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【解决方案】剖析OTA测试应用 - 成都坤恒顺维科技股份有限公司

【解决方案】剖析OTA测试应用

OTA测试解决方案



OTA测试是通过被测设备自身天线直接辐射信号,由测量天线接收然后再将信号传入测试仪表的方法。OTA测试一般为了避免空间干扰信号与多径,会在暗室中进行。随着物联网、移动互联网和智能硬件的快速发展,OTA测试技术在各个领域得到了广泛应用。


OTA测试的优势主要包括:


真实模拟信号接收场景:OTA测试在远场条件下进行,模拟了无线电信号从发射到接收整个无线通信过程,从而更真实地评估设备的信号接收性能。


全面评估设备性能:多探头测试可以同时评估设备的多个方面,例如总辐射功率、总接收灵敏度、信号干扰比等,从而更全面地了解设备的性能。


精准度高:多探头测试在暗室内进行,暗室内部贴装吸波材料,外部采取屏蔽措施,防止外部因素干扰和影响测试,因此测试的精准度更高。


适用性广:多探头测试不仅适用于5G无线通信,也适用于其他无线通信系统,如车联网、物联网、飞行器等,可以广泛地应用于各种无线通信设备的研发和生产中。


提高研发和生产效率:OTA测试可以自动化进行,减少人工操作和测量误差,同时也可以大大缩短测试时间,提高研发和生产效率。


总之,OTA测试的优势在于能够更真实地模拟信号接收场景、全面评估设备性能、精准度高、适用性广以及提高研发和生产效率。


1. 毫米波基站MIMO OTA测试解决方案


【解决方案】剖析OTA测试应用



5G基站FR2(24.25GHz-52.6GHz) MIMO-OTA的典型测试架构,整个测试系统主要由基站暗室、变频功放单元、无线信道仿真仪、无线电综测仪四部分组成。综测仪(终端模拟器)导入/导出终端测试信号,经过变频器把FR2频段信号变频至仿真仪工作频段。作为整个系统最核心的部件,无线信道仿真仪实现目标信道的添加;暗室中,待测基站对面布置指定个数的探头,用于模拟空间信道的来波方向,其配和信道仿真仪给待测设备营造一个理想且100%可重复的测试环境。



为了实现5G基站端到端仿真测试需求,也可以使用商用的终端代替综测仪以满足灵活丰富的测试需求。


【解决方案】剖析OTA测试应用

2.终端MIMO OTA测试解决方案


【解决方案】剖析OTA测试应用

5G终端FR1(450MHz-6GHz)MIMO-OTA的典型测试架构。由于仿真仪的工作频段包含FR1,所以该系统不需要变频器。终端的使用环境以及其角度扩展的原因,不能像基站区分扇区,所以其需要四周均匀分布的探头。单环模型可以测试任何二维信道模型(例如SCM,SCME等)。完整三维(多环)应用使得测试结果不仅用于方位角,也可测试俯仰角。KSW的解决方案可以根据客户需求,选择探头环的布置。



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3.汽车OTA测试解决方案


【解决方案】剖析OTA测试应用

汽车OTA的典型测试架构。工业和信息化部为我国车联网直通通信划分的频率范围为5905MHz-5925MHz,所以该系统不需要变频器。相对于基站或者手机等终端,汽车的体积明显增加,以5915MHz为中心频点,其1.5波长的测试区域大小为7.61cm,为了达到整车的测试效果,测试区域直径至少需要5m(大型车辆需要更大)。在本系统中引入数字变换网络,将仿真仪的每路输出通过修改功率和添加时变随机相位,可以数倍或者几十倍地拓展数字通道并扩展测试区域直径,从而把测试手机等终端的测试技术应用到汽车OTA的测试系统中。同样地,单环模型可以测试任何二维信道模型,完整三维(多环)应用使得测试结果不仅用于方位角,也可测试俯仰角。KSW的解决方案可以根据客户需求,选择探头环的布置。




模块介绍


1. WNS02B型无线信道仿真仪



KSW-WNS02B无线信道仿真仪基于新一代的高速芯片及硬件平台开发,具有强大的运算资源,支持单通道最大600MHz信号带宽,支持载波聚合(最大2G),全面支持现有MIMO-OTA技术标准,并且支持MIMO-OTA后续技术演进。为了完成系统的测试要求,无线信道仿真仪必须具有良好的射频性能,其误差矢量幅度(EVM)和内部噪声级别要求非常低,以最大程度减少误差,保证测试结果的质量。


【解决方案】剖析OTA测试应用




2.OTA信道建模技术



MIMO-OTA测试使用几何信道建模技术。在信道建模中,无线信道被分为小尺度衰落和大尺度衰落。小尺度衰落被分为:

天线方向图;

基站和终端的相对位置;

传播特性(多径延迟、角度扩展和极化);

多普勒(速度)。

大尺度衰落分为:

路径损耗;

阴影衰落。


【解决方案】剖析OTA测试应用

【解决方案】剖析OTA测试应用

OTA建模技术的难点在于其不仅仅需要考虑数学模型的实现,还要考虑实际天线暗室、被测件尺寸以及探头的位置并在暗室中营造出一个符合目标信道要求的环境,包括空间相关性、角度扩展、交叉极化比以及多普勒。


【解决方案】剖析OTA测试应用

【解决方案】剖析OTA测试应用

坤恒顺维提供OTA信道建模工具以实现OTA的信道建模,如上图所示,该软件支持客户自定义探头位置与算法优选探头位置,提供第三代合作计划(3GPP)、全球无线创新新无线电(WINNER)、国际通信联盟(ITU)信道模型以及客户自定义信道模型。





3.变频器



变频器的作用是对处于FR2频段的测试设备进行信号频谱搬移至无线信道仿真仪工作频段。其内置两个独立的上下变频通道,每个变频通道具备独立的增益调节能力,通过接收来自变频器控制箱的触发和本振信号,单模块可以支持两个喇叭天线或者一个双极化喇叭天线的配置的全双工测试。



【解决方案】剖析OTA测试应用

4.暗室系统



暗室对外可以屏蔽外来干扰,对内保证暗室内部的探头或者待测试设备不会产生反射信号。毫米波暗室的存在极大的保证了5G毫米波MIMO-OTA测试系统中待测设备周围的无线环境严格重现用户定义的无线信道模型。坤恒顺维提供基站暗室和终端小暗室两种暗室,终端小暗室主要是实现端到端测试时替代终端综测仪使用。


【解决方案】剖析OTA测试应用

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