艾克賽普5G毫米波無線 (OTA) 驗證解決方案
2024-06-03
5G毫米波OTA驗證參考架構:
1、將5G毫米波OTA測試速度從幾小時縮短至幾分鐘
2、驗證模塊天線(AiM)器件和各種參考設計孔徑尺寸
3、確定3D中的CW和高帶寬5G調制性能
4、改善測量結果并最大限度地減少OTA測量不確定性
5、設置集成TX/RX工作臺,無需外部開關
一、 準確且更快的OTA驗證
在消聲室中嚴格控制的射頻環境中對5G波束成形設備進行詳細的3D空中空間掃描可能是一項非常耗時且昂貴的任務。
典型的移動停止測量、逐點、軟件控制的測試系統具有可在兩個獨立軸（方位角和仰角）上旋轉的定位器，每秒僅產生少量射頻測量結果。然而，工程師需要通過掃描空間中數百甚至數千個點來測量和驗證天線性能。3D采樣網格越細（測量點之間的距離越小），測試次數越多，但測量不確定度越低。相反，過于稀疏的3D網格可以提供更快的結果，但會引入顯著的測量誤差。
二、連續運動可快速獲得3D結果
為了幫助負責波束成形設備驗證的工程師在不影響精度的情況下縮短測試時間，開發了5G毫米波OTA驗證參考架構。
毫米波OTA驗證參考架構集成了NI的實時運動控制、數據采集以及PXI觸發和同步，可與瞬時跨越3D空間，同時RF引擎進行快速測量。
這消除了從一個點到另一個點離散移動所浪費的時間。因此，可以在很短的時間內執行數千個點的3D空間掃描，同時減少測量的不確定性和誤差。
三、CW和5GNR調制測量
毫米波VST是OTA驗證參考架構核心的射頻儀器，它使用窄帶CW信號來確定輻射方向圖、最大方向性坐標、波束。
由于其?瞬時帶寬，mmWave VST可以生成和分析5GNR信號，為用戶提供有關CHP、ACLR、OBW和SEM的詳細3D信息。
軟件支持快速、即時解調5G NR信號，以呈現設備誤差矢量幅度 (EVM) 的完整3D圖像。
四、超快速CHP、ACLR、EVM、SEM 3D結果
得益于先進的測量算法和多線程處理方法，mmWave OTA驗證參考架構在完成3D掃描后僅幾秒鐘即可完成數千個點的 CHP、ACLR、OBW、EVM和SEM計算。
可以快速了解其設備在?帶寬信號下的空間性能。
五、在同一室內通過DFF和IFF (CATR)測量驗證小型和大型波束形成設備
僅具有幾個元件且天線孔徑低于5厘米的模塊天線(AiM) 設備受益于直接遠場(DFF)方法，該方法可保留鏈路預算并有助于確保以更?的信噪比進行測試。
然而，測試具有大量天線元件和5厘米以上天線孔徑的系統級設計需要采用間接遠場(IFF)方法，該方法可產生相位和幅度變化最小的?質量靜區(QZ)，遵循IFF測試的 3GPP規范。
得益于優質的毫米波反射器和智能測試室設計，5G毫米波OTA驗證參考架構可在同一測試室中提供DFF和IFF測試。通過使用DFF方法驗證天線模塊，工程師可以降低成本和復雜性，并更輕松地完成產品設計周期。他們還可在IFF配置中重復使用相同的測試臺來驗證系統級設計 ?無需額外的大型電波暗室。
模塊內天線測試
利用直接遠場(DFF)配置獲得更大的鏈路預算和SNR
系統級測試
在同一室中驗證具有間接遠場配置的大型設備。通過單一設置簡化OTA實驗室。
六、5G毫米波OTA驗證架構
在頂層，OTA軟件應用程序充當配置控制駕駛艙，用于設置空間掃描的參數（頻率、功率、路徑損耗校準、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、極坐標圖和熱圖的形式可視化掃描結果。
用于創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，可自動執行廣泛的OTA測試和結果報告，而無需編寫測試軟件。
在硬件層面，毫米波矢量信號收發器（VST）充當?帶寬波形室產生快速、平穩的運動，并且測量結果與空間中的精確坐標相對應。
七、使用毫米波 VST 進行IF-RF和RF-RF測量
PXI毫米波VST將毫米波矢量信號發生器(VSG)和矢量信號分析儀 (VSA)組合到一個模塊中。該PXI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損失。此外，每個毫米波頭都有兩個雙向(TX/RX)RF端口，可提供?達17dBm的功率。
毫米波 VST 還具有校準的中頻端口（IF：5?21 GHz），為上變頻/下變頻 IF 提供測試覆蓋范圍。
具有雙向端口的毫米波頭
通過17 dBm輸出功率和短電纜長度改善功率預算
IF至RF波束形成器的設置：
RF至RF波束形成器的設置：
八、用于TX和RX測試的內置開關
5G毫米波OTA驗證參考架構利用連接到毫米波 VST 的毫米波頭的雙向雙端口設計。這樣，用戶就不必更改另一個好處是，用戶可以完全避免外部開關配置，從而消除額外的測量不確定性和設置復雜性。
九、使用 OTA 驗證軟件實現流暢的工作流程
毫米波 OTA 驗證軟件可幫助工程師快速配置廣泛的空間掃描，以表征其設備的天線模式，同時生成、可視化、存儲或分發詳細的驗證，將其一些組件合并到現有的測試框架中或使用單獨的組件作為獨立的實用程序。
以下步驟描述了更快地獲得準確 OTA 測量的工作流程：
十、OTA 結果可視化和分析
可以使用 mmWave OTA 測試可視化工具來調用不同的結果可視化并分析特定于天線的測量和模式。
毫米波 OTA 測試可視化工具以逗號分隔值(CSV)文件的形式接收測量結果，并顯示數據：
十一、解決方案服務
實施可靠的毫米波 OTA 驗證測試設置可能是一項非常復雜的任務，存在多種風險因素。一些更常見的問題包括由于機械放置室反射和系統校準引起的測量不確定性。
毫米波 OTA 驗證參考架構，幫助用戶實現 OTA 測試目標。無論 OTA 挑戰是簡單還是復雜，您都可以通過NI OTA 測試設置安裝、培訓、技術支持、咨詢和集成以及硬件服務來最大限度地提?生產力并降低成本。
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