CN110418364A - Ota测试系统及校准、测试方法和装置 - Google Patents

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CN110418364A CN201910816001.6A CN201910816001A CN110418364A CN 110418364 A CN110418364 A CN 110418364A CN 201910816001 A CN201910816001 A CN 201910816001A CN 110418364 A CN110418364 A CN 110418364A
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Abstract

本申请涉及一种OTA测试系统及校准、测试方法和装置。其中，OTA测试系统，包括测试仪表以及PC机；测试仪表包括用于连接被测设备的信号发生器，以及用于连接接收天线的信号分析仪；PC机分别与信号发生器、信号分析仪通信连接；还包括：用于安装被测设备的工作台，用于安装接收天线的滑轨，以及分别电连接工作台、滑轨的驱动装置；PC机电连接驱动装置；本申请无需增加多个测试资源、可适用于被测设备的OTA调制状态下性能指标测试，无需增加多次校准系统、可适用于被测设备的多种拉远距离转太小的指标测试；本申请OTA测试系统方案具有代价低、可操作性强、测试内容全面的优势。

Description

OTA测试系统及校准、测试方法和装置
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种OTA测试系统及校准、测试方法和装置。
背景技术
目前，随着通信技术的发展，如3G(3rd-Generation)、4G(the 4th Generationmobile communication technology)以及5G(5th-Generation)等，通讯技术越来越引起人们的注意，基于各协议下设备产品正在开发与完善中，未来通信技术将应用于生活中的方方面面，如3D(3Dimensions)视频、超高清屏幕，位置推送增强现实，工业自动化，自动驾驶等，在当前通信时代，由高带宽，高可靠性低时延通信衍生开来的各类信息服务将大放光彩，这将进一步凸显毫米波设备验证技术的重要性。
传统无线通信网络OTA(Over the Air，空口传输)测试，可用于暗室或无反射场地的天线有源及无源指标测试，空口传输可以测试到特定距离下的增益、解调性能指标；但在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统技术要么需要增加多个测试点导致成本增加，或者同时需要多次校准进而导致效率下降，要么需要复杂的算法补偿导致系统复杂度增加，总之，传统技术所提出的基站OTA性能的验证方案，在成本、复杂度、适用性方面存在很大不足。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种低代价且适用性强的OTA测试系统及校准、测试方法和装置。
为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种OTA测试系统，包括测试仪表以及PC机；测试仪表包括用于连接被测设备的信号发生器，以及用于连接接收天线的信号分析仪；PC机分别与信号发生器、信号分析仪通信连接；还包括：
用于安装被测设备的工作台，用于安装接收天线的滑轨，以及分别电连接工作台、滑轨的驱动装置；PC机电连接驱动装置；
在完成校准环境的搭建时，PC机指示信号发生器输出信号，并依据最小远场距离和输出信号的频率，确认各校准距离；PC机指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线依次移动至各校准距离；PC机获取输出信号的功率值，以及信号分析仪测量的、接收天线于各校准距离处接收信号的功率值，并处理各功率值得到各路径损耗；其中，被测设备于校准环境中为标准增益天线；
在完成测试环境的搭建时，PC机指示被测设备输出测试信号，并获取信号分析仪测量的、接收天线接收测试信号当前的频谱特性指标；PC机指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线围绕被测设备所在中心轴转动，或指示驱动装置驱动工作台动作、带动被测设备转动；PC机获取信号分析仪测量的、接收天线于滑轨或工作台动作过程中接收测试信号实时的频谱特性指标，并处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果。
