IC基板 - 5 G‐OTA試験に直面する有効性と実行可能性の課題

空気（OTA）テストシナリオの上で経済的に実行可能な5 Gを構築する経路は、非常に明確でありません。スタンダード開発, ネットワーク展開と機器製造は途方もない圧力の下にある, 私たちはまだ5 GのOTAテストシステムを介して関連する実用的な問題を解決することができませんでした. この記事は直面している課題のいくつかについて議論し、いくつかの可能な解決策について議論します.

新しい ラジオ( NR ,ニューラジオ)技術 すべての現在の無線通信要件へのパッケージ解決になりました, 高いスループットを達成することを含む, 低遅延,エンドユーザのサービス品質( QoS ,サービス品質)の向上と経験の品質（QOE、経験の質）。 主要な課題は、モバイルブロードバンド通信におけるユーザとサービス容量の指数関数的成長を満たすことである. グローバルモバイルトラフィックは7からサージ,2016年の月額201ギガバイト約48,2021年につき270ギガバイト, 成長率670 %. 1つのNRも、IPネットワークに接続されている大量の装置を取り扱うのに用いられることになっています, その数は2021年のグローバル人口の約3倍にもなる 2.2016年までの3人当たりのネットワーク装置.5 per capita in 2021). 5 Gの主要な機能も99含まれています.999 %は、可用性と超信頼性を認めました, 複雑さを増す.

成長、接続性、入手性と信頼性を達成するために競争しているいろいろな会社のプロセスで、3 GPPとCTIAは標準化組織として現れました。そして、大規模な配備の前に新しいテクノロジーが完全にOTAテストされるのを可能にしました。4 GのOTAテスト標準化の過去の経験に基づいて、鍵となる問題はコンセンサスベースのOTAテスト標準化プロセスによって達成されることができて、それが5 Gの配備と操作で実際的な挑戦を解決するために使われることができることです。mimo技術，ビームフォーミング，およびミリ波周波数帯を使用する新しい5 G概念の出現に伴い，5 gのota試験は，過去10年間の無線通信業界で最大の課題となっており，5 gの展開と運用の成功を実現するための重要なマイルストーンでもある。

5 G OTA試験方法

3 GPP TR 38.810プロトコルは、テスト中の3つの異なる5 Gデバイス（DUT、テスト中のデバイス）といくつかの5 G試験方法sこれを表1に要約する. その中で, 残響室（rc）法は等方性キー性能指標（kpi），特に全放射感受性（tis）及びスプリアス放出を測定するのに非常に適している。最近の研究成果は、時間反転またはドップラー認識効果を通して方向測定の能力を実現した, 図1に示すように. 同時に, 人々は、5 GのOTAテストのために残響室の若干の新しい使用を開発しています, 特に方向性チャネル環境における機器3とスループットと遅延のリアルタイムOTAテスト.

残響室法は5 G非スタンドアロン（NSA、非スタンドアロン）と独立した（SA、スタンドアロン）OTAテストにいくつかの肯定的な効果があります。例えば, 複雑なマルチキャリア要求を解決するために使用する場合, 他の解決法に比べて大幅に減少する. セットアップコスト. 複雑なマルチパスシステムは、いくつかの空間情報が失われるかもしれないことを意味しますが, 3次元等方性シミュレーションにおける遅延と全スループット性能を補うのに十分である. 結局, 後者は、ユーザーが合理的なタイムスロットで知覚することができます. of. しかし, 等方性5 Gチャネルモデルシミュレーションのための残響室法の適用において5 G. 同時に, 残響室方法が3 GPPで強い支持を欠いているので, それはまだ5 G標準化されたテスト方法ではない.

