最新的5G蜂窝网络AAS测试方法

来源:华强电子网 作者:--- 时间:2016-04-05 09:35

5G 蜂窝网络 近场测量

  5G发展趋势备受行业关注,工信部副部长陈肇雄日前表示,按目前的进度推算,5G国际标准的制定预计将在2018年完成,2020年5G有望正式商用。市场研究机构Juniper Research公司最新预测:到2025年,全球5G服务收入有望突破650亿美元。5G来临再度为天线产业持续发展提供契机,为抢占5G技术发展制高点,即将于4月19日-21日举行的EDI CON China 2016已将相关内容列入重要议题,除5G、物联网和测试测量发展趋势方面的开幕主旨演讲,还设有5G论坛、5G座谈会。

  天线系统承担着链路末端连接的工作,对通信系统稳定运行至关重要。未来,5G的产业推进需要得到相关的设备及技术方面的支持,如天线测量、网络部署等。近期,法国MVG集团的首席科学家Lars Jacob Foged先生发表名为《精确测量5G蜂窝网络的新方法》(A new approach for the accurate measurement of 5G cellular networks) 的文章,为理解和操作5G蜂窝网络的天线测量技术提供了一种新思路。Foged先生自2004年以来一直在IEEE担任天线标准委员会和近场测试工作组秘书长,2016年被任命为IEEE AP-S工业倡议委员会主席。

  文章指出,有源天线系统(AAS)作为即将到来的5G蜂窝网络的组成部分,需要一种新的测量方法来获得其在三维空间中的所有特性。有源天线系统的性能参数主要是在远场(FF)条件下的定向功率与灵敏度,包括:有效全向辐射功率(EIPR)、总辐射功率、有效全向灵敏度(EIS)、总全向灵敏度(TIS)或者总辐射灵敏度(TRS),以及天线方向增益。为了准确获得有源天线系统的总体性能,必须依赖一个经过校准的空中下载(OTA)装置,这是因为空中下载装置可以测量空间定向功率和灵敏度曲线,使得5G网络有源天线的性能参数测试与现有微型移动设备的测试变得非常相似。

  天线的远场(FF)的距离是2D 2/λ,其中D是天线的直径,λ是自由空间的波长。由于AAS天线系统的尺寸通常很大,而且5G通信的波长又更短,使得无法在实验室得到远场测试需要的距离。然而,由于功率守恒,使用校准过的OTA装置,AAS的性能参数可以在任何距离下进行测量。一个特定天线的远场模型可以使用紧缩平面场(CATR)直接测量,或者使用标准近场进行测量,通过相位补偿技术实现近场到远场的变换。近场测量只需很小的测量装置,因此通常是三维场景下被优先考虑的测量方法,并且被认为更快、更准确。

  MVG在实验中使用支持LTE协议的移动手机8阵元天线来模拟AAS天线,在近场环境下对有效灵敏度、有效全向辐射功率等参数进行测量,实测结果符合预期,进一步证实相位补偿技术能够有效地测量大带宽调制信号(如LTE)在近场的相位,并且实现近场和远场转换。Lars Jacob Foged 先生认为,近场测量技术固有的优点使其成为精准测量和5G设备测试的最佳方法。



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