在CTIA OTA標準已進入版本6一文中,我們提到發射功率的測試指標,增加了以MOP開頭的EIRP/TRP/SC項。今天來具體看一下它們的含義。
Maximum Output Power – EIRP(MOP-EIRP); Maximum Output Power – TRP(MOP-TRP); Maximum Output Power – Spherical Coverage(MOP-Spherical Coverage);
01
為什么有MOP
首先這個MOP是特殊出現在SISO毫米波的標準中。在所有OTA測試中,5G毫米波終端的測試是最特別也是最復雜的。為什么會有MOP-TRP/EIRP呢?MOP的意思其實非常簡單,就是Maximum Output Power:最大輸出功率的簡寫。關鍵是為什么要在TRP和EIRP前面加上這樣的一個前綴,而且只有毫米波終端標準才有。
我們就以高通的某款5G毫米波終端參考樣機作為例子。紅色虛線圈兒里面的黃色封裝天線,總共有四處都是用于5G毫米波的天線陣列,從圖中我們可以看到每一處都是由4×2陣子組成的天線陣列。
這種封裝天線叫做AiP(Antenna in Package),它已經成為5G毫米波頻段天線的主流,AiP是通過半導體封裝技術將天線與芯片集成在一起的技術。包括我們之前學習過的汽車毫米波雷達的天線,也多是用的這種AiP。
對于5G毫米波終端而言,特殊之處并不在于AiP,而是在一個終端電路板上,會存在多個獨立的AiP。我們再來對比看一下5G毫米波基站的AiP的一個例子
雖然5G毫米波基站的陣列數量和面積要比終端龐大得多,它往往會占據基站(一般是個長方體盒子)主平面的2/3上下,有時會分為2個部分做不同的極化,但它始終是作為一個整體來工作,實現統一的賦形。
而5G毫米波終端則不同,它的N個陣列,是分開獨自工作的,并且一般是非同時。手機與基站有很大不同,基站固定不動,并且只負責某一塊區域或者方向的覆蓋。終端雖小,卻要面面俱到,甚至要考慮比基站更多復雜的問題,比如為了實現理想的全向覆蓋,為了解決手部或其他外部遮擋等問題(遮擋對于毫米波信號而言會帶來非常大的衰減),更好地在移動的狀態下接收來自四面八方的基站信號和更有效地發射,5G毫米波終端采取將天線放置于手機的不同部位,在其中某處天線被遮擋或者信號較差的情況下,就啟動另外的天線來工作,進而保證信號的質量和通信的暢通。
所以就出現了多個AiP,多種方向圖(pattern),并且可以自適應的去選擇當前最適合的或者功率最好的一個去使用,如上圖所示。那么MOP就是在這些AiP的所有pattern中選擇一個最大EIRP功率對應的pattern。具體怎么選呢?
02
MOP如何選擇
MOP的選擇是在對整個終端輻射球面遍歷搜索的過程中確定的。在《CTIA-01.22-Test-Methodology-SISO-Millimeter-Wave-V6.0.0》標準的3.1章節定義了峰值beam ID的搜索過程。找到了峰值EIRP的beam,鎖定了此beam的ID,就等于找到了MOP所對應的pattern,然后一切的發射機測試,包括最大功率,調制質量,雜散等等都是在此MOP對應的的pattern基礎上進行的。
類似的,在3GPP的38.521-2中也同樣定義了這一過程,就是我們經常說的K1.1,指的是附錄K.1.1:
K.1.1 TX beam peak direction search
大概總結一下這個過程,也許你會發現這個過程是有瑕疵的,但種種原因,迄今為止它是國際范圍內已被廣泛認可并實施的一個過程。
在方向性暗室中(緊縮場、遠場等)將終端固定在可以三維旋轉的轉臺上;
使終端與綜測儀進行信令連接,按照所需要的參數配置,并設置合適的轉臺水平與極化的角度步進開始掃描;
每轉到一個角度位置,綜測儀會進行一次鎖定beam的動作,并使用綜測儀測量當前的EIRP功率和記錄當前角度位置;
然后解鎖beam,旋轉至下一個角度位置,此時終端會再次隨機選擇一個當前位置它認為最合適的beam進行發射,綜測儀重新鎖定此beam,記錄當前的EIRP功率和角度位置信息;
重復此操作直至所有的角度都遍歷完成,比較所有記錄的EIRP,選擇一個最大的EIRP功率值,并找到對應此最大EIRP的角度位置;
到此就算是搜索完成了,如果終端芯片可以抓log的話,就可以確切地知道此最大EIRP所對應的beam ID號,然后這個beam ID所對應的pattern就作為搜索到的最終的MOP的pattern。
那么peak EIRP要使用這個beam ID對應測得的EIRP的值,TRP也要鎖定這個beam ID去進行掃描,包括雜散等結果也是鎖定這個beam去完成相應的測試。
同時終端發射功率在整個球面覆蓋的CDF(累積分布函數)也可以被統計出來。
一個5G毫米波終端的beam ID可能會有幾十個之多。
審核編輯:劉清
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原文標題:CTIA OTA標準中的MOP-TRP/EIRP/SC
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