マルチプローブ無響（MPAC）の拡大は、3 Dチャネルモデルとミリ波を導入することを意味します。必要性検出器とサポートチャネルシミュレータポートの複雑さと数を大いに増大させる, これは既に減少した静かなゾーンに大きな影響を与える, それで、計画は実現可能性を欠いている. いくつかの研究者は、マルチプローブ法のいくつかの単純化された分割変種を提案した, 彼らは遠野で操作する必要がある. この付加的要求は、少なくともミリ波周波数帯域における5 GのOTAへのマルチプローブ法の適用を制限する.
単一2×2シングルキャリアMIMO OTAモードにおける7 G LTE FDDデバイスを用いたマルチプローブ法の明白な調整により標準化された5 G OTAテストの過程に放射性2段（RTS）を組み込むしかし, 被試験デバイスの集約無線ケーブル」のアンテナ特性は明確ではない, これらの特性は、この方法が適用される前に予め測定されなければならない. 加えて, 2段階の方法は、ビームロックテスト機能（UBF）を使用するために一時的に5 Gユーザー機器（UE、ユーザ機器）をサポートすることができません。標準的な太田テストのための明らかな因子. 一方で, 試験中のデバイスの電気的サイズは、試験チャンバのサイズによってのみ影響される.

反射器の助けを借りて, 間接遠方場（iff）コンパクトアンテナ試験範囲（catr）法は，遠方遠方場（dff）法より小さい空間に平面波場を作ることができる。5グラムミリ波の太田テストに非常に適しているようです, しかし、それは異なる周波数バンドを提供することができません. 現状に基づいて, CTIA委員会は、最近CGI 5 G NSAミリメートル波太田テスト計画V 1の草稿の間、IFF法に特別な考慮をすることに決めました.0 , 2019年の第2四半期にリリースされるバージョン4 .

近接場遠方場（nftf）法は，近接場パターンスキャンから遠方場のkpiを決定するための数学的変換を使用する。原子力機構法は実際の装置を運転する際に傷を持つ. 当初, 等価放射電力（eirp，等価等方放射電力）と全放射パワー（trp，全放射パワー）を測定するために，nftf試験システムを使用した。

DFF法はFraunhofer遠方距離を知る必要がある, ミリ波周波数帯では、スペースおよびコスト要件とリンク予算の観点からは不可能である. イチジクから見ることができます. 2配列のサイズが増えるにつれて半波長間隔を持つn＊n個のアレイの遠方場範囲もかなり増加した。しかし, DFFのハイブリッド応用は5 Gサブ6 GHz周波数帯に非常に有用である, 他の方法がそのような低い周波数で欠点を露出させたので.

明らかに, 現在、5 Gテストで直面しているすべての課題を解決することができる単一のOTAメソッドはありません. 5 G OTAが直面する多くの問題に対応して, いくつかの企業や機関は、それらを効果的に対処するための新しいまたはハイブリッドテストメソッドの開発を求めている. T彼は最近CATR + DFF + SNF 5 GのOTAテストシステムをリリースしました。図3に示すように. 最適化された特別な反射器設計は、カバーすることができます ミリ波帯（fr 2周波数帯）とサブ6 GHz領域（fr 1周波数帯）の一部ハイブリッドDFF / SNFタワーは、FR 1 + FR 2 OTAテストが同時に行われることを確実とします。

5 G OTAテストの挑戦

完全集積アンテナアレイ

前代とは異なる。

図5に示すように、5 Gのユーザ装置は、高密度アンテナで満たされるだけではない, 他に接続していない 無線周波数 いくつかの周波数帯においてその大きさ及び周波数が小さいためにポート. コネクタなしでアンテナアレイをテストすることは明らかに難しい問題である, 太田を行う必要 無線周波数 厳密制御環境における試験とキャリブレーション. 信号性能テストと電力測定に加えて, リンク間の位相校正は、通常. 可能な結合とテストオブジェクトの形状の制限は、最適なビームを必ずしも形成する必要はなく、各RFリンクのコヒーレント較正をもたらす. ミリ波周波数帯域のアップダウン変換も検出装置をより複雑にする.