OTA測試通常發(fā)生在天線陣列的近場或遠場區(qū)域，傳輸?shù)碾姶牛‥M）波的特性根據(jù)與發(fā)射器的距離而變化。隨著信號從天線陣列傳播，信號變得更加發(fā)達，輻射圖中的峰值，旁瓣和零點的幅度朝向遠場圖案演變。
靠近天線，通常在幾個波長或更短的數(shù)量級，駐留在反應性近場。遠場或夫瑯和費距離從2D 2 /λ 開始，其中D是輻射元件的最大直徑，λ是波長。一些通信系統(tǒng)，例如近場通信（NFC）或射頻識別（RFID），使用近場區(qū)域進行通信。但是，必須使用遠場假設來評估5G蜂窩通信鏈路。
可以計算典型的5G mmWave設備的遠場距離。假設一個15厘米的輻射天線元件（D）工作在28 GHz; 從上面的等式可以看出，它的遠場距離為4.2米，路徑損耗約為73 dB。
這種距離在設計和測試中引入了新的挑戰(zhàn)。在輻射發(fā)射機測試中測量射頻參數(shù)，例如發(fā)射功率，發(fā)射信號質(zhì)量和雜散發(fā)射。隨著遠場距離的延長和路徑損耗的增加，這種測試更加困難。更糟糕的是，隨著輻射元件尺寸（D）變大或頻率上升，路徑損耗惡化。
隨著設計從早期研發(fā)到一致性和制造測試的進展，需要不同的儀器設置來測量RF參數(shù)。在原型設計階段，設計人員必須在受控的無線環(huán)境中表征芯片組，天線和設備的性能。在將設備推向市場之前，工程師需要對其設計進行表征和評估，以滿足3GPP（第三代合作伙伴計劃，開發(fā)和維護5G標準的小組）規(guī)定的最低要求。
在4G中，安全（比吸收率 - SAR），電磁兼容性（EMC）以及最近驗證MIMO吞吐量需要輻射測試。大多數(shù)其他測試都在有線或傳導環(huán)境中進行。
現(xiàn)在必須使用OTA方法進行以下測試：
1.RF性能 - 信號質(zhì)量的最低水平
2.解調(diào) - 數(shù)據(jù)吞吐量性能
3.RRM - 無線電資源管理 - 初始接入，切換和移動性
4.信令 - 上層信令程序
5.制造測試 - 性能的校準和驗證
標準委員會尚未定義許多這些測試。例如，NR用戶設備（UE）和基站的RF無線電傳輸和接收要求以及一致性測試將在3GPP 38系列中規(guī)定。
OTA測試對于開發(fā)，驗證和商業(yè)化5G NR設備至關(guān)重要。典型的OTA測試將涉及消聲室，不同的探測技術(shù)和測試設備，以在空間設置中生成和分析輻射信號。消聲室提供具有屏蔽外部干擾的非反射環(huán)境，因此可以在受控環(huán)境中產(chǎn)生和測量已知功率和方向的輻射信號。
迄今為止，3GPP已經(jīng)定義了三種允許的測試方法：直接遠場方法（DFF），間接遠場方法（IFF）和近場到遠場變換（NFTF）。在DFF方法中，DUT安裝在定位器上，該定位器在方位角和仰角上旋轉(zhuǎn)，以便能夠在全3D球體上以任何角度測量DUT。腔室的射程長度由前面提到的弗勞恩霍夫遠場距離確定。
IFF測試方法基于緊湊的天線測試范圍（CATR），并使用拋物面反射器準直探測天線發(fā)射的信號，以比DFF方法更短的距離創(chuàng)建遠場測試環(huán)境。NFTF方法對近區(qū)域中的電場的相位和幅度進行采樣，并使用傅里葉變換來預測遠場圖案。
最佳測試方法取決于輻射DUT天線的尺寸和配置。雖然IFF CATR方法可以用于由3GPP識別的三個當前DUT類別，但是具有較大輻射元件的過度路徑損耗將DFF方法限制為具有小于5cm的輻射天線元件的DUT。
DFF和IFF方法都可用于RF參數(shù)測試，以表征波束圖案并驗證波束控制。主要區(qū)別在于所需的腔室尺寸和相關(guān)的路徑損耗。CATR方法對DUT尺寸和頻率要求最靈活，所涉及的小室可用于實驗室環(huán)境。
為了了解真實環(huán)境中的設備性能，開發(fā)人員測試設備的端到端系統(tǒng)性能，同時包括受損信號。這可以使用PROPSIM 5G信道仿真器進行。信道仿真器模擬真實世界的信號損傷，包括路徑損耗，多徑衰落，延遲擴展和多普勒頻移。
為了確保在整個設計周期內(nèi)進行準確和可重復的測量，3GPP正在研究和批準新的OTA測試方法。到目前為止，3GPP已經(jīng)批準了直接遠場，間接遠場和近場到遠場變換。隨著5G成為主流，OTA測試方法對于從研發(fā)到設計驗證，從一致性到制造都至關(guān)重要。
用于重建由基站或設備仿真器發(fā)送/接收的信號的實際信道條件的示例設置