有晶片廠的測試工具之外,LitePoint還備有IQCaveMeas軟體作為2D/3D量測與校準之用,並使用IQfact+軟體作為ATE輔助來簡化設定參數,並作為未來量產時的應用,謝定龔特別提醒3D掃描量測需要用高解析度的量測,才能符合毫米波特性的量測。

5G毫米波與Sub-6GHz特性與量產挑戰

LitePoint應用工程副理廖明堃(Vito Liao)先生的簡報,聚焦於探討毫米波與Sub-6GHz特性與量測上的挑戰,由於5G應用情景同時由不同的頻段組合使用,在毫米波頻段中較重視Beamforming的使用,適合高頻率、低移動的資料傳輸方式,而Sub-6GHz頻段則強調多人高移動式的使用情境,其最高支援8x8的MIMO功能,所以是兩種非常不同的組態與使用方式,天線的設計也產生很大的不同。

廖明堃指出5G的Sub-6GHz頻段與LTE頻譜大量重疊,相較於LTE的20MHz最大頻寬Sub-6GHz將最大頻寬擴增到100MHz,與LTE重疊的頻段內只有n41能達到這需求,因此也看到在NR Sub-6GHz新增了n77、n78、n79來支持100MHz的頻寬使用。而毫米波使用的頻段目前主要是n257、n260、n261,而n258也會在隨後才會加入使用。

5G為了在多種使用者應用場景之間可以切換使用,所以定義一個名詞稱為「numerologies」參數,可以讓使用者在近距離高傳輸速率的使用場景或高移動性低傳輸速率等多種場景之間彈性切換,所以與LTE世代的規格來比較,如5G NR Frame Structure都做了有很大的變動,測試方法也要相對因應與改變。

5G NR 在FR1與FR2 頻譜的測試條件做了非常詳細的描述,主要量測的參數包括EVM、Carrier leakage、Inband Emission、EVM Equalizer Spectrum Flatness、Spectrum Emission Mask與ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio)等,LitePoint的測試解決方案也同步根據FR1與FR2 頻譜的測試方法而有所區分,在mmWave RF部分的測試儀器使用IQgig-5G解決方案,涵蓋28 GHz和39 GHz頻段,而mmWave IF部分使用IQgig-IF解決方案,在Sub6GHz-5G方面,使用IQxstream-5G設備。

針對用戶端設備(CPE)裝置的量產測試上,廖明堃指出LitePoint透過Testing Chamber的設計,搭配IQgig-5G解決方案,並使用IQfact+軟體的ATE工具來簡化設定參數同時整合DUT控制以及Chamber控制,做為量產時來驗證待測物的工具,兼具成本與測試時間上的優勢。

5G的C-V2X測試與挑戰

車聯網與自駕車系統是5G應用的一個重要典範,唐衛華(Weihua Tang)先生是LitePoint應用工程資深經理,對於大陸主推的C-V2X規格,與歐美國家著墨已久的DSRC (Dedicated Short Range Communications)系統的測試做專章介紹。

DSRC已經有十年以上的發展歷史,採用IEEE 802.11p的物理層,使用OFDM技術,工作頻段在5.9GHz,如今已經是一個非常成熟的技術,無論是用來做速度偵測、碰撞迴避、即時路況偵測、高速公路的ETC收費,以及ADAS等自動駕駛輔助系統,都屬於目前的主流的應用,但是還未曾真正全面普及。在DSRC系統中資料封包在傳送過程中有掉封包的風險,雖說可以通過重傳可以規避,但延遲時間較長,恐影響緊急車況時的即時控制。

而在C-V2X的車聯網應用上,5G系統透過3GPP規範的蜂窩通訊系統的構建,涵蓋在LTE/5G NR服務之中,其最令人期待的是超低延遲的功能,因為資料封包傳遞精準,比起DSRC更令人信服,所以中國屬意使用,涵蓋在5G新興的系統中,兩者就上市時間來說,目前DSRC預計2019就有產品上市,而C-V2X應用需要等到2021、2022年間,二者皆是LitePoint測試解決方案所聚焦的核心功能。

