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5G OTA测试太复杂?——试试用仿真工具来帮忙


  来源: 是德科技KEYSIGHT 时间:2020-02-05 编辑:清风
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近年来,随着智能化产品层出不穷,竞争愈发激烈,众多终端类产品厂商对自身产品的指标要求越来越高,除了传导测试,也开始对自家产品提出OTA性能指标的要求。


本篇文章就跟大家分享一下5G时代OTA测试的相关内容。文章主要目录如下:

1. OTA测试是什么

2. OTA的主要测量指标

3. 5G的到来,为OTA测试带来了新挑战

4. 5G时代,如何轻松应对OTA测试挑战

5. 使用SystemVue软件进行OTA仿真的流程

06. OTA仿真案例


1、OTA测试是什么?


顾名思义,OTA测试会模拟产品的无线信号在空气中传输的场景,在待测件发射天线或接收天线端口通过无线信号与测试系统连接开展测试。

OTA测试可以将产品内部辐射干扰、产品结构、天线的因素、射频芯片收发算法等因素考虑进去,是非常接近产品实际使用场景的测试手段。


我们以最早的3G UE SISO OTA测试为例来了解OTA测试所需的最基本环境:

吸波暗室,转盘(控制UE旋转)

探头天线(在某一固定位置接收UE辐射信号)

用于提供探头天线虚拟基站信号的无线测试平台(如Keysight UXM系列,图中未显示)

测量过程中将通过旋转转台来控制并测量UE天线在不同方向的辐射特性。

图 1


4G LTE时代的测量由于MIMO的引入而变得更加复杂,3GPP标准委员会采纳了两种测量方式:

MPAC

Multi-Probe Anechoic Chamber 多探头法

RTS

Radiated Two-Stage Method 辐射两步法


这两种方案都可以测量UE在衰落信道下的吞吐量指标。


MPAC所需的基本设备包括吸波暗室,无线测试平台(如Keysight UXM系列),信道模拟器(如Keysight Propsim Channel Emulator),多组探头天线及转盘;


RTS测量方案所需的基本设备包括吸波暗室,无线测试平台(如Keysight UXM系列),一组探头天线,衰落信道由UXM内部的通道模拟器实现。


2、OTA的主要测量指标


OTA测量包括发射端测量和接收端测量两个部分。发射端测量指标主要包括以功率测量为主的指标,如TRP(总辐射功率)和以信道质量为主的指标如Directional EVM;接收端测量指标主要包括波束顶点处的灵敏度,交调,Throughput(吞吐量)等。具体如下:


- 发射端:

ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio) 邻道泄漏功率比

TRP (Total Radiated Power) 总辐射功率

EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) 等效全向辐射功率,即某方向测得的辐射功率,为TRP的基本构成单位

Directional EVM (Error Vector Magnitude) 具有方向性的矢量误差幅度

Directional Power 具有方向性的功率


- 接收端:

TIS (Total Isotropic Sensitivity) 总全向灵敏度

EIS (Effective Isotropic Sensitivity) 有效全向灵敏度, 即某方向测得的灵敏度,为TIS的基本构成单位。

Performance Test即特定场景 (SISO/MIMO) 下的吞吐量测试


3、5G的到来,为OTA测试带来了新挑战


5G 时代,系统频段更高,此外基站Massive MIMO技术的应用,使得传统的传导复杂程度大大提高,除了手机,基站端也不得不进行OTA测试。


(1)5G OTA测试面临着一系列的新挑战


1)5G OTA测量需支持两个频段:FR1—6GHz以下频段以及FR2—毫米波频段。

表 1


2)基站端引入的Massive MIMO技术要求其至少支持8X8阵列天线,阵列合成波束的直接远场测试对暗室尺寸要求很大。目前可能的方案有紧缩场测量,近场测量,由中场测量结果推算紧缩场等,不同方案各有千秋,最终测量方案标准委员会尚未有定论。


3)OTA测量往往需要遍历整个球面不同方向,至少需要多少个测试点,如何划分测试点,这些都直接影响测得的系统性能和测试速度。


4)未来5G NR毫米波终端设备很可能不存在射频测试端口,这意味着以往所有传导测试下测量的各项指标都要转到暗室OTA环境测试,过去积累的测量经验不再适用。


(2)不同无线通信制式的OTA一致性测试比较



表 2

4、5G时代,如何轻松应对OTA测试挑战


关键词:5G OTA测试 仿真工具    浏览量:425

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