Verificare e ottimizzare la progettazione del prodotto in condizioni di fading realistiche in un ambiente di laboratorio deterministico che consenta misure ripetibili utilizzando profili di fading standardizzati e definiti dall’utilizzatore.
Fading dovuto alla propagazione multicammino
È necessario verificare che il ricevitore MIMO sia in grado di soddisfare i requisiti prestazionali in condizioni reali. Criteri importanti per la configurazione di test sono la ripetibilità, i tempi e i costi del collaudo.
Background
I moderni sistemi di comunicazione wireless richiedono un ricevitore robusto per combattere i disturbi del canale in vari scenari operativi.
Il fading è un’importante disturbo del canale che si verifica inevitabilmente nella vita reale. Causa il degrado delle prestazioni del ricevitore, che influisce sull’esperienza dell’utilizzatore finale. I segnali che arrivano al ricevitore attraverso diversi cammini di propagazione si sovrappongono in modo costruttivo o distruttivo, causando fluttuazioni nell’ampiezza e nella fase del segnale. In gravi condizioni di fading, questo effetto può anche causare la totale interruzione del collegamento di comunicazione. Nei canali a banda larga, la propagazione multicammino può causare interferenze intersimboliche (ISI), che compromettono drasticamente le prestazioni del ricevitore.
Per migliorare l’immunità del ricevitore in varie condizioni di fading e massimizzare le prestazioni del ricevitore in un determinato scenario operativo, ad esempio quando si utilizzano le tecniche di ricetrasmissione parallela MIMO, è essenziale verificare e ottimizzare le prestazioni dell’algoritmo del ricevitore MIMO fin dalle prime fasi di sviluppo del chipset. Devono essere condotti anche test di conformità per verificare il rispetto dei requisiti prestazionali standardizzati del ricevitore, ad esempio in linea con le specifiche 3GPP e IEEE, oppure effettuare particolari prove definite dall’utilizzatore a fini di garanzia della qualità. Tuttavia, l’esecuzione di questi test sul campo può essere impegnativa. I test sul campo non offrono un’adeguata ripetibilità, oltre a essere dispendiosi in termini di costi e di tempo.
Un’alternativa è quella di emulare le condizioni di fading reali in un laboratorio, applicando profili di fading ben definiti. A differenza dei test sul campo, la simulazione di fading in laboratorio fornisce condizioni di test controllabili, scalabili e ripetibili, che consentono di risparmiare notevolmente su tempi e costi delle prove.
Sistema di test convenzionale per verificare le prestazioni di un ricevitore MIMO 2x2.
Sistema di test convenzionale
Un sistema di test convenzionale viene realizzato tipicamente utilizzando una o più sorgenti di segnale e un fader RF. La prima figura nella pagina successiva mostra uno scenario di test per applicazioni MIMO 2x2, che consiste di due generatori di segnale a canale singolo - per fornire i due segnali del livello MIMO - e un fader RF esterno. Questa configurazione è molto ingombrante (nell’esempio illustrato sono necessari tre strumenti). Questa configurazione ingombrante e costosa è inoltre difficile da gestire, poiché è necessario configurare e controllare individualmente più strumenti. Operazioni semplici come la calibrazione del livello di potenza d’uscita RF diventano molto complesse. L’ingombro, il costo e la complessità dei sistemi di test convenzionali aumentano linearmente con l’aumento dell’ordine di parallelismo MIMO.
Sistema di test compatto per verificare le prestazioni di un ricevitore MIMO 2x2 con un generatore di segnali vettoriale R&S®SMW200A.
Lo strumento R&S®SMW200A è un generatore di segnali vettoriale di fascia alta, supporta cammini RF multipli con simulazione integrata opzionale in tempo reale del fading della banda base: è una soluzione all’avanguardia e compatta. Il generatore R&S®SMW200A può creare e, opzionalmente, introdurre l'effetto del fading, fino a otto singoli segnali in banda base in un singolo strumento, offrendo larghezze di banda in fading fino a 800 MHz. A differenza dei sistemi di test convenzionali, la soluzione R&S®SMW200A richiede un solo strumento per effettuare misure su sistemi 2x2 MIMO e può essere estesa per supportare sistemi con parallelismo fino a 8x8 MIMO aggiungendo le unità di estensione RF compatte R&S®SGT100A.
I vantaggi includono:
Estensione flessibile delle uscite RF utilizzando le unità R&S®SGT100A per supportare gli ordini di parallelismo MIMO fino a otto livelli con controllo centralizzato dallo strumento R&S®SMW200A
Configurazione di un canale di fading multicammino su R&S®SMW200A.
Sono disponibili, come preimpostazioni, modelli di canali predefiniti in linea con 3GPP, IEEE e molti altri standard. Sono disponibili anche molti profili standard di fading (Doppler puro, Rayleigh, Rice, ecc.) e profili di ritardo (nascita-morte, propagazione mobile, treno ad alta velocità, ecc.). Inoltre, gli utilizzatori possono creare profili personalizzati di fading e di ritardo. Un tipico caso d’uso è lo stress test per migliorare la progettazione e le prestazioni del ricevitore in condizioni di fading estreme.
È possibile facilmente definire e configurare canali di fading con vari cammini di fading, ciascuno con un profilo di fading specifico, perdita di cammino e ritardo del cammino, tramite la finestra di dialogo associata.
Rappresentazione grafica della configurazione del canale di fading multicammino.
All’utilizzatore viene fornita una rappresentazione grafica intuitiva del canale di fading configurato. Sono supportati anche scenari avanzati di funzionamento, come MIMO multi-user, aggregazione di portanti e MSR, sia per gli ambienti di test con segnali condotti che per quelli svolti con metodologie OTA, che possono essere facilmente configurati tramite l’interfaccia grafica utente dello strumento.
Il fader integrato nel generatore R&S®SMW200A fornisce una soluzione compatta in un unico strumento, rendendo la simulazione del fading in tempo reale in laboratorio un compito semplice e lineare. La simulazione semplice e flessibile degli scenari di fading consente non solo di effettuare test delle prestazioni del ricevitore conformi agli standard, ma anche di effettuare test basati su scenari di fading personalizzati in condizioni controllabili, ripetibili e scalabili.
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