在其中一个实施例中，被测设备于测试环境中为5G设备；
信号发生器为信号源；信号分析仪为频谱分析仪、功率计或路测仪；接收天线为喇叭天线；
信号源通过射频同轴线连接被测设备；
频谱分析仪、功率计或路测仪通过射频同轴线连接喇叭天线。
在其中一个实施例中，PC机通过网卡、USB或GPIB连接信号发生器；PC机通过网卡、USB或GPIB连接信号分析仪；PC机通过USB向驱动装置下发驱动命令；
驱动装置根据驱动命令、通过电信号控制滑轨的滑动方向和滑动速度，或根据驱动命令、通过电信号控制工作台的转动角度和转动速度。
在其中一个实施例中，被测设备于测试环境中为毫米波设备；工作台为转台；
滑轨为直线滑轨；直线滑轨的轴线指向被测设备。
在其中一个实施例中，被测设备于测试环境中为毫米波设备；
滑轨包括多个圆形滑轨；各圆形滑轨的圆心为被测设备的天线面中心。
另一方面，本发明实施例还提供了一种OTA校准方法，包括步骤：
指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据下行校准规则搭建校准环境；下行校准规则包括标准增益天线与接收天线水平且正向对准；
在完成校准环境的搭建时，指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，以使接收天线与标准增益天线间的距离为最小远场距离；
指示信号发生器输出信号，并获取输出信号当前的功率值以及信号分析仪测量的、接收天线接收输出信号当前的功率值；
指示驱动装置驱动滑轨动作，带动接收天线沿远离标准增益天线的方向、依次滑动至各校准距离，并获取各次滑动中、输出信号的功率值以及信号分析仪测量的接收天线接收输出信号的功率值，直至总滑动距离大于输出信号的波长；
处理各功率值得到各路径损耗。
在其中一个实施例中，最小远场距离为根据待校准频段的中心频点和标准增益天线的对角线距离得到；输出信号为包含各待校准频段的连续波信号；校准距离为输出信号的半波长的整数倍。
一种OTA测试方法，包括步骤：
指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据测试规则搭建测试环境；
在完成测试环境的搭建时，指示被测设备输出测试信号，并获取信号分析仪测量的、接收天线接收测试信号当前的频谱特性指标；
指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线围绕被测设备所在中心轴转动，或指示驱动装置驱动工作台动作、带动被测设备转动；
获取信号分析仪测量的、接收天线于滑轨或工作台动作过程中接收测试信号实时的频谱特性指标，并处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果。
在其中一个实施例中，测试信号为可控制波束方向的调制信号；波束方向包括垂直天线面的法向方向；频谱特性指标包括功率值；
接收天线围绕被测设备所在中心轴转动的角度或被测设备转动的角度为360度；信号分析仪的测量频率为间隔预设角度测量一次接收天线接收测试信号的功率值；预设角度为小于或等于2.5度；
处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果的步骤包括：
根据功率值，换算各路径损耗，得到功率平面辐射图。
一种OTA校准装置，包括：
校准环境搭建模块，用于指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据下行校准规则搭建校准环境；下行校准规则包括标准增益天线与接收天线水平且正向对准；
指令驱动模块，用于在完成校准环境的搭建时，指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，以使接收天线与标准增益天线间的距离为最小远场距离；
信号指示模块，用于指示信号发生器输出信号，并获取输出信号当前的功率值以及信号分析仪测量的、接收天线接收输出信号当前的功率值；
校准模块，用于指示驱动装置驱动滑轨动作，带动接收天线沿远离标准增益天线的方向、依次滑动至各校准距离，并获取各次滑动中、输出信号的功率值以及信号分析仪测量的接收天线接收输出信号的功率值，直至总滑动距离大于输出信号的波长；
路损模块，用于处理各功率值得到各路径损耗。
一种OTA测试装置，包括：
测试环境搭建模块，用于指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据测试规则搭建测试环境；
