
提起5G、物聯網
相信大家都能說出個一二
說起5G測試
又經常能聽人提起“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“技術洞察”邀請到
廣電計量通訊技術專家藍海昌
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副總工
中級工程師,從事電磁兼容測試方法研究、電磁環境檢測及電磁兼容檢測工作14年;WAPI聯盟專家委員,參與了多個檢測平臺項目的建設工作,對多媒體產品、信息技術設備,通信設備,醫療設備,軌道交通設備,無線射頻產品,家用電器,燈具等產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5G、物聯網的報道我們已經看過很多了,但OTA還是比較陌生,到底什么是OTA呢?
藍工:對于通訊測試領域來說,OTA指的是Over The Air,直譯為“通過空中”。要知道,在對產品做測試時,除了需要有樣品,還需要有測試設備。在這過程中,我們需要一種將樣品連接到測試設備的方法。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;另一種就是OTA測試,即通過一組(發射天線和接收天線)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?那OTA測試一般涉及到哪些產品?
藍工:可以這么理解。OTA測試是為了評估被測設備(Device Under Test)的“空口”性能(不同設備之間的信息傳輸需要通過接口實現,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全向接收靈敏度(Combined Total Isotropic Sensitivity),即“接收”信息的能力。
因為這些指標直接關系著產品質量和用戶使用體驗,因此,很多手機和智能可穿戴產品的廠商此前已經對產品的無線OTA性能作了嚴格要求。隨著物聯網產品的無線化、智能化、多樣化發展,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定可靠,像固定電話、用網線上網一般都不會有信號不好的問題。既然RF傳導測試已經很成熟了,為什么還要進行OTA測試呢?它有什么優勢?
藍工:上面我們提到了,對無線OTA性能有要求的,一般是手機、智能可穿戴設備的生產廠商。這些產品都有共同的特點,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,自身內外部都會受到輻射干擾。
對于RF傳導測試來說,隨著被測設備 (DUT) 的集成度大幅提升,我們無法使用電纜在被測設備和測試設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,難以完整驗證出整機內部不同功能單元的干擾情況,也無法評估人體對產品無線性能影響。
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,模擬產品無線信號在空氣中的傳輸場景,將產品結構、內部輻射干擾、天線因素、芯片收發算法、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品空口性能的綜合性測試方法,非常接近產品實際使用場景,得出的測試結果也能為產品優化提供更有參考價值的依據及方向。尤其在5G NR領域,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,也可以跟4G一起非獨立組網。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境的測試。因此OTA測試,是產品實際使用性能的直觀反映。目前,許多監管機構、標準化組織和運營商均要求對無線設備進行OTA測試??梢灶A見,OTA測試將為5G系統帶來變革,也將成為全新設計和認證的前提。
03怎么做好OTA測試?
小編:行業內目前對于終端OTA測試都有哪些方案?各自有什么優勢?
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,建設成本相對較高,適合體積較小,重量較輕的產品。混響室法建設成本居中,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,專業的檢測機構會依據產品特點和客戶需求,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?有哪些服務優勢?

廣電計量5G終端測試系統
藍工:廣電計量可進行BT/WiFi/NB-IoT/2G/3G/4G/5G產品的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品的射頻檢測、電磁兼容檢測、安規檢測以及產品全球認證服務,為產品的研發、銷售提供一站式服務。