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艾克賽普5G毫米波無線 (OTA) 驗(yàn)證解決方案
2024-06-03
5G毫米波OTA驗(yàn)證參考架構(gòu):
1、將5G毫米波OTA測(cè)試速度從幾小時(shí)縮短至幾分鐘
2、驗(yàn)證模塊天線(AiM)器件和各種參考設(shè)計(jì)孔徑尺寸
3、確定3D中的CW和高帶寬5G調(diào)制性能
4、改善測(cè)量結(jié)果并最大限度地減少OTA測(cè)量不確定性
5、設(shè)置集成TX/RX工作臺(tái),無需外部開關(guān)
一、 準(zhǔn)確且更快的OTA驗(yàn)證
在消聲室中嚴(yán)格控制的射頻環(huán)境中對(duì)5G波束成形設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的3D空中空間掃描可能是一項(xiàng)非常耗時(shí)且昂貴的任務(wù)。
典型的移動(dòng)停止測(cè)量、逐點(diǎn)、軟件控制的測(cè)試系統(tǒng)具有可在兩個(gè)獨(dú)立軸（方位角和仰角）上旋轉(zhuǎn)的定位器，每秒僅產(chǎn)生少量射頻測(cè)量結(jié)果。然而，工程師需要通過掃描空間中數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)點(diǎn)來測(cè)量和驗(yàn)證天線性能。3D采樣網(wǎng)格越細(xì)（測(cè)量點(diǎn)之間的距離越小），測(cè)試次數(shù)越多，但測(cè)量不確定度越低。相反，過于稀疏的3D網(wǎng)格可以提供更快的結(jié)果，但會(huì)引入顯著的測(cè)量誤差。
二、連續(xù)運(yùn)動(dòng)可快速獲得3D結(jié)果
為了幫助負(fù)責(zé)波束成形設(shè)備驗(yàn)證的工程師在不影響精度的情況下縮短測(cè)試時(shí)間，開發(fā)了5G毫米波OTA驗(yàn)證參考架構(gòu)。
毫米波OTA驗(yàn)證參考架構(gòu)集成了NI的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集以及PXI觸發(fā)和同步，可與瞬時(shí)跨越3D空間，同時(shí)RF引擎進(jìn)行快速測(cè)量。
這消除了從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)離散移動(dòng)所浪費(fèi)的時(shí)間。因此，可以在很短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行數(shù)千個(gè)點(diǎn)的3D空間掃描，同時(shí)減少測(cè)量的不確定性和誤差。
三、CW和5GNR調(diào)制測(cè)量
毫米波VST是OTA驗(yàn)證參考架構(gòu)核心的射頻儀器，它使用窄帶CW信號(hào)來確定輻射方向圖、最大方向性坐標(biāo)、波束。
由于其?瞬時(shí)帶寬，mmWave VST可以生成和分析5GNR信號(hào)，為用戶提供有關(guān)CHP、ACLR、OBW和SEM的詳細(xì)3D信息。
軟件支持快速、即時(shí)解調(diào)5G NR信號(hào)，以呈現(xiàn)設(shè)備誤差矢量幅度 (EVM) 的完整3D圖像。
四、超快速CHP、ACLR、EVM、SEM 3D結(jié)果
得益于先進(jìn)的測(cè)量算法和多線程處理方法，mmWave OTA驗(yàn)證參考架構(gòu)在完成3D掃描后僅幾秒鐘即可完成數(shù)千個(gè)點(diǎn)的 CHP、ACLR、OBW、EVM和SEM計(jì)算。
可以快速了解其設(shè)備在?帶寬信號(hào)下的空間性能。
五、在同一室內(nèi)通過DFF和IFF (CATR)測(cè)量驗(yàn)證小型和大型波束形成設(shè)備
僅具有幾個(gè)元件且天線孔徑低于5厘米的模塊天線(AiM) 設(shè)備受益于直接遠(yuǎn)場(chǎng)(DFF)方法，該方法可保留鏈路預(yù)算并有助于確保以更?的信噪比進(jìn)行測(cè)試。
然而，測(cè)試具有大量天線元件和5厘米以上天線孔徑的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)需要采用間接遠(yuǎn)場(chǎng)(IFF)方法，該方法可產(chǎn)生相位和幅度變化最小的?質(zhì)量靜區(qū)(QZ)，遵循IFF測(cè)試的 3GPP規(guī)范。
