| 用戶需求

在OTA測試系統出現之前，傳導測試以其高效、可控和可復現的特性成為無線通信測試系統中最常見的方案。但傳導測試也有其劣勢的一面：

1)       大規模天線陣列導致無線信道仿真儀射頻端口數量增加，測試成本和復雜性急劇上升；

2)       傳統基帶模塊和射頻模塊分開測試的方式，導致實際測試結果和設備整體性能之間存在誤差；

3)       隨著頻段的提升，設備廠商從產品整體性能考慮，可能取消測試的接口，使其不能進行傳導測試；

4)       天線對MIMO系統指標的影響很大，只有OTA測試包括了天線性能在內的系統整體指標測試；

綜上，對于大規模MIMO系統而言，更具挑戰性的OTA測試就變得十分必要。

相對于傳導測試，MIMO-OTA的挑戰性主要表現在更多的系統控制模塊、更繁瑣的校準方法和更復雜的信道模型測試方案。

MIMO-OTA測試主要包括：

1)      OTA測試系統的功率時延相位等參數校準；

2)      動態和靜態場景多徑衰落信道測試；

3)      拉遠測試；

4)      多終端接入或多基站切換測試；

5)      波束賦形測試；

6)      信噪比測試。

| 解決方案

毫米波基站MIMO-OTA解決方案

根據IMT-2020 移動通信推進組基站子組《毫米波基站OTA性能測試方法》（草稿），毫米波基站MIMO-OTA測試項目主要包括：

單用戶靜態信道模型          單用戶動態信道模型           多用戶靜態信道模型           多用戶動態信道模型

其信道模型驗證指標主要包括：

l功率時延譜（PDP）；

l多普勒/空間相關性；

l功率角度譜相似百分比（PSP）；

l交叉極化比；

l功率準確性；

毫米波基站KSW-OTA測試的挑戰在于提供靈活的測試帶寬、探頭個數和每邏輯通道最大多徑數量配置方案以滿足不同用戶的測試需求，并在自動測試校準軟件的協助下以較少的人工干預進行系統測試。一臺KSW02B型無線信道仿真儀可以提供如下帶寬配置。

移動通信基站FR2（24.25GHz-52.6GHz） MIMO-OTA的典型測試架構

整個測試系統主要由無線電綜測儀、變頻功放單元、無線信道仿真儀和基站暗室四部分組成：綜測儀（終端模擬器）導入/導出終端測試信號，經過變頻器把FR2頻段信號變頻至仿真儀工作頻段。作為整個系統最核心的部件，無線信道仿真儀實現目標信道的添加；暗室中轉臺主要功能是模擬基站旋轉、遠離或靠近探頭墻時對系統測試性能的影響。待測基站對面布置指定個數的探頭，用于模擬空間信道的來波方向，其配和信道仿真儀給待測設備營造一個理想且100%可重復的測試環境。

KSW-WNS02B無線信道仿真儀基于新一代的高速芯片及硬件平臺開發，具有強大的運算資源，支持100M/200M/400M信號帶寬，支持載波聚合（最大1.6G），全面支持現有MIMO-OTA技術標準，并且支持MIMO-OTA后續技術演進。

基于毫米波基站MIMO-OTA的無線信道建模工具，主要用于對測試場景的3D仿真建模，生成信道仿真所需要的信道系數文件，為信道仿真器測試提供仿真數據。MIMO-OTA系統控制軟件，是實現對變頻器、無線信道仿真儀和暗室系統的整體控制以輔助實現OTA的系統測試。

                                                                   MIMO-OTA的無線信道建模工具配置                                                                                                                    MIMO-OTA系統控制管理界面

KSW 終端MIMO OTA測試解決方案

根據IMT-2020 移動通信推進組終端子組《移動通信 FR1 MIMO OTA終端性能測試技術要求與方法》，終端MIMO-OTA測試主要進行以下測試：

①　信噪比驗證；

②　PDP驗證；

③　多普勒/時間自相關性；

④　3D空間相關性；

⑤　XPR等；

移動通信終端FR1（450MHz-6GHz）MIMO-OTA的典型測試架構

上圖是移動通信終端FR1（450MHz-6GHz）MIMO-OTA的典型測試架構。由于仿真儀的工作頻段包含FR1，所以該系統不需要變頻器。終端的使用環境以及其角度擴展的原因，不能像基站區分扇區，所以其需要四周均勻分布的探頭。單環模型可以測試任何二維信道模型（例如SCM，SCME等）。完整三維（多環）應用使得測試結果不僅用于方位角，也可測試俯仰角。解決方案可以根據客戶需求，選擇探頭環的布置。

二維探頭環12探頭，16探頭布置圖

KSW-WNS02B無線信道仿真儀基于新一代的高速芯片及硬件平臺開發，具有強大的運算資源，支持100M/200M/400M信號帶寬，支持載波聚合（最大1.6G），全面支持現有MIMO-OTA技術標準，并且支持MIMO-OTA后續技術演進。

KSW提供基于終端MIMO-OTA的無線信道建模工具，主要用于對終端測試場景靜態和動態的3D仿真建模，生成信道仿真所需要的信道系數文件，為信道仿真器測試提供仿真數據。其相關配置如下圖所示。

MIMO-OTA的無線信道建模配置

| 挑戰

挑戰1：復雜的系統控制，檢驗儀表廠商的軟硬件能力

lMIMO-OTA復雜測試系統，需要儀表廠商聯合控制仿真儀、變頻器、暗室、探頭和轉臺等模塊；

l軟件方面，需要系統控制信道仿真儀、變頻器、暗室、轉臺和探頭等模塊以方便用戶實現快速系統校準；

l需要無線信道建模軟件完成信道沖擊響應的生成以配合OTA測試系統進行衰落信道流量測試；

l需要控制信號源、頻譜儀和網絡分析儀等儀表進行信道模型的驗證。

l硬件方面，需要系統設備模塊具備良好的射頻性能（相噪、平坦度和隔離度等）以及耦合能力，保證其誤差矢量幅度（EVM）和滿足測試要求，保證測試結果的質量。

挑戰2：基于MIMO-OTA的無線信道建模技術

目前，基于毫米波的基站MIMO-OTA建模技術沒有可供參考的標準，終端OTA的測試仍然停留在sub6g頻段。

后續，基站OTA測試和終端OTA測試可能會朝著不同的方向演進，IMT2020-移動通信推進組針對基站和終端的測試分別成立的不同的推進組，此種形式必然對MIMO-OTA的信道建模技術提出全新的挑戰。

| 功能亮點

2軟件自動校準，極大的節約測試準備時間；

2逼真的外場無線信道模擬，助力設備可靠通信；

2任意鏈路的斷開與閉合，檢驗在任何場景下網絡的健壯性能；

2豐富的軟件監控平臺，實時監控異常問題，便于快速定位；

2開放接口，便于程控和用戶自定義模型；