MVG無(wú)線(xiàn)通信測試技術(shù)為5G商用保駕護航

2019年是5G預商用元年。根據中國信息通信研究院日前發(fā)布的《5G產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟貢獻》預計，2020年至2025年期間，中國5G商用直接帶動(dòng)的經(jīng)濟總產(chǎn)出達10.6萬(wàn)億元，直接創(chuàng )造的經(jīng)濟增加值達3.3萬(wàn)億元。5G通過(guò)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)和波及效應間接帶動(dòng)GDP增長(cháng)，從而為社會(huì )提供大量就業(yè)機會(huì )。

隨著(zhù)全球5G新空口（NR）移動(dòng)通信標準的發(fā)布和推進(jìn)，5G設備測試和測量技術(shù)的復雜性不斷增加。從組件和芯片組到用戶(hù)裝配設備和基站，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都在尋求無(wú)縫解決方案來(lái)集成和測試他們的產(chǎn)品。而對于射頻、微波測試測量行業(yè)而言，開(kāi)發(fā)、優(yōu)化滿(mǎn)足5G NR標準的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的設計、原型和部署，并快速可靠地推動(dòng)產(chǎn)品面市是一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)挑戰，在加速5G落地上扮演著(zhù)重要的角色。

從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，5G頻譜效率將會(huì )是4G的5-15倍，峰值數據速率也將達到千兆比特每秒，包括毫米波、波束賦形、超寬帶技術(shù)等在內的許多新技術(shù)應運而生，并需要通過(guò)符合5G NR標準的解決方案來(lái)進(jìn)行測試與測量。MVG首席科學(xué)家Lars Foged認為，5G 設備和基站的測試和測量方法將顯著(zhù)不同于現有的方法。從測試角度來(lái)看，鑒于5G 設備中的射頻 架構和所使用的更高的頻段，以往在射頻試驗室通過(guò)同軸電纜進(jìn)行的測試將由OTA （空中接口）測試方式取替，因為設備中將不再有任何物理連接器。除了天線(xiàn)測試之外，所有其它射頻系統性能參數和無(wú)線(xiàn)資源參數也需要采用OTA 測試。且測試對象不僅是天線(xiàn)，而是升級到整個(gè)設備、整個(gè)系統。

MVG針對IoT 設備的OTA 測試系統MiniLAB

此外，對于全球標準化機構和行業(yè)參與者而言，重點(diǎn)是以平面波生成作為基線(xiàn)，為間接遠場(chǎng)測試方法定義測試步驟，例如用于緊縮天線(xiàn)測量室（CATR）和陣列系統的拋物面反射器。盡管這些系統因在測試未知設備時(shí)能給出“正確答案”而適用于性能測試，但近場(chǎng)系統仍然是用于研發(fā)目的的優(yōu)選測試方法。近場(chǎng)測試可以利用天線(xiàn)系統的全3D行為，診斷便捷。而且，毫米波的近場(chǎng)測試方法是一項非常成熟的技術(shù)，市場(chǎng)對這項技術(shù)的興趣也日漸增長(cháng)。

作為5G無(wú)線(xiàn)測試測量領(lǐng)域的先行者，MVG 一直都是第3代合作伙伴計劃（3GPP）電信標準化組織的主要參與者和貢獻者。MVG同時(shí)積極參與有源天線(xiàn)(AAS) OTA測試工作組、空中MIMO（MIMO-OTA）測試工作組和新無(wú)線(xiàn)電（NR）5G研究工作組的工作。通過(guò)不斷改進(jìn)測量方法和技術(shù)，MVG滿(mǎn)足日益復雜的研發(fā)測試要求。MVG的測試測量系統能幫助工程師避免重新設計所帶來(lái)的高昂成本，從而優(yōu)化產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品面市時(shí)間。

MVG獨特的多探頭系統

MVG獨特的多探頭系統基于快速采樣，并在設備周?chē)姆忾]表面上使用輻射近場(chǎng)的振幅和相位探針陣列。設備的遠場(chǎng)性能由近場(chǎng)-遠場(chǎng)變換來(lái)進(jìn)行確定。而對設備的輻射幅度和相位的確切了解還可以讓我們通過(guò)后處理，進(jìn)一步檢驗設備的射頻行為?；诖隧椉夹g(shù)的MVG測試系統已在全球客戶(hù)生產(chǎn)基地得到成功部署，證明了其在支持5G設備開(kāi)發(fā)方面的價(jià)值。

由于5G頻率下的設備和系統的電尺寸增加，及測試時(shí)間的延長(cháng)，對上述設備進(jìn)行全面測試所需的采樣成為用戶(hù)的負擔。與傳統的單探頭系統相比，MVG獨特的多探頭系統可更快捷地進(jìn)行測試，使用戶(hù)能夠在更合理的時(shí)間范圍內完全把握設備的特征，從而展開(kāi)相應的研發(fā)活動(dòng)。

MVG 用于毫米波OTA測試的StarLab 50 GHz系統

當將天線(xiàn)集成在較大的電子設備上時(shí)，如同手持式5G設備上集成的小型陣列一樣，天線(xiàn)之間的耦合現象會(huì )明顯改變設備性能。因此，所需的測試包括代表性和標準化的模型：手、頭和軀干等，以了解最終的設備性能。新的測量后處理功能允許用戶(hù)在這些場(chǎng)景中檢驗結果并更好地了解設備在不同場(chǎng)景的輻射特性，從而使研發(fā)工程師能優(yōu)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

其他后處理功能允許調查射頻安全參數，比如吸波率。通過(guò)快速近場(chǎng)測試的研發(fā)，工程師可以確定設備是否會(huì )通過(guò)相比起來(lái)更加耗時(shí)且嚴格的一致性測試，讓開(kāi)發(fā)流程更加高效。

緊縮天線(xiàn)測量室（CATR）

就間接遠場(chǎng)測試解決方案而言，緊縮天線(xiàn)測量室（CATR）可能是基于平面波生成最常用的天線(xiàn)測量方法。在該系統中，由饋源輻射的球面波在稱(chēng)為靜區（QZ）的測試區域中被適當形狀的反射器校準成有限體積上的近似平面波。

過(guò)去，CATR一直是基站測試等高增益天線(xiàn)的首選解決方案。MVG系統的獨特之處在于其高性能饋源，經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計以在極寬的帶寬內保持靜區的高平面波純度。 MVG設計的另一特色是對設備干擾最小化的定位器，這使得它也可用于測試較小的手持設備。

5G浪潮來(lái)襲。作為未來(lái)數字經(jīng)濟的基礎，5G將顛覆傳統產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。同時(shí)，5G給測試技術(shù)和系統帶來(lái)更大的挑戰和要求，可喜的是，像MVG這樣的天線(xiàn)測試測量廠(chǎng)家不斷創(chuàng )新研發(fā)，以更高效、靈活的交鑰匙方案滿(mǎn)足客戶(hù)當前和未來(lái)需求，為5G的商用落地保駕護航。