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技術(shù)文章
在當(dāng)前的無(wú)線通信環(huán)境中，多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)已經(jīng)成為提高網(wǎng)絡(luò)性能和容量的關(guān)鍵技術(shù)。然而，實(shí)際應(yīng)用中，工程師們常常面臨著一些挑戰(zhàn)，如多通道信號(hào)采集/輸出/輸入同步、設(shè)計(jì)和優(yōu)化通信系統(tǒng)時(shí)需要進(jìn)行無(wú)線衰落仿真和無(wú)處不在的信號(hào)功率測(cè)試等。為了解決這些問(wèn)題，我們提出了以下的MIMO測(cè)試方案。
一、MIMO多路信號(hào)同步采集方案
1.方案背景
在6G時(shí)代，MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用，實(shí)現(xiàn)分布式超大規(guī)模MIMO要將數(shù)據(jù)和信道狀態(tài)信息在參與傳輸?shù)恼军c(diǎn)之間進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互，要求站點(diǎn)之間具有高速連接，且各個(gè)通道間需要具有很高的同步精度。針對(duì)信號(hào)同步的數(shù)字化采集需求，德思特提出了多路信號(hào)同步數(shù)字采集的方案。
2.方案優(yōu)勢(shì)
? 5 GS/s高速信號(hào)采集，1.5 GHz帶寬
? 數(shù)據(jù)傳輸速率3.4 GByte/s，并支持GPU海量數(shù)據(jù)傳輸
? 小尺寸模塊化易于集成
? 面板/上位機(jī)/遠(yuǎn)程命令靈活控制
? 免費(fèi)分析處理軟件，多通道監(jiān)測(cè)
3.方案流程
1）多張板卡集成更多輸入通道：
對(duì)多路信號(hào)輸入需要非常多的通道，一張板卡的通道數(shù)不足以覆蓋所有的輸入信號(hào)。因此德思特同步采集方案使用德思特的Star-Hub模塊，連接多塊數(shù)字化儀。
2）對(duì)多張板卡實(shí)現(xiàn)高精度同步：
Star-Hub在所有板之間分配觸發(fā)和時(shí)鐘信息。因此，所有連接的板都使用相同的時(shí)鐘和相同的觸發(fā)器運(yùn)行，任何通道之間都沒(méi)有相位延遲。所有觸發(fā)源可以通過(guò)邏輯或組合，并允許所有卡的所有通道同時(shí)成為觸發(fā)源。
3）多通道觀察分析：
每一個(gè)通道的上位機(jī)有許多數(shù)值分析工具，包括快速傅立葉變換（FFT）和有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波，提取脈沖調(diào)制波形的包絡(luò)等。
二、大規(guī)模MIMO無(wú)線衰落仿真
1.方案背景
無(wú)線衰落仿真可以幫助通信工程師在設(shè)計(jì)和優(yōu)化通信系統(tǒng)時(shí)考慮到多徑衰落及相關(guān)的解決方案。同時(shí)在實(shí)施新的通信方案之前，可能需要驗(yàn)證其可行性。通過(guò)無(wú)線衰落仿真，可以預(yù)測(cè)新方案在實(shí)際無(wú)線信道中的性能，從而評(píng)估其可行性。針對(duì)無(wú)線衰落仿真方案，德思特提出以下解決方案：
2.方案優(yōu)勢(shì)
? 靈活通道數(shù)，高至512通道
? 靈活搭配開(kāi)關(guān)矩陣，具有極快切換速度
? 每通道可編程控制衰減，精度高至0.1dB
? 廣泛應(yīng)用于WIFI，4G，5G的測(cè)試
3.方案原理
在信號(hào)輸入端，通常有各種各樣的信號(hào)，以及不同的信號(hào)可能需要不同的組合來(lái)進(jìn)行無(wú)線衰落模擬，所以在信號(hào)輸入與衰減矩陣之間，可以根據(jù)客戶應(yīng)用，加上或者去掉此開(kāi)關(guān)矩陣。信號(hào)通過(guò)衰減矩陣時(shí)，可以通過(guò)編程，任意衰減每一通道的信號(hào)強(qiáng)度，以此模擬信號(hào)幅度的衰落。
4.實(shí)際案例展示
客戶需要測(cè)試他們多端口WIFI信號(hào)接收模塊的性能，使用衰減器模擬環(huán)境中信號(hào)的衰減，當(dāng)路由器信號(hào)被衰減器衰減后，信號(hào)通過(guò)天線或者線纜到接收測(cè)試模塊，客戶通過(guò)編程衰減曲線，模擬真實(shí)衰減，同時(shí)測(cè)試當(dāng)前信道情況的WIFI信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率。
三、無(wú)線信號(hào)MIMO功率測(cè)試方案
1.方案背景
在當(dāng)今發(fā)展的趨勢(shì)下，無(wú)線通信協(xié)議變得越來(lái)越復(fù)雜。具有多個(gè)輸入和輸出（MIMO）、高達(dá)320 MHz的帶寬以及高達(dá)4096 QAM的調(diào)制方案。而EN300 328和EN301 893標(biāo)準(zhǔn)描述了無(wú)線電以及2.4 GHz和5 GHz寬帶信號(hào)的頻譜參數(shù)。德思特的TS-RPR3008W系列功率計(jì)能夠根據(jù)EN300 328和EN301 893標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。此外，該功率計(jì)能夠測(cè)量高達(dá)8 GHz的頻率，因此適用于5G，6G，WiFi6甚至WiFi7的7.125 GHz測(cè)量。
2.方案優(yōu)勢(shì)
? 符合無(wú)線通信背景的MIMO功率測(cè)試方案
? 專用觸發(fā)端口，實(shí)現(xiàn)多通道總功率和單功率測(cè)量
? 動(dòng)態(tài)范圍：-60 dBm~+10 dBm
? 可覆蓋到8 GHz，滿足WLAN的的測(cè)試
3.方案介紹
1）設(shè)備連接：
功率計(jì)的連接如下圖，功率計(jì)可以通過(guò)USB口連接到PC，并可以以高數(shù)據(jù)速率將存儲(chǔ)的樣本傳輸?shù)絇C。為了同步多個(gè)功率計(jì)，可以使用鏈?zhǔn)絹?lái)連接多個(gè)功率計(jì)。這種布置使用專用觸發(fā)端口，允許同時(shí)與多達(dá)16個(gè)功率計(jì)進(jìn)行同步測(cè)量。
2）功率計(jì)算：
對(duì)于具有多個(gè)端口的設(shè)備的測(cè)量，EN300 328標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在任何給定時(shí)刻，必須計(jì)算并存儲(chǔ)功率總和。但總功率的計(jì)算不是由功率計(jì)本身執(zhí)行的。功率計(jì)本身存儲(chǔ)平均RMS值以及開(kāi)始和停止時(shí)間。通過(guò)鏈?zhǔn)竭B接和觸發(fā)功率計(jì)，實(shí)現(xiàn)同步。使用RadiMation軟件免費(fèi)版本管理每個(gè)功率計(jì)的觸發(fā)、采樣率一半的時(shí)間內(nèi)的同步以從每個(gè)功率計(jì)檢索存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
四、方案套裝
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