Plus de bandes de fréquences et des gammes dynamiques plus larges augmentent le nombre de pointes de test nécessaires lors d'une caractérisation et de la production d'interfaces RF de dernière génération (RFFE). La gestion active des coûts et des durées de test, tout en maintenant la qualité, est plus importante que jamais.
La mise à jour des infrastructures et des équipements utilisateur dédiés à la 5G est actuellement l'un des principaux sujets au sein des technologies de communication. Vous fournissez la principale interface RF permettant la connexion sans fil. Les aspects clés pour réussir dans un secteur très concurrentiel sont les délais de mise sur le marché et de conception, afin d'optimiser les coûts de production. Vous travaillez sur la manière dont vous pouvez caractériser et fabriquer des produits plus rapidement dans les conditions techniques et financières données. La vitesse du test n'est pas nouveau pour vous. Des cycles produits plus courts nécessitent de nouvelles idées qui améliorent le test tout au long de la caractérisation.
L'exécution parallèle de plusieurs tâches, en utilisant un équipement RF rapide associé à un traitement de signal optimisé "multithread" reposant sur les routines de test de notre serveur R&S®SBT, permet à la fois avoir une vitesse d'exécution suffisante et des tests évolutifs dans le but d'améliorer l'utilisation de l'instrument.
Faisons un tour d'horizon étape par étape
Les routines traditionnelles de caractérisation et de production passent en revue chaque étape du test de manière séquentielle. Lorsqu'une étape est terminée, la suivante démarre. L'amélioration des durées de test est souvent accompagnée d'une précision ou d'une profondeur de test amoindries, ce qui peut engendrer un taux d'erreur plus important dans les utilisations ultérieures.
Sans sacrifier la précision, tout en maintenant un niveau de qualité nécessaire, chaque étape ou sous-tâche possède une étiquette de temps minimale. Dans les mesures RF, il y a généralement un compromis entre une gamme dynamique plus large et des temps de balayage plus rapide, ce qui se traduit directement en précision de mesure par rapport à la vitesse du test.
Pour une caractérisation typique de l'amplitude et de la fréquence, le même test est réalisé à chaque étape. Il peut s'avérer utile d'analyser la durée de chaque sous-tâche afin de trouver où du temps a été perdu.
Laissez-nous vous donner un exemple concret de création d'une carte de performance EVM en fréquence et en amplitude
Diverses sous-tâches sont nécessaires pour obtenir le résultat par amplitude et point de fréquence. Le dispositif de capture nécessite d'ajuster son entrée RF pour la meilleure performance, puis d'enregistrer le signal. Le signal enregistré subit un post-traitement pour calculer l'EVM. Dans le cas de la 5G, cela peut rapidement être chronophage car nous travaillons avec une structure de signal complexe.
Pendant que l'EVM est calculée, le système RF est généralement inactif.
Au lieu de réaliser chaque sous-tâche séquentiellement, il est préférable de chercher des possibilités d'exécutions parallèles. Dans notre exemple, nous découplons idéalement la capture des données par l'instrument RF et l'évaluation des données I/Q afin d'obtenir l'EVM.
En pratique, le dispositif de capture nivelle et échantillonne automatiquement les données RF (sous-tâches 1 et 2). Le fichier I/Q capturé est transféré à un serveur pour traitement, tandis que l'instrument peut passer à l'étape suivante de la caractérisation en fréquence et en amplitude.
Cela augmente considérablement le taux d'utilisation de l'instrument, garantissant une meilleure rentabilité de l'investissement et des durées de test plus courtes.
En considérant un serveur puissant avec plusieurs cœurs réalisant les calculs d'EVM, plusieurs tâches sont réalisées simultanément et non plus une seule à la fois. Le traitement des paquets de données et la planification des tâches sont automatiquement réalisés par l'application de test reposant sur le serveur R&S®SBT.
Parallélisation et multiples appareils d'enregistrement
Les interfaces 5G peuvent intégrer non pas une seule, mais plusieurs sorties RF pour les applications de MIMO massive et de formation de faisceaux. Les appareils hautement intégrés répondent à ce besoin en proposant quatre canaux RF ou plus. Idéalement, pour améliorer la vitesse du test, plusieurs dispositifs de capture RF enregistrent les données sur plusieurs ports du dispositif sous test simultanément, afin d'améliorer la parallélisation. Chaque dispositif de capture transfère les données au serveur pour l'évaluation EVM. Le R&S®SBT s'occupe du reste, garantissant des résultats plus rapides.
Réalisons un test concret pour voir les résultats
Nous examinons une évaluation RFFE de la 5G couvrant 59 points d'amplitude. Pour chaque point, nous calculons l'ACLR, l'EVM et la SEM en se basant sur une trame de bande passante 100 MHz de la 5G entièrement chargée (10 ms). Nous utilisons des instruments de milieu de gamme – le générateur de signaux vectoriels R&S®SMBV100B et l'analyseur de spectre et signaux R&S®FSVA3000. L'approche classique, dans laquelle toutes les sous-tâches sont exécutées séquentiellement, est évidemment plus longue. La séparation de l'enregistrement RF et de l'évaluation des données accélèrent les choses. En s'appuyant sur la capacité du PC ou du serveur, les tâches qui calculent les résultats sont réalisées en parallèle. L'effet s'adapte parfaitement avec la performance et au nombre de cœurs du CPU disponible. Nos mesures montrent des facteurs d'amélioration de 3 à au-delà de 5, traduisant un cycle de caractérisation plus de 5 fois plus court sur le dispositif sous test.
La combinaison d'instruments RF rapides et d'un test basé sur le serveur R&S®SBT permet des temps de caractérisation plus courts et un test en production plus rapide, sans aucun compromis pour la sensibilité, la couverture du test ou la précision et la répétabilité, tout en améliorant l'utilisation de l'équipement et en réduisant les coûts. Le débit de production est amélioré et les durées de caractérisation sont réduites.
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