OTA-испытания многоэлементных MIMO-антенн 5G

Компания Rohde & Schwarz предлагает универсальные решения для эфирных испытаний (OTA), которые прокладывают путь к миллиметровому диапазону и многоэлементным MIMO-антеннам.

Сети 5G должны обеспечивать еще большую пропускную способность и гибкость, при этом сокращая системные производственные затраты. Простейший способ повышения производительности — увеличение количества базовых станций в сети. Вместе с тем, так как применение этого способа приводит к большим затратам, связанным с недвижимостью и энергопотреблением, его можно использовать только с серьезными оговорками. Более перспективный метод — использование большого количества антенных элементов передачи и приема с управлением амплитудой и фазой. Они относятся к системам многоэлементных MIMO-антенн. Есть несколько способов эксплуатации таких систем. Их можно использовать как для обеспечения потоков предварительно закодированных данных посредством пространственного мультиплексирования, так и для увеличения усиления с помощью формирования луча.

Rohde Schwarz, беспроводная связь, 5G, многоэлементные MIMO-антенны
Визуализация электрического поля и OTA-измерение

В частотном спектре известного поддиапазона 6 ГГц для базовых станций обычно применяется большое количество антенных элементов передачи/приема с целью обслуживания множества пользователей с параллельными потоками данных. Это механизм называется многопользовательской MIMO-антенной (MU-MIMO). В то же время в связи с большим затуханием из-за потерь в тракте передачи в сантиметровом и миллиметровом спектрах требуется высокий коэффициент усиления антенн, который обеспечивается за счет применения динамического формирования луча. Специализация отдельных абонентских устройств по назначаемым сигналам существенно снижает энергопотребление. MU-MIMO и формирование луча увеличивают емкость соты без необходимости в дополнительных базовых станциях.

Rohde Schwarz, беспроводная связь, 5G, архитектура, многоэлементные MIMO-антенны, активная антенная система
Типичная архитектура активной системы многоэлементных MIMO-антенн

Сложности при проведении испытаний 5G

Разрабатывая активную систему многоэлементных MIMO-антенн, разработчики сталкиваются с новыми проблемами, в том числе по допускам фазовращателей, тепловому воздействию усилителей мощности (PA) и дрейфу частот между модулями; эти проблемы влияют на целевые диаграммы направленности луча. В активной антенной системе входные каскады трансиверов интегрированы вместе с антенной решеткой, что означает недоступность традиционных выходных ВЧ-портов. Кроме того, оптоволоконный интерфейс замещает традиционные входные ВЧ-порты для цифровых I/Q-данных. В связи с этим эфирные испытания (OTA) становятся сценарием использования по умолчанию для систем многоэлементных MIMO-антенн, а также для моделирования пространственных характеристик канала передачи данных. Так как системы многоэлементных MIMO-антенн имеют различные размеры, для испытаний в полевых условиях требуется множество сред экранирования.

Сверхкомпактный плосковолновой генератор R&S®PWC200
Плосковолновой генератор R&S®PWC200

Преимущества решений для испытаний 5G от компании Rohde & Schwarz

Компания Rohde & Schwarz предлагает универсальный набор испытательных решений для выполнения измерений OTA на модулях 5G, устройствах и активных системах многоэлементных MIMO-антенн, работающих на традиционных сотовых частотах ниже 6 ГГц, а также в сантиметровом и миллиметровом диапазонах частот.