LitePoint一共推出IQxstream-5G、IQxstream-M與IQxel-M三種測試解決方案做為支援C-V2X的測試,對於測試5G NR C-V2X、LTE C-V2X與C-V2X SideLink與DSRC (IEEE 802.11p)的組合,LitePoint已經做好全面迎接車聯網測試的嚴苛挑戰。

揭露Wi-Fi 6最新進展,產品驗證標準2019第3季上市

LitePoint是Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)會員之一,Wi-Fi聯盟的成立是為了訂定Wi-Fi裝置的產業標準,讓消費者透過Wi-Fi標章能夠取得高品質的Wi-Fi產品,由於技術規格的協議已經有IEEE協會領軍,所以為了讓Wi-Fi產品能夠在市場上便於辨識,Wi-Fi聯盟將IEEE標準名稱加以簡化,例如IEEE 802.11ax稱為Wi-Fi 6,並且設計印在產品上顯而易見的Wi-Fi 6標章。

自2019年第3季開始,Wi-Fi聯盟的Wi-Fi 6標章與產品認證即將啟動,LitePoint應用工程部經理趙偉清(Chris Chao)的簡報介紹Wi-Fi 6產品的驗證規範與使用,由於美國FCC已經將6 GHz免付費的頻譜設定為5.925 ~ 7.125GHz的範圍,比起歐盟所設定的5.925 ~ 6.425 GHz的範圍還要大,所以測試的設備與儀器的挑戰接續到來。

Wi-Fi 6產品的驗證測試以OFDMA最重要技術掛帥,這也是Wi-Fi系統與晶片廠商測試上所面對的最大的挑戰,LitePoint的測試解決方案的設計著重降低測試的門檻,簡化流程,一舉掌握Wi-Fi 6產品規格的要點。

這尤其以Wi-Fi 6的AP產品的測試最具代表性,AP經常扮演控制一切的角色,協調所有終端裝置間的資料交換與傳遞,舉凡在裝置間的訊號同步與RU Leakage所造成系統的差誤與效能的減損,趙偉清所示範的測試情境包含模擬多個使用者、RU與資料流封包(Stream)對AP的測試,以及AP的Downlink與Uplink的不同測試要求的模擬,加上802.11ax所規範的Power Boost的功能,讓不同距離的STA可以維持一致的量測功率,利用機台的精確功率控制功能,完成複雜的測試要點。

LitePoint的OBT測試,主要搭配IQxel-MW和支持5G規範的IQxstream-5G,無論向量強度(EVM)量測,Power Control控制,以及Trigger Base的Timing和Carrier frequency offse等複雜的測試程序,為了協助系統廠商提升效率,提供平行多DUT測試架構,獲得測試速度和效率的大幅度提升,是產業界測試Wi-Fi 6裝置所不可或缺的測試解決方案。

此外,對於進一步簡化量產時的測試程序,LitePoint利用IQfact +的ATE輔助軟體,搭配組成個別的AP測試順序模式(Sequence Mode),大量簡化測試的流程,甚至可以將幾個測試項目加以整合,節省更多的測試時間。

再者,LitePoint的IQsniffer軟體可以用來作為Wi-Fi聯盟產品測試時追蹤不同STA與AP之間相關的網路信令(signaling)的內容,做為合法監聽多個裝置通訊間OFDMA模式的有效工具,目前市場上對Wi-Fi 6的AP產品的預估上市還是看好2019年的年下半啟動,因為5G的旗艦級智慧型手機也即將陸續上市。

目前已經看到三星的新手機已經具備Wi-Fi 6晶片組的功能,連帶也會帶動Wi-Fi 6裝置的普及速度,另外,成本考量上也是一個重要的因素,一旦低價位的Wi-Fi 6裝置開始問世,也是一個不可或缺的推力,展望2019年的大勢,Wi-Fi 6與5G NR皆將會是產業界的重要成長指標,LitePoint的測試解決方案屆時將協助系統廠商一起迎接5G世代的大商機。

附檔:IMG_0536.JPG