使用OTA測試5G基站射頻指標(biāo)的方案說明

　　在5G之前的基站射頻指標(biāo)測試大多采用傳導(dǎo)測試的方法，但在5G時(shí)代由于Massive MIMO技術(shù)的應(yīng)用，使得傳導(dǎo)測試的復(fù)雜程度大幅度上升，而且傳導(dǎo)測試完全表征基站射頻性能。本文介紹了5G 關(guān)鍵技術(shù)對射頻指標(biāo)測試的影響，然后通過對 3GPP標(biāo)準(zhǔn)的解讀，分析傳統(tǒng)測試在5G基站測試中的弊端，并通過分析得到目前的測試方法里能夠適應(yīng)5G 基站射頻指標(biāo)的測試方案及其改進(jìn)方案。

　　1、引言

　　無線通信設(shè)備的發(fā)射和接收性能決定著其在通信網(wǎng)中的表現(xiàn)。在設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)階段對設(shè)備進(jìn)行性能測試顯得尤為重要。從 2G、3G時(shí)代，到LTE及今后的5G，無線設(shè)備性能測試會(huì)變得越來越重要。大規(guī)模天線陣列技術(shù)的使用使得5G時(shí)代射頻性能測試會(huì)有別于傳統(tǒng)測試方法。從4G開始，各手機(jī)終端廠商開始逐漸重視空口OTA（Over-the-Air）測試，不僅因?yàn)閲鴥?nèi)外形成了終端輻射性能測試標(biāo)注，也因?yàn)镺TA測試更能反映設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。OTA測試技術(shù)也從僅為了通過終端認(rèn)證過渡被廣泛應(yīng)用到研發(fā)和生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。 5G無線通信技術(shù)使用的MassiveMIMO技術(shù)，對基站和終端射頻和性能測試提出了更高的要求。目前Sub 6G 的基站的射頻與天線端口還能夠從結(jié)構(gòu)上分離，根據(jù)3GPPTS38.141 標(biāo)準(zhǔn)，基站還是可以通過傳導(dǎo)測試，但是空口測試也被提到標(biāo)準(zhǔn)之中。在毫米波頻段射頻與天線已經(jīng)不能分開，射頻指標(biāo)測試只能在空口進(jìn)行。在5G之前，所有基站對射頻指標(biāo)的測試都使用傳導(dǎo)方式，終端僅僅對TRP（全向輻射功率）和TIS（全向輻射靈敏度）進(jìn)行OTA測試，對其他射頻指標(biāo)的測試還沒有大量的論證。本文將結(jié)合5G無線通信的特點(diǎn)，研究適合于5G的射頻指標(biāo)OTA測試方法。

　　在射頻測試中，分為傳導(dǎo)測試與空口（OTA）測試。傳導(dǎo)測試是利用射頻線纜直接將儀表和被測物連接到一起，避免空間輻射的干擾信號對測試的影響。OTA測試是通過天線直接輻射出來，由測量天線接收然后再將信號傳入測試儀表的方法。OTA 測試一般為了避免空間干擾信號與多徑，會(huì)在吸波暗室中進(jìn)行?；旧漕l的傳導(dǎo)測試在4G 及以前被廣泛使用，不僅因?yàn)槠浜唵我仔星页杀据^低，更因?yàn)榛驹谏a(chǎn)加工時(shí)，射頻模塊與天線分別生產(chǎn)再組裝到一起，由不同的廠家合作而成。射頻模塊生產(chǎn)廠家使用頻譜儀、信號源等儀表將關(guān)于通信收發(fā)器件與功率放大器相關(guān)的指標(biāo)測試完成，而天線部分由天線生產(chǎn)廠家在微波暗室中將方向圖、增益等指標(biāo)測試完成。但是在5G無線傳輸中，MassiveMIMO的使用使得基站天線與射頻收發(fā)模塊集成在一起才更能發(fā)揮出波束賦形、MIMO等通信算法的功能?；镜腛TA測試目前主要針對發(fā)射功率、接收靈敏度、增益、方向性、波瓣寬度、前后比的測量，測試頻段為6GHz以下。雖然目前Sub 6GHz 的5G 基站天線還是將射頻模塊與天線分開生產(chǎn)，但是波束賦形的功能需要射頻模塊的協(xié)同才能工作，毫米波的5G 基站天線已經(jīng)是無法拆分射頻與天線。這些都要求射頻測試只能在空口進(jìn)行。3GPP 已經(jīng)明確低頻和高頻的射頻一致性測試，如EVM、ACLR、OBUE等指標(biāo)的測試，都將采用OTA方式。經(jīng)過各廠家的討論，遠(yuǎn)場、近場、緊縮場都可作為測試場地。

?