原创 什么是MIMO(多输入多输出),以及MIMO的分类和测试(二)

2022-8-8 09:20 560 3 3 分类: 通信 文集: 射频测试
现状

现在需要稳定连接的设备数量每天都在不断增加,基本上所有主要的电信公司都在寻求增强其移动网络的技术以应对未来空前的对无线连接稳定性和信号完整性要求。

实际上,技术研究公司Gartner指出,从智能手机、平板电脑到汽车、火车,手表,建筑物和机械等,当今已有64亿个设备连接到互联网,早在2015年,互联网所有连接的52.7%是通过移动电话建立的,而趋势数据表明,到了2017年底,平均水平达到了约为63.4%,如今的5G先驱者的目标是增强频谱效率,显着减少延迟以及显着改善功率效率。

虽然5G技术的普及将为全球无线网络用户提供突破性的可访问性,但要实现这个目标仍存在许多挑战。网络提供商们发现,他们越来越需要在城市环境中近距离安装小型蜂窝以覆盖人口密集的区域,尤其是那些具有高通量需求的区域。借助三种类型的多输入多输出(MIMO)架构,系统工程师正在努力克服这些挑战,但没有一种网络架构能一劳永逸,5G技术服务最终可能会依赖于多种网络架构的融合,每种网络架构都倾向于不同的技术组合。

MIMO中使用的典型线性处理技术是时分双工(TDD),其中上行链路和下行链路传输是连续发生的。频分双工(FDD)是另一种较少使用的线性处理技术,其中,上行链路和下行链路同时出现在不同的频带上,但尽管FDD传输速度更快,相对来说,TDD系统利用了信道互易性,这一属性允许发射机处的信道状态信息(CSI),该特性为改善大规模MIMO系统中的信号质量提供了一种解决方案,成为线性处理的首选方法。


挑战

5G工程师目前几乎解决了线性问题并致力于解决下一个最大的挑战:开发多种预编码或波束成形技术以实现成功地从同一基站发送和接收多个信号的同时仍保持优秀的性能和服务质量。迄今为止,已经有了许多著名且成功的大规模MIMO系统安装,在当前4G网络上提供了大大增强的频谱效率,但是仍有很大的发展空间,例如,使用TDD的大规模MIMO系统的一个已知缺点是使用快速导频序列在接收机(CSIR)上估计CSI时会导致导频污染。

与任何新技术一样,要尽可能低成本的完成对5G基础设施的建设,使这些不断变化的MIMO技术的测试解决方案保持简单易用是非常重要的。MIMO利用多路径方案,对每个路径的测试通常需要数字衰减来调整信号幅度,并进行RF切换以允许在发送和接收路径之间来回切换。

USB供电的便携式测试设备的问世允许简化和定制的方法来应对这些MIMO测试挑战,即使在最具挑战性的大规模MIMO情况下,也可以将具有100多个天线的大型测试台堆叠在一起。这些测试台中的天线及其各自的RF电路通常会导致通信通道不对称,因此在利用通道互易性之前,首先需要进行校准,如今技术人员正在研究更有效的测试平台方法。

这些解决方案包括软件定义的无线电(SDR),其中包含了用于时间和频率同步的组件(例如晶体振荡器)和中央控制器。与这些新的SDR驱动的测试平台协同工作的研究团队和现场团队受益于USB连接的RF开关,这些开关可以减少这些多通道方案中所需的RF端口数量。

5G开发的共同目标是使MIMO和其他技术的测试尽可能简单、低成本。在评估便携式测试设备时,寻找可提供各种频率范围和性能水平的供应商以满足需求是非常重要的,所提供的设备还应该提供易于安装和使用的GUI,并具有直接从PC或自供电的USB集线器直接操作多个设备的能力,从而可以有效地动态创建自动测试设备(ATE)。

紧凑的包装和坚固的结构还可以使设备经得起时间的推移,能够进行不断的重新布置和运输。它们还应易于堆叠或放置在测试架中,并且还应提供与API,DLL和LabVIEW兼容的驱动程序。

解决方案

USB便携式测试设备使5G系统设计工程师可以对各种测试条件进行编程,虹科可编程射频信号源,可编程数字衰减器,RF开关,放大器和移相器已经被用于多径切换和衰落场景测试,正在全球范围内的实验室和现场进行灵活灵活的MIMO测试。

衰减器可识别多设备设置中的每个特定单元,可以将超过100个设备连接到系统,其中每个设备都可以单独进行编程。虹科衰减器是独立的宽频带精密衰减器仪器,衰减范围和步长根据具体型号的不同而有所区别,它的衰减设置的控制可以通过用户界面GUI 或USB接口来完成工业标准的SCPI命令允许任何带有USB接口的主机系统对它进行控制,USB端口被配置为虚拟COM端口,允许用户软件进行访问且无需任何额外的驱动程序。通过标准micro USB进行供电,具有精准的金属 SMA RF连接器,并且坚固耐用、成本低廉,同时具有较低的插入损耗,可以被广泛应用于各个环境中,满足不同情况下的需求。


作者: 虹科卫星与无线电通信, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3989649.html

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