为什么5G要进行无线测试
有很多关于空中（OTA）测试的讨论也就是说，在没有DUT物理连接到测试设备的情况下进行测试。我见过测试供应商展示了他们的设备，他们连接了多元件天线，甚至是完全可操作的消声测试室，其中包括无线设备的自动OTA测试。设备供应商和运营商现在也推广OTA测试解决方案，这种情况与大多数测试使用电缆的4G有很大不同。
那么，是什么推动了5G中OTA测试的重点？
首先是一点背景，IMT-2020提出的5G愿景令人惊叹，该术语由国际电信联盟无线电通信部门构思，代表国际移动电信系统，其目标日期设定为2020年（标准化）。它为消费者，环境，人类，健康和安全开辟了许多可能性。事实上，每个行业都将发生变革，新的行业将会出现。
三个定义的用例代表了5G规范的基础：
支持极端数据速率的增强型移动宽带（eMBB），近乎即时通信的超可靠低延迟通信（URLL）以及用于大规模的大规模机器类型通信（mMTC）物联网互连。
它将采用新技术来实现5G愿景，5G新无线电（NR）规范在亚6GHz和毫米波（mmWave）频率中增加了新的工作频带，以扩展可用频谱，5G NR可识别6 GHz以下的近10 GHz新频谱，以及将逐个国家/地区实施的mmWave频率。
FR1（频率范围1）：400 MHz至6 GHz在频带中增加1.5 GHz的新频谱：3.3 - 4.2 GHz，3.3 - 3.8 GHz，4.4 - 5 GHz
FR2（频率范围2）：24.25至52.6 GHz在频带中增加了8.25 GHz的新频谱：26.5 - 29.5 GHz，24.25 - 27.5 GHz，37 - 40 GHz。初始目标频段为28 GHz和39 GHz。
当载波聚合用于组合多个分量载波时，FR2 mm波长高达52.6 GHz的信道带宽可高达800 MHz，这种额外的频谱对于实现5G在下行链路（DL）中的20 Gbps和上行链路（UL）中的10 Gbps的极端数据速率的承诺至关重要。
虽然mmWave频率可以提供更多带宽，但它们也会暴露出在6GHz以下频率下不成问题的信号传播问题，诸如增加的路径损耗，延迟扩展和阻塞之类的信号传播问题使得在移动设备和基站之间建立和维持无线通信链路变得更加困难。
在mmWave频率下，用户的手放在移动设备上或其身体的方向会显着降低无线电链路性能。信号还会经历不同类型材料的更多衰减，这会限制室外到室内的覆盖范围。非视距（NLOS）场景也可能导致延迟传播。
5G相控阵
相控阵天线由较小天线元件阵列形成，为了克服这些信号传播问题，5G无线电系统将利用基站和移动设备上的多个天线来实现空间分集和波束控制技术，以可靠地引导特定方向上的窄波束。
5G相控阵远场特性
距离天线阵列不同距离的光束属性。
在低于6GHz的频段，将部署大规模MIMO（多输入，多输出）技术，以提高小区容量并实现eMBB用例所设想的吞吐量，大规模MIMO将在相同频率和时间资源中同时针对多个用户设备在基站上使用更多数量的天线元件，也称为多用户MIMO（MU-MIMO）。由于天线元件数量众多，大规模MIMO天线设计人员将面临对天线阵列波束图案进行可视化，表征和验证的挑战。
为什么选择OTA？
在5G中，将使用多个天线进行大规模MIMO和波束控制，考虑推动OTA测试需求的因素：
增加多元件天线阵列的密度 - 相控阵天线正成为移动通信的首选技术。这些天线可以使用施加到每个天线元件的信号的相对相位和幅度的变化来产生窄波束并且在期望的方向上动态地操纵波束。这也称为波束控制。
相控阵天线将用于6GHz以下的频段，以提高容量和mmWave频段，以克服路径损耗问题。5G NR（新无线电）版本15在下行链路中指定多达八个层或数据流，在上行链路中指定多达四个层。虽然这不是对4G LTE-Advanced的改进，但预计5G基站可能会使用数百个天线进行大规模MIMO，并且设备将实现比现在生产的天线更多的天线。
由于配置为窄波束的天线元件的数量，将难以完全表征和验证波束性能。设计人员需要在2D和3D中测量光束模式，并了解光束宽度，旁瓣电平，零深度和对称性。这些类型的测试必须使用OTA测试方法。
