El estándar 5G NR continúa evolucionando a medida que se despliegan las redes 5G en todo el mundo. Con la versión 17, el 3GPP ampliará el rango de frecuencias para las bandas de ondas milimétricas del 5G NR al espectro sin licencia de hasta 71 GHz, una banda de frecuencias utilizada tradicionalmente por estándares no celulares como IEEE 802.11ad y 11ay. Para abordar los nuevos desafíos de test relacionados con esta ampliación del ancho de banda y evaluar el rendimiento de los chipsets de última generación para transmisores de RF, Rohde & Schwarz y Sivers Semiconductors se han unido para probar los transmisores de RF para 5G NR en frecuencias de hasta 71 GHz.
Con la versión 17, el 3GPP tiene previsto ampliar para mediados de 2022 las frecuencias admitidas para su estándar 5G New Radio (5G NR) a hasta 71 GHz. Esta ampliación requiere una adaptación de la capa física, en particular, mediante la incorporación de dos nuevos espaciados de subportadora (480 kHz y 960 kHz) y de anchos de banda de señal más amplios de hasta 2 GHz. La inclusión de esta nueva banda de frecuencias plantea nuevos desafíos para los fabricantes de transmisores de RF ya dirigidos a las aplicaciones celulares, pero también brinda oportunidades para aquellos especializados en el diseño y la fabricación de chipsets de transmisores para los estándares del IEEE no celulares que operan en estas bandas de ondas milimétricas.
Rohde & Schwarz, proveedor líder del mercado de soluciones de test y medida para componentes de RF y el sector de las redes inalámbricas, y Sivers Semiconductors, compañía tecnológica líder reconocida internacionalmente por sus chips y módulos integrados, se han unido para probar el rendimiento de los chipsets de última generación para transmisores de RF, homologados hasta ahora para los estándares IEEE 802.11ad y 802.11ay, con señales 5G NR de hasta 71 GHz.
Para las pruebas conjuntas, Sivers Semiconductors proporcionó un kit de evaluación como dispositivo sometido a prueba basado en el avanzado circuito integrado de radiofrecuencia (RFIC) TRXBF01 y el módulo de antena de RF BFM06010. Este RFIC admite señales IEEE 802.11ad/ay de hasta 64QAM a través de todo el rango de frecuencias de 57 a 71 GHz. En la configuración se utilizó el generador de señales vectoriales R&S SMW200A, que admite frecuencias de hasta 67 GHz (72 GHz en modo fuera de rango) gracias a una nueva opción de frecuencia, y el analizador de señal y espectro R&S FSW85, el único con un ancho de banda para análisis de señales integrado de hasta 8,3 GHz y compatible con frecuencias de RF de hasta 90 GHz. La configuración para pruebas «over the air» (OTA) se completó con la cámara anecoica de ondas milimétricas para 5G NR R&S ATS1800C basada en CATR (sistema de medida de antenas en rango compacto).
Para validar el rendimiento del transmisor del dispositivo, el R&S SMW200A proporciona una señal diferencial de banda base IQ analógica a este dispositivo, que realiza la modulación IQ de la señal y la conversión ascendente a la frecuencia de RF deseada. La señal generada es conforme con la versión 17 del estándar 5G NR del 3GPP y utiliza un espaciado de subportadora de 960 kHz, así como un ancho de banda de modulación de 2 GHz. El dispositivo focaliza su haz de transmisión, que se crea a partir de 16 elementos de antena controlables individualmente, en dirección del haz principal hacia el reflector CATR de la R&S ATS1800C. Este concentra la señal para la antena de alimentación y la guía a la entrada del R&S FSW85, que realiza el análisis de la señal totalmente conforme con 3GPP.
Para probar el rendimiento del receptor del dispositivo, el R&S SMW200A genera la señal de RF 5G NR a 64 GHz (FR2-2) mientras está conectado a la antena de alimentación de la R&S ATS1800C. La antena de alimentación dirige la señal al reflector CATR, que crea condiciones de campo lejano dentro de una zona silenciosa (quiet zone o QZ) de alta calidad de 30 cm de diámetro. El posicionador integrado permite realizar medidas de RF repetibles del dispositivo dentro de la QZ. El chipset de Sivers Semiconductors convierte la señal recibida a la banda base, que es capturada por un osciloscopio R&S RTP y procesada para el análisis de señales individuales con la ayuda del software explorador de señales vectoriales R&S VSE o del analizador de señal y espectro R&S FSW.
Según declara Erik Öjefors, director de tecnología de la división de comunicaciones inalámbricas de Sivers Semiconductors: «Esta ha sido una magnífica oportunidad para Sivers Semiconductors, pues nos ha permitido volver a demostrar nuestra tecnología de ondas milimétricas líder en el mundo. Con ayuda de Rohde & Schwarz, hemos demostrado que el alto rendimiento de nuestros RFIC para transmisores de ondas milimétricas permitirá futuros despliegues de NR-U en la banda de 60 GHz sobre la base de la próxima versión 17 del estándar del 3GPP. El acceso temprano a soluciones de test y medida capaces de responder a los estándares nuevos y futuros, como 5G NR en la banda de 60 GHz, es esencial para nuestro objetivo de liderar la vanguardia del desarrollo tecnológico».
Andreas Pauly, vicepresidente ejecutivo del área Test y Medida de Rohde & Schwarz, añade: «Junto con Sivers Semiconductors hemos logrado otro hito en el sector de las comunicaciones inalámbricas. Nuestras innovadoras soluciones de test y medida nos permiten verificar nuevas funciones en el marco del estándar 5G New Radio y demostrar el continuo compromiso de Rohde & Schwarz con nuestros socios comerciales y clientes. De este modo, les ayudamos a desarrollar tecnología de vanguardia que hará posibles casos de uso avanzados del 5G para clientes y empresas».
