Верификация формирования диаграммы направленности в 5G NR FR1 в реальном масштабе времени

В ходе разработки антенных решеток с многопользовательской схемой MIMO алгоритмы формирования диаграммы направленности подвергаются многократному пересмотру. Быстрая верификация формирования диаграммы направленности, используемая в регрессионных испытаниях или для верификации новых функций, помогает ускорить процессы НИОКР для антенн с формированием луча и улучшить характеристики ваших устройств.

Частотно-избирательный датчик мощности R&S®NRQ6
Частотно-избирательный датчик мощности R&S®NRQ6

Измерительная задача

Вы занимаетесь разработкой, проверкой или улучшением алгоритмов формирования диаграммы направленности для реального устройства 5G NR, работающего в диапазонах частот ниже 6 ГГц. Важно обеспечить числовую и визуальную обратную связь в реальном масштабе времени, чтобы исследовать полученные диаграммы направленности для полного покрытия антенны на основе реальных измерений входного каскада устройства. В идеальном случае визуализация должна охватывать отдельные лучи различных сигналов и каналов вплоть до определенных точек в координатной сетке ресурса.

VSE-K146 опция измерений 5G MIMO
R&S®VSE-K146 опция измерений 5G MIMO
Открытый Lightbox

Решение компании Rohde & Schwarz

Компактный частотно-избирательный датчик мощности R&S®NRQ6 от Rohde & Schwarz имеет превосходный динамический диапазон с возможностью записи I/Q-данных для полосы анализа до 100 МГц. Путем комбинирования нескольких датчиков мощности R&S®NRQ6 можно создавать очень точные фазокогерентные записи и использовать их в целях определения конечных диаграмм направленности антенн для индивидуальных настроек луча. При этом не требуются полные эфирные измерения в трехмерном режиме.

ПО для векторного анализа сигналов R&S®VSE в сочетании с опцией R&S®VSE-K146 для измерений 5G MIMO позволяет создавать фазокогерентные записи I/Q-данных и проводить подробный анализ сигналов. Также возможно выявление разности фаз между модулированными сигналами 5G NR. В зависимости от используемой технологии можно выполнять анализ и верификацию аналоговых, цифровых или гибридных алгоритмов формирования диаграммы направленности. Требуемые разности фаз можно экспортировать из программного обеспечения с помощью окна обзора формирования диаграммы направленности.

Визуальное представление формирования диаграммы направленности
Визуальное представление формирования диаграммы направленности
Открытый Lightbox

Применение

R&S®VSE-K146 обеспечивает параллельный многоканальный анализ сигналов 5G NR MIMO. В сочетании с несколькими фазокогерентными устройствами R&S®NRQ6 или многопортовым осциллографом опция R&S®VSE-K146 позволяет проводить анализ фазы опорного сигнала, разности фаз и общего формирования диаграммы направленности для опорных сигналов конкретно для пользовательского оборудования в PDSCH, CORESET и CSI-RS. На основе полученных данных рассчитываются характеристики формирования диаграммы направленности антенных решеток (см. рис. справа). Результаты измерений помогают улучшать моделирование и создавать модели диаграмм направленности на основе фактических измеренных данных входных каскадов ВЧ-схемы и антенн. Датчики мощности Rohde & Schwarz и ПО для демодуляции позволяют определять характеристики формирования диаграммы направленности в реальном масштабе времени без необходимости полного трехмерного сканирования. Таким образом обеспечиваются трех- и двухмерная визуализация полученных диаграмм направленности, а также оценка и верификация различных настроек формирования диаграммы направленности, взвешивания антенных элементов и алгоритмов формирования диаграммы направленности. Работу алгоритмов можно проверять на основе текущих измерений, принимая во внимание реальную антенную решетку и высокочастотный входной каскад. Это заполняет пробел между полноценным моделированием алгоритма формирования диаграммы направленности и специальным эфирным измерением в трехмерном режиме.

Для конфигураций с большим числом одновременно активных антенных элементов можно использовать коммутационную матрицу соответствующего масштаба, чтобы выполнять последовательные измерения относительно общего эталонного порта. При желании можно добавить в конфигурацию дополнительные фазокогерентные датчики мощности, запись файлов с I/Q-данными и постобработку в программном обеспечении R&S®VSE. Для ускорения обработки данных предлагается корпоративная версия ПО R&S®VSE, в которой возможен одновременный анализ нескольких измерений.

Фазокогерентные измерения с несколькими датчиками мощности NRQ6 и коммутационной матрицей
Фазокогерентные измерения с несколькими датчиками мощности R&S®NRQ6 и коммутационной матрицей

Связанные решения