5G射頻前端面臨全新挑戰(zhàn)，NI幫助Skyworks 5G產(chǎn)品實現(xiàn)快速上市

北京時間2018年6月14日，3GPP正式批準(zhǔn)5G NR獨立組網(wǎng)（SA）功能凍結(jié)。這不僅使5G NR具備了獨立部署的能力，也帶來全新的端到端新架構(gòu)，同時也意味著5G正式可以進(jìn)入到商用階段。與此同時，5G標(biāo)準(zhǔn)也給終端發(fā)展帶來了新的研發(fā)挑戰(zhàn)，其中對射頻前端的設(shè)計需求將變得更為復(fù)雜和嚴(yán)苛。

美國國家儀器公司（NI）近日宣布與Skyworks SoluTIons公司合作，對使用Sky5（Skyworks自主研發(fā)的統(tǒng)一平臺）開發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行測試，從而實現(xiàn)革命性的5G應(yīng)用。兩家公司在6月25日在上海舉辦的GTI Workshop上共同展示了Skyworks支持HPUE的5G NR收發(fā)前端模塊。

“我們向Skyworks提供了5G PXI測試平臺，幫助他們進(jìn)行最新的Skyworks5 PA（功率放大器）測試。5G PA現(xiàn)在是業(yè)界的熱點，特別是高功率。通過我們NI的PXI平臺，能夠幫廠商很快進(jìn)行實驗室驗證，達(dá)到一些關(guān)鍵指標(biāo)測量數(shù)據(jù)的驗證，并符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在未來5G芯片量產(chǎn)的時候，NI可以提供實驗室驗證到量產(chǎn)測試的一個完整解決方案。”NI自動化測試市場副總裁Luke Schreier在GTI Workshop期間接受C114中國通信網(wǎng)采訪時表示。

行業(yè)發(fā)展加速 射頻前端面臨全新挑戰(zhàn)

作為全球前三大射頻器件供應(yīng)商，Skyworks公司每年大約60%-70%的收入來自于手機(jī)終端，包括蘋果、三星和國內(nèi)主要手機(jī)廠商在內(nèi)均為其合作伙伴。而Skyworks所做器件主要集中在平臺transceiver和天線之間，其中包括PA、射頻開關(guān)、和濾波器等。

Skyworks移動營銷高級總監(jiān)Kevin Walsh在當(dāng)天活動上告訴我們，對于5G射頻而言，它并非是完全取代4G，而是在4G的基礎(chǔ)上疊加一些5G器件。“因此對客戶來說，板件面積會成一個很大的問題。我們的5G射頻器件解決方案已經(jīng)全部涵蓋了從PA到濾波器到射頻開關(guān)等，直接以模塊進(jìn)行提供。”當(dāng)天展示的SKY78250器件，涵蓋了n77/n79這些最有可能被廣泛商用的頻段，但由于頻段更高，所以覆蓋要比傳統(tǒng)的LTE網(wǎng)絡(luò)差，“因此我們的功率需要做得更高——我們已經(jīng)做到了26dBm以上，從而以高功率來補(bǔ)償覆蓋比LTE差的問題，并且我們已經(jīng)支持高達(dá)200 MHz的帶寬。”

市場研究公司ABI的深度報告《決戰(zhàn)下一代手機(jī) 射頻前端一體化設(shè)計至關(guān)重要》中曾提到，隨著整個行業(yè)向5G邁進(jìn)，射頻前端的設(shè)計將變得更為復(fù)雜。而由于射頻前端日益復(fù)雜，射頻前端架構(gòu)及組件的供應(yīng)商等企業(yè)都在積極尋求最優(yōu)良的和具有成本效益的管理與解決方案。因此，能提供射頻前端標(biāo)準(zhǔn)模塊以及端到端解決方案的供應(yīng)商的出現(xiàn)對手機(jī)OEM廠商而言猶如久旱逢甘霖，可大大加快他們的射頻前端設(shè)計流程和手機(jī)上市時間。