信号输出模块，用于在完成测试环境的搭建时，指示被测设备输出测试信号，并获取信号分析仪测量的、接收天线接收测试信号当前的频谱特性指标；
动作指示模块，用于指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线围绕被测设备所在中心轴转动，或指示驱动装置驱动工作台动作、带动被测设备转动；
测试模块，用于获取信号分析仪测量的、接收天线于滑轨或工作台动作过程中接收测试信号的实时的频谱特性指标，并处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
本申请能够校准在滑轨各点上的路损表，以备切换测试拉远距离时调用；依据最小远场距离和所述输出信号的频率，确认各校准距离，更换频点测试时可精确控制测试拉远距离以实现测试，进而得到基站OTA多种拉远距离，多个测试频点情况下的，解调及增益结果；进一步的，本申请能够精确的测量在对应毫米波频段半波长整数倍的拉远距离上的增益解调平面图。本申请无需增加多个测试资源、可适用于被测设备的OTA调制状态下性能指标测试，无需增加多次校准系统、可适用于被测设备的多种拉远距离转太小的指标测试；本申请OTA测试系统方案具有代价低、可操作性强、测试内容全面的优势。
附图说明
通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。
图1为一个实施例中OTA测试系统的结构示意图；
图2为一个实施例中OTA测试系统的校准与测试流程示意图；
图3为一个实施例中OTA测试系统中的圆形滑轨示意图；
图4为一个实施例中OTA校准方法的流程示意图；
图5为一个实施例中OTA测试系统的具体应用示意图；
图6为一个实施例中OTA校准工作流程示意图；
图7为一个实施例中OTA测试方法的流程示意图；
图8为一个实施例中OTA测试工作流程示意图；
图9为一个实施例中OTA校准装置的结构框图；
图10为一个实施例中OTA测试装置的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“动作”、“带动”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
传统无线通信网络OTA测试中，较为普遍的OTA测试系统一般由转台(可选多轴转台)+喇叭天线(可选多个)+测试仪表(可选网络分析仪、频谱仪，信号源，频率计，功率计)+变频模块(可选)组成，可用于暗室或无反射场地的天线有源及无源指标测试，空口传输可以测试到特定距离下的增益、解调性能指标，然而，对于无线OTA测试有源及无源测试时，传统测试方案，固定一个传输路径，使转台进行旋转，测试一维平面OTA指标。
传统技术无法改变拉远距离，测试无线指标在调试信号时，随着频率改变，会在传输路径上有特定的波峰波谷，进而导致传统测量系统只能覆盖到特定频段和特定距离，无法得到基站在测试中的不同频率及拉远距离的测试结果。
而本申请针对无法测试调制信号不同频率和不同拉远距离的问题，提出了一种低代价且适用性强的OTA测试系统及相应的校准方法、测试方法，实现在一个测试环境下测量多种路损模式下的OTA性能指标，且本申请可适应于各种毫米波及以上频率电磁波设备的OTA指标测量。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种OTA测试系统，以该系统应用于基站测试为例进行说明，包括：
包括测试仪表以及PC(personal computer)机；测试仪表包括用于连接被测设备的信号发生器，以及用于连接接收天线的信号分析仪；PC机分别与信号发生器、信号分析仪通信连接；还包括：
用于安装被测设备的工作台，用于安装接收天线的滑轨，以及分别电连接工作台、滑轨的驱动装置；PC机电连接驱动装置；
在完成校准环境的搭建时，PC机指示信号发生器输出信号，并依据最小远场距离和输出信号的频率，确认各校准距离；PC机指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线依次移动至各校准距离；PC机获取输出信号的功率值，以及信号分析仪测量的、接收天线于各校准距离处接收信号的功率值，并处理各功率值得到各路径损耗；其中，被测设备于校准环境中为标准增益天线；
在完成测试环境的搭建时，PC机指示被测设备输出测试信号，并获取信号分析仪测量的、接收天线接收测试信号当前的频谱特性指标；PC机指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线围绕被测设备所在中心轴转动，或指示驱动装置驱动工作台动作、带动被测设备转动；PC机获取信号分析仪测量的、接收天线于滑轨或工作台动作过程中接收测试信号的实时的频谱特性指标，并处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果。
