Pruebas OTA de 5G/MIMO masivo

Rohde & Schwarz ofrece soluciones de pruebas OTA (over the air) para preparar el terreno a las antenas que usan las ondas milimétricas y la tecnología MIMO masivo.

Las redes 5G deberán ofrecer una mayor capacidad y flexibilidad, reducir al mismo tiempo los gastos operativos (OPEX) del sistema. El método más sencillo para aumentar la capacidad sería aumentar el número de estaciones base de la red. No obstante, puesto que este método implica unos costos inmobiliarios y de consumo energético elevados, contará con una aceptación limitada. Un método más prometedor consiste en utilizar un número elevado de elementos de antenas de transmisión y recepción con control de amplitud y de fase. A estos sistemas se les conoce como sistemas MIMO masivo. Existen varias formas de utilizar estos sistemas. Se pueden utilizar para permitir múltiples secuencias de datos precodificados mediante multiplexación espacial o para aumentar la ganancia a través de la formación de haz o de una combinación de ambas.

Comunicaciones inalámbricas Rohde Schwarz - MIMO masivo 5G
Visualización de campo E y medición aérea de patrones de haz

En el espectro de frecuencia por debajo de 6 GHz, las estaciones base aplican, por lo general, un número elevado de elementos de antenas de transmisión/recepción para dar servicio a múltiples usuarios con flujos de datos en paralelo. Este sistema se conoce como MIMO multiusuario (MU-MIMO). En cambio, la atenuación de pérdida de trayectoria alta en el espectro de la onda centimétrica y milimétrica precisa unas ganancias de la antena elevadas, que se consiguen aplicando una formación de haz dinámica. Dirigiendo a equipos de usuario individuales señales asignadas a ellos de manera específica se reduce de forma significativa el consumo energético. Tanto MU-MIMO como la formación de haz aumentan la capacidad de la célula sin necesidad de utilizar estaciones base adicionales.

Comunicaciones inalámbricas Rohde Schwarz - Arquitectura 5G - Sistema de antenas activas MIMO masivo
Arquitectura típica de un sistema de antenas activas MIMO masivo

Los retos de las pruebas de 5G

Al diseñar un sistema de antenas activas con tecnología MIMO masivo, los ingenieros de desarrollo se enfrentan a nuevos retos entre los que se incluyen las tolerancias del desfasador, los efectos térmicos en los amplificadores de potencia (PA) y las desviaciones de frecuencia entre módulos, que afectan a los patrones de haz deseados. En un sistema de antenas activas, las etapas de entrada de los transceptores están integradas con el conjunto de antenas, lo que significa que los puertos de salida de radiofrecuencia tradicionales dejan de estar accesibles. Además, una interfaz de fibra sustituye a los puertos de entrada de RF tradicionales para datos I/Q. Como consecuencia, las mediciones OTA (over de air) se convierten en el caso de uso predeterminado para los sistemas MIMO masivo, así como para modelar las propiedades espaciales del canal de propagación. Debido a los diferentes tamaños de los sistemas MIMO masivo, las mediciones en condiciones de campo lejano requieren diferentes entornos de apantallado.

El convertidor de onda plana R&S®PWC200 es extremadamente compacto
Convertidor de onda plana R&S®PWC200

Ventajas de las soluciones de prueba de 5G de Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz ofrece una amplia gama de soluciones multiservicio para efectuar mediciones OTA en módulos 5G, dispositivos y sistemas de antenas activas MIMO masivo que funcionan a frecuencias celulares tradicionales por debajo de 6 GHz en los rangos de frecuencias de ondas centimétricas y milimétricas:

  • Soluciones de prueba llave en mano, que incluyen todos los instrumentos de prueba y medición, antenas y accesorios necesarios
  • Mediciones en dispositivos de usuario de ondas centimétricas y milimétricas: cámara apantallada R&S®ATS1000 escalable y portátil que incluye un posicionador de corte cónico de alta precisión y un láser opcional para una calibración adecuada de la pérdida de trayectoria y una alineación precisa del dispositivo examinado
  • Solución térmica opcional que se adapta a la R&S®ATS1000 para efectuar mediciones en dispositivos inalambricos en condiciones de temperatura extremas, para investigar los efectos térmicos en el rango de temperatura comprendido entre -20 °C y +85 °C utilizando un flujo térmico externo
  • Mediciones precisas y rápidas en estaciones base MIMO masivo por debajo de 6 GHz: el convertidor de onda plana R&S®PWC200, sumamente compacto e innovador, genera una zona tranquila esférica en 3D de 1 metro de diámetro a una distancia de tan solo 1.5 metros, para obtener potencia radiada en tiempo real y efectuar mediciones en transceptores
  • Amplia gama de cámaras de pruebas inalámbricas de alto rendimiento (WPTC, por sus siglas en inglés) estandarizadas que responden a los requisitos de las instalaciones del cliente en colaboración con Albatross Projects
  • Añadiendo el analizador de redes de cuatro puertos R&S®ZVA y el software de medición y control R&S®AMS32 es posible caracterizar patrones en 2D/3D, entre los cuales figuran la transformación de campo cercano (NF) a campo lejano (FF).
  • La combinación del generador de señales vectoriales R&S®SMW200A y el analizador de espectro y señal R&S®FSW permite una caracterización completa de transceptores de radiofrecuencia utilizando, por ejemplo, señales moduladas para medir indicadores de rendimiento clave, como, por ejemplo, la EVM.
  • La plataforma abierta de control y conmutación R&S®OSP opcional simplifica las interconexiones con el sistema
  • Los sensores de potencia R&S®NRPM OTA adicionales permiten efectuar mediciones de potencia en posiciones específicas, por ejemplo, mediciones de direccionamiento del haz

Contenido

Webinar: Multiple directions of arrival using CATR OTA measurements

Join and learn about a novel method using multiple compact antenna test range (CATR) reflectors to perform simultaneous multiple angle measurements for 5G devices that are capable of beamforming in the mmWave frequency range.

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Informe técnico: «Over-the-Air RF conformance measurements on 5G NR devices»

Lea este informe técnico para aprender más sobre las bases técnicas de las pruebas OTA en dispositivos 5G NR. Este informe examina los requerimientos descritos en las especificaciones técnicas y se enfoca en los aspectos de conformidad de RF y de equipos de usuario.

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Pruebas OTA usando síntesis de onda plana: de la teoría a la realidad

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