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1、MIMO OTA测试测试技技术术作者：XXX时间：2020-02-30目目录录MIMO OTA的基础知识MIMO OTA的主流测试技术 MIMO OTA测试技术详述 MIMO OTA测试新技术介绍3MIMO的概念的概念MIMO：Multiple Input Multiple Output信号系统发射端和接收端，分别使用了多个发射天线和接收天线，因而该技术被称为多发送天线和多接收天线（简称多入多出）技术，它可看着是分集技术的一种衍生MIMO核心优点：增加数据吞吐率4现现代通信代通信为为什么什么需需要要MIMO5频谱资源严重不足，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课 题之一MIMO扩展了一维智
2、能天线技术，具有极高的频谱利用率，能在不 增加带宽的情况下成倍提高通信系统的容量，且信道可靠性大为增 强通过近几年的持续发展，MIMO技术已经越来越多地应用于各种无 线通信系统。包括3GPP、CTIA、IC1004在内的多项国际组织制定 MIMO测试标准MIMO测试测试的的挑挑战战新设计的 MIMO天线 性能如何？吞吐量如何 测试？不同终端性能差异 如何对比？如何模拟终端的运动状态？真实场景如何 模拟？6不同不同组织组织MIMO OTA标标准准化化推推进进7CTIA MIMO OTA标标准准及及认认证证进进展展8CTIA MIMO OTA测试标准V1.0于2015年8月发布,多探头法是唯一 的
3、认证方案2016年CTIA发布v1.1的MIMO OTA测试标准，多探头法仍是唯一 的认证方案，同时启动系统认证工作2020年4月1日CTIA正式启动MIMO OTA认证工作目前全球共有三家系统供应商进入了CTIA认证名录中科国技：国内唯一获CTIA认证的MIMO OTA系统全球第三家获此殊荣的公司首家支持Keysight UXM无线综测仪的认证方案目目录录MIMO OTA的基础知识MIMO OTA的主流测试技术 MIMO OTA测试技术详述 MIMO OTA测试新技术介绍9MIMO OTA测测试试，在在实实验验室室模模拟拟真真实实的的信信道道环环境境10MIMO OTA的的三种三种测测试试方
4、方法法多探头法(MPAC)混响室法(RC+CE)RTS(两步法)11目目录录MIMO OTA的基础知识MIMO OTA的主流测试技术 MIMO OTA测试技术详述 MIMO OTA测试新技术介绍12多探多探头头法法 MIMO OTA测测量方案量方案13多探多探头头法法唯一的唯一的认认证证型型测测量量方方案案14依据标准:CTIA_mimo_ota_test_plan_v1_1 YD/T 2869.1-2015 终端MIMO天线性能要求及测量方法，第一部 分 LTE终端 3GPP TR 37.977 适用范围:LTE、WiFi(802.11n/ac)无线终端。关关键测试仪键测试仪表表信道仿真器产
5、生Umi/Uma信道模型LTE综测仪信令连接与测量15网络分析仪系统校准、信道模型验证MIMO OTA测测试环试环境境测测试试暗室暗室校准校准场场景：景：北京中科国技Z9800A暗室内 基础测试系统测试场测试场景：景：北京中科国技Z9800A暗室内 基础测试系统16MIMO OTA标标准准认证测试认证测试系系统统典型框典型框图图（Z6000A）LTE综测仪安捷伦 网络分析仪Z9904A校准射频信号 开关箱Ani t eFs8*2或FS32信道仿真器Z8132A八通道MI MO O TA功率放大 器Z9905A信号调整箱标准型配置增强型配置（可选）Z8132A八通道MI MO O TA功率放大
