在GSM和UMTS等技术发展的早期,移动设备通常会为每个GSM和UMTS无线电配备独立的放大器。然而,LTE和WLAN技术的出现以及更多无线电频段的使用推动了对集成化程度更高的射频前端技术的需求。如今供应商正在尝试将更多设备封装到单个组件中,包括PA、低噪放大器(LNA),双工器和天线开关。因此,现在射频测试工程师的任务通常是测试高度集成的前端模块(如图1所示),而非一个独立的PA。尽管前端模块测试所需的测量与分立组件的测量基本相同,但是测试集成前端模基通常还需要额外的步骤来配置待测设备(DUT)。
在分析射频PA的性能特性时,工程师会采用各种测量和测试技术来了解设备的增益、线性度和效率。在实际操作中,分析设备特性所需的具体测量取决于放大器的预期用途。例如,尽管增益和效率等参数对于所有PA来说都很重要,但是用于无线通信传输的设备仍需要针对特定标准进行测量。误差向量幅度(EVM)作为PA最重要的度量标准之一,就是用来衡量调制信号的质量,而相邻信道泄漏比(ACLR)是UMTS或LTE射频最重要的测量参数之一。
5G通信空口技术用于无线通信
·新空口(NR)的全称是空中接口
新空口或5GNR可能不是最原始的表述,但第3代合作伙伴计划(3GPP)称之为第15版的输出。NR等同于移动通信行业使用LTE来描述4G技术或UMTS来描述3G技术。第15版规范草案于2017年12月获得批准,预计将于2019年中期完成。第15版仅仅是一个开始,因为它只规定了5G移动通信标准的第一阶段。版本16提供了第二阶段的规范,预计将于2019年12月完成。
·5G使用新频谱
5G研究之初,许多人对5G使用毫米波频谱的这一可能性感到兴奋。这将是解决方案的一个重要部分。然而,从短期来看,低于6GHz的频谱和毫米波频段是其中的重要部分。第15版概述了几组专门针对2.5GHz到40GHz范围内的NR部署的新频谱。两个更直接部署到移动应用的频段是3.3GHz~3.8GHz和4.4GHz~5.0GHz。早在2018年,3.3GHz~3.8GHz频段就有可能直接部署到5G网络。美国、欧洲和亚洲各国的监管机构已经放开了5G频段的使用频谱。此频段的高带宽对运营商来说非常有吸引力。但低于40GHz的频谱仅仅是一个开始。未来的3GPP版本将可允许使用高达86GHz的频谱。
·波束形成将发挥重大作用
为了优化移动设备的信号强度,NR使用了模拟和数字波束成形的组合。对于移动通信来说,波束成形并不是新词,因为现在LTE网络已经在广泛使用数字波束成形技术。然而,对于5G,信号传播的挑战和较小的天线尺寸激发了模拟波束形成技术的广发使用。在24GHz以上,较窄波束宽度的模拟波束成形可使5G基站更有效地控制下行链路信号。波束形成最终会带来重大的测试挑战。不仅需要对每个波束进行特性分析和测试,而且空中测量对于验证无线电性能也非常重要。 5G NR第一阶段最终将包含独立组网和非独立组网模式,第一台5G设备仍将依赖LTE。于此同时,尽管已经为5G提出了许多候选波形,但是第一阶段仍将基于OFDM波形。