新しい5Gデバイスはすべて、高性能の5Gチップセットを内蔵し、5Gサービス・プロバイダー・ネットワークに接続する必要があります。加入者の体感品質(QoE)は、バッテリー管理、無線とアンテナの性能、周辺機器へのシームレスな接続といったデバイスの機能をどれだけ活かせるかにかかっています。いずれかの部分に弱点があると、ユーザビリティーの評価が低くなり、サービスプロバイダーやコンシューマーの採用率が下がることになります。

5G New Radioソリューション

5G New Radioの初期規格が承認され、最初のチップセットがリリースされたことで、大規模な試験運用と商業展開への道が開かれました。新しいミリ波運用バンド、広い伝送帯域幅、新しいテクノロジーのために、5G製品のデザイン、テスト、最適化の課題が生じます。

キーサイトは、早い時期から業界の主要な企業と協力して、5Gの複雑性を理解し、シミュレーション、開発、デザイン検証から、コンフォーマンス/受け入れテスト、製造までのワークフロー全体を対象としたソリューションを開発してきました。

バッテリー管理の改善

モバイルデバイスの電源要件は、送信時の数十mAからスリープモード時の数nAまで、広範囲にわたります。デバイスの電力管理を最適化するには、正確な低電力測定、大電力イベントを捕捉するための100万対1レベルのダイナミックレンジ、高速な電力消費トランジェント解析が必要になります。

キーサイトの特許取得済みのパワー測定ソリューションは、電力設定の最適化のための最高の精度を備えています。また、4Gと5Gの無線アクセスネットワーク(RAN)とチャネルをエミュレートできるので、実環境下の消費電力のシミュレーションが可能です。

高精度高速デジタルインタフェース

モバイルデバイスのチップセットとコンポーネントの統合は、一群の高速デジタル仕様に依存しています。アンテナ、チップセット、周辺機器、プロセッサは、さまざまなデジタル規格に準拠することで、消費電力や電磁波障害(EMI)が過大になることを防ぎながら、広帯域のデータ伝送を実現しています。

モバイルデバイスで使用されているデジタル規格の世代が変化するたびに、デバイスの性能や製品発売のスケジュールに潜在的リスクが生じます。キーサイトは多くの規格団体の運営委員会や理事会に参加しており、インターコネクト規格テストに関して豊富な経験を有しているので、このようなリスクを軽減して、迅速な製品開発を支援することができます。

最新のインターコネクト規格に従ってデザインをテストすることで、デザインリスクを最小化し、チップセット性能を最大化することができます。キーサイトでは以下の規格向けのソリューションを用意しています。

RF/無線リソース管理テスト

5Gモバイルデバイスでは、従来の6 GHz未満バンドで新たなMIMOアンテナシステムが採用されるのに加えて、高い周波数のミリ波(mmWave)バンドで高度集束化ビームステアリングが用いられます。スペクトラムの割り当ては世界各地で異なる上、デバイスはノンスタンドアロンとスタンドアロンの両方のユースケースで動作する必要があるため、チップセットのテストマトリクスは膨大になります。デバイスの設計者が、キャリアのアーキテクトやチップセット設計者と同じチャネル/トラフィックエミュレーションを使用できれば、デバイスのRFテストの時間をかなり短縮できます。

作成済みのキャリア準拠テストシナリオを使用することで、デバイスのデザイン検証テスト、無線リソース管理(RRM)、RFプリコンフォーマンステストの時間をさらに短縮できます。キャリアと同じエミュレートされたネットワーク/チャネルを使用して、デバイスのチップセットのパラメトリック性能、物理層、プロトコル機能を徹底的にテストすることができます。

エラーベクトル振幅(EVM)は、ノイズ、干渉信号、ノンリニア歪みの測定に関する多くの主要指標のうちの1つです。この種の指標を測定する場合、5G R&Dテストベッドの性能は、測定対象のデバイスよりも大幅に優れていることが必要です。デザインにおける重要な数値に関しては、モバイル通信事業者が採用しているネットワーク機器のメーカーと同程度に詳細な測定を行うことが重要です。

ビームフォーミングテスト

ビームフォーミングは5Gミリ波通信システムにおける主要テクノロジーです。信頼性があり、効率の良い通信を確保するために、ビームフォーマーICの一部を構成する重要な要素の性能を、設計および検証から製造までのワークフロー全体にわたって、リニアならびにノンリニア条件下で厳密にテストする必要があります。

5Gプロトコルテスト

新しい5Gチップセットを内蔵するすべての新たなデバイスには、実行しなければならないテストのリストがあります。機能ブリングアップ、ファンクションテスト、ネガティブテスト、連続テスト、KPIテスト、データ・スループット・テスト、総合的なデバイス性能テストなどです。

プロトコル・テスト・ソリューションは、必要なプロトコルスタック一式をソフトウェアプラットフォーム上で利用でき、完全に開発済みのキャリアベースのテストケースを備えている必要があります。1つのシステムでRF、中間周波数(IF)、ミリ波周波数に対応し、現実の環境をきわめて忠実に再現できることが必要です。

5G NR仕様を、大量生産される商用製品に適用

事業者やデバイスベンダーは、世界中でフィールドトライアルの実施を開始しており、5Gの商用化競争が始まっています。最初に導入された5G製品の1つは、固定無線アクセスサービス用の顧客宅内機器(CPE)ユニットで、米国の一部の都市でマルチギガビットのデータスループットを実現しています。世界中の複数の場所にあるモバイルホットスポットとモバイルスマートフォンが、その後に続きます。

モバイル・デバイス・メーカーがスケーラブルなソリューションで5G開発を簡素化

ある大手モバイル・デバイス・メーカーは、5Gデバイスを短期間で市場に出すために必要な機能と性能を持つミリ波および無線ソリューションを提供できるテクノロジーパートナーを必要としていました。同社が求めていたのは、早期のプロトタイプ作成から受け入れ/製造までのデバイス開発ワークフローを簡素化するネットワーク・エミュレーション・ソリューションでした。

実環境の無線チャネル条件のエミュレート

障害のない理想的なチャネル条件で安定性と高いデータレートを実証できたら、次の課題として、実環境下でのモバイルデバイスや基地局の性能を検証する必要があります。実環境では、チャネルは理想的でなく、複雑で、フェージングがあり、干渉に満ちています。

そのためには、実環境の複雑な3Dフェージングや干渉チャネルの条件をラボ内でエミュレートすることで、基地局とモバイルデバイスのエンドツーエンドのシステム性能を、5G NRのすべての信号帯域幅とCA方式で評価できる信頼性の高いツールが必要です。

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