OTA 测试与名词介绍

RF/无线

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描述

手机的无源测试和有源测试

OTA(Over The Air 在空气中测试性能,与传导测试相对应,属三维测试)。

当前在手机射频性能测试中越来越关注整机辐射性能的测试,这种辐射性能反映了手机的最终发射和接收性能。目前主要有两种方法对手机的辐射性能进行考察:一种是从天线的辐射性能进行判定,是目前较为传统的天线测试方法,称为无源测试;另一种是在特定微波暗室内,测试手机的辐射功率和接收灵敏度,称为有源测试。 

无源测试侧重从手机天线的增益、效率、方向图等天线的辐射参数方面考察手机的辐射性能。无源测试虽然考虑了整机环境(比如天线周围器件、开盖和闭盖)对天线性能的影响,但天线与整机配合之后最终的辐射发射功率和接收灵敏度如何,从无源测试数据无法直接得知,测试数据不是很直观。 

有源测试则侧重从手机整机的发射功率和接收灵敏度方面考察手机的辐射性能。有源测试是在特定的微波暗室中测试整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度,更能直接地反映手机整机的辐射性能。 

CTIA(Cellular Telecommunication and Internet Association)制定了OTA(Over The Air)的相关标准。OTA 测试着重进行整机辐射性能方面的测试,并逐渐成为手机厂商重视和认可的测试项目。  

OTA 测试的目的

目前只有通过FTA(Full Type Approval)认证测试的手机型号才能上市销售,在FTA 测试中,射频性能测试主要进行手机在电缆连接模式下的射频性能测试;至于手机整机的辐射发射和接收性能,在FTA 测试中没有明确的规定,而OTA 测试正好弥补FTA 测试在这方面测试的不足。同时,终端生产厂家必须对所生产手机的辐射性能有清楚的了解,并通过各种措施提高手机辐射的发射和接收指标。如果手机辐射性能不好,将产生手机信号不好、语音通话质量差、容易掉线等多方面的问题,这也是客户投诉比较多的问题。 

在手机通话时,由于人脑靠近手机天线,将降低手机的发射和接收性能,手机整机辐射的发射和接收性能都会降低。在手机研发过程中应定量测量人脑对手机的发射和接收性能的影响,进行优化设计,使发射和接收性能降低不能太大,即减少人体和天线的电磁耦合效应。 

为考察手机的辐射性能,除考察手机天线的无源性能之外,整机的有源性能也是一个重要的考察方面。当前整机有源性能越来越受到终端厂商的重视,因此在手机辐射性能的考察中应将两种辐射性能综合起来考虑。目前终端天线厂商在研发中一般都要求天线供应商提供无源和有源测试报告。  

OTA 测试及手机其他的主要参数

2.1 OTA 测试中的主要测试参数及相关计算在OTA 测试中,辐射性能参数主要分为两类:接收参数和发射参数。 

发射参数有TRP、NHPRP;接收参数有TIS、NHPIS。 

TRP(Total Radiated Power):通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率情况,跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关。 
TRP 指标,一般是希望其TRP 比较大,这样从PA 出来进入天线的功率才被有效辐射,无线接口的连接性才比较好 

NHPRP(Near Horizon Partial Radiated Power):反映在手机的H面附近天线的发射功率情况的参数。(2D TRP)  

TIS(Total Isotropic Sensitivity):反映在整个辐射球面手机接收灵敏度指标的情况。它反映了手机整机的接收灵敏度情况,跟手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关。 

NHPIS(Near Horizon Partial Isotropic Sensitivity):反映手机在H面附近天线的接收灵敏度情况的参数。(2D TIS) 

接收灵敏度就是接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率。它和三个因素有关系:带宽范围内的热噪声、系统的噪声系数、系统把有用信号拿出所需要的最小信噪比。带宽范围内的热噪声经过接收机,这些噪声被放大了NF倍,要想把有用信号从噪声中拿出来,就必须要求有用信号比噪声再大SNR倍。要想让接收机“听清楚”发射机“说的话”,信号电平强度一定要大于接收机的接收灵敏度。当然接收灵敏度越小,说明接收机的接收性能越好,就像狗能听到人类听不到的微弱的声音,说明狗的听觉比人的灵敏度高;接收灵敏度越大,说明接收机的接收性能越差,就像有的老人耳聋,你很需要用很大的声音说话,他才能听到。环境温度越高,灵敏度就会变大,接收性能就会恶化,因此要尽量降低系统所在的环境温度。带宽越大,系统的噪声系数越大,灵敏度就会变大,接收性能也会恶化,这就要求设计接收机的时候,考虑到系统的带宽、噪声系数对灵敏度的影响。 

RSSI 

Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示,无线发送层的可选部分,用来判定链接质量,以及是否增大广播发送强度。 

RSSI与Rx的区别:  

是英文Wideband Code Division Multiple Access(宽带码分多址)的英文简称,是一种第三代无线通讯技术。W-CDMAWideband CDMA 是一种由3GPP具体制定的,基于GSM MAP核心网,UTRAN(UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。目前中国联通采用的此种3G通讯标准。   TD  TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步码分多址) 的简称,是一种第三代无线通信的技术标准,也是ITU批准的三个3G标准中的一个,相对于另两个主要3G标准(CDMA2000)或(WCDMA)它的起步较晚。 

TD

TD-SCDMA由于采用时分双工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。此外,TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减少用

户间干扰,从而提高频谱利用率。但是,由于时分双工体制自身的缺点,TD-SCDMA被认为在终端允许移动速度和小区覆盖半径等方面落后于频分双工体制。   同时,TD只可以同时在线500人,是个问题  

LTE

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术,而是3G与4G技术之间的一个过渡,是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。   

GPS

GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统. 

A-GPS

辅助全球卫星定位系统(英语:Assisted Global Positioning System,简称:AGPS)是一种GPS的运行方式。它可以利用手机基地站的资讯,配合传统GPS卫星,让定位的速度更快。 

WiFi

俗称无线宽带 Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。 

BT

蓝牙,是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。       

4.总结 

CTIA 的OTA 测试指标直接反映了手机的辐射性能,因此越来越受到测试机构和相关厂商的重视。在手机天线指标判定时,需要将无源和有源性能指标综合考虑,对整机天线性能进行综合评价。  

MORAB的OTA天线测试暗室符合CTIA的OTA测试标准,测试系统采用的SG24的近场折算远场测量方案,是目前最准确的天线测试方法。有重复性高,准确度高,解析度高等优点。SG24 是全球少数能完全符合CTIA 要求的测试系统。能提供CTIA 所需要的TRP/TIS 测试。测试适用范围:CTIA OTA (GSM900,DCS1800,Cellular 850,PCS1900);3D 天线场型测量、增益、天线效率、方向图、极化性能。

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