MIMO通信系統(tǒng)的射頻測試-基礎電子

精品文檔-下載后可編輯MIMO通信系統(tǒng)的射頻測試-基礎電子隨著每一代技術的進步，無線通信系統(tǒng)不斷實現(xiàn)比以前更高的數(shù)據(jù)吞吐量。從歷史上看，這個成績是通過更寬的通道帶寬、頻譜利用技術(如正交頻分復用(OFDM)),以及更復雜的調制類型來實現(xiàn)的。

增加無線通道帶寬的近創(chuàng)新技術之一是多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。這種技術在許多無線標準中得到了實現(xiàn)，包括IEEE802.11n、WiMAX和長期演進(LTE)等。

實現(xiàn)MIMO通信系統(tǒng)的前提，是可以通過使用相同物理頻譜內的多個“通道”來提高使用有限頻譜帶寬的通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率。為做到這一點，發(fā)射機需要使用多個發(fā)射天線，每個天線發(fā)射一個獨特的經(jīng)過調制的信號。

接收機也使用多個天線，并且只需少量信號處理就能分離和解碼各個通道，這種技術被稱為空間復用。正如人們期望的那樣，這種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率與通道數(shù)量成正比。在目前的MIMO收發(fā)器中，一般配置范圍從2x2至4x4，后者具有4個發(fā)射天線和4個接收天線。

測試MIMO收發(fā)器需要采用先進的信號處理算法來復用和解復用各個空間數(shù)據(jù)流，并實現(xiàn)射頻矢量信號發(fā)生器和分析儀各通道之間的嚴格同步。MIMO系統(tǒng)測試面臨的挑戰(zhàn)，在于分離每個空間數(shù)據(jù)流比較復雜。

在商用領域，MIMO收發(fā)器可以通過對接收信號應用通道矩陣來實現(xiàn)每個空間數(shù)據(jù)流的分離。這種矩陣對系統(tǒng)中的每個通道來說就是一組相位和增益特性，因此在測試MIMO設備時，儀器必須能夠通過應用相似的通道矩陣來分離每個通道。

MIMO測試對儀器的同步要求是測試行業(yè)中難實現(xiàn)的。在MIMO測試系統(tǒng)中，多通道射頻儀器的每個通道必須實現(xiàn)真正的通道至通道相位一致性。

為做到真正的相位一致性，要求每臺射頻儀器之間的所有合成本振(LO)、模數(shù)轉換器/數(shù)模轉換器(ADC/DAC)采樣時鐘和啟動觸發(fā)器直接同步。幸運的是，軟件定義PXI儀器可以輕松滿足MIMO同步要求。這種儀器采用模塊化架構，所有時鐘信號都可以共享。

使用NI的LabVIEW和PXI射頻信號發(fā)生器和分析儀，工程師可以產(chǎn)生和分析多通道相位一致射頻信號(圖)。像四通道PXIe-5663EVSA和四通道PXIe-5673VSG等儀器，可以實現(xiàn)小于0.1°的通道至通道抖動。另外，由于這兩種儀器在每個通道間共享公共本振，因此所有測量結果都不含不相關的通道至通道相位噪聲。

圖：軟件定義PXIRF一起適合多通道RF測試應用

輕松應對MIMO射頻測試的挑戰(zhàn)

滿足多通道射頻測試需求，比如MIMO標準和波束成形與直接發(fā)現(xiàn)應用，對現(xiàn)有儀器技術來說是一個越來越大的測試挑戰(zhàn)。幸運的是，NI公司基于LabVIEW