Имитация MIMO-замираний

Проверяйте и оптимизируйте свое изделие в реалистичных условиях замирания сигналов в детерминированной лабораторной среде, которая обеспечивает повторяемость измерений с помощью стандартизованных и определяемых пользователем профилей замираний.

Замирание из-за многолучевого распространения сигнала
Замирание из-за многолучевого распространения сигнала
Открытый Lightbox

Измерительная задача

Вам необходимо убедиться, что MIMO-приемник будет соответствовать функциональным требованиям в реальных условиях. Важными критериями для испытательной установки являются повторяемость условий испытания, время на проведение испытаний и стоимость.

Справочная информация

Современные системы беспроводной связи требуют использования надежного приемника для борьбы с искажениями в канале связи в различных сценариях развертывания.

Замирания сигнала — это основной вид искажений в канале, которые неизбежно происходят в реальности. Замирания приводят к ухудшению рабочих характеристик приемника, что влияет на качество восприятия услуг конечным пользователем. Сигналы, поступающие в приемник по разным путям распространения, накладываются друг на друга в конструктивном или деструктивном ключе, вызывая колебания амплитуды и фазы сигнала. В условиях сильных замираний это может даже нарушить канал связи. В широкополосных каналах многолучевое распространение может вызывать межсимвольные помехи (ISI), которые резко ухудшают характеристики приемника.

Для повышения помехоустойчивости приемника в различных условиях замираний и максимального увеличения его характеристик в заданном сценарии развертывания, например MIMO, важно проверять и оптимизировать производительность алгоритма MIMO-приемника на ранней стадии разработки чипсета. Также необходимо провести аттестационные испытания для проверки соответствия стандартизированным функциональным требованиям к приемнику, например по стандартам 3GPP и IEEE, и определяемые пользователем испытания в целях обеспечения качества. Однако проведение этих испытаний в полевых условиях может оказаться сложной задачей. Полевые испытания не обеспечивают адекватной повторяемости условий испытаний, к тому же они требуют материальных и временных затрат.

Альтернативой является имитация реальных условий замираний в лаборатории путем применения комплексных профилей замирания. В отличие от полевых испытаний, имитация замираний в лаборатории обеспечивает контролируемые, масштабируемые и повторяемые условия испытаний, которые значительно экономят время и деньги.

Обычная установка для испытания характеристик приемника 2x2 MIMO.
Обычная установка для испытания характеристик приемника 2x2 MIMO.
Открытый Lightbox

Обычная испытательная установка

Обычная испытательная установка, как правило, состоит из одного или нескольких источников сигналов и регулятора ВЧ-уровня. На первом рисунке на следующей странице показан тестовый сценарий для приемника 2x2 MIMO, который состоит из двух одноканальных генераторов сигналов — для формирования двух MIMO-сигналов — и внешнего регулятора ВЧ-уровня. Эта установка имеет значительные размеры (в данном примере требуется три прибора). Громоздкая и дорогая установка также сложна в эксплуатации, поскольку необходимо по отдельности конфигурировать и управлять несколькими приборами. Простые операции, такие как калибровка уровня выходной мощности ВЧ-сигнала, становятся очень сложными. Размеры, стоимость и сложность традиционных испытательных установок линейно возрастают с увеличением порядка MIMO.

Компактная установка для испытания рабочих характеристик приемника 2x2 MIMO с помощью векторного генератора сигналов R&S®SMW200A.
Компактная установка для испытания рабочих характеристик приемника 2x2 MIMO с помощью векторного генератора сигналов R&S®SMW200A.
Открытый Lightbox

Решение компании Rohde & Schwarz

Векторный генератор сигналов высшего класса R&S®SMW200A обеспечивает несколько ВЧ-трактов с дополнительными возможностями имитации замираний в модулирующем сигнале в реальном масштабе времени и представляет собой современное и компактное решение. Генератор R&S®SMW200A способен формировать и опционально регулировать уровень до восьми отдельных модулирующих сигналов, обеспечивая полосу частот замираний до 800 МГц. В отличие от обычных испытательных установок, решению в виде R&S®SMW200A требуется только один прибор для реализации схемы 2x2 MIMO, и его возможности можно расширить вплоть до поддержки схем 8x8 MIMO, добавив компактные ВЧ-модули расширения R&S®SGT100A.

При этом обеспечиваются следующие преимущества:

  • Компактная установка с формированием сигнала и встроенными замираниями модулирующего сигнала в одном приборе
  • Автоматическое выравнивание выходной мощности в условиях замираний; устраняет необходимость в дополнительной калибровке уровня
  • Отсутствие потерь при преобразовании сигнала (повышающее/понижающее преобразование, аналого-цифровое преобразование), поскольку регулируются модулирующие сигналы
  • Экономичное решение по сравнению с установками, использующими внешний регулятор ВЧ-уровня

Гибкое расширение ВЧ-выходов с помощью модулей R&S®SGT100A для поддержки схем MIMO вплоть до восьмого уровня с централизованным управлением с генератора R&S®SMW200A

Конфигурация канала с многолучевым замиранием в генераторе R&S®SMW200A.
Конфигурация канала с многолучевым замиранием в генераторе R&S®SMW200A.
Открытый Lightbox

Предопределенные модели каналов в соответствии с 3GPP, IEEE и многими другими стандартами доступны в виде предустановок. Также доступны многие стандартные профили замирания (чистый Доплер, Рэлей, Райс и т. д.) и профили задержки (рождение-гибель, распространение при перемещении, высокоскоростной поезд и т. д.). Кроме того, пользователи могут создавать собственные профили замираний и задержки. Типичный сценарий использования представляет собой стресс-тест для улучшения конструкции и характеристик приемника в условиях экстремальных замираний.

Пользователи могут легко задавать и настраивать каналы с различными путями замираний, каждый с определенным профилем замираний, потерями и задержкой в тракте, через соответствующее диалоговое окно.

Графическое представление конфигурации канала с многолучевыми замираниями.
Графическое представление конфигурации канала с многолучевыми замираниями.
Открытый Lightbox

Пользователю доступно интуитивно понятное графическое представление сконфигурированного канала с замираниями. Расширенные сценарии развертывания, такие как многопользовательская схема MIMO, агрегация несущих и MSR, также поддерживаются как для проводных, так и для беспроводных (OTA) испытаний и могут быть легко настроены посредством графического интерфейса прибора.

Заключение

Встроенный в генератор R&S®SMW200A имитатор замираний обеспечивает компактное решение на базе одного прибора, что делает имитацию замираний в реальном масштабе времени в лаборатории простой и понятной задачей. Простая и гибкая имитация замираний позволяет не только проводить испытания характеристик приемника в соответствии со стандартами, но и проводить испытания на основе настраиваемых сценариев замирания в управляемых, повторяемых и масштабируемых условиях.

Связанные решения