在Skyworks實現(xiàn)5G射頻器件這些關(guān)鍵性能指標(biāo)的過程中，NI 5G RFIC測試方案發(fā)揮了重要的作用。

圖：NI自動化測試市場副總裁Luke Schreier（右）與Skyworks移動營銷高級總監(jiān)Kevin Walsh（左）

NI幫助Skyworks 5G NR射頻前端產(chǎn)品快速上市

實際上，NI從2010年就開始通過“射頻領(lǐng)先用戶計劃”的項目與業(yè)界領(lǐng)先客戶進(jìn)行5G相關(guān)的原型化研究，可謂在5G研究方面走得非常領(lǐng)先和靠前。“我們非常喜歡一些新想法，也盡力幫助把這些新想法實現(xiàn)。無論是在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議里面，還是真正地落地到整個生態(tài)系統(tǒng)里面去。利用NI的平臺靈活性，可以很快地去更改相關(guān)軟件來支持客戶，包括像Skyworks這樣的半導(dǎo)體客戶，我們能夠幫助客戶的5G產(chǎn)品實現(xiàn)快速上市。”Luke Schreier告訴我們。

談及與NI的合作，Skyworks也強(qiáng)調(diào)了NI以軟件為中心的平臺所具備的靈活性對其的重要幫助。“Kevin Walsh表示，在5G射頻方面最大的一個困難在于，協(xié)議涵蓋的部分更新很快，同時客戶的需求又往往僅專注在某些方面，也就是說“我們的東西希望做到很寬、很大的一個覆蓋，但是客戶需求部分可能比較小。所以我們會去適應(yīng)客戶和他們的這些需求，自動去做適應(yīng)”。

而“NI有很強(qiáng)的測試能力，他們一直在幫助我們快速地去做測試，既能夠去做很寬的特性測試，同時又能夠?qū)Ｗ⒛承┛蛻舻奶囟ㄒ?。這樣我們就可以在短時間內(nèi)知道，我們整個系統(tǒng)的性能是什么，然后繼續(xù)往前走。”

C114在“2018年IMT-2020（5G）峰會”上了解到，中國移動“5G終端先行者計劃”正在穩(wěn)步推進(jìn)，將于2018年11月的中國移動合作伙伴大會上，推出首批5G通用模組，并于2019年MWC發(fā)布首批5G行業(yè)終端。作為中移動“5G終端先行者計劃”參與企業(yè)之一，對于Skyworks來說，5G射頻模組的快速上市可謂非常關(guān)鍵。

圖：Skyworks與NI在GTI Workshop上的聯(lián)合展示

NI策略的根本在于靈活性 同一平臺支持各種最新標(biāo)準(zhǔn)

在談到最近凍結(jié)的5G SA標(biāo)準(zhǔn)時，Luke Schreier強(qiáng)調(diào)，NI 5G RFIC測試方案同時支持NSA和SA，能夠幫助整個產(chǎn)業(yè)快速適應(yīng)市場現(xiàn)狀。“總的來說，如果用一個詞來形容我們的策略，NI就是靈活，從而可以給客戶提供不同的選項。NI有一個非常開放性的架構(gòu)，去實現(xiàn)不同的測試項目，去幫助客戶的產(chǎn)品快速上市。”他表示。

Skyworks也一再表示，“測試設(shè)備靈活度非常高是我們選擇NI進(jìn)行合作的最主要原因”。考慮到Skyworks現(xiàn)在所做的5G射頻器件并非是一個真正量產(chǎn)的器件，而是處于比較初期的階段，因此常常會不斷地要去調(diào)適器件的性能，而此時NI測試平臺的靈活性就成了最有利的一個優(yōu)點。

我們了解到，Skyworks所用的NI 5G RFIC測試方案是一個符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)的sub-6GHz NR參考測試方案，其關(guān)鍵特性包括支持802.11、2G、3G、4G、和5G NR等，同時1GHz帶寬的VST矢量信號收發(fā)儀器可以滿足5G大帶寬的要求，并且其搭載的最新軟件能夠支持5G NR新波形OFDMA及DFT-s-OFDM，這樣一個平臺能夠?qū)崿F(xiàn)從實驗室特性分析到量產(chǎn)測試的一步到位，縮短上市時間。

Luke Schreier表示，NI的測試平臺不止在軟件方面具備靈活性，在硬件方面也是如此。上述解決方案中，除了支持sub-6GHz頻段外，在硬件上通過增加板卡就可以實現(xiàn)不同頻段的功能來支持毫米波頻段。而在NI的毫米波設(shè)備中，也可以用不同的模塊去實現(xiàn)頻段功能的擴(kuò)展。“值得注意的是，在毫米波頻段，由于天線會變得非常短，所以一般都是集成在芯片上面。對此我們會采用OTA這樣的測試方法，所以我們在OTA這方面也與合作伙伴進(jìn)行了合作。”