提起5G、物聯(lián)網(wǎng)
相信大家都能說出個一二
說起5G測試
又經(jīng)常能聽人提起“OTA”
OTA到底是什么？
為什么說OTA對5G是不可或缺的？
OTA測試具體怎么做？
本期“技術(shù)洞察”邀請到
廣電計量通訊技術(shù)專家藍海昌
和大家一起聊聊OTA測試的那些事兒~
——本期講師——
藍海昌
廣電計量電磁兼容通信技術(shù)副總工
中級工程師，從事電磁兼容測試方法研究、電磁環(huán)境檢測及電磁兼容檢測工作14年；WAPI聯(lián)盟專家委員，參與了多個檢測平臺項目的建設(shè)工作，對多媒體產(chǎn)品、信息技術(shù)設(shè)備，通信設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備，軌道交通設(shè)備，無線射頻產(chǎn)品，家用電器，燈具等產(chǎn)品電磁兼容檢測有較深的研究。
01什么是OTA？
小編：藍工好！有關(guān)5G、物聯(lián)網(wǎng)的報道我們已經(jīng)看過很多了，但OTA還是比較陌生，到底什么是OTA呢？
藍工：對于通訊測試領(lǐng)域來說，OTA指的是Over The Air，直譯為“通過空中”。要知道，在對產(chǎn)品做測試時，除了需要有樣品，還需要有測試設(shè)備。在這過程中，我們需要一種將樣品連接到測試設(shè)備的方法。常見的有兩種連接方法，一種是RF（Radio Frequency）射頻傳導測試，也就是我們通常說的拿線去接，如果有測試儀表就較容易實現(xiàn)；另一種就是OTA測試，即通過一組（發(fā)射天線和接收天線）進行連接，無需連接任何電纜。
小編：是不是有點類似家里電腦既可以用網(wǎng)線連接路由器，也可以用Wi-Fi，連接方式不同，但都是為了上網(wǎng)？那OTA測試一般涉及到哪些產(chǎn)品？
藍工：可以這么理解。OTA測試是為了評估被測設(shè)備（Device Under Test）的“空口”性能（不同設(shè)備之間的信息傳輸需要通過接口實現(xiàn)，通過電磁波在空氣中傳播的，就叫做“空口”），主要是評估兩個最主要的指標：一個是發(fā)射機的總輻射功率（Total Radiated Power），即把信息“送出去”的能力；一個是接收機的復合總?cè)蚪邮侦`敏度（Combined Total Isotropic Sensitivity），即“接收”信息的能力。
因為這些指標直接關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和用戶使用體驗，因此，很多手機和智能可穿戴產(chǎn)品的廠商此前已經(jīng)對產(chǎn)品的無線OTA性能作了嚴格要求。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的無線化、智能化、多樣化發(fā)展，以及對客戶體驗的逐步重視，一些非手機類廠商也逐漸對自家產(chǎn)品提出OTA性能要求。
02 為什么要進行OTA測試？
小編：在大家的常識中，有線連接應該要比無線連接更穩(wěn)定可靠，像固定電話、用網(wǎng)線上網(wǎng)一般都不會有信號不好的問題。既然RF傳導測試已經(jīng)很成熟了，為什么還要進行OTA測試呢？它有什么優(yōu)勢？
藍工：上面我們提到了，對無線OTA性能有要求的，一般是手機、智能可穿戴設(shè)備的生產(chǎn)廠商。這些產(chǎn)品都有共同的特點，它們需要與人體近距離接觸，實際使用場景復雜多樣，零部件集成度高，自身內(nèi)外部都會受到輻射干擾。
對于RF傳導測試來說，隨著被測設(shè)備 (DUT) 的集成度大幅提升，我們無法使用電纜在被測設(shè)備和測試設(shè)備之間建立物理連接。更重要的是，它無法將天線因素對整機性能的影響考慮在內(nèi)，難以完整驗證出整機內(nèi)部不同功能單元的干擾情況，也無法評估人體對產(chǎn)品無線性能影響。
而OTA測試可以完整驗證從芯片到天線端各種因素對整機性能的影響，模擬產(chǎn)品無線信號在空氣中的傳輸場景，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、內(nèi)部輻射干擾、天線因素、芯片收發(fā)算法、甚至人體影響等因素考慮進去，是一種在自由空間驗證無線產(chǎn)品空口性能的綜合性測試方法，非常接近產(chǎn)品實際使用場景，得出的測試結(jié)果也能為產(chǎn)品優(yōu)化提供更有參考價值的依據(jù)及方向。尤其在5G NR領(lǐng)域，更是離不開OTA測試。
小編：什么是5G NR？為什么OTA測試在5G NR中這么重要？
藍工：NR是New Radio的縮寫，也被稱為“新空口”。我們都知道，5G是非常靈活的，具體怎么靈活呢？它可以獨立組網(wǎng)，也可以跟4G一起非獨立組網(wǎng)。以手機為例，同一部手機因此擁有兩路空口連接，跟4G基站之間的鏈路就是“舊空口”，跟5G基站之間的鏈路就是 “新空口”了。
5G NR具有更大的帶寬，更高的傳輸速率，為了實現(xiàn)更高的傳輸速率也使用了更高的傳輸頻率。大帶寬增加了受到干擾的概率，而更高的傳輸頻率，也就意味著信號在空中的衰減變大，同時，信號的穿透（繞射）能力大大降低。
而OTA測試通過信道模擬器，對傳輸信號進行模擬，是最貼近實際使用環(huán)境的測試。因此OTA測試，是產(chǎn)品實際使用性能的直觀反映。目前，許多監(jiān)管機構(gòu)、標準化組織和運營商均要求對無線設(shè)備進行OTA測試。可以預見，OTA測試將為5G系統(tǒng)帶來變革，也將成為全新設(shè)計和認證的前提。
03怎么做好OTA測試？
小編：行業(yè)內(nèi)目前對于終端OTA測試都有哪些方案？各自有什么優(yōu)勢？
藍工：目前OTA的主要測試方案有三種，單探頭法，多探頭法，混響室法。單探頭法的建設(shè)成本低，相對的測試速度也比較慢。
多探頭法測試效率高，建設(shè)成本相對較高，適合體積較小，重量較輕的產(chǎn)品。混響室法建設(shè)成本居中，適合大型樣品或重量較大的樣品，測試效率適中。
多探頭法測試簡化示意圖
上面這些方法各有千秋，專業(yè)的檢測機構(gòu)會依據(jù)產(chǎn)品特點和客戶需求，給出建議進行選用。
小編：廣電計量在OTA測試方面能提供什么服務？有哪些服務優(yōu)勢？
廣電計量5G終端測試系統(tǒng)
藍工：廣電計量可進行BT/WiFi/NB-IoT/2G/3G/4G/5G產(chǎn)品的SISO及MIMO、無源及有源OTA測試，主要測試項目包括：全向輻射功率（TRP）、全向接收靈敏度（TIS）、有效全向輻射功率（EIRP）、有效全向接收靈敏度（EIRS）、近水平面發(fā)射功率（NHPRP）、近水平面接收靈敏度（NHPIS）、整機2D/3D輻射方向圖、天線增益（Gain）、天線效率、前后比、不圓度、軸比、交叉極化、零深等。
此外，除了提供OTA測試，廣電計量還可以提供無線產(chǎn)品的射頻檢測、電磁兼容檢測、安規(guī)檢測以及產(chǎn)品全球認證服務，為產(chǎn)品的研發(fā)、銷售提供一站式服務。