得益于優(yōu)質(zhì)的毫米波反射器和智能測(cè)試室設(shè)計(jì)，5G毫米波OTA驗(yàn)證參考架構(gòu)可在同一測(cè)試室中提供DFF和IFF測(cè)試。通過使用DFF方法驗(yàn)證天線模塊，工程師可以降低成本和復(fù)雜性，并更輕松地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。他們還可在IFF配置中重復(fù)使用相同的測(cè)試臺(tái)來驗(yàn)證系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì) ?無需額外的大型電波暗室。
模塊內(nèi)天線測(cè)試
利用直接遠(yuǎn)場(chǎng)(DFF)配置獲得更大的鏈路預(yù)算和SNR
系統(tǒng)級(jí)測(cè)試
在同一室中驗(yàn)證具有間接遠(yuǎn)場(chǎng)配置的大型設(shè)備。通過單一設(shè)置簡(jiǎn)化OTA實(shí)驗(yàn)室。
六、5G毫米波OTA驗(yàn)證架構(gòu)
在頂層，OTA軟件應(yīng)用程序充當(dāng)配置控制駕駛艙，用于設(shè)置空間掃描的參數(shù)（頻率、功率、路徑損耗校準(zhǔn)、偏振、角分辨率）。
它還使用戶能夠以方位角和仰角切割、3D模式、極坐標(biāo)圖和熱圖的形式可視化掃描結(jié)果。
用于創(chuàng)建特定的代碼模塊以及易于使用且易于遵循的TestStand示例序列，可自動(dòng)執(zhí)行廣泛的OTA測(cè)試和結(jié)果報(bào)告，而無需編寫測(cè)試軟件。
在硬件層面，毫米波矢量信號(hào)收發(fā)器（VST）充當(dāng)?帶寬波形室產(chǎn)生快速、平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，并且測(cè)量結(jié)果與空間中的精確坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)。
七、使用毫米波 VST 進(jìn)行IF-RF和RF-RF測(cè)量
PXI毫米波VST將毫米波矢量信號(hào)發(fā)生器(VSG)和矢量信號(hào)分析儀 (VSA)組合到一個(gè)模塊中。該P(yáng)XI儀器使用覆蓋5G頻率范圍2(FR2)頻段的外部毫米波頭。這些頭放置在消聲室旁邊，以最大限度地減少通過電纜的信號(hào)損失。此外，每個(gè)毫米波頭都有兩個(gè)雙向(TX/RX)RF端口，可提供?達(dá)17dBm的功率。
毫米波 VST 還具有校準(zhǔn)的中頻端口（IF：5?21 GHz），為上變頻/下變頻 IF 提供測(cè)試覆蓋范圍。
具有雙向端口的毫米波頭
通過17 dBm輸出功率和短電纜長(zhǎng)度改善功率預(yù)算
IF至RF波束形成器的設(shè)置：
RF至RF波束形成器的設(shè)置：
八、用于TX和RX測(cè)試的內(nèi)置開關(guān)
5G毫米波OTA驗(yàn)證參考架構(gòu)利用連接到毫米波 VST 的毫米波頭的雙向雙端口設(shè)計(jì)。這樣，用戶就不必更改另一個(gè)好處是，用戶可以完全避免外部開關(guān)配置，從而消除額外的測(cè)量不確定性和設(shè)置復(fù)雜性。
九、使用 OTA 驗(yàn)證軟件實(shí)現(xiàn)流暢的工作流程
毫米波 OTA 驗(yàn)證軟件可幫助工程師快速配置廣泛的空間掃描，以表征其設(shè)備的天線模式，同時(shí)生成、可視化、存儲(chǔ)或分發(fā)詳細(xì)的驗(yàn)證，將其一些組件合并到現(xiàn)有的測(cè)試框架中或使用單獨(dú)的組件作為獨(dú)立的實(shí)用程序。
以下步驟描述了更快地獲得準(zhǔn)確 OTA 測(cè)量的工作流程：
十、OTA 結(jié)果可視化和分析
可以使用 mmWave OTA 測(cè)試可視化工具來調(diào)用不同的結(jié)果可視化并分析特定于天線的測(cè)量和模式。
毫米波 OTA 測(cè)試可視化工具以逗號(hào)分隔值(CSV)文件的形式接收測(cè)量結(jié)果，并顯示數(shù)據(jù)：
十一、解決方案服務(wù)
實(shí)施可靠的毫米波 OTA 驗(yàn)證測(cè)試設(shè)置可能是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，存在多種風(fēng)險(xiǎn)因素。一些更常見的問題包括由于機(jī)械放置室反射和系統(tǒng)校準(zhǔn)引起的測(cè)量不確定性。
毫米波 OTA 驗(yàn)證參考架構(gòu)，幫助用戶實(shí)現(xiàn) OTA 測(cè)試目標(biāo)。無論 OTA 挑戰(zhàn)是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜，您都可以通過NI OTA 測(cè)試設(shè)置安裝、培訓(xùn)、技術(shù)支持、咨詢和集成以及硬件服務(wù)來最大限度地提?生產(chǎn)力并降低成本。
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