MIMO的應用及測量須知

作者：時(shí)間：2009-06-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對面交流
  海量資料庫查詢(xún)

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/261252.htm

須知五：天線(xiàn)配置對信道路徑相關(guān)具有顯著(zhù)影響。

在對接收機進(jìn)行靜態(tài)信道驗證之后，可以使用諸如安捷倫新推出的PXB MIMO接收機測試儀，添加例如步行或車(chē)載速度模型的各種衰落，進(jìn)行進(jìn)一步驗證。如前所述，信道中包括發(fā)射機天線(xiàn)和接收機天線(xiàn)。人們已經(jīng)投入了大量精力，來(lái)研究如何建立天線(xiàn)配置變化對路徑相關(guān)影響的模型。

如果只是為了進(jìn)行證明，可以?xún)H選取一些天線(xiàn)配置，但是如果為了設計或進(jìn)行更徹底的性能比較，則應當使用更廣泛的方案進(jìn)行性能評估，這一點(diǎn)非常重要。使用Agilent PXB MIMO接收機測試儀(圖5)可提供用戶(hù)所需的靈活配置，并可計算各天線(xiàn)路徑的相關(guān)因子。

圖5：安捷倫的N5106A PXB MIMO接收機測試儀。

須知六：MIMO對載噪比的要求高于SISO。

在特定的信道環(huán)境中，信道容量將隨著(zhù)發(fā)射-接收對的數量呈線(xiàn)性增加，因此相對于SISO，MIMO能夠得到更高的頻譜效率。但是這是有代價(jià)的。在比較SISO和MIMO的性能時(shí)，首先要求所有發(fā)射信號具有相同功率。對于采用直接映射的MIMO信號，這相當于要求每個(gè)MIMO發(fā)射機的載噪比(CNR)至少要提高3dB，以獲得相同的解調性能。如圖6中左側軸的文字所述。

如圖6所示，由于MIMO信道引入了相互耦合，從左至右隨著(zhù)MIMO信道矩陣條件數的增大，所需的載噪比逐漸提高。矩陣條件數是一個(gè)標準的數學(xué)概念，表示特定MIMO信道容量的潛在增加。與本文相關(guān)的宣傳資料中提供了關(guān)于如何計算矩陣條件數的詳細信息。

同相(0°)耦合是MIMO接收機測試的第一步，這一步如同單信道靈敏度測試，它將驗證訓練信號中包含噪聲時(shí)信道的恢復狀況。當存在大量耦合時(shí)，由于處理精度不足在接收機信道估計時(shí)產(chǎn)生大量誤差，將導致接收機性能比預期的下降更快。更進(jìn)一步的測試是在耦合中增加延遲，即在OFDMA子載波中引入成比例的相位變化。

例如：一個(gè)信道條件數為10dB的MIMO信號的CNR要求比SISO信號大約高7dB，才能達到相同的BER。當然，MIMO信號承載2倍于SISO的數據量。

圖6：結果表明MIMO需要比SISO更高的載噪比。

如圖6所示，在A(yíng)gilent 89600 VSA上顯示呈V字型的EVM軌跡，表示在OFDM信號中的時(shí)延。在該實(shí)例中，首先調整了信號幅度，確?？吹綔y量噪聲，使得EVM(RCE)值上升。通過(guò)圖5下面的中間及右邊兩張軌跡圖可以清楚地看到隨著(zhù)條件數變差EVM上升的對應關(guān)系。

須知七：一個(gè)器件的失真將影響到所有耦合碼流。

在直接映射中測量是針對各個(gè)發(fā)射機輸出端分別進(jìn)行的，由模擬器件(如放大器或混頻器)產(chǎn)生的失真只會(huì )影響到它所處理的這一路碼字(流)。但是，如果數據信號經(jīng)過(guò)預編碼，比如使用LTE中碼本1或碼本2預編碼，所有碼字將共用模擬器件，那么任何一個(gè)模擬器件的失真都將影響到所有碼流。

為了產(chǎn)生圖7中的測量結果，可對一個(gè)MIMO信號使用LTE碼本1的1，1，1，-1進(jìn)行預編碼，或者對該信號采用WLAN的空間擴展方式。然后對其中一個(gè)接收機放大器的增益進(jìn)行調整，直到ADC產(chǎn)生限幅。

左列是去除耦合前的兩路信號。此處可以看到由于相關(guān)干擾造成的一種非正常的MIMO測量結果。QPSK顯示為一個(gè)3×3的星座，被稱(chēng)之為“星座的星座”。盡管如此，也可以看出，在下面一路信號上，帶有上面那一路信號所沒(méi)有的某種失真。

中間一列中兩個(gè)信號已經(jīng)分開(kāi)，均為QPSK信號，但是需要注意，這兩個(gè)信號都帶有失真，而在前面信號中有一個(gè)并沒(méi)有失真。最后，右邊一列顯示了一組發(fā)射分集信號，饋送過(guò)程中其中一個(gè)發(fā)射機有失真。需要注意的一點(diǎn)是，兩個(gè)信號顯示都沒(méi)有失真。這表明僅僅測量完全解碼的分集信號會(huì )掩蓋物理硬件所帶來(lái)的問(wèn)題。

圖7：在左列中可以看到一個(gè)信道分量的失真只影響下面的軌跡。中間一列的空間復用信號則顯示兩個(gè)數據流都有失真。右列的跡線(xiàn)表明當采用分集技術(shù)而不是空間復用時(shí)，失真將被消去。

本文小結

對于無(wú)線(xiàn)電工程師來(lái)說(shuō)，MIMO是對現有發(fā)射技術(shù)的有益補充。本文介紹了MIMO運用和測量的關(guān)鍵問(wèn)題，安捷倫設計及測試方案可以幫助您確保接收機和發(fā)射機能夠正常工作。

汽車(chē)防盜機相關(guān)文章:汽車(chē)防盜機原理
頻譜分析儀相關(guān)文章:頻譜分析儀原理

新聞中心

MIMO的應用及測量須知

評論

相關(guān)推薦

技術(shù)專(zhuān)區