6、器Z9905A信号调整箱17MIMO OTA测测试环试环境境测测试试系系统统测试测试系系统统：北京中科国技Z6000A MIMO OTA测试系统测试软测试软件：件：北京中科国技Z6000S QuickMIMO测试软件关关键测试仪键测试仪表：表：LTE综测仪Anite F32信道仿真器18中科国技多探中科国技多探头头法法MIMO OTA系系统统测试测试能能力力19测试项目：FDD-LTE与TD-LTE的吞吐量（throughput）测试支持降功率、降信噪比测试支持 SCME Umi与Uma信道模型,还可支持用户自定义信道模型支持TDD、FDD终端类型支持1.4M至20M多种LTE终端带宽配置支持
7、信道模型验证功能及其配套硬件设备双语言设计，支持中文、英文操作RTS(两步法两步法)MIMO OTA测测量量方方案案20两步法两步法（Radiated Two-stage）概述概述第一步：通过OTA方 法，获取到终端的天 线方向图第二步：将方向图数 据导入基带信道仿真 器当中并进行测试，考量基带芯片及天线 的整体性能。21两步法两步法（Radiated Two-stage）概述概述测试软件（中科国技S6000A）测试仪表（Keysight UXM）22两步法的两步法的优势优势与与不不足：足：23优势：系统配置简单不需要构建多探头系统，可复用传统单探头暗室测量系统信道仿真器集成在综测仪当中（Ke
8、ysight UXM）不足：依赖芯片。需要芯片提供测试模式，获取天线方向图无法提供手机的测量不确定度指标未来的机遇3GPP增加新的指令集，支持二步法的直接上报机制，摆脱对专用APP 的要求两步法与多探两步法与多探头头法法的理的理论论差差异异：24相似：二者都是将DUT 置于模拟的几何信道模型当中，这些信道模 型可以是来源于标准模型，也可以是自定义的。差异：多探头法：通过构建物理暗室及多探头，用信道仿真器在实际空间中重 现信道模型两步法：将测得的天线方向图放进基带信道模拟器当中通过软件仿真的 方法对 DUT 施加衰落影响两步法与多探两步法与多探头头法法的数的数据据比比对对：是德实验室数据：最大差
9、异小于1.5dB中科国技实验室数据：二者相差优于1.5dB(有限样机）25混响室混响室法法 MIMO OTA测测量方案量方案26混响室法混响室法MIMO OTA测测试试混混响响室室电磁场的”搅拌”屏蔽室27“搅拌器”收发天线电磁场混响室混响室OTA测测量量原原理理介介绍绍OTA测试混响室的典型要素：1全反射屏蔽室2搅拌器（机械搅拌、源搅拌）3测量天线、参考天线4转台5测试用信道模型（选配）Per-Simon Kildal 提出的OTA混响室原理图28混响室的混响室的MIMO应应用用MIMO OTA-Throughout（吞吐率）特点：1信道模型固定：瑞利衰落2不需要信道仿真器，或选 配信道仿真
10、器3体积小巧，测试快速，适 合产线和研究阶段29HRT-25A混混响响室室1高屏蔽效能的全反射屏蔽室2两组搅拌器与控制器3转台与控制器4室内置有220V供电5最大支持8天线输入输出（4*4MIMO）30图为HRT-25A混响室三种三种 MIMO OTA测测量量方方案案对对比比31三种方法的三种方法的优优缺点缺点32优点有清晰的通信信道模型有清晰的、可控的信号夹角 特征有清晰的、可控的功率特征缺点价格贵优点测试简单成本较低缺点没有清晰的通信信道模型或 信道特征不完善没有清晰的、可控的信号夹 角特征没有清晰的、可控的功率特 征优点有清晰的通信信道模型有清晰的、可控的信号夹角 特征有清晰的、可控的功
11、率特征可模拟多探头测试方法成本较低缺点需要手机芯片的支持手机的测量不确度有待确认二步法二步法(Two-Stage)多探多探头头法法(AC)混响室法混响室法(RC+CE)三种三种测试测试方法的方法的典典型型应应用用多探多探头头法法混响室法混响室法二步法二步法最完善的标准认证 级测试测试数据能用于指 导通信的算法设计较好的模拟了多探 头法的测试机理测试结果的判断可 参照采用多探头法的 极限值简便、易操作，适 合批量测试快速判定被测件是 否与“金机”一致33目目录录MIMO OTA的基础知识MIMO OTA的主流测试技术 MIMO OTA测试技术详述 MIMO OTA测试新技术介绍力344*4 MI
