隨著移動通信技術的飛速發展，5G憑借著高速率、低時延、高移動性等諸多優勢，逐漸進入社會的各個角落，與每個人緊密相連。而由于5G引入了天線陣列、波束賦形等技術使得終端設備的日益復雜化，終端的研發與認證對于測試環境的要求和以往有很多的不同。本文主要討論Sub-6G下的終端OTA測試方案。
為什么要進行OTA測試
以往的研發階段測試，由于射頻模塊與天線分開，傳導方法可以簡單直接地驗證終端的射頻指標。但是傳導測試無法將天線因素對整機性能的影響考慮在內，甚至無法完整驗證出整機內部不同功能單元的干擾情況。如果需要驗證終端無線空口性能的場景以及驗證人體對手持、可穿戴類設備的影響，往往需要用到OTA測試。
OTA測試是被測設備通過OTA（over the air）即空中接口的方式實現與測試儀表連接，對被測物的天線性能進行測試。通過OTA測試我們可以評估被測物作為一個整體的輻射和接收性能。由于OTA測試相比于射頻傳導測試更接近產品的實際使用場景，可以完整驗證各種因素對整機性能的影響，最終為終端產品的無線性能優化提供依據與方向，所以OTA測試是終端檢測中必不可少的一環。
如下圖所示，OTA測試在終端的研發和認證環節中占比逐漸增多， 5G毫米波階段的測試都會采用OTA方法進行測試。
5G的測試需求日漸增多，OTA測試主要參考的3GPP與CTIA的相關標準在不斷更新。現如今已經有多家運營商將Sub-6G OTA測試納入認證范疇，如北美的AT&T，T-Mobile，歐洲的Vodafone等。隨著認證法規的逐步完善， OTA測試受到通信行業的廣泛關注與重視。
OTA測試場
為了避免空間干擾信號與多徑效應，OTA測試會在微波暗室中進行。依靠微波暗室提供空曠的“自由空間”條件，在暗室內測試可以免受雜波干擾，提高被測設備的測試精度和效率 。
4G時代的OTA暗室主要有兩種：單探頭暗室和多探頭暗室。單探頭暗室中只有一個探頭用于測量被測物的性能指標。多探頭暗室則是有多個探頭對被測物進行測量。相比于單探頭暗室，多探頭暗室測量準確度高、測試時間短，可以支持測量更多的測試場景，在4G時代是主流的測試暗室。
5G引入了更高的頻率，更寬的頻譜范圍，對測試環境有了更高的要求；波束賦形技術與大規模天線陣列等新的技術使得測試的難度大大提升。由于OTA測試主要在輻射場中測量，而輻射場又根據距離分為輻射近場和輻射遠場。按照輻射場劃分，目前5G主要的測試場有三種：
近場暗室：近場的優勢是占地小，測試路徑的損耗較小；劣勢則是由于距離過短，近場的特性導致近場的測量結果往往是不可預測的，會隨著天線周圍環境的微小變化（例如，饋線的電路）和位置變化而變化。[ZW10] 對于有源指標難以推廣到遠場得出遠場的結果，近場環境也難以添加干擾源使得近場難以進行干擾測試。
近場暗室示意圖
遠場暗室：遠場比較接近真實的環境的場的傳播環境，在遠場條件下的測試更易于測量天線相關的指標；但是由于測試距離隨著被測物尺寸的增加而變得很大，遠場環境及場地的成本會非常高昂，同時測量路徑損耗也會很大，對測量的結果會有相當大的影響。
緊縮場暗室：緊縮場是等效的遠場，利用金屬反射面將球面場轉換為平面場，與遠場環境相比極大的減小了對測試場地的要求；劣勢則是對于波束的要求較高，難以創建多用戶的場景，同時對于反射面的工藝要求高，增加了安裝與維護的成本。
OTA測試指標
OTA考量天線的性能，主要有兩個部分：發射端和接收端。
發射端主要測量功率相關的指標。
TRP：總全向輻射功率（Total Radiated Power），通過不同的角度的位置(θ, φ)測量EIRP，得到整個輻射球面的發射功率，再進行面積分得到TRP。TRP反映被測整機的發射功率情況，與手機在傳導情況下的發射功率和天線輻射性能相關。
EIRP：等效全向發射功率（Equivalent Isotropic Radiated Power），即某個方向天線的發射功率，為TRP的基本構成單元。
接收端主要測量靈敏度相關的指標。
TIS：總全向接收靈敏度（Total Isotropic Sensitivity），通過不同的角度的位置(θ, φ)測量 EIS，得到整個輻射球面的接收靈敏度，再進行面積分得到TIS。TIS與被測設備的傳導靈敏度相關，天線的輻射性能以及天線隔離度會影響到TIS的性能。
EIS：等效全向接收靈敏度（Equivalent Isotropic Sensitivity），即某個方向天線的接收靈敏度，為TIS的基本構成單元。
吞吐量測試：測量特定場景下（SISO/MIMO）的數據吞吐量。
靈敏度衰減測試（Desense）：測量不同信號間的無線干擾情況。
Sub-6 GHz OTA測試解決方案
安立公司的MT8000A支持5G NSA與SA兩種組網方式，模擬基站功能，實現射頻、協議、波束測試及波束賦形評估等測試方案。MT8000A與ETS-Lindgren、MVG、BlueTest、GTS等主流廠家廠商合作，提供完備的5G OTA測試解決方案，并且支持在現有的4G OTA系統上進行升級。安立公司的MT8000A已為國內主流終端廠商、天線廠商、認證實驗室等提供成熟的OTA解決方案，并獲得一致好評。
