德思特方案｜MIMO测试方案，全方位探索无线通信新维度

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#信号采集 #信号处理 #MIMO

在当前的无线通信环境中，多输入多输出（MIMO）技术已经成为提高网络性能和容量的关键技术。然而，实际应用中，工程师们常常面临着一些挑战，如多通道信号采集/输出/输入同步、设计和优化通信系统时需要进行无线衰落仿真和无处不在的信号功率测试等。为了解决这些问题，我们提出了以下的MIMO测试方案。

01 MIMO多路信号同步采集方案

● 方案背景

在6G时代，MIMO（多输入多输出）技术将发挥至关重要的作用，实现分布式超大规模MIMO要将数据和信道状态信息在参与传输的站点之间进行实时的交互，要求站点之间具有高速连接，且各个通道间需要具有很高的同步精度。针对信号同步的数字化采集需求，德思特提出了多路信号同步数字采集的方案。

● 方案优势

✓5 GS/s高速信号采集，1.5 GHz带宽

✓数据传输速率3.4 GByte/s，并支持GPU海量数据传输

✓小尺寸模块化易于集成

✓面板/上位机/远程命令灵活控制

✓免费分析处理软件，多通道监测

● 方案流程

1）多张板卡集成更多输入通道：

对多路信号输入需要非常多的通道，一张板卡的通道数不足以覆盖所有的输入信号。因此德思特同步采集方案使用德思特特有的Star-Hub模块，连接多块数字化仪。

2）对多张板卡实现高精度同步：

Star-Hub在所有板之间分配触发和时钟信息。因此，所有连接的板都使用相同的时钟和相同的触发器运行，任何通道之间都没有相位延迟。所有触发源可以通过逻辑或组合，并允许所有卡的所有通道同时成为触发源。

3）多通道观察分析：

每一个通道的上位机有许多数值分析工具，包括快速傅立叶变换（FFT）和有限脉冲响应（FIR）滤波，提取脉冲调制波形的包络等。

02 大规模MIMO无线衰落仿真

● 方案背景

无线衰落仿真可以帮助通信工程师在设计和优化通信系统时考虑到多径衰落及相关的解决方案。同时在实施新的通信方案之前，可能需要验证其可行性。通过无线衰落仿真，可以预测新方案在实际无线信道中的性能，从而评估其可行性。针对无线衰落仿真方案，德思特提出以下解决方案：

● 方案优势

✓灵活通道数，高至512通道

✓灵活搭配开关矩阵，具有极快切换速度

✓每通道可编程控制衰减，精度高至0.1dB

✓广泛应用于WIFI，4G，5G的测试

● 方案原理

在信号输入端，通常有各种各样的信号，以及不同的信号可能需要不同的组合来进行无线衰落模拟，所以在信号输入与衰减矩阵之间，可以根据客户应用，加上或者去掉此开关矩阵。信号通过衰减矩阵时，可以通过编程，任意衰减每一通道的信号强度，以此模拟信号幅度的衰落。

● 实际案例展示

客户需要测试他们多端口WIFI信号接收模块的性能，使用衰减器模拟环境中信号的衰减，当路由器信号被衰减器衰减后，信号通过天线或者线缆到接收测试模块，客户通过编程衰减曲线，模拟真实衰减，同时测试当前信道情况的WIFI信号的数据传输速率。

03 无线信号MIMO功率测试方案

● 方案背景

在当今发展的趋势下，无线通信协议变得越来越复杂。具有多个输入和输出（MIMO）、高达320 MHz的带宽以及高达4096 QAM的调制方案。而EN300 328和EN301 893标准描述了无线电以及2.4 GHz和5 GHz宽带信号的频谱参数。德思特的TS-RPR3008W系列功率计能够根据EN300 328和EN301 893标准进行测量。此外，该功率计能够测量高达8 GHz的频率，因此适用于5G，6G，WiFi6甚至WiFi7的7.125 GHz测量。

● 方案优势

✓符合无线通信背景的MIMO功率测试方案

✓专用触发端口，实现多通道总功率和单功率测量

✓优越动态范围：-60 dBm~+10 dBm

✓可覆盖到8 GHz，满足WLAN的的测试

●方案介绍

1）设备连接：

功率计的连接如下图，功率计可以通过USB口连接到PC，并可以以高数据速率将存储的样本传输到PC。为了同步多个功率计，可以使用链式来连接多个功率计。这种布置使用专用触发端口，允许同时与多达16个功率计进行同步测量。

2）功率计算：

对于具有多个端口的设备的测量，EN300 328标准规定，在任何给定时刻，必须计算并存储功率总和。但总功率的计算不是由功率计本身执行的。功率计本身存储平均RMS值以及开始和停止时间。通过链式连接和触发功率计，实现同步。使用RadiMation软件免费版本管理每个功率计的触发、采样率一半的时间内的同步以从每个功率计检索存储的数据。