有很多關(guān)于空中（OTA）測(cè)試的討論也就是說，在沒有DUT物理連接到測(cè)試設(shè)備的情況下進(jìn)行測(cè)試。我見過測(cè)試供應(yīng)商展示了他們的設(shè)備，他們連接了多元件天線，甚至是完全可操作的消聲測(cè)試室，其中包括無線設(shè)備的自動(dòng)OTA測(cè)試。設(shè)備供應(yīng)商和運(yùn)營商現(xiàn)在也推廣OTA測(cè)試解決方案，這種情況與大多數(shù)測(cè)試使用電纜的4G有很大不同。
那么，是什么推動(dòng)了5G中OTA測(cè)試的重點(diǎn)？
首先是一點(diǎn)背景，IMT-2020提出的5G愿景令人驚嘆，該術(shù)語由國際電信聯(lián)盟無線電通信部門構(gòu)思，代表國際移動(dòng)電信系統(tǒng)，其目標(biāo)日期設(shè)定為2020年（標(biāo)準(zhǔn)化）。它為消費(fèi)者，環(huán)境，人類，健康和安全開辟了許多可能性。事實(shí)上，每個(gè)行業(yè)都將發(fā)生變革，新的行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)。
三個(gè)定義的用例代表了5G規(guī)范的基礎(chǔ)：
支持極端數(shù)據(jù)速率的增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB），近乎即時(shí)通信的超可靠低延遲通信（URLL）以及用于大規(guī)模的大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）物聯(lián)網(wǎng)互連。
它將采用新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)5G愿景，5G新無線電（NR）規(guī)范在亞6GHz和毫米波（mmWave）頻率中增加了新的工作頻帶，以擴(kuò)展可用頻譜，5G NR可識(shí)別6 GHz以下的近10 GHz新頻譜，以及將逐個(gè)國家/地區(qū)實(shí)施的mmWave頻率。
FR1（頻率范圍1）：400 MHz至6 GHz在頻帶中增加1.5 GHz的新頻譜：3.3 - 4.2 GHz，3.3 - 3.8 GHz，4.4 - 5 GHz
FR2（頻率范圍2）：24.25至52.6 GHz在頻帶中增加了8.25 GHz的新頻譜：26.5 - 29.5 GHz，24.25 - 27.5 GHz，37 - 40 GHz。初始目標(biāo)頻段為28 GHz和39 GHz。
當(dāng)載波聚合用于組合多個(gè)分量載波時(shí)，F(xiàn)R2 mm波長高達(dá)52.6 GHz的信道帶寬可高達(dá)800 MHz，這種額外的頻譜對(duì)于實(shí)現(xiàn)5G在下行鏈路（DL）中的20 Gbps和上行鏈路（UL）中的10 Gbps的極端數(shù)據(jù)速率的承諾至關(guān)重要。
雖然mmWave頻率可以提供更多帶寬，但它們也會(huì)暴露出在6GHz以下頻率下不成問題的信號(hào)傳播問題，諸如增加的路徑損耗，延遲擴(kuò)展和阻塞之類的信號(hào)傳播問題使得在移動(dòng)設(shè)備和基站之間建立和維持無線通信鏈路變得更加困難。
在mmWave頻率下，用戶的手放在移動(dòng)設(shè)備上或其身體的方向會(huì)顯著降低無線電鏈路性能。信號(hào)還會(huì)經(jīng)歷不同類型材料的更多衰減，這會(huì)限制室外到室內(nèi)的覆蓋范圍。非視距（NLOS）場(chǎng)景也可能導(dǎo)致延遲傳播。
5G相控陣
相控陣天線由較小天線元件陣列形成，為了克服這些信號(hào)傳播問題，5G無線電系統(tǒng)將利用基站和移動(dòng)設(shè)備上的多個(gè)天線來實(shí)現(xiàn)空間分集和波束控制技術(shù)，以可靠地引導(dǎo)特定方向上的窄波束。
5G相控陣遠(yuǎn)場(chǎng)特性
在低于6GHz的頻段，將部署大規(guī)模MIMO（多輸入，多輸出）技術(shù)，以提高小區(qū)容量并實(shí)現(xiàn)eMBB用例所設(shè)想的吞吐量，大規(guī)模MIMO將在相同頻率和時(shí)間資源中同時(shí)針對(duì)多個(gè)用戶設(shè)備在基站上使用更多數(shù)量的天線元件，也稱為多用戶MIMO（MU-MIMO）。由于天線元件數(shù)量眾多，大規(guī)模MIMO天線設(shè)計(jì)人員將面臨對(duì)天線陣列波束圖案進(jìn)行可視化，表征和驗(yàn)證的挑戰(zhàn)。
為什么選擇OTA？
在5G中，將使用多個(gè)天線進(jìn)行大規(guī)模MIMO和波束控制，考慮推動(dòng)OTA測(cè)試需求的因素：
增加多元件天線陣列的密度 - 相控陣天線正成為移動(dòng)通信的首選技術(shù)。這些天線可以使用施加到每個(gè)天線元件的信號(hào)的相對(duì)相位和幅度的變化來產(chǎn)生窄波束并且在期望的方向上動(dòng)態(tài)地操縱波束。這也稱為波束控制。
相控陣天線將用于6GHz以下的頻段，以提高容量和mmWave頻段，以克服路徑損耗問題。5G NR（新無線電）版本15在下行鏈路中指定多達(dá)八個(gè)層或數(shù)據(jù)流，在上行鏈路中指定多達(dá)四個(gè)層。雖然這不是對(duì)4G LTE-Advanced的改進(jìn)，但預(yù)計(jì)5G基站可能會(huì)使用數(shù)百個(gè)天線進(jìn)行大規(guī)模MIMO，并且設(shè)備將實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)在生產(chǎn)的天線更多的天線。
由于配置為窄波束的天線元件的數(shù)量，將難以完全表征和驗(yàn)證波束性能。設(shè)計(jì)人員需要在2D和3D中測(cè)量光束模式，并了解光束寬度，旁瓣電平，零深度和對(duì)稱性。這些類型的測(cè)試必須使用OTA測(cè)試方法。