Simulação de desvanecimento de MIMO

Verifique e otimize o seu projeto de produtos em condições realistas de desvanecimento em um ambiente de laboratório determinístico que permita medições consistentes usando perfis de desvanecimento padronizados e definidos por usuários.

Desvanecimento devido à propagação multipercurso
Desvanecimento devido à propagação multipercurso
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Sua tarefa

Você precisa verificar se seu receptor MIMO cumpre os requisitos de desempenho em condições reais. Os principais critérios da configuração para testes incluem consistência, tempo de teste e custo.

Contexto

Os sistemas modernos de comunicações móveis exigem um receptor robusto para combater as deficiências de canais em diversos cenários de instalação.

O desvanecimento é uma anomalia grave no canal que ocorre inevitavelmente em condições reais. Ele degrada o desempenho do receptor afetando a experiência do usuário final. Os sinais que chegam ao receptor por diferentes caminhos de propagação são sobrepostos de forma construtiva ou destrutiva, desencadeando flutuações na fase e na amplitude do sinal. Em condições de desvanecimento graves, esse problema pode até interromper o link de comunicação. Em canais de banda larga, a propagação multipercurso pode provocar uma interferência entre símbolos (ISI) que, por sua vez, é capaz de prejudicar significativamente o desempenho do receptor.

Para aprimorar a imunidade do receptor em diversas condições de desvanecimento e maximizar o desempenho do receptor em um determinado cenário de instalação, como o de MIMO, é essencial verificar e otimizar o desempenho do algoritmo do receptor de MIMO na fase de desenvolvimento do chipset. Também é necessário conduzir testes de conformidade para verificar o cumprimento dos requisitos padronizados de desempenho de receptores, como 3GPP e IEEE, e testes definidos pelo usuário para fins de asseguração da qualidade. No entanto, pode ser desafiador conduzir esses testes em campo. Ensaios de campo não oferecem a reprodutibilidade adequada, além de serem caros e demorados.

Uma alternativa é simular as condições de desvanecimento reais no laboratório por meio da aplicação de perfis abrangentes de desvanecimento. Ao contrário dos ensaios de campo, a simulação de desvanecimento no laboratório fornece condições de teste controláveis, escaláveis e consistentes que permitem uma economia substancial de tempo e custos.

Configuração convencional para testes de desempenho de um receptor MIMO 2x2.
Configuração convencional para testes de desempenho de um receptor MIMO 2x2.
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Configuração convencional para testes

Uma configuração convencional para testes normalmente é composta por uma ou mais fontes de sinal e um atenuador de radiofrequência. A primeira imagem da próxima página mostra um cenário de teste de MIMO 2x2 que é composto por dois geradores de sinais de canal único (para fornecer os sinais das duas camadas de MIMO) e um atenuador externo de radiofrequência. Essa configuração exige bastante espaço (três instrumentos são necessários no exemplo mencionado). Além disso, é difícil de operar essa configuração cara e volumosa, pois os diversos instrumentos precisam ser configurados e controlados individualmente. Operações simples, como a calibração do nível de potência de saída de radiofrequência, acabam se tornando bastante complexas. O espaço, os custos e a complexidade das configurações convencionais para testes se intensificam linearmente de acordo com o aumento da sequência de MIMO.

Configuração compacta para testes de desempenho de um receptor MIMO 2x2 com um gerador vetorial de sinais R&S®SMW200A.
Configuração compacta para testes de desempenho de um receptor MIMO 2x2 com um gerador vetorial de sinais R&S®SMW200A.
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A solução da Rohde & Schwarz

O R&S®SMW200A, um sofisticado gerador vetorial de sinais, permite múltiplos caminhos de radiofrequência com a simulação integrada e opcional de desvanecimento de banda base em tempo real – uma solução avançada e compacta. O R&S®SMW200A pode gerar e, opcionalmente, desvanecer até oito sinais individuais de banda base em uma única solução, oferecendo larguras de banda de desvanecimento de até 800 MHz. Diferentemente das configurações para testes convencionais, a solução R&S®SMW200A exige somente um instrumento de MIMO 2x2, mas pode ser estendida para permitir um instrumento de MIMO 8x8. Para isso, basta adicionar as unidades de extensão de radiofrequência R&S®SGT100A.

Os benefícios incluem:

  • Configuração compacta com geração de sinais e desvanecimento integrado de banda base em uma única solução
  • Nivelamento automático de potência de saída em condições de desvanecimento; elimina a necessidade de calibração adicional de nível
  • Não há perdas de conversão de sinal (conversão ascendente/descendente, conversão A/D), visto que os sinais são desvanecidos na banda base
  • Solução econômica em comparação com as configurações que usam o atenuador externo de radiofrequência

Extensão flexível de saídas de radiofrequência usando as unidades R&S®SGT100A para permitir sequências de MIMO de até oito camadas com o controle centralizado no R&S®SMW200A

Configuração de um canal de desvanecimento multipercurso no R&S®SMW200A.
Configuração de um canal de desvanecimento multipercurso no R&S®SMW200A.
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Modelos de canal predefinidos em conformidade com a 3GPP, a IEEE e várias outras normas disponíveis como predefinições. Diversos perfis padrão de desvanecimento (Doppler puro, Rayleigh, Rice, etc.) e de atraso (nascimento e morte, propagação de movimento, trens de alta velocidade, etc.) também estão disponíveis. Além disso, os usuários podem criar perfis de desvanecimento e atraso personalizados. Um caso de uso típico é o teste de estresse para aprimorar o projeto e o desempenho do receptor em condições extremas de desvanecimento.

Os usuários podem definir e configurar facilmente os canais de desvanecimento com diversos caminhos de desvanecimento, cada um com o próprio perfil de desvanecimento, perda de caminho e atraso de caminho por meio da janela associada.

Representação gráfica da configuração do canal de desvanecimento multipercurso.
Representação gráfica da configuração do canal de desvanecimento multipercurso.
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O usuário tem acesso a uma representação gráfica intuitiva do canal de desvanecimento configurado. Em cenários avançados de instalação, como o MIMO de vários usuários, também é possível agregar portadoras e MSR nos ambientes de teste conduzidos e OTA. Essa opção pode ser configurada facilmente por meio da GUI do instrumento.

Resumo

O atenuador integrado do R&S®SMW200A fornece uma solução compacta e completa que transforma a simulação de desvanecimento em tempo real no laboratório em uma tarefa simples e objetiva. A simulação fácil e flexível dos cenários de desvanecimento possibilita testes de desempenho de receptores em conformidade com os padrões e também testes baseados em cenários de desvanecimento personalizados, em condições controláveis, consistentes e escaláveis.

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