Comunicações sem fio | Testes de MIMO massivo com beamforming

Verificação de unidades de rádio O-RAN com suporte para M-MIMO com beamforming

Autora: Sanna Brandt, gerente de segmento do mercado de comunicações sem fio, Rohde & Schwarz

Testes de conformidade abrangentes do WG4 para O-RAN (RAN aberta) com suporte para MIMO massivo (M-MIMO) com beamforming: quando a unidade de rádio O-RAN oferece suporte para M-MIMO com beamforming de downlink e uplink, a abrangência dos testes de conformidade do WG4 deve ser ampliada.

Sua tarefa: O-RUs com suporte para M-MIMO com beamforming

Medição de beamforming com o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE exibindo EVM, fase e amplitude para cada porta de antena

Nossa solução para testes de O-RU

A Rohde & Schwarz está trabalhando com a VIAVI Solutions para oferecer uma poderosa solução de validação de unidades de rádio O-RAN com suporte para M-MIMO com beamforming. A solução está em conformidade com a O-RAN ALLIANCE WG4.CONF e verifica se uma O-RU (unidade de rádio O-RAN) pode transmitir um quadro de teste básico da 3GPP com feixes espaciais predefinidos. É possível realizar testes abrangentes de O-RUs, desde a conformidade e verificação funcional até a validação do desempenho. A solução é compatível com todas as variantes de beamforming, oferecendo a mais ampla cobertura do mercado.

Os usuários existentes do testador de O-RUs podem facilmente atualizar uma configuração adicionando uma matriz de deslocamento de fase (PSM) e um osciloscópio R&S®RTO para testar M-MIMO com beamforming. Essa atualização simples permite que os usuários aproveitem ao máximo seus investimentos nos equipamentos de testes.

Como medir a conformidade da O-RU

O testador de O-RUs VIAVI TM500 (emulador de O-DU) sincroniza e configura o O-RU em teste. Um gerador de sinais da Rohde & Schwarz, como o gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A, fornece os sinais de RF e as formas de onda, enquanto um analisador de espectro e sinal, como o FSW, captura os sinais transmitidos e analisa os dados I/Q no uplink e no downlink.

Ao adicionar um osciloscópio R&S®RTO e conectar uma PSM às portas da antena M-MIMO na O-RU, você pode medir sequencialmente o beamforming de uplink e downlink:

  • O gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A produz um sinal de uplink que é injetado na PSM
  • A PSM forma o feixe de uplink apropriado em direção à O-RU
  • Os dados I/Q resultantes são capturados e avaliados usando o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE

Toda a configuração do teste é totalmente automatizada e controlada pela aplicação «O-RU Test Manager» (O-TMA) da VIAVI para simplificar os testes de conformidade da O-RU. Selecione o caso de teste que deseja executar e o gerenciador de testes aciona automaticamente as configurações, executa o caso de teste e fornece um relatório de teste.

Como medir a conformidade do M-MIMO com beamforming de downlink/uplink (DL/UL)

Depois que a configuração do teste é definida, as medições downlink começam com o emulador de O-DU (unidade distribuída aberta) inserindo informações de identificação do feixe nos pacotes I/Q e enviando-os pela interface de fronthaul aberta (O-FH) para a O-RU.

Após receber e decodificar o fluxo de dados I/Q, a O-RU reconstrói a forma de onda e transmite o sinal de RF por meio da sua matriz de antenas. O sinal é encaminhado através da matriz de deslocamento de fase (PSM) para o osciloscópio R&S®RTO, onde é capturado para análise. As medições são feitas primeiro em todas as portas da antena, seguidas por avaliações detalhadas das portas 2 até o número mais alto suportado pela O-RU (16, 32 ou 64). Os dados capturados são processados com o software R&S®VSE e verificados usando limites pré-definidos de aprovação/reprovação.

Depois que todas as portas forem medidas, o sistema gera automaticamente registros de resultados e arquivos de resumo, com os valores finais apresentados em uma tabela simples e prática. Se qualquer porta de antena exceder os limites definidos pelo engenheiro de testes, o teste é sinalizado como uma falha.

Para testes de uplink, o gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A cria o sinal de uplink (UL) e o envia para a PSM, que forma o feixe de UL correspondente à O-RU. A O-RU processa o sinal recebido e os dados I/Q resultantes são capturados e analisados pelo testador de O-RUs TM500. O-TMA da VIAVI fornece então um relatório claro de aprovação/reprovação para todos os resultados dos testes.

Medição de beamforming com o software explorador de sinais vetoriais R&S®VSE exibindo EVM, fase e amplitude para cada porta de antena

Resumo

Esta solução de teste automatizada e totalmente integrada da Rohde & Schwarz e da VIAVI Solutions está em conformidade com as especificações do 3GPP e do WG4 da O-RAN ALLIANCE para uma validação confiável de O-RUs com beamforming em M-MIMO. A solução de teste oferece suporte para todas as variantes de beamforming e fornece relatórios de conformidade completos para downlink e uplink.

A configuração está preparada para o futuro e pode ser ampliada ou reduzida para atender aos padrões em evolução. Uma vantagem fundamental é a reutilização: os testadores de O-RUs existentes são fáceis de atualizar, sem a necessidade de adicionar sistemas separados ou duplicar equipamentos. O controle automatizado e o registro detalhado dos resultados na solução simplificam os testes de conformidade e aceleram os processos de certificação.

Configuração de teste para O-RUs com M-MIMO e verificação de beamforming:

  • Gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A
  • Osciloscópio R&S®RTO
  • explorador de sinais vetoriais R&S®VSE
  • Matriz de deslocamento de fase (PSM)
  • Testador de O-RU TM500 da VIAVI
  • Aplicação «O-RU Test Manager» da VIAVI (O-TMA)
  • Opcionais:
    • FSW
    • Série de fontes de alimentação R&S®NGx
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