提起5G、物聯(lián)網(wǎng)
相信大家都能說(shuō)出個(gè)一二
說(shuō)起5G測(cè)試
又經(jīng)常能聽(tīng)人提起“OTA”
OTA到底是什么？
為什么說(shuō)OTA對(duì)5G是不可或缺的？
OTA測(cè)試具體怎么做？
本期“技術(shù)洞察”邀請(qǐng)到
廣電計(jì)量通訊技術(shù)專(zhuān)家藍(lán)海昌
和大家一起聊聊OTA測(cè)試的那些事兒~
——本期講師——
藍(lán)海昌
廣電計(jì)量電磁兼容通信技術(shù)副總工
中級(jí)工程師，從事電磁兼容測(cè)試方法研究、電磁環(huán)境檢測(cè)及電磁兼容檢測(cè)工作14年；WAPI聯(lián)盟專(zhuān)家委員，參與了多個(gè)檢測(cè)平臺(tái)項(xiàng)目的建設(shè)工作，對(duì)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(wú)線(xiàn)射頻產(chǎn)品，家用電器，燈具等產(chǎn)品電磁兼容檢測(cè)有較深的研究。
01什么是OTA？
小編：藍(lán)工好！有關(guān)5G、物聯(lián)網(wǎng)的報(bào)道我們已經(jīng)看過(guò)很多了，但OTA還是比較陌生，到底什么是OTA呢？
藍(lán)工：對(duì)于通訊測(cè)試領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，OTA指的是Over The Air，直譯為“通過(guò)空中”。要知道，在對(duì)產(chǎn)品做測(cè)試時(shí)，除了需要有樣品，還需要有測(cè)試設(shè)備。在這過(guò)程中，我們需要一種將樣品連接到測(cè)試設(shè)備的方法。常見(jiàn)的有兩種連接方法，一種是RF（Radio Frequency）射頻傳導(dǎo)測(cè)試，也就是我們通常說(shuō)的拿線(xiàn)去接，如果有測(cè)試儀表就較容易實(shí)現(xiàn)；另一種就是OTA測(cè)試，即通過(guò)一組（發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)）進(jìn)行連接，無(wú)需連接任何電纜。
小編：是不是有點(diǎn)類(lèi)似家里電腦既可以用網(wǎng)線(xiàn)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(cè)試一般涉及到哪些產(chǎn)品？
藍(lán)工：可以這么理解。OTA測(cè)試是為了評(píng)估被測(cè)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(guò)接口實(shí)現(xiàn)，通過(guò)電磁波在空氣中傳播的，就叫做“空口”），主要是評(píng)估兩個(gè)最主要的指標(biāo)：一個(gè)是發(fā)射機(jī)的總輻射功率（Total Radiated Power），即把信息“送出去”的能力；一個(gè)是接收機(jī)的復(fù)合總?cè)蚪邮侦`敏度（Combined Total Isotropic Sensitivity），即“接收”信息的能力。
因?yàn)檫@些指標(biāo)直接關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和用戶(hù)使用體驗(yàn)，因此，很多手機(jī)和智能可穿戴產(chǎn)品的廠商此前已經(jīng)對(duì)產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)OTA性能作了嚴(yán)格要求。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)化、智能化、多樣化發(fā)展，以及對(duì)客戶(hù)體驗(yàn)的逐步重視，一些非手機(jī)類(lèi)廠商也逐漸對(duì)自家產(chǎn)品提出OTA性能要求。
02 為什么要進(jìn)行OTA測(cè)試？
小編：在大家的常識(shí)中，有線(xiàn)連接應(yīng)該要比無(wú)線(xiàn)連接更穩(wěn)定可靠，像固定電話(huà)、用網(wǎng)線(xiàn)上網(wǎng)一般都不會(huì)有信號(hào)不好的問(wèn)題。既然RF傳導(dǎo)測(cè)試已經(jīng)很成熟了，為什么還要進(jìn)行OTA測(cè)試呢？它有什么優(yōu)勢(shì)？
藍(lán)工：上面我們提到了，對(duì)無(wú)線(xiàn)OTA性能有要求的，一般是手機(jī)、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(diǎn)，它們需要與人體近距離接觸，實(shí)際使用場(chǎng)景復(fù)雜多樣，零部件集成度高，自身內(nèi)外部都會(huì)受到輻射干擾。