具体而言，图1中，SG表示signal generator，也即信号发生器/信号源；SA表示signal analysis，也即信号分析仪/频谱仪。
进一步的，本申请包括用于固定接收天线的高精度电机滑轨(也即滑轨)，电机驱动器，驱动控制板(也即驱动装置)；进而使得本申请能够在每个拉远距离上都进行校准，并保存校准数据以备调用。
在一个具体的实施例中，被测设备于测试环境中为5G设备；
信号发生器为信号源；信号分析仪为频谱分析仪、功率计或路测仪；接收天线为喇叭天线；
信号源通过射频同轴线连接被测设备；
频谱分析仪、功率计或路测仪通过射频同轴线连接喇叭天线。
在一个具体实施例中，PC机通过网卡、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)或GPIB(General-Purpose Interface Bus，通用接口总线)连接信号发生器；PC机通过网卡、USB或GPIB连接信号分析仪；PC机通过USB向驱动装置下发驱动命令；
驱动装置根据驱动命令、通过电信号控制滑轨的滑动方向和滑动速度，或根据驱动命令、通过电信号控制工作台的转动角度和转动速度。
在一个具体实施例中，被测设备于测试环境中为毫米波设备；工作台为转台；
滑轨为直线滑轨；直线滑轨的轴线指向被测设备。
具体而言，本申请可以通过控制精准控制喇叭天线到被测设备为整数倍于被测频率半波长的距离R(其中，D为5G设备天线最大对角线尺寸，圆形天线取值为直径，矩形，方形天线取值对角线；λ为信号波长)，测试增益点的平面图。
同时，本申请由测试结果得到相控阵天线，或其他阵列天线的有源增益数据分析，得到当前相控波束控制准确度，天线法相增益性能；进一步的，本申请增加了拉远喇叭天线与被测设备距离的功能，通过测试多个距离下的增益结果，得到在不同距离下的增益平面图。其中，本申请中的频谱特性指标(例如，实时的频谱特征指标，当前的频谱特性指标等)，具体可以包括：功率，ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio，相邻频道泄漏比)、EVM、SEM(Spectrum Emission Mask，频谱发射模板)以及解调信息，即在调整信号解调需要测量得到指标。
如图2所示，基站为例，测试步骤可以如下：(终端测试步骤基本相同)
1.完成图1的系统安装，并控制系统中各处对准；
对准内容包括：
a.系统水平校准，滑竿，喇叭天线，被测设备与水平线对齐；
b.控制喇叭天线朝向，使其喇叭口中心轴线与被测设备中心在一条直线上；
2.校准各远场距离的整数毫米波点的路损，保存路损表以备调用；
3.选择一个频点，并把测试拉远距离控制为整数倍的半波长；
4.测试设备工作频段中的点频连续波，得到多个拉远距离下的平面增益图；
5.测试设备工作频段的调试信号，得到多个整数倍半波长路损距离下的平面功率图；
6.绘制不同拉远距离下转动的增益平面图，接收功率图，解调EVM(Error VectorMagnitude，误差向量幅度)指标图(横轴为转动角度，竖轴为测试指标)；
7.输出测试结果。
需要说明的是，应用本申请OTA测试系统的具体校准及测试流程，可以参阅后文中OTA校准方法以及OTA测试方法的描述。此处工作流程为示意性的说明。
下面结合一个具体的示例进行说明：
以频率f为例，波长(c为电磁波传播速度，此处使用3*109m/s来计算)
第一条件，测试距离(也即校准距离)大于或等于远场距离(D为天线最大对角线尺寸，圆形天线取值为直径，矩形，方形天线取值对角线)；
第二条件，测试距离应为半波长的整数倍，R＝nλ/2；
以频率27GHz为例，天线面最大距离10cm，R>1.8m且R＝n/180m(n为正整数，可知测试点间隔为1/180＝5.555mm)。
可知，n/180m>1.8m，n>324。测试按照n＝325,326,327..可测试得到远场测试数据。距离越小传播损耗越小，可测试动态范围越大。其中，本申请中的路损，也即路径损耗，可以指电磁波在空间传播损耗。
进一步的，控制喇叭天线移动的具体示例如下：
预设测试需求：测试调制射频信号毫米波频点(24.3GHz,26GHz,27GHz)，天线对角线D＝0.1m，信号带宽100Mhz为例(仅做示例不带入计算)，测试远场环境下的POWER。
测试步骤：
直接使用公式分别得到R需要大于(1.62m,1.73m,1.8m)
