毫米波5G测试，真的有那么难吗？

近段时间的多个行业会议上，产业链代表均评估认为，毫米波5G网络部署已经成为全球5G技术发展的重点。基于高频毫米波通信的各类先进技术将极大提升网络容量并且促进新业务部署。不少业内人士认为，sub-6GHz频段是5G网络竞争的上半场，毫米波则将是下半场。

一 毫米波5G全球产业现状

GSA在10月底发布的最新统计数据显示，目前全球有130家运营商正在投资24250 MHz-29500 MHz频段的5G网络，已有20多家运营商部署了毫米波5G系统。中、美、日、韩都在抢占毫米波5G商用部署。

GSMA的《5G毫米波在中国》报告显示，预计到2034年，在中国使用毫米波频段所带来的经济收益约1040亿美元。

国内5G网络商用一年以来（三大运营商2019年10月31日宣布正式商用5G），对于毫米波5G产业的推动力度逐步加大。IMT-2020（5G）推进组成立的高频讨论组负责制定了毫米波关键技术要求、毫米波外场性能测试方法等行业标准，正在分阶段推进5G毫米波技术试验工作计划。

3GPP目前已经完成了Rel-15、Rel-16两个版本的5G标准制定工作，并在进行Rel-17的标准化制定工作。

毫米波5G基站主设备方面目前以宏站为主，即大规模MIMO阵列，研发、设计与生产目前以北美和日韩的毫米波5G频段为主，可以开始基本功能验证和外场试验，但是规格和具体指标有待统一要求，部分功能如波束管理、移动性等有待进一步完善；此外，还需健全设备体系、验证组网能力等。

支持毫米波频段的5G终端方面，业内预计2020年底或2021年初，主流智能手机、Mi-Fi、CPE等可支持毫米波全频段。GSA最新发布的统计数据显示，截至2020年10月，已经有37款商用及预商用5G毫米波终端（支持257、n258或n261频段），其中5G毫米波智能手机19款、5G毫米波CPE设备8款。

从近期多次行业会议来看，全球毫米波5G产业尚未成熟，毫米波5G在技术方案、电性能指标、产品成熟度、成本等方面有待逐步优化，主要表现在以下方面：

器件方面 毫米波器件的产业化成熟度决定毫米波5G系统的设备成本，将对未来的部署方案和落地应用产生重要影响。目前毫米波功放等器件效率低，导致整机功耗高，不利于规模商用。需要产业界汇聚产学研用力量共同推进高频器件的产业发展。

芯片方面 目前国内在毫米波方面的研发和技术积累有很多，但是产业链的问题主要集中在原型系统和原型芯片与规模生产的脱节，毫米波5G国产芯片的量产能力有待验证，国产毫米波芯片的技术能力与产业水平亟待提升。

基站设备方面 毫米波应用技术和成熟度不高、成本偏高，且相关参数和指标未能完全满足运营商网络实际需求，不利于市场推广，有待进一步研究优化解决方案。

终端设备方面 支持毫米波的5G终端种类和数量仍需丰富，目前全球仅有37款商用及预商用5G毫米波终端（GSA在10月底发布的统计数据），仅一部分旗舰机支持，相关参数和指标未能完全满足运营商网络实际需求，尤其是国内毫米波5G终端能力尚待加强。

二 毫米波5G测试技术最新进展

对于“加快推动5G毫米波商用”而言，贯穿于芯片/器件、设备（含基站设备与终端设备）的研发、生产、验收等各环节的测试技术的发展具有重大意义。但是由于高频毫米波相对于中低频sub-6GHz频段特性的巨大差异，毫米波5G芯片/器件、设备的测试面临巨大的挑战，器件/芯片商、设备商（含基站设备商与终端设备商）需要功能强大、高度综合且灵活的测试解决方案，针对与行业的需求，是德科技已具备毫米波测试仪器并推出了毫米波测试解决方案。

毫米波芯片/器件测试

毫米波5G通信链路中，毫米波芯片/器件测量至关重要。在毫米波芯片/器件出厂之前，需要在wafer阶段对其进行测试，以评估其相应的性能。

在Wafer阶段，毫米波芯片/器件的尺寸非常小，需配合探针台和仪表进行测试，由于Wafer阶段没有封装，测试时需要充分考虑散热和屏蔽的问题。

• DUT尺寸很小，测试点为专门预留的PAD，需通过探针台连接到测试仪表 ✔ 仪表与探针台的配合 • DUT测试端口连接次数有限 ✔ 单次连接多参数测试 • 测试接口非同轴/波导，校准比较困难 ✔ On-Wafer校准 • DUT没有封装，要考虑散热和屏蔽的问题 ✔ 脉冲状态下的测试

网络分析仪是对毫米波器件测试的重要仪表。所以，针对毫米波芯片/器件测试，是德科技可提供高达1.1THz的矢量网络分析仪与配套探针台。

PNA-X网络分析仪

• 单台仪具备S参数，扫频功率压缩点，交调抑制，噪声系数、杂波测试功能。

• 包含脉冲测试需要的脉冲源，脉冲调制器，能直接提供脉冲和连续波激励信号，是一体化脉冲测试网络仪。

• 仪表具备激励源功率校准功能，将功率计精度传递到网络仪中。先进接收机技术线性精度达到0.01dB@80dB功率范围，保证功率参数的测试精度。

• 专门设计的噪声接收机，具备高灵敏度特点。还能通过校准消除端口失配误差，提高噪声系数测试精度。

毫米波基站/终端设备测试 毫米波基站/终端设备测试

在基站设备与终端设备测试方面，设备厂商在实现毫米波5G设备量产和产品上市方面面临诸多挑战，是德科技EXM无线测试仪可助力设备商通过“多DUT”方法实现快速生产、显著提高产能、降低测试成本的目标；

是德科技PathWave可极大方便IP从设计验证和测试（DVT）阶段到制造阶段的迁移，最大程度地减少迁移测试IP的工作量，同时确保测量相关性，从而使得设备商缩短产品上市时间。

三 毫米波5G商用未来前景

WRC-19大会预计从2020年到2034年的15年时间里，移动通信对毫米波频谱资源的利用将有望推动全球GDP增长5650亿美元，如今，毫米波5G已成为世界各国以及国际组织关注的重点。在中低频5G规模商用后，毫米波将成为5G商用的下一个重点。

业内开始形成共识的是，在“后5G”时代与6G时代，毫米波将成为极大提升网络容量和促进新业务部署的关键使能。在未来5G网络建设中，相关产业将经历大发展，功能强大、高度综合且灵活的测试解决方案将在其中提供不可或缺的助力。

来源： 是德科技KEYSIGHT