Analyse von 5G FR1 MIMO-Signalen mit R&S®NRQ6 und R&S®VSE

Ihre Anforderung

Die Messung der Phasendifferenz zwischen den MIMO-Schichten gehört zu den anspruchsvollen Aufgaben bei der Entwicklung von 5G-Basisstationen. Mit dem frequenzselektiven Leistungsmesskopf R&S®NRQ6 und der R&S®VSE Signal Explorer Software sind diese Messung und ihre Auswertung jedoch einfach zu bewerkstelligen.

Lösung von Rohde & Schwarz

Der R&S®NRQ6 basiert auf einer Empfängerarchitektur. Er kann bandbegrenzte Leistungsmessungen auf einem ausgewählten Übertragungskanal durchführen. Er arbeitet im Frequenzbereich zwischen 50 MHz und 6 GHz bis zu einer unteren Messgrenze von –130 dBm. Bei dieser Anwendung erfasst der R&S®NRQ6 als eigenständiges HF-Frontend ein MIMO-Signal. Er leitet die I/Q-Daten zur Nachverarbeitung an die R&S®VSE Software weiter.

Die R&S®VSE ist eine cloudfähige Signalanalyse-Software, die die Erfahrung und Leistungsfähigkeit der Signalanalyse von Rohde & Schwarz auf Ihren Desktop bringt. Für diese Anwendung sind die Optionen R&S®VSE-K144 und R&S®VSE-K146 sehr zu empfehlen. Die Option R&S®VSE-K144 analysiert ein 5G NR-Uplink- und Downlink-Signal für jede Schicht, wobei alle Trägerbandbreiten von 5 MHz bis 100 MHz und verschiedene Modulationsformate von QPSK bis 256QAM abgedeckt werden.

Die Option R&S®VSE-K146 demoduliert die I/Q-Daten und liefert die Analyseergebnisse. Sie ermöglicht die Durchführung von 8x8-MIMO-Messungen für ein 5G-Downlink-Signal. Dieser Aufbau ist außerdem zur Demodulation von MIMO-Signalen, zur Messung der Phasendifferenz zwischen den Antennen und zur Charakterisierung der Strahlformung in der Lage. Auch viele andere 5G-Messungen werden unterstützt:

• EVM
• Konstellationsdiagramm
• I/Q-Offset
• Amplitudenungleichheit
• Quadraturfehler
• Mittenfrequenzfehler (Symboltaktfehler)
• Übersichtsliste der Zuweisungen
• Ergebnisse des Kanaldecoders
• Mittelung über mehrere Messungen

Messaufbau

Der Messaufbau beruht auf dem Prinzip von Primär- und Sekundärgeräten. Der Aufbau besteht aus einem R&S®NRQ6 Leistungsmesskopf als Primärgerät und vier R&S®NRQ6 Leistungsmessköpfen als Sekundärgeräte zur Erfassung von vier phasenkohärenten MIMO-Signalen. Alle R&S®NRQ6 Leistungsmessköpfe in diesem Aufbau werden über LAN gesteuert und benötigen Power over Ethernet (PoE+).

Der primäre R&S®NRQ6 liefert drei Signale an alle seine Sekundärgeräte:

• Triggersignal für synchrone Erfassung
• Identische Taktsignale
• Kopplungssignal für den Lokaloszillator (LO)

Die Anzahl der Sekundärgeräte hängt von der Anzahl der MIMO-Schichten ab. Jedes Sekundärgerät erfasst den Datenstrom einer MIMO-Schicht des Prüflings. Anschließend wird das HF-Signal ins Basisband heruntergemischt und die I/Q-Daten werden zur Nachverarbeitung an die R&S®VSE Software übermittelt.

Hinweis: Jede der Verbindungen vom Primärgerät zu den einzelnen Sekundärgeräten muss symmetrisch sein. Das bedeutet, dass die Kabellängen für externe Triggerung, Abtasttakt und Lokaloszillator (LO) identisch sein müssen.

Fazit

Mit diesem leistungsstarken Aufbau können bis zu acht MIMO-Schichten gleichzeitig analysiert werden. Die R&S®VSE Software stellt eine LAN-Verbindung zu allen R&S®NRQ6 Leistungsmessköpfen her, und der R&S®NRQ6 liefert die phasenkohärenten I/Q-Daten für die Signalanalyse an die R&S®VSE Software. Die Datenverarbeitung erfolgt durch die R&S®VSE Software, die auch Daten für die Phasendifferenz zwischen den MIMO-Schichten ausgibt.