计算得到最小n值分别为(262，300，324)，取值R＝nλ/2，进行测试路损校准；
并测试得到最小可测试远场距离下的毫米波射频功率，通过控制被测件水平旋转360度，得到功率的二维图(功率纵坐标，角度横坐标)，即二维平面辐射方向图。
需要说明的是，本申请中的校准距离，也即可由上述示例所示计算出的n相宜得到的距离。
在一个具体的实施例中，被测设备于测试环境中为毫米波设备；且如图3所示，滑轨可以包括多个圆形滑轨；各圆形滑轨的圆心为被测设备的天线面中心。其中，图3中各圆形滑轨圆心处的黑色方块指的是被测设备，被测设备一旁的椭圆形表示虚拟的平面辐射图，喇叭形状的黑色物块指的是接收天线(也即喇叭天线)，箭头用于指示接收天线的可移动方向。
具体而言，本申请中圆周方案的工作流程中，可首先确定测试系统需求内容：可测试天线面对角距离Dmin-Dmax，可测试频段为fmin-fmax；进而得到最小远场距离为
计算中可参考如下表格，即表1；表1可以来源于3GPP 38.810-g20 5.2.1.2章节关于远场距离暗室绝对路损表；
表1
其中，传统常规方案为控制被测设备旋转，来测试设备在无线覆盖下的多角度处的覆盖强度；
而本申请提供了圆周滑轨，进而更加贴近真实场景来测试验证、毫米波无线设备的覆盖能力。具体的，增加多个圆轨道，使其可以向圆心以高精度移动，同时，在喇叭天线向圆心的同时可以按照圆周进行运动，其余部分环境连接与本申请前述直线滑轨方案一致。
上述OTA测试系统，能够校准在滑轨各点上的路损表，以备切换测试拉远距离时调用；依据最小远场距离和所述输出信号的频率，确认各校准距离，更换频点测试时可精确控制测试拉远距离以实现测试，进而得到基站OTA多种拉远距离，多个测试频点情况下的，解调及增益结果；进一步的，本申请能够精确的测量在对应毫米波频段半波长整数倍的拉远距离上的增益解调平面图。本申请无需增加多个测试资源、可适用于被测设备的OTA调制状态下性能指标测试，无需增加多次校准系统、可适用于被测设备的多种拉远距离转太小的指标测试；本申请OTA测试系统方案具有代价低、可操作性强、测试内容全面的优势。
本领域技术人员可以理解，图1、图3、图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的产品设备的限定，具体的产品设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种OTA校准方法，以该方法应用于图1或图5中的PC机为例进行说明，包括步骤：
步骤S410，指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据下行校准规则搭建校准环境；下行校准规则包括标准增益天线与接收天线水平且正向对准；
步骤S420，在完成校准环境的搭建时，指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，以使接收天线与标准增益天线间的距离为最小远场距离；
步骤S430，指示信号发生器输出信号，并获取输出信号当前的功率值以及信号分析仪测量的、接收天线接收输出信号当前的功率值；
步骤S440，指示驱动装置驱动滑轨动作，带动接收天线沿远离标准增益天线的方向、依次滑动至各校准距离，并获取各次滑动中、输出信号的功率值以及信号分析仪测量的接收天线接收输出信号的功率值，直至总滑动距离大于输出信号的波长；
步骤S450，处理各功率值得到各路径损耗。
在一个具体的实施例中，最小远场距离为根据待校准频段的中心频点和标准增益天线的对角线距离得到；输出信号为包含各待校准频段的连续波信号；校准距离为输出信号的半波长的整数倍。
具体而言，应用于如图5所示的OTA测试系统(图5中的5G设备也可以为毫米波设备)，本申请具体的校准流程可以如下：
测试射频同轴线的上行差损，通过信号源输出信号，读取频谱仪接收信号，计算得到A-B间的路损LAB，求得所需毫米波传输路径上的损耗LAC＝LAB-LCB。其中，C表示5G设备天线辐射面。
1.按照下行校准框图搭建校准环境；
2.控制转台将标准增益天线正对接收喇叭天线，并确认标准增益天线方向为最大功率方向；
3.控制接收喇叭天线(两种极化)，测试极化角度θ，φ时的路损；
4.控制信号源输出信号，使信号源输出24.25GHz-27.5GHz频率，功率Psg-freq不小于10dBm的信号(此外，也可通过变频模块到达24.25GHz-27.5GHz频率，共3.25GHz带宽)；
a.校准带宽100M的路损，间隔100M测试一个频点，共33个测试点；
b.校准带宽400M的路损，间隔100M测试一个频点，共9个测试点；
