Während der Entwicklung von MU-MIMO-Antennenarrays werden die Beamforming-Algorithmen ständigen Revisionen unterzogen. Ob bei Regressionstests oder bei der Verifizierung von neu eingeführten Funktionalitäten ist eine schnelle Beamforming-Verifizierung hilfreich, um die Forschung und Entwicklung von Beamforming-Antennen zu beschleunigen und die Performance Ihres Produkts zu verbessern.
R&S®NRQ6 frequenzselektiver Leistungsmesskopf
Sie sind für die Entwicklung, Verifizierung oder Verbesserung von Beamforming-Algorithmen verantwortlich, die in einem realen 5G-NR-Gerät für Sub-6-GHz-Frequenzbänder zum Einsatz kommen. Die Herausforderung besteht darin, in Echtzeit eine numerische und visuelle Rückmeldung zu ermöglichen, die Einsicht in die resultierenden Strahlungsdiagramme für den gesamten Antennenabdeckungsbereich auf Basis von realen Messungen des eigentlichen Geräte-Frontends gewährt. Idealerweise sollte die Visualisierung individuelle Strahlen von unterschiedlichen Signalen und Kanälen bis hin zu bestimmten Zuweisungen im Resource Grid abdecken.
Mit R&S®NRQ6 bietet Rohde & Schwarz einen kleinen, frequenzselektiven Leistungsmesser mit herausragendem Dynamikbereich, der sich zudem durch eine I/Q-Aufzeichnung mit einer Analysebandbreite von bis zu 100 MHz auszeichnet. Kombiniert man mehrere R&S®NRQ6 Leistungsmesser, lassen sich äußerst genaue, phasenkohärente Aufzeichnungen bewerkstelligen und als Basis zur Bestimmung der resultierenden Antennendiagramme für individuelle Strahleinstellungen nutzen, ohne dass eine vollständige 3D-OTA-Messung erforderlich ist.
Nutzen Sie die R&S®VSE Vector Signal Explorer Software zusammen mit der Option R&S®VSE-K146 5G-MIMO-Messungen für phasenkohärente I/Q-Aufzeichnungen und eine umfangreiche Signalanalyse. Identifizieren Sie Phasendifferenzen in der modulierten 5G-NR-Wellenform. Analoges Beamforming, digitales Beamforming und hybride Varianten lassen sich unabhängig von der zugrunde liegenden Technologie analysieren und verifizieren. Die relevanten Phasendifferenzen können mithilfe der Beamforming-Übersichtsansicht aus der Software extrahiert werden.
R&S®VSE-K146 ermöglicht die parallele Mehrkanalanalyse von 5G-NR-MIMO-Signalen. In Kombination mit mehreren phasenkohärenten R&S®NRQ6-Geräten oder alternativ einem Mehrtor-Oszilloskop bietet R&S®VSE-K146 Analysefunktionalitäten von Referenzsignalphase, Phasendifferenz und eine Beamforming-Übersicht für endgerätespezifische Referenzsignale bei PDSCH, CORESET und CSI-RS. Auf Basis dieser Daten lassen sich die Beamforming-Eigenschaften von Antennenarrays berechnen (siehe Abbildung rechts). Simulationen können auf Basis von Messungen verbessert werden. Strahlungsdiagramme lassen sich basierend auf den tatsächlichen Daten des gemessenen HF- und Antennenfrontends simulieren. Mit Leistungsmessköpfen und Demodulationssoftware von Rohde & Schwarz können die Beamforming-Eigenschaften in Echtzeit bestimmt werden, ohne dass ein vollständiger 3D-Scan erforderlich ist. Dies ermöglicht die 3D- und 2D-Visualisierung der sich ergebenden Strahlungsdiagramme sowie die Evaluierung und Verifizierung der unterschiedlichen Beamforming-Einstellungen, der Gewichtung von Antennenelementen und der Beamforming-Algorithmen. Auf Basis der tatsächlichen Messungen lässt sich die Leistung der Algorithmen verifizieren, wobei die reale Antennenarray-Hardware und das HF-Frontend berücksichtigt werden. Damit wird die Lücke zwischen einer vollständigen Beamforming-Simulation und einer dedizierten 3D-Freiraummessung geschlossen.
Für Messaufbauten mit einer großen Zahl an gleichzeitig aktiven Antennenelementen muss eine entsprechend skalierte Schaltmatrix verwendet werden, um sequentielle Messungen in Bezug auf einen gemeinsamen Referenzport durchzuführen. Alternativ kann der Messaufbau erweitert werden, indem man mehrere phasenkohärente Leistungsmessköpfe, I/Q-Dateiaufzeichnungen und Nachverarbeitungsfunktionen in der R&S®VSE Software nutzt. Um die Datenverarbeitung mit der gleichzeitigen Analyse mehrerer Messungen zu beschleunigen, ist die R&S®VSE Enterprise Edition erhältlich.
