Beamforming技术测试效果如何？-睿诚科技协会

波束成形是无线通信（如5G/6G、Wi-Fi 6/7、卫星通信、雷达系统）中的核心技术，其性能直接关系到系统的覆盖范围、容量、可靠性和用户体验，对其进行全面、精确的测试至关重要。

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为什么需要测试波束成形？

测试是为了验证、验证和再验证波束成形系统是否按预期工作,具体目标包括：

波束成形测试可以分为几个关键维度,每个维度都有其核心性能指标。

这是最基本也是最核心的测试项。

对于移动终端，基站需要动态调整波束来“跟踪”用户。

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波束成形的好坏要体现在实际的通信质量上。

波束成形的一个重要应用是抑制干扰。

选择合适的测试环境和方法是保证测试结果准确性的前提。

环境类型	描述	优点	缺点	适用场景
暗室	电波暗室、混响室等，隔离外界电磁干扰。	高精度、高重复性，可精确控制信道环境。	成本高，无法模拟真实的多普勒效应和大规模移动性。	研发阶段的硬件验证、天线性能测试、标准化合规性测试。
外场测试	在真实部署的基站或试验网中进行测试。	真实、有效，能反映实际网络中的复杂干扰和多径效应。	可重复性差，环境变量多（天气、行人、车辆），难以定位问题。	网络优化、端到端性能验证、用户体验测试。
信道仿真器	使用仪器（如 Keysight, R&S 的信道仿真器）在实验室模拟真实无线信道。	可重复性高，能精确控制多径、多普勒、延迟扩展等关键参数。	成本极高，主要面向高端研发。	协议栈开发、芯片组验证、极端场景的压力测试。

远场测试：
- 原理：被测天线和探头天线之间的距离 R 满足远场条件 R ≥ 2D²/λ（D 是天线最大尺寸，是波长）,到达被测天线的波前可近似为平面波。
- 方法：将被测设备固定，在远场用一个可移动的探头天线在不同角度上接收信号，从而绘制出方向图，计算出增益、波束宽度等指标,这是测量天线方向性的标准方法。
近场测试：
- 原理：在近场区域（距离小于远场距离）测量天线周围的电磁场分布（幅度和相位）。
- 方法：通过一个高精度探头在天口面附近进行扫描，采集近场数据，然后通过数学变换（如傅里叶变换）计算出远场的方向图。
- 优点：可以在不满足远场距离的紧凑空间内完成测试，尤其适合大型天线阵列（如5G Massive MIMO基站）。
- 缺点：设备昂贵,数据处理复杂。
波束扫描与跟踪测试：
- 方法：将一个模拟终端的设备（如路测仪或另一套测试仪表）放置在转台上，使其按照预定轨迹（如圆形、直线）移动，被测基站会自动扫描和切换波束来“跟踪”这个移动终端，在整个过程中，记录吞吐量、RSRP、SINR等指标的变化,评估跟踪性能。

一个完整的波束成形测试流程通常包括以下步骤：

测试准备：
- 明确测试目标：是要验证增益,还是要测试切换性能？
- 选择测试环境：根据预算和目标选择暗室、外场还是信道仿真器。
- 准备仪表：信号源/频谱分析仪、矢量网络分析仪、信道仿真器、路测软件、转台等。
- 配置设备：设置被测设备的波束成形参数（如天线数量、权重算法等）。
校准与基准测试：
- 对测试系统进行校准,确保测量精度。
- 进行无波束成形（如SISO模式）的基准测试,作为性能对比的基准线。
执行测试：
- 根据测试方案，执行远场/近场方向图扫描、波束跟踪测试、吞吐量测试等。
- 自动化采集数据,避免人为误差。
数据分析：
- 对采集到的原始数据进行处理和分析。
- 绘制方向图、吞吐量-距离曲线、SINR-角度曲线等。
- 计算核心性能指标（增益、波束宽度、切换时延、平均吞吐量等）。
生成报告与优化：
- 将分析结果整理成测试报告,与设计指标和行业标准进行比对。
- 如果性能不达标，定位问题（是硬件问题、算法问题还是参数配置问题？）,并进行迭代优化。

是德科技：提供业界领先的测试解决方案，包括高端信号源/频谱分析仪（UXA, CXA）、信道仿真器（UXR系列）、网络分析仪以及配套的软件（如PathWave）。
罗德与施瓦茨：同样是行业巨头，其产品线覆盖了从研发到生产的全流程测试，包括信号源、频谱仪、矢量网络分析仪、信道仿真器等。
思博伦：专注于通信测试，尤其在移动终端和网络设备测试方面有很强的实力,提供5G测试解决方案。
国家仪器：以其灵活的软件定义测试平台闻名,用户可以使用LabVIEW和PXI模块化硬件构建自定义的测试系统。

波束成形技术测试是一个复杂但至关重要的系统工程，它贯穿了从芯片研发、设备制造到网络部署和优化的整个生命周期，一个成功的测试方案需要明确的目标、合适的环境、专业的设备、严谨的流程和深入的分析，最终确保波束成形技术能够真正发挥其威力，为我们带来更快、更稳定、更可靠的无线连接。