有很多關于空中（OTA）測試的討論也就是說，在沒有DUT物理連接到測試設備的情況下進行測試。我見過測試供應商展示了他們的設備，他們連接了多元件天線，甚至是完全可操作的消聲測試室，其中包括無線設備的自動OTA測試。設備供應商和運營商現在也推廣OTA測試解決方案，這種情況與大多數測試使用電纜的4G有很大不同。
那么，是什么推動了5G中OTA測試的重點？
首先是一點背景，IMT-2020提出的5G愿景令人驚嘆，該術語由國際電信聯盟無線電通信部門構思，代表國際移動電信系統，其目標日期設定為2020年（標準化）。它為消費者，環境，人類，健康和安全開辟了許多可能性。事實上，每個行業都將發生變革，新的行業將會出現。
三個定義的用例代表了5G規范的基礎：
支持極端數據速率的增強型移動寬帶（eMBB），近乎即時通信的超可靠低延遲通信（URLL）以及用于大規模的大規模機器類型通信（mMTC）物聯網互連。
它將采用新技術來實現5G愿景，5G新無線電（NR）規范在亞6GHz和毫米波（mmWave）頻率中增加了新的工作頻帶，以擴展可用頻譜，5G NR可識別6 GHz以下的近10 GHz新頻譜，以及將逐個國家/地區實施的mmWave頻率。
FR1（頻率范圍1）：400 MHz至6 GHz在頻帶中增加1.5 GHz的新頻譜：3.3 - 4.2 GHz，3.3 - 3.8 GHz，4.4 - 5 GHz
FR2（頻率范圍2）：24.25至52.6 GHz在頻帶中增加了8.25 GHz的新頻譜：26.5 - 29.5 GHz，24.25 - 27.5 GHz，37 - 40 GHz。初始目標頻段為28 GHz和39 GHz。
當載波聚合用于組合多個分量載波時，FR2 mm波長高達52.6 GHz的信道帶寬可高達800 MHz，這種額外的頻譜對于實現5G在下行鏈路（DL）中的20 Gbps和上行鏈路（UL）中的10 Gbps的極端數據速率的承諾至關重要。
雖然mmWave頻率可以提供更多帶寬，但它們也會暴露出在6GHz以下頻率下不成問題的信號傳播問題，諸如增加的路徑損耗，延遲擴展和阻塞之類的信號傳播問題使得在移動設備和基站之間建立和維持無線通信鏈路變得更加困難。
在mmWave頻率下，用戶的手放在移動設備上或其身體的方向會顯著降低無線電鏈路性能。信號還會經歷不同類型材料的更多衰減，這會限制室外到室內的覆蓋范圍。非視距（NLOS）場景也可能導致延遲傳播。
5G相控陣
相控陣天線由較小天線元件陣列形成，為了克服這些信號傳播問題，5G無線電系統將利用基站和移動設備上的多個天線來實現空間分集和波束控制技術，以可靠地引導特定方向上的窄波束。
5G相控陣遠場特性
在低于6GHz的頻段，將部署大規模MIMO（多輸入，多輸出）技術，以提高小區容量并實現eMBB用例所設想的吞吐量，大規模MIMO將在相同頻率和時間資源中同時針對多個用戶設備在基站上使用更多數量的天線元件，也稱為多用戶MIMO（MU-MIMO）。由于天線元件數量眾多，大規模MIMO天線設計人員將面臨對天線陣列波束圖案進行可視化，表征和驗證的挑戰。
為什么選擇OTA？
在5G中，將使用多個天線進行大規模MIMO和波束控制，考慮推動OTA測試需求的因素：
增加多元件天線陣列的密度 - 相控陣天線正成為移動通信的首選技術。這些天線可以使用施加到每個天線元件的信號的相對相位和幅度的變化來產生窄波束并且在期望的方向上動態地操縱波束。這也稱為波束控制。
相控陣天線將用于6GHz以下的頻段，以提高容量和mmWave頻段，以克服路徑損耗問題。5G NR（新無線電）版本15在下行鏈路中指定多達八個層或數據流，在上行鏈路中指定多達四個層。雖然這不是對4G LTE-Advanced的改進，但預計5G基站可能會使用數百個天線進行大規模MIMO，并且設備將實現比現在生產的天線更多的天線。
由于配置為窄波束的天線元件的數量，將難以完全表征和驗證波束性能。設計人員需要在2D和3D中測量光束模式，并了解光束寬度，旁瓣電平，零深度和對稱性。這些類型的測試必須使用OTA測試方法。
