搜索輻射兩步法 MIMO OTA 測(cè)試方法【轉(zhuǎn)發(fā)】
2017-07-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
輻射兩步法 MIMO OTA 測(cè)試方法和測(cè)量結(jié)果
通過 3GPP 決議
成為備受矚目的 MIMO OTA 測(cè)試方案
關(guān)于 MIMO OTA 的話題
今天非常榮幸請(qǐng)到兩位 Keysight 技術(shù)牛
為各位攻城獅開小灶,劃重點(diǎn)!
解答那些年,縈繞在我們心中的 MIMO OTA 困惑
這種頂尖大神親自解答的機(jī)會(huì)可遇不可求
趕快準(zhǔn)備小本子、排排坐,
就 MIMO OTA 和我們一起連線技術(shù)牛
孔紅偉博士
2003年畢業(yè)于清華大學(xué)電子系,獲得博士學(xué)位,同年加入安捷倫實(shí)驗(yàn)室(這是2014年成立的是德科技實(shí)驗(yàn)室前身),現(xiàn)任是德科技實(shí)驗(yàn)室中國區(qū)經(jīng)理 ,領(lǐng)導(dǎo)無線測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的研究。
井雅博士
2006年從東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲得博士學(xué)位后,加入安捷倫科技實(shí)驗(yàn)室,在安捷倫和是德科技工作11年。目前作為是德科技實(shí)驗(yàn)室中國區(qū)高級(jí)研究員,輻射兩步法的主要發(fā)明人之一。
【 問題 1 】
什么是 OTA 測(cè)試,它對(duì)于我們有何意義?
OTA(Over The Air)測(cè)試:空口測(cè)試
從英文單詞的原意就可以看出,測(cè)試的時(shí)候信號(hào)是從空口發(fā)送或接收到的,而不是通過傳導(dǎo)線連接的測(cè)試。它是直接對(duì)手機(jī)無線信號(hào)輻射性能好壞的測(cè)試。
不管是對(duì)于基站或是終端來說,天線是其重要的組成部分,對(duì)其性能的測(cè)試必須包括天線的特性。只有通過 OTA 空口測(cè)試才能得到無線設(shè)備的最終性能。
【 問題 2 】
什么是 MIMO OTA測(cè)試?
目前是德科技在 MIMO OTA 方面的主要解決方案?
MIMO OTA 就是在暗室中準(zhǔn)確地對(duì)無線傳輸環(huán)境進(jìn)行模擬,然后在模擬的無線傳輸環(huán)境下對(duì)待測(cè)件進(jìn)行性能測(cè)試。對(duì)于 MIMO OTA 測(cè)試中最重要的部分是對(duì)于無線傳輸環(huán)境的模擬。
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)于 MIMO OTA 測(cè)量方法的討論從2009年就開始了,當(dāng)時(shí)有多個(gè)方法被同時(shí)提交討論,現(xiàn)在仍然在 3GPP 組織中還被討論的方法包括:多探頭方法(MPAC)、輻射兩步法(RTS),以及混響室+信道仿真(RC+CE)的方法。
是德科技針對(duì)這三種方案
都可以提供非常好的解決方案
下面是用 Keysight 儀表搭建這三種方案的系統(tǒng)框圖
【 問題 3 】
什么是輻射兩步法 MIMO OTA 測(cè)試?
能為行業(yè)帶來何種優(yōu)勢(shì) ?
輻射兩步法就是把 MIMO OTA 的測(cè)試分成兩步:
? 第一階段,先在暗室做方向圖的測(cè)量,利用終端的上報(bào)功能測(cè)出待測(cè)件的輻射方向圖;
? 第二階段,把在第一階段中測(cè)到的方向圖信息加載到信道仿真器中,模擬出包含了待測(cè)機(jī)天線特性的無線信道,基站仿真器輸出的下行信號(hào)先和加載了待測(cè)件方向圖信息的無線信道進(jìn)行卷積,然后通過測(cè)量天線發(fā)射出來,進(jìn)行接收機(jī)的性能測(cè)試。
輻射兩步法 MIMO OTA 測(cè)試演示效果
至于 MIMO OTA 為行業(yè)帶來優(yōu)勢(shì),可以總結(jié)成以下5點(diǎn):
? 首先,如文章開篇所提到的,輻射兩步法的測(cè)量結(jié)果,和已經(jīng)成為 CITA MIMO OTA 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的多探頭方法(MPAC),測(cè)量結(jié)果的一致性是被 3GPP 認(rèn)可的;
? 然后,這個(gè)方法本身能給研發(fā)工程師提供更多的診斷信息,方便問題的隔離和產(chǎn)品性能的優(yōu)化;
? 再者,這是一種比較便宜的 MIMO OTA 測(cè)試方案。可以重用原先的 SISO 暗室,只需要做軟件升級(jí);
? 此外,測(cè)試的不確定度小。測(cè)量系統(tǒng)搭建簡單,校準(zhǔn)簡單易行。所有 MIMO OTA 方案中唯一的單個(gè)儀表的測(cè)量方案,系統(tǒng)搭建和校準(zhǔn)非常簡單;
? 最后,輻射兩步法還具有更好的擴(kuò)展性。MIMO 通道增加的成本比較低,更易于實(shí)現(xiàn)對(duì)信道模型從 2 維到 3 維的擴(kuò)展。
【 問題 4】
未來 5G OTA 測(cè)試中,我們可能會(huì)遇到的
挑戰(zhàn)?
