Simulación de desvanecimiento MIMO

Verifique y optimice el diseño de su producto bajo condiciones reales de desvanecimiento dentro de un entorno de laboratorio determinístico, que permite mediciones repetibles usando perfiles de desvanecimiento estandarizados y definidos por el usuario.

Desvanecimiento por propagación multitrayecto
Desvanecimiento por propagación multitrayecto
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Su misión

Usted necesita verificar que su receptor MIMO sea capaz de cumplir con los requerimientos bajo condiciones reales. Para la configuración se tienen que tomar en cuenta criterios importantes como: repetibilidad, tiempo y costo de las pruebas.

Información de fondo

Los modernos sistemas de comunicaciones inalámbricas requieren un receptor sólido para combatir las deficiencias en el rendimiento de canales en diversos escenarios de despliegue.

El desvanecimiento es la principal deficiencia en el rendimiento de canales que inevitablemente ocurre en la vida real. Esto causa que el funcionamiento del receptor empeore, lo cual afecta la experiencia final del usuario. La llegada de señales al receptor, a través de diferentes trayectos, se superpone constructivamente o destructivamente, causando fluctuaciones en la amplitud y fase de señales. Bajo condiciones severas de desvanecimiento, esto puede incluso interrumpir el proceso de enlace de las comunicaciones. En los canales de banda ancha, la propagación multitrayecto puede causar interferencia intersimbólica (ISI), lo que puede causar fuertes deficiencias en el rendimiento del receptor.

Para mejorar la inmunidad del receptor, bajo diversas condiciones de desvanecimiento, y maximizar su rendimiento en un determinado escenario de despliegue, p. ej. MIMO, es esencial verificar y optimizar el rendimiento del algoritmo de receptor MIMO de manera anticipada, en la fase de desarrollo del chipset. Algunos ensayos de conformidad buscan verificar el cumplimiento de los requerimientos normativos de rendimiento de receptores, p. ej. especificaciones de 3GPP e IEEE. De igual manera, se deben llevar a cabo pruebas definidas por el usuario para el aseguramiento de la calidad. Sin embargo, llevar a cabo estos ensayos en campo puede ser todo un reto. Los ensayos en campo no ofrecen la repetibilidad adecuada, además son muy costosos y consumen mucho tiempo.

Una alternativa es emular las condiciones reales de desvanecimiento en el laboratorio mediante la aplicación de perfiles completos de desvanecimiento. En contraste con los ensayos en campo, la simulación de desvanecimiento en el laboratorio brinda condiciones de pruebas controlables, escalables y repetibles que ahorran sustancialmente el tiempo y la inversión.

Configuración convencional para probar el rendimiento de un receptor MIMO 2x2.
Configuración convencional para probar el rendimiento de un receptor MIMO 2x2.
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Configuración de pruebas convencional

Una configuración de pruebas convencional comúnmente consiste en una o más fuentes de señales y un «fader» de radiofrecuencia. La primera figura en la siguiente página muestra un escenario de prueba para MIMO 2x2 que consiste en dos generadores de señales de canal simple, para obtener las dos capas de señales MIMO, y un «fader» externo de radiofrecuencia. Esta configuración requiere de una gran superficie (en el ejemplo provisto se necesitan tres instrumentos). La costosa y voluminosa configuración también es difícil de operar debido a que se necesitan configurar y controlar múltiples instrumentos por separado. Las operaciones simples, como la calibración del nivel de potencia de salida de radiofrecuencia, llega a ser un proceso muy complejo. La superficie, la inversión y la complejidad de la configuración de la prueba convencional se incrementa linealmente de acuerdo con el pedido MIMO.

Configuraciones compactas para probar el rendimiento de un receptor MIMO 2x2 con un generador vectorial de señales R&S®SMW200A.
Configuraciones compactas para probar el rendimiento de un receptor MIMO 2x2 con un generador vectorial de señales R&S®SMW200A.
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Solución Rohde & Schwarz

El R&S®SMW200A es un sofisticado generador vectorial de señales que admite múltiples trayectos de radiofrecuencia con simulación de desvanecimiento de banda base en tiempo real, lo que lo convierte en una solución compacta de vanguardia. El R&S®SMW200A puede generar y desvanecer opcionalmente ocho señales de banda base en un solo instrumento, ofreciendo desvanecimiento de ancho de banda de hasta 800 MHz. A diferencia de las configuraciones de pruebas convencionales, la solución R&S®SMW200A requiere solo un instrumento para MIMO 2x2 y puede ser extendida para admitir hasta MIMO 8x8 añadiendo unidades compactas de extensión de radiofrecuencia R&S®SGT100A.

Los beneficios incluyen:

  • Configuraciones compactas con generación de señales y desvanecimiento de banda base integrada en un solo instrumento.
  • Estabilización automática de potencia de salida bajo condiciones de desvanecimiento, lo que elimina la necesidad de calibración adicional de niveles
  • No hay pérdidas de conversión (ascendente o descendente, analógica o digital) mientras las señales se desvanecen en la banda base
  • Solución efectiva y rentable comparada con configuraciones que usan un «fader» de radiofrecuencia externo

Extensión flexible de salida de radiofrecuencia usando unidades R&S®SGT100A para admitir pedidos MIMO de hasta ocho capas con control centralizado en el R&S®SMW200A

Configuración de canal con desvanecimiento multitrayecto en el R&S®SMW200A.
Configuración de canal con desvanecimiento multitrayecto en el R&S®SMW200A.
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Los modelos de canales predefinidos, según las especificaciones de 3GPP, IEEE y muchas otras normativas, están disponibles en los ajustes predeterminados. Muchos perfiles de desvanecimiento estándar (Doppler puro, Rayleigh, Rice, etc.) y perfiles de retardo («birth-death», propagación en movimiento, trenes a alta velocidad, etc.) también están disponibles. Además, los usuarios pueden crear desvanecimientos personalizados y perfiles de retardo. Un caso de uso típico es la prueba de estrés para mejorar el diseño y desempeño del receptor bajo condiciones extremas de desvanecimiento.

Los canales de desvanecimiento pueden ser definidos y configurados fácilmente por los usuarios con diversos trayectos de desvanecimiento; cada uno con un perfil específico, pérdida y retardo de trayecto; mediante la ventana de diálogo correspondiente.

Representación gráfica de la configuración del canal con desvanecimiento multitrayecto.
Representación gráfica de la configuración del canal con desvanecimiento multitrayecto.
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Al usuario se le brinda una representación gráfica intuitiva del canal configurado con desvanecimiento. Para entornos de prueba, tanto OTA como conducidas, se admiten escenarios de pruebas avanzados como MIMO multiusuario, agregación de portadoras y MSR, los cuales pueden ser fácilmente configurados mediante la interfaz gráfica del usuario del instrumento.

Resumen

El «fader» integrado en el R&S®SMW200A brinda una solución compacta en un solo instrumento, logrando que la simulación del desvanecimiento en tiempo real que se realiza en el laboratorio sea una tarea fácil. Esta simulación fácil y flexible de escenarios de desvanecimiento permite realizar ensayos de conformidad del rendimiento de receptores, así como ensayos basados en los escenarios de desvanecimiento personalizado bajo condiciones controlables, repetible y escalables.

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