  • Испытательные решения под ключ, включающие в себя все необходимые контрольно-измерительные приборы, антенны и принадлежности
  • Испытания пользовательских устройств в сантиметровом и миллиметровом диапазонах: настраиваемая переносная экранированная камера R&S®ATS1000, включающая в себя встроенный высокоточный позиционер конического сечения и дополнительный лазер для надлежащей калибровки потерь в тракте передачи и точной регулировки ИУ
  • Дополнительное тепловое решение, которое встраивается в R&S®ATS1000 для испытаний мобильных устройств при экстремальных температурных условиях с целью изучения теплового воздействия в температурном диапазоне от –20 °C до +85 °C с использованием внешнего теплового потока
  • Точные и быстрые испытания базовых станций многоэлементных MIMO-антенн в поддиапазоне 6 ГГц: сверхкомпактный инновационный плосковолновой генератор R&S®PWC200 формирует трехмерную сферическую безэховую зону диаметром 1 м на расстоянии всего 1,5 м для измерений параметров передатчиков и мощности излучения в реальном масштабе времени
  • Широкий набор стандартизированных камер различных размеров для испытаний характеристик беспроводной связи (WPTC); эти камеры удовлетворяют требованиям клиентов к площадкам в рамках сотрудничества с Albatross Projects
  • Добавление четырехпортового анализатора цепей R&S®ZVA и контрольно-измерительного ПО R&S®AMS32 позволяет определять характеристики двумерных и трехмерных диаграмм направленности, включая преобразование ближнего поля (NF) в дальнее (FF)
  • Сочетание векторного генератора сигналов R&S®SMW200A и анализатора спектра и сигналов R&S®FSW позволяет определять все ВЧ-характеристики трансиверов, например, с использованием модулированных сигналов для измерения ключевых показателей эффективности, таких как EVM
  • Дополнительная открытая платформа коммутации и управления R&S®OSP упрощает взаимодействие в рамках системы
  • Дополнительные OTA-датчики мощности R&S®NRPM позволяют измерять мощность на назначенных позициях,например, для испытаний управления лучом

Featured content

Get ready for over-the-air (OTA) testing!

Download your free white paper “Demystifying over-the-air (OTA) testing – important antenna parameters, test system setup and calibration”.

More information

Get your free over-the-air (OTA) testing fundamentals poster

Curious about how to reduce the chamber size for your OTA testing? Register and get your free over-the-air (OTA) testing fundamentals poster.

Register now

Download your free massive MIMO eGuide

Get a concise overview of what massive MIMO is all about, its biggest challenges and how to create far-field conditions at short distances to achieve a compact test setup.

More information

Связанные продукты

Система испытаний антенн R&S®ATS1000

Настраиваемая переносная экранированная камера с дополнительным тепловым решением для испытаний антенн 5G на частотах миллиметрового диапазона

Информация о товаре

Векторный анализатор цепей R&S®ZVA

В сочетании с R&S®AMS32 четырехпортовый ВАЦ позволяет определять характеристики двумерных и трехмерных диаграмм направленности, включая преобразование NF в FF

Информация о товаре

Векторный генератор сигналов R&S®SMW200A

Уникальная полоса пропускания 2 ГГц для внутренней модуляции с частотным диапазоном до 40 ГГц.

Информация о товаре

Анализатор спектра и сигналов R&S®FSW

Непревзойденные возможности измерения до 90 ГГц и уникальная встроенная полоса анализа 2 ГГц позволяют определять все характеристики ВЧ-трансиверов

Информация о товаре

Связанные ресурсы

Demystifying 5G and the evolution to massive MIMO for increased capacity and profit
Вебинар: эволюция до многоэлементных MIMO-антенн для повышения пропускной способности и экономической эффективности

Подробнее

Demystifying 5G - Over the air (OTA) testing for 5G NR in far-field and near-field
Описание видео по 5G: OTA-испытания для 5G NR в ближнем поле и дальнем поле

Подробнее

5G massive MIMO base station testing presented at MWC 2018
Видео по MWC 2018: испытания базовых станций многоэлементных MIMO-антенн для сетей 5G

Подробнее

Рекомендации по применению: проблемы испытаний характеристик антенны 5G

Больше информации

Руководство по применению: измерение параметров пассивных антенн и преобразование ближнего поля в дальнее

Больше информации

Официальный документ: испытания антенной решетки — проводные и беспроводные: путь к 5G

Больше информации

Связанные темы

Испытания 5G NR

Больше информации

Генерация и анализ сигналов 5G NR

Больше информации

Запросить информацию

Остались вопросы? Вам нужна дополнительная информация? Просто используйте эту форму, и мы сразу же вернемся к вам.

Благодарим вас.

Коллектив Rohde & Schwarz

Произошла ошибка. Повторите попытку позже.