如何加速5G NR，Wi-Fi 7寬帶功放測(cè)試？

一.5G NR、WiFi 7提升射頻功放測(cè)試難度

隨著5G和Wi-Fi 7等新一代無線通信技術(shù)的逐步演進(jìn)，射頻功率放大器的測(cè)試也面臨著越來越大的挑戰(zhàn)，例如帶寬信號(hào)的變化由原先的窄帶信號(hào) MHz級(jí)別變?yōu)閷拵盘?hào)百M(fèi)Hz級(jí)別，載頻范圍變化從低頻向更高頻段演進(jìn)（5G信號(hào)除了6GHz以下頻段外還增設(shè)了毫米波頻段），調(diào)制方式上也采用了更高階調(diào)制（Wi-Fi 7信號(hào)加入4096QAM調(diào)制）等。因此，在測(cè)試過程中對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求更高，需要更精確的測(cè)量和校準(zhǔn)，以保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

作為典型的非線性器件，功放面臨效率和線性度的矛盾：一方面，功放工作在高效率區(qū)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的非線性失真，增大解調(diào)信號(hào)的誤碼率并造成帶外頻譜泄漏，干擾鄰道通信用戶；另一方面，保證線性度則意味著高回退，功放效率和輸出功率下降，帶來成本和散熱兩大問題。為了解決這一問題，目前業(yè)界系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員普遍采用額外的線性化技術(shù)，例如數(shù)字預(yù)失真技術(shù)（DPD）來補(bǔ)償功放的非線性失真，從而提高線性度。同時(shí)，結(jié)合動(dòng)態(tài)電源DPS技術(shù)（如包絡(luò)跟蹤ET）來提高效率。

二.如何解決功放測(cè)試

下面將帶你快速了解是德科技基于X系列測(cè)量應(yīng)用軟件（以下簡(jiǎn)稱X-app）N9055EM0E的寬帶功放測(cè)試解決方案。X-app N9055EM0E除了傳統(tǒng)的PA RF特性測(cè)量外，還支持用戶做實(shí)時(shí)的閉環(huán)功放數(shù)字預(yù)失真DPD測(cè)試，以及包絡(luò)跟蹤ET測(cè)試。

關(guān)鍵詞：功率放大器，數(shù)字預(yù)失真（DPD），包絡(luò)跟蹤測(cè)試（Envelope Tracking）

X-app N9055EM0E從以下九個(gè)方面帶你輕松應(yīng)對(duì)5G NR，WLAN寬帶功放測(cè)試挑戰(zhàn)。你將體驗(yàn)到更快的測(cè)試速度，更靈活便捷的測(cè)試流程以及更高精度、更穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果：

01.支持用戶儀器平臺(tái)選擇的靈活度，針對(duì)模塊化儀器和臺(tái)式儀器給出兩套解決方案

? 方案一：基于Keysight 臺(tái)式儀器信號(hào)發(fā)生器加X系列信號(hào)分析儀（如VXG M9484C + UXA N9042B），單表測(cè)量頻率范圍支持到最高54GHz，2.5GHz分析帶寬。

Figure 1寬帶功放數(shù)字預(yù)失真測(cè)試方案一：Keysight臺(tái)式儀器信號(hào)發(fā)生器加X系列信號(hào)分析儀。

? 方案二：基于Keysight 模塊化儀器PXI矢量收發(fā)信機(jī)（模塊集成了信號(hào)源VSG 和分析儀VSA），硬件型號(hào)如M9415A，單表測(cè)量頻率范圍支持到最高12GHz，1.2GHz分析帶寬。

Figure 2寬帶功放數(shù)字預(yù)失真測(cè)試方案二：Keysight模塊化儀器PXI 收發(fā)信機(jī)。

02.提供多種數(shù)字預(yù)失真DPD算法，包括：

? 提供通用數(shù)字預(yù)失真模型：例如查表法(Look-Up Table)，記憶多項(xiàng)式(Memory Polynomial)， Volterra級(jí)數(shù)多項(xiàng)式

