5G時代最新MIMO技術(shù)介紹與測試方案（二）

現(xiàn)狀

現(xiàn)在需要穩(wěn)定連接的設備數(shù)量每天都在不斷增加，基本上所有主要的電信公司都在尋求增強其移動網(wǎng)絡的技術(shù)以應對未來空前的對無線連接穩(wěn)定性和信號完整性要求。

實際上，技術(shù)研究公司Gartner指出，從智能手機、平板電腦到汽車、火車，手表，建筑物和機械等，當今已有64億個設備連接到互聯(lián)網(wǎng)，早在2015年，互聯(lián)網(wǎng)所有連接的52.7％是通過移動電話建立的，而趨勢數(shù)據(jù)表明，到了2017年底，平均水平達到了約為63.4％，如今的5G先驅(qū)者的目標是增強頻譜效率，顯著減少延遲以及顯著改善功率效率。

雖然5G技術(shù)的普及將為全球無線網(wǎng)絡用戶提供突破性的可訪問性，但要實現(xiàn)這個目標仍存在許多挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡提供商們發(fā)現(xiàn)，他們越來越需要在城市環(huán)境中近距離安裝小型蜂窩以覆蓋人口密集的區(qū)域，尤其是那些具有高通量需求的區(qū)域。借助三種類型的多輸入多輸出（MIMO）架構(gòu)，系統(tǒng)工程師正在努力克服這些挑戰(zhàn)，但沒有一種網(wǎng)絡架構(gòu)能一勞永逸，5G技術(shù)服務最終可能會依賴于多種網(wǎng)絡架構(gòu)的融合，每種網(wǎng)絡架構(gòu)都傾向于不同的技術(shù)組合。

MIMO中使用的典型線性處理技術(shù)是時分雙工（TDD），其中上行鏈路和下行鏈路傳輸是連續(xù)發(fā)生的。頻分雙工（FDD）是另一種較少使用的線性處理技術(shù)，其中，上行鏈路和下行鏈路同時出現(xiàn)在不同的頻帶上，但盡管FDD傳輸速度更快，相對來說，TDD系統(tǒng)利用了信道互易性，這一屬性允許發(fā)射機處的信道狀態(tài)信息（CSI），該特性為改善大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的信號質(zhì)量提供了一種解決方案，成為線性處理的首選方法。

挑戰(zhàn)

5G工程師目前幾乎解決了線性問題并致力于解決下一個最大的挑戰(zhàn)：開發(fā)多種預編碼或波束成形技術(shù)以實現(xiàn)成功地從同一基站發(fā)送和接收多個信號的同時仍保持優(yōu)秀的性能和服務質(zhì)量。迄今為止，已經(jīng)有了許多著名且成功的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)安裝，在當前4G網(wǎng)絡上提供了大大增強的頻譜效率，但是仍有很大的發(fā)展空間，例如，使用TDD的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的一個已知缺點是使用快速導頻序列在接收機（CSIR）上估計CSI時會導致導頻污染。

與任何新技術(shù)一樣，要盡可能低成本的完成對5G基礎(chǔ)設施的建設，使這些不斷變化的MIMO技術(shù)的測試解決方案保持簡單易用是非常重要的。MIMO利用多路徑方案，對每個路徑的測試通常需要數(shù)字衰減來調(diào)整信號幅度，并進行RF切換以允許在發(fā)送和接收路徑之間來回切換。

USB供電的便攜式測試設備的問世允許簡化和定制的方法來應對這些MIMO測試挑戰(zhàn)，即使在最具挑戰(zhàn)性的大規(guī)模MIMO情況下，也可以將具有100多個天線的大型測試臺堆疊在一起。這些測試臺中的天線及其各自的RF電路通常會導致通信通道不對稱，因此在利用通道互易性之前，首先需要進行校準，如今技術(shù)人員正在研究更有效的測試平臺方法。

這些解決方案包括軟件定義的無線電（SDR），其中包含了用于時間和頻率同步的組件（例如晶體振蕩器）和中央控制器。與這些新的SDR驅(qū)動的測試平臺協(xié)同工作的研究團隊和現(xiàn)場團隊受益于USB連接的RF開關(guān)，這些開關(guān)可以減少這些多通道方案中所需的RF端口數(shù)量。

5G開發(fā)的共同目標是使MIMO和其他技術(shù)的測試盡可能簡單、低成本。在評估便攜式測試設備時，尋找可提供各種頻率范圍和性能水平的供應商以滿足需求是非常重要的，所提供的設備還應該提供易于安裝和使用的GUI，并具有直接從PC或自供電的USB集線器直接操作多個設備的能力，從而可以有效地動態(tài)創(chuàng)建自動測試設備（ATE）。

緊湊的包裝和堅固的結(jié)構(gòu)還可以使設備經(jīng)得起時間的推移，能夠進行不斷的重新布置和運輸。它們還應易于堆疊或放置在測試架中，并且還應提供與API，DLL和LabVIEW兼容的驅(qū)動程序。

解決方案

虹科的USB便攜式測試設備HK-DS系列產(chǎn)品使5G系統(tǒng)設計工程師可以對各種測試條件進行編程，虹科HK-DS可編程射頻信號源，可編程數(shù)字衰減器，RF開關(guān)，放大器和移相器已經(jīng)被用于多徑切換和衰落場景測試，正在全球范圍內(nèi)的實驗室和現(xiàn)場進行靈活靈活的MIMO測試。

虹科HK-DAT6X系列衰減器可識別多設備設置中的每個特定單元，可以將超過100個設備連接到系統(tǒng)，其中每個設備都可以單獨進行編程。虹科HK-DAT6X系列衰減器是獨立的寬頻帶精密衰減器儀器，衰減范圍和步長根據(jù)具體型號的不同而有所區(qū)別，它的衰減設置的控制可以通過用戶界面GUI 或USB接口來完成。工業(yè)標準的SCPI命令允許任何帶有USB接口的主機系統(tǒng)對它進行控制，USB端口被配置為虛擬COM端口，允許用戶軟件進行訪問且無需任何額外的驅(qū)動程序。

虹科HK-DAT6X系列衰減器通過標準micro USB進行供電，具有精準的金屬 SMA RF連接器，并且堅固耐用、成本低廉，同時具有較低的插入損耗，可以被廣泛應用于各個環(huán)境中，滿足不同情況下的需求。

具體可選型號如下：