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一起来学5G终端射频标准—FR1的 OTA测试(二)TRP

11小时前
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上一篇我们总结了传导测试系统与OTA测试系统以及测试结果的差异。今天我们来看FR1终端的OTA测试方法,与其他设备的OTA测试具体有什么不同。

01、FR1终端的平均TRP要求

TRP的测试要求,在上一篇【一起来学5G终端射频标准—FR1的 OTA测试(一)】给出了具体的表格。除了针对不同手机尺寸有不同的要求外,还有两点需要注意的地方。

一是,有一列“Usage Scenario”,指的是测试中所使用的人体模型,如何来用呢?我们来看具体的例子。下面给出n1频段在Browsing浏览模式下的测试要求,场景是“HL and HR”,也就是左右和右手模型,因为在浏览手机的场景下,一般是把手机拿在手里进行的。

                         Power Class 3 平均TRP (dBm) 频段 带宽 (MHz) 模型场景  UE宽度≤ 72mm  UE宽度 > 72mmn1   15       HL and HR    12.1-TT     11.6-TT

二是,测试要求给出的是平均TRP,那么对于此场景下的平均TRP该如何计算呢?标准中给出了以下计算公式:

公式中log里面取平均的部分为:

〖10〗^(P_(left_low)/10)+〖10〗^(P_(left_mid)/10)+〖10〗^(P_(left_high)/10)+〖10〗^(P_(right_low)/10)+〖10〗^(P_(right_mid)/10)+〖10〗^(P_(right_high)/10)

P:代表TRP功率(dBm);left:代表左手,right:代表右手,low:代表低信道;

mid:代表中信道;

high:代表高信道;

也就是需要在六种组合情况下,左手低信道、左手中信道、左手高信道、右手低信道、右手中信道、右手高信道,分别测出TRP,然后将每个TRP(dBm)测量值,代入上式求和取平均,再取log得到最终的TRP结果。总之是功率线性值求和取平均的结果。

再如对于Talk mode通话模式下的TRP,公式的写法与上面浏览模式是一样的,但实际测试却不一样,模型场景变为:BHHL and BHHR,就是手机要放在头模型旁边的手模型里进行测试,beside head and hand phantom,参考上一篇中给出的模型实物图。

                          Power Class 3 平均TRP (dBm) 频段 带宽 (MHz) 模型场景     UE宽度≤ 72mm  UE宽度 > 72mmn1   15     BHHL and BHHR    11.1-TT     10.6-TT

所以说,虽然公式写法相同,测试所用的道具是不同的,测试要求也就不同了。下面仍举例n1频段的测试要求,比Browsing模式下仅仅使用手模型又分别小了1dB。不止是n1频段,其他频段也均小了1dB以上。低、中、高信道则按照下表中的参数进行配置。表格太长,这里仅给出了n1频段作为举例。

所以说FR1终端TRP测试最特殊的地方在于使用6种人体模型测得的平均TRP,作为最终的判定指标。

02、TRP的测试方法之一

那么对于单次TRP应该怎么测试与计算呢?这个就是比较通用的过程了。有两种方法。

先来说方向性暗室中的求和计算公式如下:

至于是怎么推导的,可以参考之前学习的:

TRP的计算公式-1

TRP的计算公式-2

再次强调一下,上面所说的仅仅是针对方向性暗室(远场、紧缩场等)的计算公式。测量的过程大多采用的是扫描测量各个球面点的EIRP,再进行积分计算。如下图中采用的是等角度间隔的采样方式。通过水平和极化方向的角度位移来遍历球面各点。

以下是方向性暗室举例,ETS公司AMS-8900系列多探头暗室图片,中间是转台上终端放置在头手模型上测试的场景。三维球面点扫描是靠中间的一维转台+周围一圈白色探头来实现的。

03、TRP的测试方法之二

如果不是方向性暗室,而是混响室,那么TRP又该如何计算呢?实际上,我们在之前也学习过,可以复习一下:

OTA测试场地——混响室(一);

OTA测试场地——混响室(二);

OTA测试场地——混响室(三);

OTA测试场地——混响室(四);

混响室(RC:reverberation chamber)是电大尺寸(就是腔体尺寸远大于工作波长)金属屏蔽腔体,采用一种或多种搅拌方式使电磁场随机化,例如搅拌器、转台等。通过这种方式可获得大量互不相关的采样样本。腔体内电磁场充分搅拌的区域称为工作体积。在该区域内,电场在一个完整搅拌周期上取平均后,与腔体内位置无关,即场具有空间均匀性。

混响室法TRP的定义:混响室中的TRP用于在各向同性瑞利衰落环境下评估发射机性能。该方法通过采集终端在多组离散电磁场组合条件下的辐射功率采样值实现测量。这些服从统计分布的采样平均值与TRP成正比;通过对平均功率传输函数进行校准,即可得到TRP的绝对值。

计算公式如下:

式中:

Pref- 为固定测量天线的参考功率传输函数;

R- 为固定测量天线的反射系数;

C- 为连接测量接收机与固定测量天线之间电缆的路径损耗。

以上参数由校准阶段测试计算得到。

Pavg- 为固定测量天线测得的平均功率,可由下式计算:

式中:

S21,m- 为固定测量天线测得的复传输函数第m个采样点;

M- 为总采样点数。

通俗一些来说它的测量方法,对于每一个模型姿态的TRP测量,其实不需要人为计算,只需要测量功率的仪表具有线性功率平均的功能即可直接读出TRP的结果。完成链路校准之后,将被测设备放在混响室工作区域内的一维转台上,来回转上几圈,在搅拌器搅拌的同时,就可以完成多次不相关采样(一般上百次,标准规定了不少于150次,实际上只要获得稳定的平均值即可停止采样)的平均值,得到一种模型姿态下的TRP结果。下图是以BLuetest混响室为例的测试场景。校准过程,只需将放置于人体模型上的终端替换成校准天线。

相信我们的读者中,应该有两种测试方法都用过的,那么从测试时间,测试准确性,测试成本来说,哪个更有优势呢?不妨留言来说一说。

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