c.校准带宽800M的路损，间隔100M测试一个频点，共5个测试点；
d.校准点频信号的路损，间隔10M测试一个频点，共325个测试点；
5.控制频谱仪/功率计/路测仪，设定参数，读取功率值Psa-freq；
6.重复4-5步骤，测试所有频点的路损表。
在一个具体示例中，结合前述的工作流程，本申请的校准流程可以如图6所示。本申请能够校准在滑轨各点上的路损表，以备切换测试拉远距离时调用；更换频点测试时需要精确保持测试拉远距离R(R≥2D2/λ)为测试频率半波长的整数倍；进而实现测试得到基站OTA多种拉远距离，多个测试频点情况下的，解调及增益结果。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种OTA测试方法，以该方法应用于图1或图5中的PC机为例进行说明，包括步骤：
步骤S710，指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据测试规则搭建测试环境；
步骤S720，在完成测试环境的搭建时，指示被测设备输出测试信号，并获取信号分析仪测量的、接收天线接收测试信号当前的频谱特性指标；
步骤S730，指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线围绕被测设备所在中心轴转动，或指示驱动装置驱动工作台动作、带动被测设备转动；
步骤S740，获取信号分析仪测量的、接收天线于滑轨或工作台动作过程中接收测试信号的实时的频谱特性指标，并处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果。
在一个具体的实施例中，测试信号为可控制波束方向的调制信号；波束方向包括垂直天线面的法向方向；频谱特性指标包括功率值；
接收天线围绕被测设备所在中心轴转动的角度或被测设备转动的角度为360度；信号分析仪的测量频率为间隔预设角度测量一次接收天线接收测试信号的功率值；预设角度为小于或等于2.5度；
处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果的步骤包括：
根据功率值，换算各路径损耗，得到功率平面辐射图。
具体而言，按照3GPP协议，间隔的预设角度至少需要2.5度一个点，可视需求而定测量精度。而本申请中的频谱特性指标，具体可以包括：功率，ACLR、EVM、SEM以及解调信息，即在调整信号解调需要测量得到指标。
应用于如图5所示的OTA测试系统(图5中的5G设备也可以为毫米波设备)，本申请具体的测试流程可以如图8所示。
以上，本申请能够精确的测量在对应毫米波频段半波长整数倍的拉远距离上的增益解调平面图；更换频点测试时需要精确保持测试拉远距离为测试频率半波长的整数倍；实现测试得到基站OTA多种拉远距离，多个测试频点情况下的，解调及增益结果。
为了得到更多维度的测试结果，必须得到多频率，多拉远距离的OTA指标测试结果，在测试系统增加多频率，多拉远距离的测量值，而本申请的测试方法能够实现上述要点；具体的，通过精准控制喇叭天线到被测设备为整数倍于被测频率半波长的距离，测试增益点的平面图；由测试结果得到相控阵天线，或其他阵列天线的有源增益数据分析，得到当前相控波束控制准确度，天线法相增益性能。并增加拉远喇叭天线与被测设备距离的功能，通过测试多个距离下的增益结果，得到在不同距离下的增益平面图。
本申请无需增加多个测试资源、可适用于5G设备的OTA调制状态下性能指标测试；无需增加多次校准系统、可适用于5G设备的多种拉远距离转太小的指标测试；本申请的毫米波OTA测试系统及其校准、测试方法具有代价低、可操作性强、测试内容全面的优势。
应该理解的是，虽然图2、图4、图6-图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2、图4、图6-图8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种OTA校准装置，包括：
校准环境搭建模块910，用于指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据下行校准规则搭建校准环境；下行校准规则包括标准增益天线与接收天线水平且正向对准；
指令驱动模块920，用于在完成校准环境的搭建时，指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，以使接收天线与标准增益天线间的距离为最小远场距离；
信号指示模块930，用于指示信号发生器输出信号，并获取输出信号当前的功率值以及信号分析仪测量的、接收天线接收输出信号当前的功率值；