? 提供Keysight創(chuàng)新的更高精度的自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真算法 – 迭代學(xué)習(xí)控制數(shù)字預(yù)失真（Iterative Learning Control DPD）

? 支持導(dǎo)入用戶自定義MATLAB數(shù)字預(yù)失真算法

03.支持同一界面下展示多次迭代的數(shù)字預(yù)失真DPD前后比對(duì)測(cè)量結(jié)果，包括：

? AM/AM，AM/PM，矢量誤差Delta EVM。

? 鄰道泄漏比ACPR，輸入輸出功率Power，增益Gain，峰均比PAPR等。

? 購(gòu)買相對(duì)應(yīng)X系列測(cè)量應(yīng)用軟件license即可輕松在同一界面下獲得調(diào)制信號(hào)DPD前后的解調(diào)信號(hào)的矢量誤差Demod EVM：支持5G NR 3GPP最新定義的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)甚至可測(cè)多個(gè)子載波信號(hào)，WLAN(11ac/ax/be)最新標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，LTE等信號(hào)。

Figure 3X系列N9055EM0E功放測(cè)量應(yīng)用軟件測(cè)試界面

Figure 3展示了測(cè)試案例- 5G NR 100MHz信號(hào)經(jīng)Keysight DPD算法后測(cè)量指標(biāo)ACPR，EVM顯著提升：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 信號(hào)的動(dòng)態(tài)EVM測(cè)試，可以設(shè)置Burst Mask來進(jìn)行功放的開關(guān)信號(hào)配置，從而控制直流電源對(duì)功放進(jìn)行供電和斷電，即可快速開啟或關(guān)閉功放。

Figure 4 X-app N9055EM0E功放測(cè)量應(yīng)用軟件PA使能信號(hào)配置。

Figure 4 X-app N9055EM0E功放測(cè)量應(yīng)用軟件PA使能信號(hào)Burst Mask控制：T1為功放供電開始響應(yīng)時(shí)間，T2為波形文件持續(xù)時(shí)間，T3為功放供電關(guān)閉和基帶信號(hào)播放完畢后的時(shí)間差，T4為功放關(guān)閉閑置狀態(tài)時(shí)間。

05.支持功率點(diǎn)掃描測(cè)試，并給出各功率點(diǎn)下的DPD測(cè)試結(jié)果

Figure 5X-app N9055EM0E功放測(cè)量應(yīng)用軟件功率點(diǎn)掃描Power Sweep，可設(shè)置功率點(diǎn)門閥值并開啟DPD

06.支持導(dǎo)入多種格式波形文件以及參考信號(hào)在線處理。

? 支持導(dǎo)入由Keysight信號(hào)生成軟件Signal Studio生成的波形文件，或用戶自定義波形文件（txt, csv, bin, hdf, MATLAB文件等格式）。

? 支持對(duì)參考信號(hào)文件做在線處理包括CFR(波峰因子降低)，OSR（超采樣）。

07.支持允許將外部附件的S參數(shù)文件導(dǎo)入，在數(shù)字域?qū)y(cè)試鏈路外部附件的頻響進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。

08.支持以下數(shù)字預(yù)失真測(cè)試結(jié)果導(dǎo)出：

? 數(shù)字預(yù)失真模型文件提取

? 功放模型文件提取

? 預(yù)失真波形提取

09.支持參考信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)自適應(yīng)同步的包絡(luò)跟蹤ET測(cè)試，針對(duì)模塊化儀器和臺(tái)式儀器給出兩套解決方案。

Figure 6功放包絡(luò)跟蹤ET測(cè)試方案一：Keysight臺(tái)式儀器信號(hào)發(fā)生器兩通道VXG加X系列信號(hào)分析儀

Figure 7功放包絡(luò)跟蹤ET測(cè)試方案二：Keysight模塊化儀器 PXI收發(fā)信機(jī)加PXI AWG M3202A