3-2022

Messtechnik
Sivers Semiconductors und Rohde & Schwarz
kooperieren bei 5G-HF-Transceiver-Tests
Während weltweit 5G-Netze den
kommerziellen Betrieb aufnehmen,
geht die Entwicklung des
5G-NR-Standards weiter. Mit
Release 17 wird 3GPP die Frequenzunterstützung
der 5G-NR-
Millimeterwellenbänder auf das
unlizenzierte Spektrum bis 71
GHz ausweiten, ein Frequenzband,
das traditionell von nichtzellularen
Standards wie IEEE
802.11ad und 11ay genutzt wird.
Um die neuen messtechnischen
Herausforderungen im Zusammenhang
mit dieser Bandbreitenerweiterung
zu bewältigen
und die Performance der neusten
Generation von HF-Transceiver-Chipsätzen
zu bewerten,
haben sich Rohde & Schwarz
und Sivers Semiconductors zum
Testen von HF-Transceivern
für 5G NR bis 71 GHz zusammengetan.
Mit Release 17 wird 3GPP die
Frequenzunterstützung für den
5G-NR-Standard bis Mitte 2022
auf 71 GHz erweitern. Diese
Erweiterung erfordert eine
Anpassung der Bitübertragungsschicht,
insbesondere zwei neue
Unterträgerabstände (480 und
960 kHz) sowie die Unterstützung
größerer Signalbandbreiten
von bis zu 2 GHz. Die Unterstützung
des neuen Frequenzbandes
stellt HF-Transceiver-
Hersteller, die bereits zellulare
Anwendungen adressieren, vor
neue Herausforderungen. Sie
bietet aber auch Chancen für
diejenigen, die sich bisher auf
die Entwicklung und Herstellung
von Transceiver-Chipsätzen für
nichtzellulare IEEE-Standards,
die diese Millimeterwellenbänder
nutzen, spezialisiert hatten.
Rohde & Schwarz und Sivers
Semiconductors, ein führendes,
international anerkanntes Technologieunternehmen,
das Chips
und integrierte Module fertigt,
haben gemeinsam die Performance
der neusten Generation
von HF-Transceiver-Chipsätzen,
die bisher die Standards IEEE
802.11ad und 802.11ay unterstützten,
mit 5G-NR-Signalen
bis 71 GHz getestet.
Für die gemeinsamen Tests
stellte Sivers Semiconductors ein
Evaluierungskit als Prüfling zur
Verfügung, das auf dem hochmodernen
RFIC-Chip (Radio
Frequency Integrated Circuit)
TRXBF01 und dem HF-Antennenmodul
BFM06010 basiert.
Der RFIC-Chip unterstützt IEEE
802.11ad/ay Signale bis 64QAM
über den gesamten Frequenzbereich
von 57 bis 71 GHz. Der
Testaufbau bestand aus dem
R&S SMW200A Vektorsignalgenerator,
der dank einer neuen
Frequenzoption Frequenzen bis
67 GHz – im Overrange-Modus
sogar 72 GHz – unterstützt, und
dem R&S FSW85 Signal- und
Spektrumanalysator, der als
weltweit einziger über eine integrierte
Signalanalysebandbreite
von bis zu 8,3 GHz verfügt und
HF-Frequenzen bis 90 GHz
unterstützt. Die auf dem CATR-
Antennenkompaktmessverfahren
basierende R&S ATS1800C
5G NR-Millimeterwellen-Messkammer
vervollständigte den
Aufbau für Over-the-Air Tests.
Zur Validierung der Sender-Performance
des Prüflings liefert
der R&S SMW200A ein differenzielles
analoges IQ Basisband-Signal
an den Prüfling, der
die IQ-Modulation des Signals
und die Aufwärtsmischung auf
die gewünschte HF-Frequenz
durchführt. Das erzeugte Signal
entspricht Release 17 des 5G
NR 3GPP-Standards und verwendet
einen Unterträgerabstand
von 960 kHz sowie eine
Modulationsbandbreite von 2
GHz. Der Prüfling fokussiert
seinen Sendestrahl, der von 16
einzeln ansteuerbaren Antennenelementen
erzeugt wird,
in der Hauptstrahlrichtung auf
den CATR-Reflektor der R&S
ATS1800C. Dieser bündelt das
Signal für die Feed-Antenne und
führt es dem Eingang des R&S
FSW85 zu zwecks vollständig
3GPP-konformer Signalanalyse.
Empfänger-Performance
Um die Empfänger-Performance
des Prüflings zu testen,
erzeugt der R&S SMW200A
das 5G-NR-HF-Signal bei 64
GHz (FR2-2), während er mit
der Feed-Antenne der R&S
ATS1800C verbunden ist. Die
Feed-Antenne richtet das Signal
auf den CATR-Reflektor, der
Fernfeldbedingungen innerhalb
einer hochwertigen Quiet Zone
(QZ) mit einem Durchmesser
von 30 cm schafft. Der integrierte
Positionierer ermöglicht
wiederholbare HF-Messungen
des Prüflings in der QZ. Der
Chipsatz von Sivers Semiconductors
konvertiert das empfangene
Signal ins Basisband, das
mit einem R&S RTP Oszilloskop
erfasst und mithilfe der R&S
VSE Vector Signal Explorer
Software oder dem R&S FSW
Signal- und Spektrumanalysator
zur individuellen Signalanalyse
verarbeitet wird.
Erik Öjefors, Chief Technology
Officer der Wireless Business
Unit von Sivers Semiconductors,
erläutert: „Das Projekt war
eine gute Gelegenheit für Sivers
Semiconductors, unsere weltweit
führende Millimeterwellentechnik
ein weiteres Mal unter
Beweis zu stellen. Gemeinsam
mit Rohde & Schwarz konnten
wir zeigen, dass dank der hohen
Leistungsfähigkeit unserer Millimeterwellen-Transceiver-RFICs
die Grundlagen für künftige
NR-U-Netze im 60-GHz-Band
auf Grundlage des kommenden
3GPP-Release-17-Standards
gelegt sind. Der frühe Zugang zu
Messtechniklösungen, die sich
für neue und kommende Standards
wie 5G NR im 60-GHz-
Band eignen, untermauert
unseren Anspruch auf Technologieführerschaft.“
Andreas Pauly, Leiter des
Geschäftsbereichs Messtechnik
bei Rohde & Schwarz,
kommentiert: „Gemeinsam mit
Sivers Semiconductors haben
wir einen weiteren Meilenstein
für die Mobilfunkindustrie
gesetzt. Mit unseren innovativen
Messtechniklösungen verifizieren
wir neue Funktionalitäten
des 5G-New-Radio-Standards
und unterstreichen damit unser
Engagement für unsere Partner
und Kunden. Dadurch ermöglichen
wir ihnen die Entwicklung
modernster Technologien, die
neue 5G-Anwendungsfälle für
Verbraucher und Unternehmen
Realität werden lassen.“
Weitere Informationen zur
neuen Frequenzoption des
R&S SMW200A finden sich
unter www.rohde-schwarz.
com/promo-smw200a. Dort ist
unter Use Case #5 ein Video
zur gemeinsamen Testkampagne
mit Sivers Semiconductors
verfügbar.
■ Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
42 hf-praxis 3/2022