5G射頻前端面臨全新嚴峻挑戰 NI助力Skyworks加速產品上市

C114訊 7月6日專稿（艾斯）北京時間2018年6月14日，3GPP正式批准5G NR獨立組網（SA）功能凍結。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，同時也意味著5G正式可以進入到商用階段。與此同時，5G標準也給終端發展帶來了新的研發挑戰，其中對射頻前端的設計需求將變得更為複雜和嚴苛。

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自主研發的統一平台）開發的產品進行測試，從而實現革命性的5G應用。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收發前端模塊。

「我們向Skyworks提供了5G PXI測試平台，幫助他們進行最新的Skyworks5 PA（功率放大器）測試。5G PA現在是業界的熱點，特別是高功率。通過我們NI的PXI平台，能夠幫廠商很快進行實驗室驗證，達到一些關鍵指標測量數據的驗證，並符合行業標準。在未來5G晶元量產的時候，NI可以提供實驗室驗證到量產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中國通信網採訪時表示。

行業發展加速 射頻前端面臨全新挑戰

作為全球前三大射頻器件供應商，Skyworks公司每年大約60%-70%的收入來自於手機終端，包括蘋果、三星和國內主要手機廠商在內均為其合作夥伴。而Skyworks所做器件主要集中在平台transceiver和天線之間，其中包括PA、射頻開關、和濾波器等。

Skyworks移動營銷高級總監Kevin Walsh在當天活動上告訴我們，對於5G射頻而言，它並非是完全取代4G，而是在4G的基礎上疊加一些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全部涵蓋了從PA到濾波器到射頻開關等，直接以模塊進行提供。」當天展示的SKY78250器件，涵蓋了n77/n79這些最有可能被廣泛商用的頻段，但由於頻段更高，所以覆蓋要比傳統的LTE網路差，「因此我們的功率需要做得更高————我們已經做到了26dBm以上，從而以高功率來補償覆蓋比LTE差的問題，並且我們已經支持高達200 MHz的帶寬。」

市場研究公司ABI的深度報告《決戰下一代手機 射頻前端一體化設計至關重要》中曾提到，隨著整個行業向5G邁進，射頻前端的設計將變得更為複雜。而由於射頻前端日益複雜，射頻前端架構及組件的供應商等企業都在積極尋求最優良的和具有成本效益的管理與解決方案。因此，能提供射頻前端標準模塊以及端到端解決方案的供應商的出現對手機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計流程和手機上市時間。

在Skyworks實現5G射頻器件這些關鍵性能指標的過程中，NI 5G RFIC測試方案發揮了重要的作用。

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Kevin Walsh（左）

NI幫助Skyworks 5G NR射頻前端產品快速上市

實際上，NI從2010年就開始通過「射頻領先用戶計劃」的項目與業界領先客戶進行5G相關的原型化研究，可謂在5G研究方面走得非常領先和靠前。「我們非常喜歡一些新想法，也儘力幫助把這些新想法實現。無論是在3GPP的標準協議裡面，還是真正地落地到整個生態系統裡面去。利用NI的平台靈活性，可以很快地去更改相關軟體來支持客戶，包括像Skyworks這樣的半導體客戶，我們能夠幫助客戶的5G產品實現快速上市。」Luke Schreier告訴我們。

談及與NI的合作，Skyworks也強調了NI以軟體為中心的平台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於，協議涵蓋的部分更新很快，同時客戶的需求又往往僅專註在某些方面，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。所以我們會去適應客戶和他們的這些需求，自動去做適應」。

而「NI有很強的測試能力，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，同時又能夠專註某些客戶的特定要求。這樣我們就可以在短時間內知道，我們整個系統的性能是什麼，然後繼續往前走。」

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」正在穩步推進，將於2018年11月的中國移動合作夥伴大會上，推出首批5G通用模組，並於2019年MWC發布首批5G行業終端。作為中移動「5G終端先行者計劃」參與企業之一，對於Skyworks來說，5G射頻模組的快速上市可謂非常關鍵。

圖：Skyworks與NI在GTI Workshop上的聯合展示

NI策略的根本在於靈活性 同一平台支持各種最新標準

在談到最近凍結的5G SA標準時，Luke Schreier強調，NI 5G RFIC測試方案同時支持NSA和SA，能夠幫助整個產業快速適應市場現狀。「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，去實現不同的測試項目，去幫助客戶的產品快速上市。」他表示。

Skyworks也一再表示，「測試設備靈活度非常高是我們選擇NI進行合作的最主要原因」。考慮到Skyworks現在所做的5G射頻器件並非是一個真正量產的器件，而是處於比較初期的階段，因此常常會不斷地要去調適器件的性能，而此時NI測試平台的靈活性就成了最有利的一個優點。

我們了解到，Skyworks所用的NI 5G RFIC測試方案是一個符合3GPP標準的sub-6GHz NR參考測試方案，其關鍵特性包括支持802.11、2G、3G、4G、和5G NR等，同時1GHz帶寬的VST矢量信號收發儀器可以滿足5G大帶寬的要求，並且其搭載的最新軟體能夠支持5G NR新波形OFDMA及DFT-s-OFDM，這樣一個平台能夠實現從實驗室特性分析到量產測試的一步到位，縮短上市時間。

Luke Schreier表示，NI的測試平台不止在軟體方面具備靈活性，在硬體方面也是如此。上述解決方案中，除了支持sub-6GHz頻段外，在硬體上通過增加板卡就可以實現不同頻段的功能來支持毫米波頻段。而在NI的毫米波設備中，也可以用不同的模塊去實現頻段功能的擴展。「值得注意的是，在毫米波頻段，由於天線會變得非常短，所以一般都是集成在晶元上面。對此我們會採用OTA這樣的測試方法，所以我們在OTA這方面也與合作夥伴進行了合作。」

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