5g首先在sub-6ghz频段得以商用,得益于sub-6ghz频段所使用的技术可以沿用4g时期开始发展的技术,与之相关的射频组件产业链也相对成熟。虽然sub-6ghz具有着优势,但是,由于该频段资源有限,也使得业界将目光投向了毫米波。资源相对丰富的毫米波凭借着更大的带宽,可以实现数千兆级数据速率,支持在密集空间重用,解决重点区域承载问题。
除此之外,毫米波还具备低时延的特性,可以满足更多5g领域的需求。因而,3gpp在部署5g频段时,就在原有的sub-6ghz频段上,又引入了毫米波。而伴随着5g毫米波的引入,也意味着需要基站、射频组件等也要做出相应的调整。
5g毫米波的到来将催生大量新型网络服务,并有望为工业应用和校园部署提供快速、低延迟的固定无线网络。而在从开发到生产的整个过程中,实施全面完善的测试和测量方法对于 5g 的成功部署至关重要。5g产品从设计到商用则必然要经过测试。
因而,5g毫米波测试也是5g毫米波产品是否能够顺利走入市场的关键环节之一。ni认为,要想实现 3gpp 标准委员会规定的数据速率,需要采用渐进的方法,而不是对现有基础设施进行迭代增强。换而言之,就是需要新的测试方法,来满足5g时代下的毫米波测试。
从技术角度来看,测试设备是否符合运营商和 3gpp 委员会规范至关重要,这需要测试多个不同的参数,例如调制质量、射频放大器线性度、接收机信噪比、发射机效率等。由于使 用毫米波来发射和接收信号,使得测试工程面临着诸多新挑战,比如通信时可能会遇到当前sub-6ghz 蜂窝技术未曾遇到的一些传播和信号路径问题,而且在设计新组件和半导体器件也会碰到许多新难题。
在毫米波频率下,传播损耗较高,因此波束成形的作用就显得更为重要。而用于 5g 的波束成形测试系统需要扫描宽频谱,并能够测试每条路径的最大线性输出和压缩行为。快速双向多端口开关测试解决方案是任何 5g 开发和生产测试环境的先决条件。
在这种需求之下,非常适合测量和分析波束形成器和fem的实际性能特性的ota测试,成为了对毫米波测试过程中的新宠儿——3gpp 已经明确低频和高频的射频一致性测试,如evm、aclr、obue等指标的测试,都将采用ota方式。
ota测试是通过“over the air”方式实现与测试仪表连接,除了需要测试仪表,还需要有ota chamber,以及实现控制dut和测试仪表的ota系统软件。利用软件的辅助,来对原有的设备的进行升级,在一定程度上,能够确保射频测试设备能够及时供应市场的需求。
具体来看,ota测试会模拟产品的无线信号在空气中的传输场景,而此种测试方式,可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、甚至人体影响等因素考虑进去,是一种在自由空间验证无线产品空口性能的综合性测试方法,非常接近产品实际使用场景。
但是,5g要想使用ota测试,还存在着一些挑战。 这其中,首要问题在于5g和lte所用的测试技术存在根本性差异,如毫米波频率,大规模天线阵列、波束成形还有动态物理层属性等方面。除此之外,ota评估需要也考虑到测量距离的问题。
ni 毫米波 ota 参考解决方案就是一种 ota 测量系统。该系统包含用于波形生成和分析的 ni 高带宽毫米波矢量信号收发仪(vst)、高增益天线以及具有高精度实时运动控制定位器的射频电波暗室。借助测试序列生成器,工程师可以配置该解决方案,以便分析 dut 波束成形功能的特性并对其进行验证。该解决方案还包含一套完整的软件,为测得的数据提供了一系列可视化选项。
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