技術(shù)文章
在當前的無線通信環(huán)境中,多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)已經(jīng)成為提高網(wǎng)絡(luò)性能和容量的關(guān)鍵技術(shù)。然而,實際應(yīng)用中,工程師們常常面臨著一些挑戰(zhàn),如多通道信號采集/輸出/輸入同步、設(shè)計和優(yōu)化通信系統(tǒng)時需要進行無線衰落仿真和無處不在的信號功率測試等。為了解決這些問題,我們提出了以下的MIMO測試方案。
一、MIMO多路信號同步采集方案
1.方案背景
在6G時代,MIMO(多輸入多輸出)技術(shù)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用,實現(xiàn)分布式超大規(guī)模MIMO要將數(shù)據(jù)和信道狀態(tài)信息在參與傳輸?shù)恼军c之間進行實時的交互,要求站點之間具有高速連接,且各個通道間需要具有很高的同步精度。針對信號同步的數(shù)字化采集需求,德思特提出了多路信號同步數(shù)字采集的方案。
2.方案優(yōu)勢
? 5 GS/s高速信號采集,1.5 GHz帶寬
? 數(shù)據(jù)傳輸速率3.4 GByte/s,并支持GPU海量數(shù)據(jù)傳輸
? 小尺寸模塊化易于集成
? 面板/上位機/遠程命令靈活控制
? 免費分析處理軟件,多通道監(jiān)測
3.方案流程
1)多張板卡集成更多輸入通道:
對多路信號輸入需要非常多的通道,一張板卡的通道數(shù)不足以覆蓋所有的輸入信號。因此德思特同步采集方案使用德思特的Star-Hub模塊,連接多塊數(shù)字化儀。
2)對多張板卡實現(xiàn)高精度同步:
Star-Hub在所有板之間分配觸發(fā)和時鐘信息。因此,所有連接的板都使用相同的時鐘和相同的觸發(fā)器運行,任何通道之間都沒有相位延遲。所有觸發(fā)源可以通過邏輯或組合,并允許所有卡的所有通道同時成為觸發(fā)源。
3)多通道觀察分析:
每一個通道的上位機有許多數(shù)值分析工具,包括快速傅立葉變換(FFT)和有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波,提取脈沖調(diào)制波形的包絡(luò)等。
二、大規(guī)模MIMO無線衰落仿真
1.方案背景
無線衰落仿真可以幫助通信工程師在設(shè)計和優(yōu)化通信系統(tǒng)時考慮到多徑衰落及相關(guān)的解決方案。同時在實施新的通信方案之前,可能需要驗證其可行性。通過無線衰落仿真,可以預(yù)測新方案在實際無線信道中的性能,從而評估其可行性。針對無線衰落仿真方案,德思特提出以下解決方案:
2.方案優(yōu)勢
? 靈活通道數(shù),高至512通道
? 靈活搭配開關(guān)矩陣,具有極快切換速度
? 每通道可編程控制衰減,精度高至0.1dB
? 廣泛應(yīng)用于WIFI,4G,5G的測試
3.方案原理
在信號輸入端,通常有各種各樣的信號,以及不同的信號可能需要不同的組合來進行無線衰落模擬,所以在信號輸入與衰減矩陣之間,可以根據(jù)客戶應(yīng)用,加上或者去掉此開關(guān)矩陣。信號通過衰減矩陣時,可以通過編程,任意衰減每一通道的信號強度,以此模擬信號幅度的衰落。
4.實際案例展示
客戶需要測試他們多端口WIFI信號接收模塊的性能,使用衰減器模擬環(huán)境中信號的衰減,當路由器信號被衰減器衰減后,信號通過天線或者線纜到接收測試模塊,客戶通過編程衰減曲線,模擬真實衰減,同時測試當前信道情況的WIFI信號的數(shù)據(jù)傳輸速率。
三、無線信號MIMO功率測試方案
1.方案背景
在當今發(fā)展的趨勢下,無線通信協(xié)議變得越來越復(fù)雜。具有多個輸入和輸出(MIMO)、高達320 MHz的帶寬以及高達4096 QAM的調(diào)制方案。而EN300 328和EN301 893標準描述了無線電以及2.4 GHz和5 GHz寬帶信號的頻譜參數(shù)。德思特的TS-RPR3008W系列功率計能夠根據(jù)EN300 328和EN301 893標準進行測量。此外,該功率計能夠測量高達8 GHz的頻率,因此適用于5G,6G,WiFi6甚至WiFi7的7.125 GHz測量。
2.方案優(yōu)勢
? 符合無線通信背景的MIMO功率測試方案
? 專用觸發(fā)端口,實現(xiàn)多通道總功率和單功率測量
? 動態(tài)范圍:-60 dBm~+10 dBm
? 可覆蓋到8 GHz,滿足WLAN的的測試
3.方案介紹
1)設(shè)備連接:
功率計的連接如下圖,功率計可以通過USB口連接到PC,并可以以高數(shù)據(jù)速率將存儲的樣本傳輸?shù)絇C。為了同步多個功率計,可以使用鏈式來連接多個功率計。這種布置使用專用觸發(fā)端口,允許同時與多達16個功率計進行同步測量。
2)功率計算:
對于具有多個端口的設(shè)備的測量,EN300 328標準規(guī)定,在任何給定時刻,必須計算并存儲功率總和。但總功率的計算不是由功率計本身執(zhí)行的。功率計本身存儲平均RMS值以及開始和停止時間。通過鏈式連接和觸發(fā)功率計,實現(xiàn)同步。使用RadiMation軟件免費版本管理每個功率計的觸發(fā)、采樣率一半的時間內(nèi)的同步以從每個功率計檢索存儲的數(shù)據(jù)。
四、方案套裝