MVG無線通信測試技術(shù)為5G商用保駕護(hù)航

2019年是5G預(yù)商用元年。根據(jù)中國信息通信研究院日前發(fā)布的《5G產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)》預(yù)計(jì)，2020年至2025年期間，中國5G商用直接帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出達(dá)10.6萬億元，直接創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)增加值達(dá)3.3萬億元。5G通過產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)和波及效應(yīng)間接帶動(dòng)GDP增長，從而為社會(huì)提供大量就業(yè)機(jī)會(huì)。

隨著全球5G新空口（NR）移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和推進(jìn)，5G設(shè)備測試和測量技術(shù)的復(fù)雜性不斷增加。從組件和芯片組到用戶裝配設(shè)備和基站，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都在尋求無縫解決方案來集成和測試他們的產(chǎn)品。而對(duì)于射頻、微波測試測量行業(yè)而言，開發(fā)、優(yōu)化滿足5G NR標(biāo)準(zhǔn)的無線產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、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(zhàn)，在加速5G落地上扮演著重要的角色。

從技術(shù)角度來說，5G頻譜效率將會(huì)是4G的5-15倍，峰值數(shù)據(jù)速率也將達(dá)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(nèi)的許多新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并需要通過符合5G NR標(biāo)準(zhǔn)的解決方案來進(jìn)行測試與測量。MVG首席科學(xué)家Lars Foged認(rèn)為，5G 設(shè)備和基站的測試和測量方法將顯著不同于現(xiàn)有的方法。從測試角度來看，鑒于5G 設(shè)備中的射頻 架構(gòu)和所使用的更高的頻段，以往在射頻試驗(yàn)室通過同軸電纜進(jìn)行的測試將由OTA （空中接口）測試方式取替，因?yàn)樵O(shè)備中將不再有任何物理連接器。除了天線測試之外，所有其它射頻系統(tǒng)性能參數(shù)和無線資源參數(shù)也需要采用OTA 測試。且測試對(duì)象不僅是天線，而是升級(jí)到整個(gè)設(shè)備、整個(gè)系統(tǒng)。

MVG針對(duì)IoT 設(shè)備的OTA 測試系統(tǒng)MiniLAB

此外，對(duì)于全球標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)和行業(yè)參與者而言，重點(diǎn)是以平面波生成作為基線，為間接遠(yuǎn)場測試方法定義測試步驟，例如用于緊縮天線測量室（CATR）和陣列系統(tǒng)的拋物面反射器。盡管這些系統(tǒng)因在測試未知設(shè)備時(shí)能給出“正確答案”而適用于性能測試，但近場系統(tǒng)仍然是用于研發(fā)目的的優(yōu)選測試方法。近場測試可以利用天線系統(tǒng)的全3D行為，診斷便捷。而且，毫米波的近場測試方法是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，市場對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣也日漸增長。

作為5G無線測試測量領(lǐng)域的先行者，MVG 一直都是第3代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）電信標(biāo)準(zhǔn)化組織的主要參與者和貢獻(xiàn)者。MVG同時(shí)積極參與有源天線(AAS) OTA測試工作組、空中MIMO（MIMO-OTA）測試工作組和新無線電（NR）5G研究工作組的工作。通過不斷改進(jìn)測量方法和技術(shù)，MVG滿足日益復(fù)雜的研發(fā)測試要求。MVG的測試測量系統(tǒng)能幫助工程師避免重新設(shè)計(jì)所帶來的高昂成本，從而優(yōu)化產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品面市時(shí)間。

MVG獨(dú)特的多探頭系統(tǒng)

MVG獨(dú)特的多探頭系統(tǒng)基于快速采樣，并在設(shè)備周圍的封閉表面上使用輻射近場的振幅和相位探針陣列。設(shè)備的遠(yuǎn)場性能由近場-遠(yuǎn)場變換來進(jìn)行確定。而對(duì)設(shè)備的輻射幅度和相位的確切了解還可以讓我們通過后處理，進(jìn)一步檢驗(yàn)設(shè)備的射頻行為?；诖隧?xiàng)技術(shù)的MVG測試系統(tǒng)已在全球客戶生產(chǎn)基地得到成功部署，證明了其在支持5G設(shè)備開發(fā)方面的價(jià)值。

由于5G頻率下的設(shè)備和系統(tǒng)的電尺寸增加，及測試時(shí)間的延長，對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行全面測試所需的采樣成為用戶的負(fù)擔(dān)。與傳統(tǒng)的單探頭系統(tǒng)相比，MVG獨(dú)特的多探頭系統(tǒng)可更快捷地進(jìn)行測試，使用戶能夠在更合理的時(shí)間范圍內(nèi)完全把握設(shè)備的特征，從而展開相應(yīng)的研發(fā)活動(dòng)。

MVG 用于毫米波OTA測試的StarLab 50 GHz系統(tǒng)

當(dāng)將天線集成在較大的電子設(shè)備上時(shí)，如同手持式5G設(shè)備上集成的小型陣列一樣，天線之間的耦合現(xiàn)象會(huì)明顯改變?cè)O(shè)備性能。因此，所需的測試包括代表性和標(biāo)準(zhǔn)化的模型：手、頭和軀干等，以了解最終的設(shè)備性能。新的測量后處理功能允許用戶在這些場景中檢驗(yàn)結(jié)果并更好地了解設(shè)備在不同場景的輻射特性，從而使研發(fā)工程師能優(yōu)化產(chǎn)品開發(fā)。

其他后處理功能允許調(diào)查射頻安全參數(shù)，比如吸波率。通過快速近場測試的研發(fā)，工程師可以確定設(shè)備是否會(huì)通過相比起來更加耗時(shí)且嚴(yán)格的一致性測試，讓開發(fā)流程更加高效。

緊縮天線測量室（CATR）

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

過去，CATR一直是基站測試等高增益天線的首選解決方案。MVG系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于其高性能饋源，經(jīng)過專門設(shè)計(jì)以在極寬的帶寬內(nèi)保持靜區(qū)的高平面波純度。 MVG設(shè)計(jì)的另一特色是對(duì)設(shè)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(shè)備。

5G浪潮來襲。作為未來數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，5G將顛覆傳統(tǒng)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(tǒng)帶來更大的挑戰(zhàn)和要求，可喜的是，像MVG這樣的天線測試測量廠家不斷創(chuàng)新研發(fā)，以更高效、靈活的交鑰匙方案滿足客戶當(dāng)前和未來需求，為5G的商用落地保駕護(hù)航。