多输入多输出(MIMO)技能经过运用多个天线传输两路或四路数据流,为单个用户数据传输速率的提高供给了或许性。例如,此前有介绍LTE 的文章曾指出,64 QAM 2×2下行链路FDD MIMO和64 QAM 4×4下行链路FDD MIMO可分别供给高达172.8Mbps和32*Mbps的峰值数据速率。可是,与单输入单输出(SISO)单个天线比较,完成双通道或四通道MIMO将会添加杂乱性,然后影响或许到达的峰值数据速率,并且硬件规划和施行方面的晦气影响(例如天线串扰和守时差错)有或许下降多天线技能或许带来的功能增益。
别的,多天线技能的完成过于杂乱,使得对硬件功能问题进行故障确诊和调试颇具难度;添加天线和数据流数量(从2×2 MIMO添加到4×4 MIMO)将进一步添加调试的杂乱程度。
本文首要评论天线串扰危害、相位噪声和守时差错对MIMO下行链路体系功能的影响,以及采用了时刻相干多通道示波器和89600矢量信号剖析仪(VSA)软件的故障确诊技能,期望可以协助工程师深化了解差错机制对硬件差错矢量起伏(EVM)功能和体系级射频发射机功能的影响。本文将以LTE作为研讨目标,其概念也可应用到其他信号格局中,例如 Mobile WiMAX。
LTE MIMO参阅信号和EVM
LTE MIMO穿插生成一个贯穿频域和时域的已知信号,称为参阅信号(RS)。该信号是康复MIMO 信号的根底,因为它答应每个接纳天线针对各个发射机树立一个信号参阅。图1显现了怎么将参阅信号的各个符号分配到两个天线下行链路信号的子载波中。
如图所示,y轴表明参阅信号的子载波分配(每六个子载波),x轴表明时刻穿插。留意,从占用子载波和时刻(符号)两方面检查天线0和天线1之间参阅信号的改变。
图 1―两个天线的下行链路参阅符码的正交结构
差错矢量起伏(EVM)是描绘射频发射机功能的重要体系目标。经过对RS EVM和复合EVM 进行比较,不只可以协助工程师深化了解发射机硬件规划减损,还可以协助确诊天线串扰、放大器增益紧缩失真、相位噪声和其他差错机制等特定减损。
下面的事例将阐明怎么运用RS EVM和复合EVM 来深化了解或许会影响体系功能差错的减损类型。该事例还将要点研讨发射天线守时差错对参阅信号正交性的影响,并在解说天线串扰、星座图和EVM丈量成果时,阐明怎么考虑这种影响。
事例研讨——MIMO下行链路射频发射机丈量
本事例研讨中运用的四通道 MIMO 测验设置如图 2 左边所示,它是由四个带有恣意波形发生器的安捷伦信号发生器和一个安捷伦四通道Infiniium 90000A系列示波器组成。如下所示,多通道示波器十分合适双通道和四通道 的MIMO 丈量,因为它们供给时刻相干多通道输入、可丈量射频调制载波的宽带宽,以及更深层的存储器来剖析多个数据帧,数据帧可经过Agilent89600 矢量信号剖析(VSA)软件进行解调。
运用VSA软件和多通道宽带示波器进行基线四通道MIMO丈量的成果如图2右侧所示。图2左边显现了两层(共四层)空间多路复用数据的16 QAM 物理下行链路同享通道(PDSCH)星座图(此处没有显现第2和第3层)。VSA显视屏的右上方显现了射频频谱图,VSA显视屏的右下方显现了差错汇总表。留意,基线测验事例的剩下复合EVM(VSA 显现屏右下方)小于 0.8%,阐明0层和1层的星座图状况很明晰(VSA 显现屏的左边)。
图 2――运用 Agilent Infiniium 90000A 系列示波器进行四通道 MIMO 测验设置和基线丈量的成果
多通道示波器和 VSA 软件通常被用于两通道或四通道中频-射频发射机/上变频器硬件被测设备(DUT),以进行MIMO测验。因为DUT不适于测验,因而需求运用 Agilent SystemVue仿真器建模具有仿真规划减损的四通道射频发射机。每个发射机均由中频/射频带通滤波器、LO 混频器和功率放大器(PA)组成。功率放大器指定了10kHz频率偏置时的LO相位噪声以及1dB增益紧缩点。发射机的输出端运用了定制模型子网,对天线串扰进行建模,然后运用ESG接纳机将仿真的IQ波形(包括仿真的规划减损)下载到四个ESG中,如图3所示。