Simulation de l'évanouissement MIMO (fading)

Vérifier et optimiser la conception de votre produit dans des conditions réelles d'évanouissement (fading) au sein d'un environnement de laboratoire qui permet des mesures répétables, en utilisant des profils d'évanouissement définis par l'utilisateur et normalisés.

Évanouissement à cause de la propagation multitrajets
Évanouissement à cause de la propagation multitrajets
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Votre tâche

Vous avez besoin de vérifier que votre récepteur MIMO soit capable de répondre aux exigences de performance dans des conditions réelles. Les critères importants pour la configuration de test sont relatifs à la répétabilité, à la durée de test et au coût.

Contexte

Les systèmes de communications sans fil modernes nécessitent un récepteur solide pour lutter contre les dysfonctionnements au sein de divers scénarios de déploiement.

L'évanouissement est un dysfonctionnement de canal majeur qui se produise inévitablement dans la vie réelle. Il cause la dégradation de la performance du récepteur, ce qui affecte l'expérience de l'utilisateur final. Les signaux arrivant au récepteur par le biais de différents trajets de propagation sont superposés de manière constructive ou destructive, engendrant des fluctuations au niveau de l'amplitude et de la phase du signal. Dans des conditions d'évanouissement sévère, cela peut même interrompre la liaison des communications. Dans les canaux à large bande, la propagation multitrajets peut engendrer des interférences intersymboles (ISI), qui affectent de manière importante la performance du récepteur.

Afin d'améliorer l'immunité du récepteur sous diverses conditions d'évanouissement et d'optimiser la performance du récepteur au sein d'un scénario de déploiement donné, par exemple MIMO, il est essentiel de vérifier et d'optimiser de manière précoce la performance de l'algorithme du récepteur MIMO au niveau du développement de la puce. Les tests de conformité afin de vérifier la conformité avec les exigences normalisées relatives à la performance des récepteurs, par exemple selon les normes 3GPP et IEEE, et les tests définis par l'utilisateur relatifs à l'assurance qualité doivent également être menés. Cependant, la réalisation de ces tests sur le terrain peut s'avérer très compliquée. Les tests terrain ne proposent pas la répétabilité adéquate, de plus ils sont coûteux et chronophages.

L'émulation des conditions réelles au sein d'un laboratoire, en appliquant des profils d'évanouissement complets, est une alternative. Contrairement aux tests terrain, la simulation de l'évanouissement en laboratoire fournit des conditions de test contrôlables, évolutives et répétables permettant des économies et un gain de temps précieux.

Configuration de test classique pour le test de performance d'un récepteur 2x2 MIMO.
Configuration de test classique pour le test de performance d'un récepteur 2x2 MIMO.
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Configuration de test classique

Une configuration de test classique se compose généralement d'une ou de plusieurs sources de signaux et d'un système d'évanouissement RF. La première figure sur la page suivante illustre un scénario de test 2x2 MIMO qui se compose de deux générateurs de signaux à une voie – pour délivrer les deux signaux de la couche MIMO – et d'un système d'évanouissement RF externe. Cette configuration nécessite de la place (trois instruments sont nécessaires dans l'exemple présenté). La configuration encombrante et coûteuse est également difficile à utiliser car plusieurs instruments doivent être configurés et contrôlés individuellement. Les opérations simples comme la calibration du niveau de puissance de la sortie RF deviennent très complexes. L'encombrement, le coût et la complexité des configurations de test classiques augmentent linéairement avec l'augmentation de la technologie MIMO.

Configuration de test compacte dédiée au test de la performance d'un récepteur 2x2 MIMO avec un générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A.
Configuration de test compacte dédiée au test de la performance d'un récepteur 2x2 MIMO avec un générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A.
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Solution Rohde & Schwarz

Le R&S®SMW200A, un générateur de signaux vectoriels haut de gamme, prend en charge plusieurs trajets RF avec la simulation d'évanouissement en bande de base intégrée optionnelle – une solution compacte et de pointe. Le R&S®SMW200A peut générer et optionnellement simuler l'évanouissement de huit signaux individuels en bande de base dans un seul boîtier, proposant un évanouissement des bandes passantes jusqu'à 800 MHz. Contrairement aux configurations de test classiques, le R&S®SMW200A ne nécessite qu’un seul instrument pour la 2x2 MIMO et peut évoluer pour prendre en charge jusqu'à 8x8 MIMO en ajoutant des unités d'extension RF compactes R&S®SGT100A.

Les avantages :

  • Configuration compacte avec génération de signaux et évanouissement en bande de base intégré dans un seul boîtier
  • Mise à niveau automatique de la puissance de sortie dans les conditions d'évanouissement; élimine la nécessité d'une étape de calibration supplémentaire
  • Aucune perte au niveau de la conversion du signal (conversion montante / descendante, conversion A/N) car les signaux sont évanouis dans la bande de base
  • Solution économique par rapport aux configurations utilisant un système d'évanouissement RF externe

Évolution flexible des sorties RF en utilisant des unités R&S®SGT100A pour prendre en charge la technologie MIMO jusqu'à huit couches, avec un contrôle centralisé sur le R&S®SMW200A

Configuration d'un canal d'évanouissement multitrajets sur le R&S®SMW200A.
Configuration d'un canal d'évanouissement multitrajets sur le R&S®SMW200A.
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Des modèles de canaux prédéfinis conformes aux normes 3GPP, IEEE et d'autres sont disponibles. Plusieurs normes de profils d'évanouissement (pure Doppler, Rayleigh, Rice, etc.) et des profils de synchronisation ("birth-death", propagation de mouvement, train haut débit, etc.) sont également disponibles. De plus, les utilisateurs peuvent créer des profils de synchronisation et d'évanouissement personnalisés. Le test de résistance, pour améliorer la conception et la performance d'un récepteur dans des conditions d'évanouissement extrêmes, est un cas d'utilisation typique.

Les utilisateurs peuvent facilement définir et configurer les canaux d'évanouissement avec divers trajets d'évanouissement, chacun avec un profil d'évanouissement spécifique, une perte et une synchronisation de trajet, via la fenêtre associée.

Représentation graphique de la configuration du canal d'évanouissement multitrajets.
Représentation graphique de la configuration du canal d'évanouissement multitrajets.
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Une représentation graphique intuitive du canal d'évanouissement configuré est proposée à l'utilisateur. Des scénarios de déploiement avancés tels que la MIMO multi-utilisateurs, l’agrégation de porteuse et la MSR sont également pris en charge pour les environnements de test sans fil et conduits, et peuvent facilement être configurés via l'interface graphique utilisateur de l'instrument.

Conclusion

Le système d'évanouissement intégré dans le R&S®SMW200A fournit une solution compacte dans un seul boîtier, faisant de la simulation de l'évanouissement en temps réel au sein d'un laboratoire, une opération simple et directe. La simulation simple et flexible des scénarios d'évanouissement ne permet pas seulement le test de performance du récepteur en conformité avec la norme, mais également le test basé sur des scénarios d'évanouissement personnalisés dans des conditions contrôlables, répétables et évolutives.

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