校准模块940，用于指示驱动装置驱动滑轨动作，带动接收天线沿远离标准增益天线的方向、依次滑动至各校准距离，并获取各次滑动中、输出信号的功率值以及信号分析仪测量的接收天线接收输出信号的功率值，直至总滑动距离大于输出信号的波长；
路损模块950，用于处理各功率值得到各路径损耗。
关于OTA校准装置的具体限定可以参见上文中对于OTA校准方法的限定，在此不再赘述。上述OTA校准装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种OTA测试装置，包括：
测试环境搭建模块110，用于指示驱动装置驱动工作台和/或滑轨动作，依据测试规则搭建测试环境；
信号输出模块120，用于在完成测试环境的搭建时，指示被测设备输出测试信号，并获取信号分析仪测量的、接收天线接收测试信号当前的频谱特性指标；
动作指示模块130，用于指示驱动装置驱动滑轨动作、带动接收天线围绕被测设备所在中心轴转动，或指示驱动装置驱动工作台动作、带动被测设备转动；
测试模块140，用于获取信号分析仪测量的、接收天线于滑轨或工作台动作过程中接收测试信号的实时的频谱特性指标，并处理各路径损耗、当前的频谱特性指标和实时的频谱特性指标，输出测试结果。
关于OTA测试装置的具体限定可以参见上文中对于OTA测试方法的限定，在此不再赘述。上述OTA测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种PC机，该PC机作为一种计算机设备，该计算机设备可以包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储校准距离等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种OTA校准或测试方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种OTA测试系统，其特征在于，包括测试仪表以及PC机；所述测试仪表包括用于连接被测设备的信号发生器，以及用于连接接收天线的信号分析仪；所述PC机分别与所述信号发生器、所述信号分析仪通信连接；还包括：
用于安装所述被测设备的工作台，用于安装所述接收天线的滑轨，以及分别电连接所述工作台、所述滑轨的驱动装置；所述PC机电连接所述驱动装置；
在完成校准环境的搭建时，所述PC机指示所述信号发生器输出信号，并依据最小远场距离和所述输出信号的频率，确认各校准距离；所述PC机指示所述驱动装置驱动所述滑轨动作、带动所述接收天线依次移动至各所述校准距离；所述PC机获取所述输出信号的功率值，以及所述信号分析仪测量的、所述接收天线于各所述校准距离处接收信号的功率值，并处理各功率值得到各路径损耗；其中，所述被测设备于所述校准环境中为标准增益天线；
在完成测试环境的搭建时，所述PC机指示所述被测设备输出测试信号，并获取所述信号分析仪测量的、所述接收天线接收所述测试信号当前的频谱特性指标；所述PC机指示所述驱动装置驱动所述滑轨动作、带动所述接收天线围绕所述被测设备所在中心轴转动，或指示所述驱动装置驱动所述工作台动作、带动所述被测设备转动；所述PC机获取所述信号分析仪测量的、所述接收天线于所述滑轨或所述工作台动作过程中接收所述测试信号实时的频谱特性指标，并处理各所述路径损耗、所述当前的频谱特性指标和所述实时的频谱特性指标，输出测试结果。
2.根据权利要求1所述的OTA测试系统，其特征在于，所述被测设备于所述测试环境中为5G设备；
所述信号发生器为信号源；所述信号分析仪为频谱分析仪、功率计或路测仪；所述接收天线为喇叭天线；
所述信号源通过射频同轴线连接所述被测设备；
所述频谱分析仪、所述功率计或所述路测仪通过射频同轴线连接所述喇叭天线。
3.根据权利要求1所述的OTA测试系统，其特征在于，所述PC机通过网卡、USB或GPIB连接所述信号发生器；所述PC机通过网卡、USB或GPIB连接所述信号分析仪；所述PC机通过USB向所述驱动装置下发驱动命令；
所述驱动装置根据所述驱动命令、通过电信号控制所述滑轨的滑动方向和滑动速度，或根据所述驱动命令、通过电信号控制所述工作台的转动角度和转动速度。
4.根据权利要求1至3任一项所述的OTA测试系统，其特征在于，所述被测设备于所述测试环境中为毫米波设备；所述工作台为转台；
所述滑轨为直线滑轨；所述直线滑轨的轴线指向所述被测设备。
5.根据权利要求1至3任一项所述的OTA测试系统，其特征在于，所述被测设备于所述测试环境中为毫米波设备；
