Ressonância de canal para 5G

A necessidade de taxas de transferência maiores e, portanto, uma largura de banda maior para o 5G fazem com que seja necessário adotar frequências de portadora significativamente maiores se comparadas às implantações de rede celular atuais abaixo de 6 GHz.

Vários projetos de pesquisa inicialmente discutiam um espectro de frequência em um intervalo entre 6 GHz e 100 GHz. Espera-se que as primeiras aplicações 5G acima de 6 GHz sejam no intervalo de espectro de 28 GHz e 39 GHz. Toda a indústria precisa aprender como os sinais presentes nas bandas de alta frequência emergentes com larguras de banda muito largas se propagam através do canal de rádio. A ressonância de canal é um processo obrigatório que permite a caracterização de um canal de rádio por meio da decomposição do caminho de propagação de rádio em seus componentes individuais de multicaminhos. Essas informações são essenciais para o desenvolvimento de esquemas robustos de modulação para a transmissão de dados através do canal de rádio de 5G.

Inicialmente, operadoras de rede móvel, institutos de pesquisa, universidades e outros agentes da indústria conduziram extensivas campanhas de medição de canal para definir modelos de canal 5G para órgãos de padronização, como o 3GPP. Apesar de alguns modelos de canais terem sido definidos recentemente, as campanhas de ressonância de canal 5G ainda estão em curso, uma vez que as características de canais em frequências mais altas se diferenciam claramente das características em frequências tradicionais abaixo de 6 GHz:

  • Como a perda no trajeto é significativamente maior, a formação de feixes altamente direcional será necessária no domínio da onda milimétrica.
  • A absorção de oxigênio e água (por exemplo, chuva, perda de umidade etc.) deve ser considerada para bandas específicas.
  • O tempo de coerência de um canal de rádio é muito mais curto.
  • A atenuação da maior parte dos obstáculos é mais forte (por exemplo, até mesmo alta perda em vegetação).
  • Reflexões especulares são mais comuns em ondas milimétricas.

Soluções de teste para ressonância de canal de 5G NR

A solução de teste da Rohde & Schwarz para a ressonância de canal 5G baseia-se no método de compressão de pulso. O gerador de sinal vetorial R&S®SMW200A transmite um sinal de ressonância de canal de banda limitada na frequência de interesse. O canal de rádio altera esse sinal dependendo do ambiente ao redor, que pode incluir obstáculos, reflexões, dispersão, absorção de oxigênio e movimento. O analisador de espectro e sinal R&S®FSW recebe e processa o sinal do canal e encaminha os dados de I/Q resultantes para o software de análise de dados. O software correlaciona os dados de I/Q recebidos com o sinal originalmente transmitido de modo a estimar a resposta do impulso do canal que descreve o canal de rádio.

Os sinais de ressonância de canal 5G aplicados exibem propriedades de autocorrelação muito boas, que fornecem um ganho adicional ao processamento. No entanto, este método pode ser usado somente quando o gerador de sinal (transmissor) e o analisador de sinal (receptor) fornecerem a capacidade de largura de banda necessária. O R&S®SMW200A e o R&S®FSW oferecem largura de banda interna de até 2 GHz, permitindo uma excelente resolução de tempo de ecos de até 0,5 ns.

A solução de teste de ressonância de canal da Rohde & Schwarz permite a medição direta da resposta de impulso do canal (CIR) no domínio temporal. A utilização de um gerador de sinal e de um analisador de sinal permite medições de CIR rápidas em toda a largura de banda. Essa abordagem é muito mais rápida e flexível do que uma configuração de teste baseada em um analisador de rede. Como o R&S®SMW200A e o R&S®FSW oferecem uma estabilidade de frequência de referência muito elevada, as medições de perfil de atraso relativo de potência podem ser realizadas sem a necessidade de sincronização, tornando esta solução de teste ideal para medições de canal 5G em ambientes externos em intervalos mais amplos.

A configuração de medição de ressonância de canal da Rohde & Schwarz fornece uma faixa dinâmica exclusiva devido à alta sensibilidade de recepção do analisador R&S®FSW e ao amplificador de potência de baixo ruído integrado. Um aumento da faixa dinâmica é possível através do uso de sinais de ressonância de canal especiais que melhoram o ganho de processamento que pode ser alcançado.

Produtos para a ressonância de canal 5G

  • R&S®SMW200A

    Geração de um sinal limitado por banda de frequência baseado em um pseudo-ruído especial (PN)

  • R&S®FSW

    Faixa dinâmica exclusiva devido à alta sensibilidade de recepção e ao amplificador de potência de baixo ruído integrado

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