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                                        方法，并表示制定OTA测试方案                              表1
                                        时最重要的是充分了解测试对象
                                        及其所需测试内容，还有适用于               5G测试环境的保真度和适用性(来源: NSI-MI)
                                 DUT    不同测试个例的测试方法。在实                      AUT Size  FF DFF  IFF   NFTF
                                        际消费市场中，调制解调器、天                      Small UEs              Tx only
                                        线、子系统以及组装完全的终端                RF
                            Feed        用户设备都将会进行测试。基站              Testing  Large UEs             Tx only
                                                                                                   Tx only
                                                                            gNodeBs
                                        的测试也会是类似的一个流程。                      Small UEs
      图2：紧缩场天线测试工作图。                    从研发阶段开始，到一致性及最              Demod   Large UEs
                                                                    Testing
                                        终设备验收测试构成了一个典型                      gNodeBs
      成平面波。这种反射器广泛应用于毫米                 的测试周期。                       RRM    Small UEs
      波OTA测试装置，称为紧缩天线测试场                    通常，测试可分为一致性测            Testing  Large UEs
      （CATR），原理图见图2。                    试和性能测试。若要发布新设备                      gNodeBs
         安立公司称门控扫描可以很好地帮                就必须进行一致性测试。它是一项关键                    场区域内对电场的相位及幅度进行
      助测量EIRP。借助门控扫描，用户可以               要求，需要我们将设备连接到无线测试                    采样，并计算远场方向图。该方法
      确定要测量5G信号传输过程中的哪一部                系统并完成所需的3GPP测试内容：                    也仅适用于单个LOS收发机的测量。
      分。这一点很重要，因为5G-NR信号在               •  射频收发性能——信号质量的最低                    R&S公司称，截至2019年1月初，
      10ms帧内可以采用55种不同TDD Tx/Rx             水平                             3GPP在TS38.521-3标准中规定了一系列
      比率进行时隙配置。用户通过仅选择特                 •  解调——数据吞吐量性能                    的发射机和接收机测试。该标准是NR
      定的子帧或符号，可以确保只测量下行                 •  无线资源管理（RRM）——初始                用户设备无线收发一致性的规范条例，
      链路的射频，这样能够更准确地反映辐                    化、切换和移动性                       其中“-3”指第三部分，确定了FR1、
      射到大气中的射频能量。                       •  信令——上层信令流程                     FR2与LTE互通工作情况，也即NSA sub-
         ETS-Lindgren和安立公司同时也都              是德科技认为，调制解调器芯片                6GHz和NSA毫米波频段。由于毫米波频
      认为，若要对5G设备开展有效的EMC测               组、天线、基站和集成设备需要混合应                 段的测试需要通过OTA实现，并构建暗
      试，还需要进行重大变革。监管标准中                 用传导及OTA测试。大多数在频率范围                室来完成，因此难度愈发加大。这意味
      通常都要求测量TRP，以保障无线电传                1（FR1：450 MHz至7.125 GHz）上的测       着此时可达到的测量不确定度（MU）
      输功率不会过大。此时信号是由一台在                 试会采用传导方案，而3GPP已经规定了               及测试容差（TT）会比sub-6GHz的FR1
      LTE某个扇区内均匀辐射能量的各向同                频率范围2（FR2: 24.25 to 52.6 GHz）上    传导测试结果大得多。3GPP内部一直在
      性发射机发出，因此容易测得无线电总                 所有一致性测试都采取OTA测试方法。                商讨FR2下可以接受多大的MU和TT，
      功率，并借此判断空中能量是否位于安                     是德科技表示，迄今为止3GPP共批             在得出确定结论前，尚无法确立符合规
      全范围内。ETS-Lindgren公司强调了波           准了以下三种OTA测试方法：                    范的FR2射频一致性测试。
      束成形的难度，如图3所示。由于这里                 •  直接远场法（DFF）：测量天线放                   对于SA部署情况，38.521标准中相
      的信号是定向的，我们无法方便地测得                    置于远场中。远场距离（Fraunhofer          应的第一（sub-6 GHz）、第二部分（毫
                                                    2
      任意一个点的能量，更无从得知有多少                    距离）从2D /λ处开始，其中D为辐             米波）进行了更加详尽的规范，尽管今
      功率辐射到了大气中。考虑到旁瓣和后                    射元件的最大直径、λ为波长，达                年年初会部署的第一批5G NR为NSA。
      瓣，测量TRP的唯一方法是将功率整合                   到这一距离意味着角场分布不再变                此外，NSA下的性能测试标准（38.521-
      到一个包裹于天线外围的360°球体中。                  化。采用直接远场法能够进行最全                4）以及RRM测试要求（38.533）亦尚未
      尽管这方法可行，却耗时耗材。                       方位的测试、能测量多个信号，但                完善。
         安立公司还指出，随着整个行业逐                   同时在毫米波频段也会致使测试场                    表1由NSI-MI绘制，总结了不同测
      步统一到最优的安装及维护方案，下一                    较大。                            试类型及天线尺寸情况下各测试环境的
      个挑战将会是制定测试流程并确定测试                 •  间接远场法（IFF）：通过物理转换              适用性，并用颜色区分了方案质量，考
      装备，以保证尽可能准确、高效且经济                    创造远场环境，一般为利用抛物面                虑因素包括信噪比、效用、成本等。
      实惠。这就要求测试厂商们能够快速回                    反射器来准直探针天线发射信号。                    EMITE公司认为并没有哪种单一的
      应测试需求，并备好新一代硬件设备以                    此方法通常采用CATR实现，虽然只              OTA测试方法能够一劳永逸地解决我们
      应对挑战。                                能用来测量单一信号的到达/离开角               当前面对的所有问题和挑战。因此，业
                                           度，不过距离短得多，路径损耗也                界需要采取多种方式来应对。部分公司
      OTA测试方法                              更小。                            的研究表明，完全各向同性的系统较容
         是德科技为我们详细阐述了测试                 •  近场到远场法（NFTF）：在辐射近              易具备一些关键性能参数，而其他5G特
                                                                          性的评估则需要定向性。此外可能还会
                                                                          要求能够同时应对远近场距离、高低频
                                                                          以及大小外壳的差异进行测试。
                                                                              ETS-Lindgren公司还补充道，工程
                                                                          师们常常会问，是否可以设计出一个单
         Main Beam        2 nd      3 rd      4 th     5 th      6 th     独的全能腔室，来进行5G下OTA、EMC
                        Harmonic  Harmonic  Harmonic  Harmonic  Harmonic  和电缆替换测试。然而他们会发现各个
      图3：ETS-Lindgren公司提供的28GHz相控阵方向图，最左侧为主波束，往右依次为第                      方法之间互相严重制约，导致成本高、
      一至第六谐波辐射方向图。                                                        效率低。为满足测量不确定性的要求，

      10 www.mwjournalchina.com                                     Microwave Journal China  微波杂志  May/Jun 2019


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