北郵、中國信通院建成首套 5G 毫米波 OTA 端到端性能測試平臺

(原標題北郵中國信通院建成全球首套 5G 毫米波 OTA 端到端性能測試平臺

IT之家 據IMT-2020(5G)推進組發佈,爲滿足5G 毫米波測試需求,北京郵電大學和中國信通院緊密合作、共同開發建設了具有國際領先水平的5G 毫米波 OTA 端到端性能測試平臺。

IT之家獲悉,平臺完成了理論研究、仿真驗證、系統設計硬件搭建、測試集開發和端到端及可靠性驗證等多項工作,在 IMT-2020(5G)推進組組織下,在5G 增強技術研發試驗中,完成了華爲中興愛立信等5G 毫米波基站 OTA 性能測試,以及海思高通、vivo、一加等公司的5G 毫米波芯片終端的 OTA 性能測試。

這是全球範圍內首次多廠商5G 毫米波 OTA 端到端性能測試,填補了全球產業5G 毫米波 OTA 性能測試的空白,基本解決了5G 毫米波發展中 OTA 測試的短板和 “卡脖子”問題,爲推動5G 毫米波產業發展和提升毫米波產品性能做出了重要貢獻

北京郵電大學團隊充分發揮信號處理信道 OTA 建模方面的研究積累,重點研究5G 毫米波 OTA 測試原理;中國信通院團隊負責全系統的方案設計論證和開發集成實現,負責測試規範研製和端到端及可靠性驗證等工作。

5G 引入了大規模 MIMO 和毫米波等新技術,傳統面向4G 系統性能和射頻性能的測試技術無法支撐5G 的測試需求。一是大規模 MIMO 基站端口數量衆多,如果全部採用線纜連接的方式,將造成測試效率低下且成本昂貴;二是毫米波頻段射頻連接口的衰減十分嚴重,毫米波基站和終端設備取消了射頻連線接口。造成傳統的基於射頻連線的傳導測試方法失效。爲了推動5G 基站、終端、芯片的技術研究和設備研發,基於 OTA 方式的全新系統測試方法,成爲業界公認的5G 毫米波唯一可行的測試方案,因此急需研究毫米波系統的測試理論、實現方案和關鍵技術,構建毫米波測試系統,而之前3GPP 等國際標準化組織尚未提出5G 毫米波 OTA 的標準測試方法,全球各大廠商尚未形成毫米波 OTA 測試的成熟方案。

北京郵電大學團隊在研究毫米波 OTA 測試技術中發現:主要難點一是探頭位置選擇和權重優化,在充分考慮毫米波波束賦形技術特徵的基礎上,提出了以復現目標信道空間譜爲目標的 OTA 信道重構準則,提高了毫米波波束賦形技術特徵下的信道復現精度;二是5G 毫米波鏈路的基站和終端因均缺乏射頻物理接口必須採用 OTA 方式,提出了基於雙暗室的 OTA 信道重構模型,並在平臺建設中得以成功應用,驗證了方案的有效性。上述成果由北京郵電大學和中國信通院共同發表於《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》和《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》等相關領域的權威期刊,上述核心算法對5G 毫米波 OTA 測試平臺開發提供了重要的理論支撐。

5G 毫米波 OTA 端到端性能測試平臺於2020年初在北京郵電大學宏福校區建成,投入的平臺建設費用超過3000萬元。平臺具備毫米波全波段暗室、三維可重構探頭牆、高精度轉檯等完善的實驗環境,聯接5G 核心網基站設備,採用高端信道模擬器等先進儀表全面支持5G 毫米波主流頻段,支持3GPP 全部毫米波信道衰落模型,支持5G 基站、終端、芯片等多種形態設備的射頻和性能的綜合測試