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深入浅出丨辐射两步法(RTS)

深入浅出丨辐射两步法(RTS)


辐射两步法 MIMO OTA 测试

国际标准化组织对于 MIMO OTA 测量方法的讨论从 2009 年就开始了,安捷伦( 2014 年成立的是德科技是原安捷伦电子测量事业部)在 2009 年 MIMO OTA 方法的讨论中就提出了两步法,并对此方法进行的原理分析,仿真和实验。后来与 GTS 公司合作把最初的两步法演进为现在的辐射两步法。


经过标准化工作中长期的讨论和对比测试,MPAC 被指定为参考方案(reference solution),在今年 5 月份结束的 3GPP 会议上,MIMO OTA 讨论组一致通过了在所有 FDD 比对频段中,RTS (辐射两步法)可以得到和  MPAC (多探头法)完全一致的测试结果的决议。








辐射两步法就是把

MIMO OTA 的测试分成两步


☞ 第一阶段,先在暗室做方向图的测量,利用终端的上报功能测出待测件的辐射方向图;

☞ 第二阶段,把在第一阶段中测到的方向图信息加载到信道仿真器中,模拟出包含了待测机天线特性的无线信道,基站仿真器输出的下行信号先和加载了待测件方向图信息的无线信道进行卷积,然后通过测量天线发射出来,进行接收机的性能测试。




▲ 单台仪表 UXM 支持辐射两步法 MIMO OTA 测试方案


为行业带来的优势


首先,辐射两步法的测量结果和已经成为 CTIA MIMO OTA 测量标准的多探头方法(MPAC)测量结果的一致性是被 3GPP 认可的。在今年 5 月份结束的 3GPP RAN4 会议上有正式批准的结论(参见 3GPP 文稿 R4-1705935 第 6 页)。


然后,辐射两步法本身能给研发工程师提供更多的诊断信息,方便问题的隔离与产品性能的优化。由于两步法把测试分两步走,第一步先测得到了天线的方向图信息,通过结合需要测量的无线信道模型, 可以分析出待测件在方向性信道下,各种姿态以及不同朝向下接收机前端经过天线后收到的多路信号的相关系数,功率不平衡以及总的功率增益。第二步在测量各个朝向下吞吐量 vs 接收到的功率(或信噪比)曲线。根据两步结果之间的对比分析,可以方便查找问题,找到性能优化的方向 。


再者,辐射两步法是比较便宜的 MIMO OTA 解决方案。大家都知道,做 OTA 测量首先需要解决暗室的问题, 辐射两步法完全可以重用已有的 SISO 暗室,对传统  SISO 暗室只需要做软件的升级,大大节约了测试成本。解决了那些研发团队在已有的办公大楼里找不到地方新建大暗室的后顾之忧。


此外,使用辐射两步法的测试不确定度小,测量系统搭建简单,校准简单易行。对于今年 5 月份 3GPP RAN4 会议上讨论通过的不同测量方法不确定度分析数据是:多探头方法是 2.65dB,辐射两步法是 2.08dB,混响+信道仿真器方法是 2. 59dB。另外 Keysight 公司研发的基站仿真器 UXM 已经内置了适合做 MIMO OTA 的信道仿真器,所以是所有 MIMO OTA 方案中唯一的单个仪表的测量方案,系统搭建和校准非常简单。


最后,辐射两步法有更好的扩展性。MIMO 通道增加的成本比较低,更易于实现对信道模型从 2 维到 3 维的扩展。


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