近年來,隨著智能化產品層出不窮,競爭愈發(fā)激烈,眾多終端類產品廠商對自身產品的指標要求越來越高,除了傳導測試,也開始對自家產品提出OTA性能指標的要求。
本篇文章就跟大家分享一下5G時代OTA測試的相關內容。文章主要目錄如下:
1. OTA測試是什么
2. OTA的主要測量指標
3. 5G的到來,為OTA測試帶來了新挑戰(zhàn)
4. 5G時代,如何輕松應對OTA測試挑戰(zhàn)
5. 使用SystemVue軟件進行OTA仿真的流程
06. OTA仿真案例
1、OTA測試是什么?
顧名思義,OTA測試會模擬產品的無線信號在空氣中傳輸的場景,在待測件發(fā)射天線或接收天線端口通過無線信號與測試系統(tǒng)連接開展測試。
OTA測試可以將產品內部輻射干擾、產品結構、天線的因素、射頻芯片收發(fā)算法等因素考慮進去,是非常接近產品實際使用場景的測試手段。
我們以最早的3G UE SISO OTA測試為例來了解OTA測試所需的最基本環(huán)境:
吸波暗室,轉盤(控制UE旋轉)
探頭天線(在某一固定位置接收UE輻射信號)
用于提供探頭天線虛擬基站信號的無線測試平臺(如Keysight UXM系列,圖中未顯示)
測量過程中將通過旋轉轉臺來控制并測量UE天線在不同方向的輻射特性。
圖 1
4G LTE時代的測量由于MIMO的引入而變得更加復雜,3GPP標準委員會采納了兩種測量方式:
MPAC
Multi-Probe Anechoic Chamber 多探頭法
RTS
Radiated Two-Stage Method 輻射兩步法
這兩種方案都可以測量UE在衰落信道下的吞吐量指標。
MPAC所需的基本設備包括吸波暗室,無線測試平臺(如Keysight UXM系列),信道模擬器(如Keysight Propsim Channel Emulator),多組探頭天線及轉盤;
RTS測量方案所需的基本設備包括吸波暗室,無線測試平臺(如Keysight UXM系列),一組探頭天線,衰落信道由UXM內部的通道模擬器實現。
2、OTA的主要測量指標
OTA測量包括發(fā)射端測量和接收端測量兩個部分。發(fā)射端測量指標主要包括以功率測量為主的指標,如TRP(總輻射功率)和以信道質量為主的指標如Directional EVM;接收端測量指標主要包括波束頂點處的靈敏度,交調,Throughput(吞吐量)等。具體如下:
- 發(fā)射端:
ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) 鄰道泄漏功率比
TRP (Total Radiated Power) 總輻射功率
EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) 等效全向輻射功率,即某方向測得的輻射功率,為TRP的基本構成單位
Directional EVM (Error Vector Magnitude) 具有方向性的矢量誤差幅度
Directional Power 具有方向性的功率
- 接收端:
TIS (Total Isotropic Sensitivity) 總全向靈敏度
EIS (Effective Isotropic Sensitivity) 有效全向靈敏度, 即某方向測得的靈敏度,為TIS的基本構成單位。
Performance Test即特定場景 (SISO/MIMO) 下的吞吐量測試
3、5G的到來,為OTA測試帶來了新挑戰(zhàn)
5G 時代,系統(tǒng)頻段更高,此外基站Massive MIMO技術的應用,使得傳統(tǒng)的傳導復雜程度大大提高,除了手機,基站端也不得不進行OTA測試。
(1)5G OTA測試面臨著一系列的新挑戰(zhàn)
1)5G OTA測量需支持兩個頻段:FR1—6GHz以下頻段以及FR2—毫米波頻段。
表 1
2)基站端引入的Massive MIMO技術要求其至少支持8X8陣列天線,陣列合成波束的直接遠場測試對暗室尺寸要求很大。目前可能的方案有緊縮場測量,近場測量,由中場測量結果推算緊縮場等,不同方案各有千秋,最終測量方案標準委員會尚未有定論。
3)OTA測量往往需要遍歷整個球面不同方向,至少需要多少個測試點,如何劃分測試點,這些都直接影響測得的系統(tǒng)性能和測試速度。
4)未來5G NR毫米波終端設備很可能不存在射頻測試端口,這意味著以往所有傳導測試下測量的各項指標都要轉到暗室OTA環(huán)境測試,過去積累的測量經驗不再適用。
(2)不同無線通信制式的OTA一致性測試比較
表 2
4、5G時代,如何輕松應對OTA測試挑戰(zhàn)