OTA 性能测试,全称为 “Over-The-Air Performance Testing”,是针对无线通信设备开展的一种整机辐射性能测试方法。其核心目标在于全面、精准地评估设备在无线通信网络里的发射和接收性能,确保设备能契合实际使用环境下的严苛要求,为用户提供稳定、流畅的通信服务。
在无线通信设备的工作过程中,信号需经由天线辐射至空中,并在空中传播后被接收端捕获。在此复杂流程里,诸多因素如设备内部电路设计、天线性能、产品结构、周围电磁环境以及人体使用习惯等,都会对信号的发射与接收质量产生显著影响。OTA 性能测试的独特之处,就在于它能将这些因素综合纳入考量范畴,通过模拟真实使用场景,对设备的无线通信性能展开全面、系统的评估,为设备的性能优化与质量提升提供关键依据。
OTA 性能测试的方法分类
(一)无源测试
无源测试聚焦于手机天线等无线通信设备天线的辐射参数评估,如天线增益、效率、方向图等。它借助专业测试设备,在特定环境下对天线单独进行测试,以此衡量天线将输入电信号转化为辐射电磁波的能力,以及电磁波在空间各个方向的辐射分布特性。
尽管无源测试能为天线性能提供关键数据,助力天线设计优化,但它存在明显局限性。由于测试时天线脱离了整机环境,无法反映出天线与设备其他部件协同工作时的实际性能,更难以体现设备在真实无线通信场景中的整体表现。例如,当设备内部存在其他电子元件产生的电磁干扰,或者设备外壳材质对信号有屏蔽、散射作用时,无源测试便无法有效揭示这些因素对天线性能的影响。
(二)有源测试
有源测试则是在模拟真实无线通信环境的微波暗室中,对整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度进行测试。微波暗室通过特殊设计,能够最大程度减少外界电磁干扰,并模拟各种复杂的传播路径与信号衰落情况,使测试环境高度贴近实际使用场景。
在有源测试过程中,设备处于正常工作状态,模拟基站信号与设备进行通信交互。测试系统会精确测量设备在不同方向上发射的总辐射功率(TRP,Total Radiated Power),以评估设备向外辐射信号的强度;同时,测量设备在各个方向上能够接收到的最小信号强度,即总全向灵敏度(TIS,Total Isotropic Sensitivity),以此衡量设备接收微弱信号的能力。有源测试能够直接、真实地反映整机在无线通信环境中的实际性能,为评估设备的通信质量与可靠性提供了关键数据支撑。
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OTA 性能测试的关键指标
(一)发射参数
1、总辐射功率(TRP):TRP 指的是设备在各个方向上发射功率的总和,它直观反映了设备发射信号的强度。在无线通信中,足够强的发射功率是确保信号能够远距离传输且保持良好质量的基础。若设备的 TRP 值过低,信号在传播过程中容易受到衰减,导致接收端无法准确接收信息,出现通话中断、数据传输卡顿等问题。例如,在偏远地区或信号遮挡严重的环境中,高 TRP 值的设备能更有效地将信号传输至基站,维持稳定通信。
2、窄带功率比每路径(NHPRP,Narrowband Power Ratio Per Path):该指标用于评估设备在特定窄带通信路径上的功率分配情况。在多径传播的无线通信环境中,信号会通过不同路径到达接收端,NHPRP 能够帮助工程师了解设备在各条传播路径上的功率分布是否合理。合理的功率分配有助于提升信号的抗干扰能力与传输效率,避免因某条路径上功率过高或过低而影响整体通信质量。
(二)接收参数
1、总全向灵敏度(TIS):TIS 衡量的是设备在各个方向上能够接收到并正确解调的最小信号强度。高 TIS 值意味着设备对微弱信号具有更强的捕捉和解调能力,即使在信号较弱的区域,也能保持良好的通信连接。比如在室内深处或地下停车场等信号覆盖较差的场所,TIS 性能出色的设备仍有可能接收到足够强度的信号,保证用户正常使用通信功能。
2、窄带全向灵敏度每路径(NHPIS,Narrowband Isotropic Sensitivity Per Path):与 NHPRP 相对应,NHPIS 关注设备在窄带通信路径上对微弱信号的接收能力。在复杂的无线通信环境中,不同路径上的信号强度和干扰情况各异,NHPIS 指标能够帮助评估设备在每条路径上的接收性能,为优化设备在多径环境下的接收效果提供依据。
(三)辐射效率
辐射效率用于衡量天线将输入的电信号转换为辐射电磁波能量的效率。高辐射效率意味着设备在传输信号时,能够更有效地将电能转化为电磁辐射能,减少能量损耗。这不仅有助于提升设备的发射性能,还能降低设备功耗,延长电池续航时间。例如,在移动设备中,辐射效率高的天线可以在相同电量下,实现更远距离的信号传输或更长时间的通信连接。
(四)信号质量
信号质量通常以信噪比(SNR,Signal to Noise Ratio)来表示,它反映了信号强度与噪声强度的比值。在无线通信中,噪声会干扰信号的传输与接收,导致信号失真、误码率增加。高 SNR 值表明信号相对噪声更强,通信质量更优,设备能够更准确地接收和解析信号,保证数据传输的准确性与稳定性。例如,在高清视频流传输、在线游戏等高数据量、实时性要求高的应用场景中,良好的 SNR 是保障流畅体验的关键。
(五)WIFI-OTA 测试的特定指标
对于 WIFI-OTA 测试,除上述通用指标外,还需重点关注以下指标:
1、信号强度(RSSI,Received Signal Strength Indicator):RSSI 用于衡量设备接收到的 WIFI 信号强度。在家庭、办公等无线网络环境中,信号强度直接影响设备与无线路由器之间的连接稳定性和数据传输速率。较高的 RSSI 值意味着设备能够接收到更强的 WIFI 信号,可实现更快的数据传输和更稳定的网络连接。
2、数据传输速率:该指标反映了设备在 WIFI 网络中传输数据的速度,是衡量 WIFI 性能的关键指标之一。随着高清视频、大文件传输等应用的普及,对 WIFI 数据传输速率的要求越来越高。OTA 测试能够评估设备在不同环境和条件下的实际数据传输速率,帮助用户了解设备的网络性能表现。
3、网络覆盖范围:网络覆盖范围指的是 WIFI 信号能够有效覆盖的空间区域。在大型场所或多层建筑中,网络覆盖范围的大小直接关系到用户能否在各个角落都能享受到稳定的 WIFI 服务。通过 OTA 测试,可以准确评估设备的 WIFI 网络覆盖能力,为优化网络布局和选择合适的无线设备提供参考。返回搜狐,查看更多