在 4G 之前,OTA 測(cè)試主要針對(duì)終端。在 4G 時(shí)代,由于基站側(cè)射頻和天線有連接的接口, 對(duì)基站側(cè)射頻指標(biāo)的測(cè)量主要是通過線連的方式進(jìn)行的,基站天線部分的性能用傳統(tǒng)的天線測(cè)量方法進(jìn)行的。因此對(duì)于 4G MIMO OTA 的討論主要是集中在終端這一側(cè)。
5G 時(shí)代,無論基站還是終端,都需要進(jìn)行 OTA 測(cè)試。由于 Massive MIMO 技術(shù)在 5G 中的使用以及毫米波頻段的引入,基站側(cè)的大部分指標(biāo)測(cè)量同樣需要在空口下進(jìn)行。因此不管是基站還是終端側(cè),我們都將遇到非常大的挑戰(zhàn)。
我們認(rèn)為這些挑戰(zhàn)從宏觀上來分析
可以被分為三類
測(cè)量指標(biāo)的定義
① 雖然在標(biāo)準(zhǔn)化組織針對(duì)基站和終端側(cè)已經(jīng)有了一些基本的測(cè)量指標(biāo)的定義, 比如 EIRP, EIS. 但是還有一些測(cè)量指標(biāo)的定義沒有完全確定下來;
② 測(cè)試 Massive MIMO 的性能時(shí),如何分解最終的性能指標(biāo)與單個(gè)天線陣元的指標(biāo)之間的關(guān)系;
③ 系統(tǒng)最終的性能與單個(gè)元器件之間性能指標(biāo)的定義關(guān)系;
④ 最終場測(cè)與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試指標(biāo)的性能關(guān)系;
⑤ 在可以做線連的射頻指標(biāo)測(cè)試情況下,最終空口測(cè)量結(jié)果和線連測(cè)試結(jié)果之間的關(guān)系。
測(cè)量方法的選取
首先是暗室(或者是場)的選取,雖然在已有的 AAS 測(cè)試系統(tǒng)中,已經(jīng)有了關(guān)于遠(yuǎn)場/近場/緊縮場/一維緊縮場等的很多討論,也有了一些對(duì)輻射功率和靈敏度測(cè)量所需用場的建議,但是這些場都各有優(yōu)缺點(diǎn)。在搭建具體的測(cè)量系統(tǒng)時(shí),都會(huì)碰到各自的挑戰(zhàn)。
在未來 5G 的系統(tǒng)中,由于器件的高度集成,空口測(cè)試時(shí)有很多有源器件,而傳統(tǒng)的天線測(cè)量主要是做無源測(cè)試。怎么解決多通道有源器件的空口校準(zhǔn)問題也是很大的挑戰(zhàn)。
當(dāng)測(cè)量通道數(shù)非常多的時(shí)候,怎么提供經(jīng)濟(jì)有效的測(cè)量方案來控制可以接受的測(cè)量成本和測(cè)試時(shí)間 。
選取什么樣的測(cè)量方法可以盡量做到實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果與現(xiàn)場測(cè)試結(jié)果的匹配
測(cè)試接口的改變
未來 5G 由于走向高頻段,射頻前端和天線高度集,沒有傳統(tǒng)上用來測(cè)量射頻指標(biāo)的接口,這樣意味著原來在線連方式下做的各通道的射頻指標(biāo)的測(cè)量要移到空口下去做。這個(gè)測(cè)量接口的改變會(huì)給射頻性能測(cè)量帶來很大的挑戰(zhàn)。
5G 為了針對(duì)各種應(yīng)用,基帶與射頻之間的接口也發(fā)生了變化。需要定義新的基帶信號(hào)的測(cè)量接口。
在標(biāo)準(zhǔn)化中需要定義新的測(cè)試接口(命令或協(xié)議):由于 5G 中很多待測(cè)件的射頻性能指標(biāo)及功能性測(cè)試都需要在空口下進(jìn)行,需要定義一些新的測(cè)試接口,這樣不同廠家的產(chǎn)品可以遵循相同的測(cè)試接口定義進(jìn)行測(cè)試,才有利于 5G 測(cè)試行業(yè)的發(fā)展。
同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情都很高漲
但篇幅限制,這里只能節(jié)選采訪中的部分精華
本文轉(zhuǎn)自:公眾號(hào)微波射頻網(wǎng)——是德科技
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