OTA測定とは
そもそもOTA(Over The Air)測定とは
OTA（Over The Air）測定とは、5GのスマートフォンやIoT（Internet of Things）機器などの無線機器のアンテナ性能を、アンテナに有線ケーブルを接続するのではなく、空間に電波を飛ばして総合的に測定・評価する方法で、電波暗室・電波暗箱の中で行われるものです。
無線機器からアンテナだけを取り出し、有線ケーブルを接続して行う従来のアンテナ性能測定方法は、アンテナ部と無線部の一体化（アンテナインパッケージ：AiP）が進んでいる5G機器では実施が困難になりました。そのため、5G機器のアンテナ性能評価のためには、アンテナ部と無線部を分離せずに行えるOTA測定が不可欠です。
OTA(Over The Air)測定の重要性
OTA測定は、単にアンテナ部と無線部を切り離せないため仕方なく行う、というだけのものではありません。機器が実際に使用される状態のままで測定を行えるため、使用時の無線性能を忠実に反映した測定方法だといえるのです。そのため、機器の内部動作やノイズを含めた性能評価も可能となります。
OTA(Over The Air)測定を実施するには
テストベンダーへ相談する
OTA測定を実施するための方法として、まずはOTA測定を提供するテストベンダーへ相談することが挙げられます。必要な設備と知識を備えたテストベンダーなら、OTA測定を問題なく行ってくれるでしょう。
自社でテスト環境を構築して実施する
ただし、テストベンダーへ測定を依頼する場合には、ベンダーとのスケジュール調整が必要となるうえコストもかかります。測定を繰り返し行う必要がある場合には、OTA測定が可能な環境を構築し、自社で測定を行うのがよいでしょう。
OTA測定の環境構築には、試行錯誤しながらのチューニングを行っていく必要があります。測定環境が規格に適合していることは当然のこととして、さらにテスト品質を向上させ、トラブルへの対処も容易にしていくためには、それなりの労力が必要とされるでしょう。
4G/LTEのOTA(Over The Air)測定
前述のとおり4G/LTEでは、アンテナの性能評価は、無線機器から取り外したアンテナを、有線ケーブルで測定機器に接続して行われるのが一般的でした。OTA測定が必要となる場面はごく一部だったのです。
5GのOTA(Over The Air)測定
5G周波数のうち「FR1」と呼ばれる6GHzに近い部分（sub6）については、従来の単一アンテア通信SISO（Single Input Single Output）方式から、複数のアンテナを組み合わせたMIMO（Multi Input Multi Output）方式へ変わっています。そのため、無線性能の評価にはMIMO OTA測定システムが使用されます。
MIMO OTA測定システムは、無線機器の使用環境の移り変わりが、通信速度にどのような影響を与えるかの評価が可能です。
5G FR2(ミリ波)
5G周波数のうち「FR2」と呼ばれるミリ波は、直進性が高く経路損失が大きいため、大規模なアレイアンテナを使用したビームフォーミング技術「Massive MIMO」が用いられます。Massive MIMOにより、単一の周波数帯域を使っての複数ユーザへのデータ送信が可能となり、5Gの高速・大容量通信が実現するのです。
その他
4Gや5Gの機器には、そのほかにWi-FiやBluetoothなどの搭載も一般的です。Wi-FiやBluetoothに関しても、使用時につながりにくい、あるいは途切れやすいなどの不具合があると困ります。そのため、これら機器に関しても、実際の使用環境に忠実な評価が可能となるOTA測定を行うことが望ましいといえるでしょう。
OTA(Over The Air)測定の方式
全方位指向性測定法
OTA測定の方式には、全方位指向性測定法とランダムフィールド法の2つがあります。まず、全方位指向性測定法とは、電波がまったく反射しない環境である電波暗室内に試験機器と測定用アンテナを設置し、機器とアンテナのあいだでやり取りされる通信以外をすべて排除して行う方法です。
試験機器が小型の場合は、アンテナは固定され、機器を水平方向・垂直方向に回転させることにより、全方位の指向性を測定します。垂直方向の回転が難しい車やバイク、ドローンなど大型の機器の場合は、機器は水平方向のみ回転させ、アンテナを垂直方向に回転させて測定します。
ランダムフィールド法
ランダムフィールド法とは、電波暗室のような電波が反射しない環境ではなく、あえて電波が反射を起こす実際の使用環境に近い環境で測定を行う方法です。機器の電波の指向性まではわかりませんが、送信電力・受信感度の測定を非常な短時間で行なえます。簡易的な方法ではあるものの、近年ではIoTデバイスなどが急増しているため、用いられることが多くあります。
オススメ企業3選
電波暗室を導入するにあたって最初に考えるべきなのは、購入にするかレンタルにするかということ。電波暗室の施工には5,000万～10億円という規模の予算が必要となります。購入となった場合は、計測システムを持っているかどうかで選ぶべき企業が変わってくる点にも注意が必要です。
自社の状況別に3つの企業を紹介していますので、ぜひ参考になさってください。
電波暗室を初めて導入する/
計測システムから
刷新するなら
ファクトリー株式会社
引用元：マイクロウェーブ ファクトリー公式HP
（https://www.mwf.co.jp/）
電波暗室だけではなく、電波暗室に必須の"計測システム"もまとめて提供してくれる会社。
調整やコミュニケーションの手間が減少し、導入期間の短縮が期待できます。
今ある電波暗室を
増室したいなら
引用元：TDK公式HP
（https://www.tdk.com/ja/index.html）
電波暗室だけを増設したい会社におすすめ。
既存のメーカーの製品保守やメンテナンスにも対応をしており、施工実績も豊富なメーカー（※）です。
購入するほどの
費用対効果を
見込めないなら
ジャパン株式会社
引用元：テュフラインランドジャパン公式HP
（https://www.tuv.com/japan/jp/）
大規模な生産をしない場合や、予算確保が困難な場合はレンタルがおすすめ。
EMC試験だけでなく、アンテナ計測など多種多様な試験を行える体制を整えております。
【選定条件】Google検索「電波暗室」で表示された上位22社を調査（2022年3月11日時点）。それぞれ以下の条件で選定。
・電波暗室を初めて導入するなら：唯一、グループ会社内で電波暗室と計測システムの両方を提供している企業
・今ある電波暗室を増室したいなら：既存の電波暗室の補修やメンテナンスに対応しており、なおかつ公式HPに掲載されている電波暗室の施工実績数が一番多い企業（累計1,200基）（2022年3月調査時点）
・購入するほどの費用帯効果を見込めないなら：電波暗室のレンタルを行っている企業の中で、唯一アンテナ計測、EMCの両方のレンタルが可能