2019年中國國際信息通信展覽會(huì)上，工信部與三大運(yùn)營商舉行了5G商用啟動(dòng)儀式。11月1日，三大運(yùn)營商紛紛推出各家5G套餐，中國正式邁入5G時(shí)代。5G波段主要分為兩個(gè)技術(shù)方向，分別是 Sub-6GHz 以及高頻毫米波(mmWave)。其中Sub-6GHz就是利用6GHz以下的帶寬資源來發(fā)展5G。目前，實(shí)現(xiàn)商用的就是Sub-6GHz波段。

5G首先在Sub-6GHz頻段得以商用，得益于Sub-6GHz頻段所使用的技術(shù)可以沿用4G時(shí)期開始發(fā)展的技術(shù)，與之相關(guān)的射頻組件產(chǎn)業(yè)鏈也相對(duì)成熟。雖然Sub-6GHz具有著優(yōu)勢，但是，由于該頻段資源有限，也使得業(yè)界將目光投向了毫米波。資源相對(duì)豐富的毫米波憑借著更大的帶寬，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)千兆級(jí)數(shù)據(jù)速率，支持在密集空間重用，解決重點(diǎn)區(qū)域承載問題。除此之外，毫米波還具備低時(shí)延的特性，可以滿足更多5G領(lǐng)域的需求。因而，3GPP在部署5G頻段時(shí)，就在原有的Sub-6GHz頻段上，又引入了毫米波。而伴隨著5G毫米波的引入，也意味著需要基站、射頻組件等也要做出相應(yīng)的調(diào)整。

5G毫米波的到來將催生大量新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并有望為工業(yè)應(yīng)用和校園部署提供快速、低延遲的固定無線網(wǎng)絡(luò)。而在從開發(fā)到生產(chǎn)的整個(gè)過程中，實(shí)施全面完善的測試和測量方法對(duì)于 5G 的成功部署至關(guān)重要。5G產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到商用則必然要經(jīng)過測試。因而，5G毫米波測試也是5G毫米波產(chǎn)品是否能夠順利走入市場的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。NI認(rèn)為，要想實(shí)現(xiàn) 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)規(guī)定的數(shù)據(jù)速率，需要采用漸進(jìn)的方法，而不是對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行迭代增強(qiáng)。換而言之，就是需要新的測試方法，來滿足5G時(shí)代下的毫米波測試。

從技術(shù)角度來看，測試設(shè)備是否符合運(yùn)營商和 3GPP 委員會(huì)規(guī)范至關(guān)重要，這需要測試多個(gè)不同的參數(shù)，例如調(diào)制質(zhì)量、射頻放大器線性度、接收機(jī)信噪比、發(fā)射機(jī)效率等。由于使 用毫米波來發(fā)射和接收信號(hào)，使得測試工程面臨著諸多新挑戰(zhàn)，比如通信時(shí)可能會(huì)遇到當(dāng)前sub-6GHz 蜂窩技術(shù)未曾遇到的一些傳播和信號(hào)路徑問題，而且在設(shè)計(jì)新組件和半導(dǎo)體器件也會(huì)碰到許多新難題。

在毫米波頻率下，傳播損耗較高，因此波束成形的作用就顯得更為重要。而用于 5G 的波束成形測試系統(tǒng)需要掃描寬頻譜，并能夠測試每條路徑的最大線性輸出和壓縮行為?？焖匐p向多端口開關(guān)測試解決方案是任何 5G 開發(fā)和生產(chǎn)測試環(huán)境的先決條件。

在這種需求之下，非常適合測量和分析波束形成器和FEM的實(shí)際性能特性的OTA測試，成為了對(duì)毫米波測試過程中的新寵兒——3GPP 已經(jīng)明確低頻和高頻的射頻一致性測試，如EVM、ACLR、OBUE等指標(biāo)的測試，都將采用OTA方式。

OTA測試是通過“over the air”方式實(shí)現(xiàn)與測試儀表連接，除了需要測試儀表，還需要有OTA chamber，以及實(shí)現(xiàn)控制DUT和測試儀表的OTA系統(tǒng)軟件。利用軟件的輔助，來對(duì)原有的設(shè)備的進(jìn)行升級(jí)，在一定程度上，能夠確保射頻測試設(shè)備能夠及時(shí)供應(yīng)市場的需求。

具體來看，OTA測試會(huì)模擬產(chǎn)品的無線信號(hào)在空氣中的傳輸場景，而此種測試方式，可將產(chǎn)品內(nèi)部輻射干擾、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、天線的因素、射頻芯片收發(fā)算法、甚至人體影響等因素考慮進(jìn)去，是一種在自由空間驗(yàn)證無線產(chǎn)品空口性能的綜合性測試方法，非常接近產(chǎn)品實(shí)際使用場景。

但是，5G要想使用OTA測試，還存在著一些挑戰(zhàn)。 這其中，首要問題在于5G和LTE所用的測試技術(shù)存在根本性差異，如毫米波頻率，大規(guī)模天線陣列、波束成形還有動(dòng)態(tài)物理層屬性等方面。除此之外，OTA評(píng)估需要也考慮到測量距離的問題。

NI 毫米波 OTA 參考解決方案就是一種 OTA 測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含用于波形生成和分析的 NI 高帶寬毫米波矢量信號(hào)收發(fā)儀(VST)、高增益天線以及具有高精度實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制定位器的射頻電波暗室。借助測試序列生成器，工程師可以配置該解決方案，以便分析 DUT 波束成形功能的特性并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。該解決方案還包含一套完整的軟件，為測得的數(shù)據(jù)提供了一系列可視化選項(xiàng)。

波束成形測量數(shù)據(jù)可視化(來源：NI)