對(duì)于RF傳導(dǎo)測(cè)試來(lái)說(shuō)，隨著被測(cè)設(shè)備 (DUT) 的集成度大幅提升，我們無(wú)法使用電纜在被測(cè)設(shè)備和測(cè)試設(shè)備之間建立物理連接。更重要的是，它無(wú)法將天線(xiàn)因素對(duì)整機(jī)性能的影響考慮在內(nèi)，難以完整驗(yàn)證出整機(jī)內(nèi)部不同功能單元的干擾情況，也無(wú)法評(píng)估人體對(duì)產(chǎn)品無(wú)線(xiàn)性能影響。
而OTA測(cè)試可以完整驗(yàn)證從芯片到天線(xiàn)端各種因素對(duì)整機(jī)性能的影響，模擬產(chǎn)品無(wú)線(xiàn)信號(hào)在空氣中的傳輸場(chǎng)景，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、內(nèi)部輻射干擾、天線(xiàn)因素、芯片收發(fā)算法、甚至人體影響等因素考慮進(jìn)去，是一種在自由空間驗(yàn)證無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品空口性能的綜合性測(cè)試方法，非常接近產(chǎn)品實(shí)際使用場(chǎng)景，得出的測(cè)試結(jié)果也能為產(chǎn)品優(yōu)化提供更有參考價(jià)值的依據(jù)及方向。尤其在5G NR領(lǐng)域，更是離不開(kāi)OTA測(cè)試。
小編：什么是5G NR？為什么OTA測(cè)試在5G NR中這么重要？
藍(lán)工：NR是New Radio的縮寫(xiě)，也被稱(chēng)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(dú)立組網(wǎng)，也可以跟4G一起非獨(dú)立組網(wǎng)。以手機(jī)為例，同一部手機(jī)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(shí)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(hào)在空中的衰減變大，同時(shí)，信號(hào)的穿透（繞射）能力大大降低。
而OTA測(cè)試通過(guò)信道模擬器，對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行模擬，是最貼近實(shí)際使用環(huán)境的測(cè)試。因此OTA測(cè)試，是產(chǎn)品實(shí)際使用性能的直觀反映。目前，許多監(jiān)管機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化組織和運(yùn)營(yíng)商均要求對(duì)無(wú)線(xiàn)設(shè)備進(jìn)行OTA測(cè)試。可以預(yù)見(jiàn)，OTA測(cè)試將為5G系統(tǒng)帶來(lái)變革，也將成為全新設(shè)計(jì)和認(rèn)證的前提。
03怎么做好OTA測(cè)試？
小編：行業(yè)內(nèi)目前對(duì)于終端OTA測(cè)試都有哪些方案？各自有什么優(yōu)勢(shì)？
藍(lán)工：目前OTA的主要測(cè)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(duì)的測(cè)試速度也比較慢。
多探頭法測(cè)試效率高，建設(shè)成本相對(duì)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(cè)試效率適中。
多探頭法測(cè)試簡(jiǎn)化示意圖
上面這些方法各有千秋，專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)會(huì)依據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)和客戶(hù)需求，給出建議進(jìn)行選用。
小編：廣電計(jì)量在OTA測(cè)試方面能提供什么服務(wù)？有哪些服務(wù)優(yōu)勢(shì)？
廣電計(jì)量5G終端測(cè)試系統(tǒng)
藍(lán)工：廣電計(jì)量可進(jìn)行BT/WiFi/NB-IoT/2G/3G/4G/5G產(chǎn)品的SISO及MIMO、無(wú)源及有源OTA測(cè)試，主要測(cè)試項(xiàng)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(jī)2D/3D輻射方向圖、天線(xiàn)增益（Gain）、天線(xiàn)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(cè)試，廣電計(jì)量還可以提供無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的射頻檢測(cè)、電磁兼容檢測(cè)、安規(guī)檢測(cè)以及產(chǎn)品全球認(rèn)證服務(wù)，為產(chǎn)品的研發(fā)、銷(xiāo)售提供一站式服務(wù)。