所述滑轨包括多个圆形滑轨；各所述圆形滑轨的圆心为所述被测设备的天线面中心。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的OTA测试系统的OTA校准方法，其特征在于，包括步骤：
指示所述驱动装置驱动所述工作台和/或所述滑轨动作，依据下行校准规则搭建校准环境；所述下行校准规则包括所述标准增益天线与所述接收天线水平且正向对准；
在完成所述校准环境的搭建时，指示所述驱动装置驱动所述工作台和/或所述滑轨动作，以使所述接收天线与所述标准增益天线间的距离为所述最小远场距离；
指示所述信号发生器输出信号，并获取所述输出信号当前的功率值以及所述信号分析仪测量的、所述接收天线接收所述输出信号当前的功率值；
指示所述驱动装置驱动所述滑轨动作，带动所述接收天线沿远离所述标准增益天线的方向、依次滑动至各所述校准距离，并获取各次滑动中、所述输出信号的功率值以及所述信号分析仪测量的所述接收天线接收所述输出信号的功率值，直至总滑动距离大于所述输出信号的波长；
处理各功率值得到各路径损耗。
7.根据权利要求6所述的OTA校准方法，其特征在于，
所述最小远场距离为根据待校准频段的中心频点和所述标准增益天线的对角线距离得到；所述输出信号为包含各所述待校准频段的连续波信号；所述校准距离为所述输出信号的半波长的整数倍。
8.一种基于权利要求1至5任一项所述的OTA测试系统的OTA测试方法，其特征在于，包括步骤：
指示所述驱动装置驱动所述工作台和/或所述滑轨动作，依据测试规则搭建测试环境；
在完成所述测试环境的搭建时，指示所述被测设备输出测试信号，并获取所述信号分析仪测量的、所述接收天线接收所述测试信号的当前的频谱特性指标；
指示所述驱动装置驱动所述滑轨动作、带动所述接收天线围绕所述被测设备所在中心轴转动，或指示所述驱动装置驱动所述工作台动作、带动所述被测设备转动；
获取所述信号分析仪测量的、所述接收天线于所述滑轨或所述工作台动作过程中接收所述测试信号的实时的频谱特性指标，并处理各所述路径损耗、所述当前的频谱特性指标和所述实时的频谱特性指标，输出测试结果。
9.根据权利要求8所述的OTA测试方法，其特征在于，所述测试信号为可控制波束方向的调制信号；所述波束方向包括垂直天线面的法向方向；频谱特性指标包括功率值；
所述接收天线围绕所述被测设备所在中心轴转动的角度或所述被测设备转动的角度为360度；所述信号分析仪的测量频率为间隔预设角度测量一次所述接收天线接收所述测试信号的功率值；所述预设角度为小于或等于2.5度；
处理各所述路径损耗、所述当前的频谱特性指标和所述实时的频谱特性指标，输出测试结果的步骤包括：
根据所述功率值，换算各所述路径损耗，得到功率平面辐射图。
10.一种OTA校准装置，其特征在于，包括：
校准环境搭建模块，用于指示所述驱动装置驱动所述工作台和/或所述滑轨动作，依据下行校准规则搭建校准环境；所述下行校准规则包括所述标准增益天线与所述接收天线水平且正向对准；
指令驱动模块，用于在完成所述校准环境的搭建时，指示所述驱动装置驱动所述工作台和/或所述滑轨动作，以使所述接收天线与所述标准增益天线间的距离为所述最小远场距离；
信号指示模块，用于指示所述信号发生器输出信号，并获取所述输出信号当前的功率值以及所述信号分析仪测量的、所述接收天线接收所述输出信号当前的功率值；
校准模块，用于指示所述驱动装置驱动所述滑轨动作，带动所述接收天线沿远离所述标准增益天线的方向、依次滑动至各所述校准距离，并获取各次滑动中、所述输出信号的功率值以及所述信号分析仪测量的所述接收天线接收所述输出信号的功率值，直至总滑动距离大于所述输出信号的波长；
路损模块，用于处理各功率值得到各路径损耗。
11.一种OTA测试装置，其特征在于，包括：
测试环境搭建模块，用于指示所述驱动装置驱动所述工作台和/或所述滑轨动作，依据测试规则搭建测试环境；
信号输出模块，用于在完成所述测试环境的搭建时，指示所述被测设备输出测试信号，并获取所述信号分析仪测量的、所述接收天线接收所述测试信号的当前的频谱特性指标；
动作指示模块，用于指示所述驱动装置驱动所述滑轨动作、带动所述接收天线围绕所述被测设备所在中心轴转动，或指示所述驱动装置驱动所述工作台动作、带动所述被测设备转动；
测试模块，用于获取所述信号分析仪测量的、所述接收天线于所述滑轨或所述工作台动作过程中接收所述测试信号的实时的频谱特性指标，并处理各所述路径损耗、所述当前的频谱特性指标和所述实时的频谱特性指标，输出测试结果。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至9中任一项所述的方法的步骤。
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