MIMO OTA测试方法解析【转】

zb_andysun

目前，标准的OTA测试系统是SISO（单输入/单输出），如主流的2G, 3G和WLAN的802.11a/b/g等设备，其主要的测试指标是TRP(总辐射功率)和TIS（总全向灵敏度）。现代无线技术如LTE, HSPA+, WI-FI和WiMAX为了提高数据传输速度，都开始采用MIMO（多输入/多输出）技术。MIMO技术能提高无线传输的可靠性，提高无线通信系统的频谱效率，是面向未来的关键技术。随着MIMO技术的不断发展和应用，需要完整而成熟的评估MIMO设备的辐射吞吐量的测试要求和测试方法。

MIMO技术利用空时复用的方式提高了频谱分配的信道容量，智能的根据信道环境优化通信系统的性能。因此，为了评估多天线终端必须将多种信道环境在实验室中进行真实准确的重现，使MIMO测试可重复、可控制,下面具体介绍几种 MIMO OTA的测试方法。

1. 多天线电波暗室法

图1 多天线电波暗室法

在电波暗室中，基站模拟器的信号通过信道模拟器预定义的信道模型后，通过若干对准被测物中心的双极化天线（即多探头），经空间辐射传播到EUT，使之经历所需要的信道衰减，观察并记录其吞吐量表现。目前可以支持本方法的信道模拟器有Anite和Spirent公司提供的信道模拟器。多天线电波暗室法又分为两种模式，一种是圆环模式（多簇模式），另一种是圆弧模式（单簇模式）。

2. 混响室法

图2 混响室法

混响室法是Bluetest公司主推的方案，混响室可以在一定程度上模拟现实的通信信道环境，实现多径传播。混响室通常是装备机械调谐器或搅拌器以改变（搅拌）内部电磁场结构分布的屏蔽室，屏蔽室内部传播的电磁波通过无穷多次反射，实现统计随机化，形成一个均匀多径的环境。混响室法也可加入信道模拟器，可以更好的模拟完整的空时信道传播环境。

3. 两步法

图3 两步法

Agilent提出先在电波暗室获取终端的方向图，再将方向图数据导入到基带信道仿真器当中，然后对DUT进行传导测试。该技术提供了一个快速、低成本的MIMO OTA测试方案，但无法支持类似波束赋形等通过实现改变天线方向图而改善终端性能的新技术。

4. 双通道法

图4 双通道法

双通道法在距离UE相同的距离处放置两个双极化可改变入射角的天线，分别发射不同的MIMO下行信号，各种方位角和极化方式组合便可得到UE天线的总体特征。该方法可在原有的单天线SISO OTA测试暗室进行升级，在3GPP RAN4的2013年11月的一次会议中，该方法未被列入正文。

针对多天线电波暗室测量方法，ETS和SATIMO各自推出了MIMO OTA测试系统，下面详细介绍SATIMO的MIMO OTA测试系统。

StarMIMO使用24到64个MIMO双极化探头矩阵，为MIMO（多输入多输出）设备提供了灵活、快速、高效的端到端测试，能完成以RX（下行链路）分集和MIMO（多输入多输出）为基础的无线设备的空中性能评估，支持的无线技术包括HSPA, LTE, IEEE802.11和WiMAX。

StarMIMO有StarMIMO-H和StarMIMO-HU两种配置。StarMIMO-H由一个环状、多探头水平拱组成（如图5），只能实现MIMO OTA测试，不能实现传统的SISO OTA测试。StarMIMO可增加用于传统的天线辐射模式以及SISO OTA的垂直拱升级为StarMIMO-HU。StarMIMO-HU由水平拱和垂直拱共同组成（如图6），即可实现MIMO OTA测试，又可实现SISO OTA测试。StarMIMO-HU可在原来的SISO OTA测试系统SG24, SG32或者SG64的基础上增加水平横向拱升级而成。

图5 StarMIMO-H 图6 StarMIMO-HU

StarMIMO的测试原理：无线电通信仪产生的信号通过空间通道模拟器（SCE）定义的信道模型（包括延时扩展、快速衰落、路径延迟和多普勒频移）创建多路径信号。这些信号随后由放大器放大，并由探头同时发送到不同位置。该些探头可以用于表示直接信号、多路径信号或干扰信号，这样就可在受测设备（DUT）位置创建一个特定射频传播环境（如图7）。

图7 StarMIMO测试原理