如何加速5G NR,Wi-Fi 7宽带功放测试?

一.5g nr、wifi 7提升射频功放测试难度
随着5g和wi-fi 7等新一代无线通信技术的逐步演进,射频功率放大器的测试也面临着越来越大的挑战,例如带宽信号的变化由原先的窄带信号 mhz级别变为宽带信号百mhz级别,载频范围变化从低频向更高频段演进(5g信号除了6ghz以下频段外还增设了毫米波频段),调制方式上也采用了更高阶调制(wi-fi 7信号加入4096qam调制)等。因此,在测试过程中对测量仪器的要求更高,需要更精确的测量和校准,以保证系统的准确性和稳定性。
作为典型的非线性器件,功放面临效率和线性度的矛盾:一方面,功放工作在高效率区时产生严重的非线性失真,增大解调信号的误码率并造成带外频谱泄漏,干扰邻道通信用户;另一方面,保证线性度则意味着高回退,功放效率和输出功率下降,带来成本和散热两大问题。为了解决这一问题,目前业界系统设计人员普遍采用额外的线性化技术,例如数字预失真技术(dpd)来补偿功放的非线性失真,从而提高线性度。同时,结合动态电源dps技术(如包络跟踪et)来提高效率。
二.如何解决功放测试
下面将带你快速了解是德科技基于x系列测量应用软件(以下简称x-app)n9055em0e的宽带功放测试解决方案。x-app n9055em0e除了传统的pa rf特性测量外,还支持用户做实时的闭环功放数字预失真dpd测试,以及包络跟踪et测试。
关键词:功率放大器,数字预失真(dpd),包络跟踪测试(envelope tracking)
x-app n9055em0e从以下九个方面带你轻松应对5g nr,wlan宽带功放测试挑战。你将体验到更快的测试速度,更灵活便捷的测试流程以及更高精度、更稳定的测量结果:
01.支持用户仪器平台选择的灵活度,针对模块化仪器和台式仪器给出两套解决方案
• 方案一:基于keysight 台式仪器信号发生器加x系列信号分析仪(如vxg m9484c + uxa n9042b),单表测量频率范围支持到最高54ghz,2.5ghz分析带宽。
figure 1宽带功放数字预失真测试方案一:keysight台式仪器信号发生器加x系列信号分析仪。
• 方案二:基于keysight 模块化仪器pxi矢量收发信机(模块集成了信号源vsg 和分析仪vsa),硬件型号如m9415a,单表测量频率范围支持到最高12ghz,1.2ghz分析带宽。
figure 2宽带功放数字预失真测试方案二:keysight模块化仪器pxi 收发信机。
02. 提供多种数字预失真dpd算法,包括:
• 提供通用数字预失真模型:例如查表法(look-up table),记忆多项式(memory polynomial), volterra级数多项式
• 提供keysight创新的更高精度的自适应数字预失真算法 – 迭代学习控制数字预失真(iterative learning control dpd)
• 支持导入用户自定义matlab数字预失真算法
03. 支持同一界面下展示多次迭代的数字预失真dpd前后比对测量结果,包括:
• am/am,am/pm,矢量误差delta evm。
• 邻道泄漏比acpr,输入输出功率power,增益gain,峰均比papr等。
• 购买相对应x系列测量应用软件license即可轻松在同一界面下获得调制信号dpd前后的解调信号的矢量误差demod evm:支持5g nr 3gpp最新定义的测试标准信号甚至可测多个子载波信号,wlan(11ac/ax/be)最新标准信号,lte等信号。
figure 3 x系列n9055em0e功放测量应用软件测试界面
figure 3展示了测试案例 - 5g nr 100mhz信号经keysight dpd算法后测量指标acpr,evm显著提升:evm由3.71%提升到0.4%,acpr lower由-38.42dbc提升到-54.1dbc,acpr upper由-38.24dbc提升到-54.4dbc。
04. 支持wlan 信号的动态evm测试,可以设置burst mask来进行功放的开关信号配置,从而控制直流电源对功放进行供电和断电,即可快速开启或关闭功放。
figure 4 x-app n9055em0e功放测量应用软件pa使能信号配置。
figure 4 x-app n9055em0e功放测量应用软件pa使能信号burst mask控制:t1为功放供电开始响应时间,t2为波形文件持续时间,t3为功放供电关闭和基带信号播放完毕后的时间差,t4为功放关闭闲置状态时间。
05. 支持功率点扫描测试,并给出各功率点下的dpd测试结果
figure 5 x-app n9055em0e功放测量应用软件功率点扫描power sweep,可设置功率点门阀值并开启dpd
06. 支持导入多种格式波形文件以及参考信号在线处理。
• 支持导入由keysight信号生成软件signal studio生成的波形文件,或用户自定义波形文件(txt, csv, bin, hdf, matlab文件等格式)。
• 支持对参考信号文件做在线处理包括cfr(波峰因子降低),osr(超采样)。
07. 支持允许将外部附件的s参数文件导入,在数字域对测试链路外部附件的频响进行实时修正。
08. 支持以下数字预失真测试结果导出:
• 数字预失真模型文件提取
• 功放模型文件提取
• 预失真波形提取
09. 支持参考信号和包络信号自适应同步的包络跟踪et测试,针对模块化仪器和台式仪器给出两套解决方案。
figure 6功放包络跟踪et测试方案一:keysight台式仪器信号发生器两通道vxg加x系列信号分析仪
figure 7功放包络跟踪et测试方案二:keysight模块化仪器 pxi收发信机加pxi awg m3202a

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