|
作者: James Goodwin,Anite公司 越來越多的移動設備用戶要求具有更快數據速率的寬帶體驗。這個要求不斷推動制造商開發出新的技術，比如多入多出(MIMO)天線設計，以改進未來移動設備的無線性能。 設備因而變得越來越復雜，這就要求設備在上市之前做更廣泛的測試。MIMO空中(OTA)性能測試用于通過再現真實環境條件評估最終用戶在移動設備上 訪問數據服務的體驗。OTA測試在實驗室完成，包括測試沒有任何連線的無線設備，因此包含了設備的天線性能。 當無線電波在傳播過程中碰到物體時，無線電波將會發生散射、衍射、反射或吸收現象。無線電信道模擬器可以精確地仿真這種行為，并在實驗室環境中真實地復制出現實世界的無線電信道條件。這些條件包括多徑傳播，例如各路徑延時、多普勒效應、發射角(AOD)、入射角(AOA)或極化狀態；基站天線碰到的所有效應，以及噪聲和干擾。MIMO OTA測試使用信道模擬器精確地模擬不同的環境，包括城市、郊區、農村和室內環境。 共有兩種類型的MIMO OTA測試：一種測試是使用電波暗室，另一種測試使用混波室，兩種測試都會結合信道模擬器一起進行。最近，這個行業又有了顯著進步，可確保使用最合適的MIMO OTA測試類型，以便精確地評估設備性能。 加速MIMO OTA設備的測試 CTIA是一家非贏利性國際會員組織，從1984年開始進入無線通信行業。移動運營商以及設備和網絡基礎設施制造商都使用他們的建議作為開發和評估計劃的一部分。 Anite公司向CTIA MIMO OTA小組(MOSG)貢獻了信道模擬專業技術。MOSG小組從2011年3月開始調研MIMO OTA性能，最近同意(并取得了所有CTIA運營商的認可)更進一步，為具有多根天線的設備推出兩種不同類型的OTA計劃： 第一個計劃是專門為測試基于傳輸模式3(TM3)，并使用空間信道模型的2×2 DL MIMO性能開發一種測試方法，這種方法稱為MIMO OTA測試。 第二個計劃是開發一種單獨的測試，用于評估低吞吐量和低延時用例下的待測設備(DUT)，比如LTE語音(VoLTE)，并在傳輸模式2(TM2)基礎上形成發射分集測試，這種方法稱為發射分集測試。 考慮到要求客觀評估待測設備的測試本性，MOSG小組建議，MIMO OTA測試應該在電波暗室中使用多探測(多群集)方法(AC-MC)，并與信道模擬器一起執行；發射分集測試則使用多探測方法(AC-MC)，或RC+CE測試方法在混波室進行，同樣也要使用信道模擬器。 為CTIA標準化的MIMO OTA性能測試計劃作準備 上述技術驅動力和標準化要求在中國大陸、中國臺灣、歐洲和美國催生了許多領先的獨立測試公司，他們創建的無回波MIMO OTA測試實驗室可以滿足CTIA完整的建議要求。 CTIA建議在電波暗室中建立一個至少有8根天線的環，這樣的配置非常適合測試移動電話和小型平板電腦。MIMO OTA測試還包含測試諸如平板電腦和膝上電腦等較大的設備，這種情況要求建立16個天線的環。由于每根天線都要求來自兩個信道模擬器端口的信號，因此在這種情況下信道模擬器需要支持多達32個信道。與2×16端口的信道模擬器相比，用32端口的信道模擬器做測試要簡單和快速得多。 
圖1：多達32個端口的Anite信道模擬器(Propsim F32)。 我們已經與多家測試實驗室進行了合作，包括中國信息通信研究院(CAICT)、中國泰爾實驗室終端部(CTTL-Terminal)、臺灣檢驗科技股份有限公司(SGS)以及AT4 Wireless公司，并提供我們的Propsim F32信道模擬器用于MIMO OTA測試。以下內容包含了一些測試裝置的規格。 這些測試公司提供使用電波暗室或混波室的OTA測試，并采用信道模擬器建立真實的無線電信道傳播環境。 在電波暗室中以不同角度部署多根天線，用于仿真無線電波的反射。電波暗室是一個非反射性房間(沒有外部干擾)，可系統性地消除多徑反射，因此被廣泛地用于測試無線設備的性能。電波暗室提供矢量信息作為待測天線方向的函數，因此可以在完全符合CTIA OTA測試要求的不同設定條件下確定天線圖案。電波暗室還能精確地再現空間信道模型(如SCME信道模型)，這對MIMO傳輸以及MIMO OTA測試來說是都很重要。這也是CTIA為何推薦使用電波暗室進行MIMO OTA測試的原因。 混波室是一種高度反射性的環境，房間內充滿了由多徑信號產生的駐波，這些駐波再經機械性混合使待測設備暴露在高度變化的傳播環境下。多個樣本可以幫助測試工程師表征待測設備在這種反射環境下的統計性響應性能。混波室符合CTIA建議要求，因此非常適合發射分集測試。它們還提供了一種簡單快速的方法用于預先符合性OTA性能測試和設備性能的一階評估。 電波暗室或混波室中的MIMO OTA測試可以幫助測試公司、制造商和移動運營商驗證安裝有多根天線的移動設備性能。為了確保最終用戶真正擁有更高數據速率的真實移動寬帶體驗，MIMO OTA測試非常重要。 |