12、MO OTA，终端同时使用2个或4个 天线和基站保持连接理论上可以达到下载 600Mbps(LTE Cat.12)上 传 150Mbps(LTE Cat.13)的速度。35测试测试数据数据MCS=25,4x4理论最大值207.1Mbps，实际测试数据如下图36载载波聚合波聚合MIMO OTAE7515A UXM支持双小区，单台支持4载波聚合。Anite F32信道仿真器配备两个本振，最大32个物理通道。一组本 振加16个通道用以模拟Cell A经历的信道场景，另一组本振加16个 通道模拟Cell B的信道场景。372CC载载波聚合波聚合测测试试示例示例20M+10M配置Cell 1作为PCel
13、l，频点为1852.5MHz，带宽为20MHz；Cell 2作为SCell，频点为1838.1MHz，带宽为10MHz。载波聚合之后，理论最大吞吐量为两个小区之和，即Total THP=59.14+29.55=88.69（Mbps）38Wi-Fi MIMO OTA支持AP、Station两种测试模式支持TGn信道模型解决了测试系统落后产业发展的状况系统集成度高，稳定度强39WiFi MIMO OTAMCS不同，终端的测试表现40目的：测试终端在IP层的接收吞吐量系统配置：与物理层系统配置相同，综测仪需支持IP数据功能其它要求：被测物上需安装打流软件，用于建立IP层链接IP throughput
14、 性能性能测试测试41MIMO OTA mini测试测试系系统统中科国技专利的紧凑型暗室，尺寸缩小为1.95*1.7*0.91米支持先进的信道仿真模型（中科独有）与认证型方案数据一致性在1.5dB之内优势：提升测试速度信道仿真器通道数较标准配置减少50%减少功放数量及其他成本投入42MIMO OTA mini测试测试系系统统（续续）43中科中科MIMO OTA的的优优势势44拥有国内第一个具有MIMO OTA开发能力的开发团队，参加了CTIA 历时三年的标准验证工作，对技术的理解深刻拥有完整的MIMO OTA验证能力(Validation)，最早在国内提供了 MIMO OTA验证服务。2012
15、年、2013年为ABP提供了验证服务，2013年为某外企提供了MIMO OTA验证(Validation)服务（见CTIA Contribution No:MOSG140108）最早实现全自动MIMO OTA的校准、验证、测试能力的企业之一强有力的本地服务与支持，快速有效中科中科MIMO OTA的的优优势势（续续）45性价比最高的多探头MIMO OTA测试方案维护费用最低的多探头MIMO OTA测试方案系统校准费用最低系统验证费用最低最低的年度服务包，确保测试系统高效、准确的运行注：用户应将三年的维护费用考虑到总预算中总结总结5G时代非一种测试系统能够完全覆盖所有测试项目终终端端OTA测试测试
16、系系统统基站基站OTA测试测试系系统统单探头 SISO OTA系统紧缩场测试系统多探头 SISO OTA系统平面近场扫描测试系统混响室OTA测试系统Massive MIMO系统多探头MIMO OTA系统极近场扫描系统(RFX)极近场扫描系统(RFX)46问题问题与建与建议议？47TD-LTE MIMO OTA性性能能分析分析(2015年年5月月CCSA会会议发议发表的表的测试测试数据数据)测试测试条件条件通信制式：TD-LTE 信道模型：Umi测试频段：B38摆放姿势：竖放 摆放角度：45度051015253035-107-106-105-104-103-102-101-100-99-98-97-96-95-94-93-92-91-90iphone6ABC20DEFGHRS-EPRE，dBm/15kHz48Throughput,M/bps90%值（26.6M/bps）70%值（20.7M/bps）终端竖放，45度倾角