如何快速準(zhǔn)確的仿真多天線環(huán)境
本文在介紹CATR聯(lián)合CMCC進(jìn)行的TD-LTE實(shí)驗(yàn)室測試的基礎(chǔ)上,著重介紹復(fù)雜信道模型的模擬。思博倫新一代信道模擬器VR5-HD充分考慮了目前和未來的需求,支持所有TD-LTE,及LTE-A的測試,真實(shí)的模擬無線信道環(huán)境,使用方便,連接簡單,重點(diǎn)介紹其對(duì)本次測試的支持情況。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155890.htmTD-LTE多天線測試
1.1 MIMO and beamforming
MIMO,即多輸入多輸出,因?yàn)榭梢猿杀兜奶岣呦到y(tǒng)容量,成為LTE的指定技術(shù)之一。另一方面,TD-LTE具有天然的上下行信道對(duì)稱性,可以利用多天線來實(shí)現(xiàn)beamforming,從而提高增益,降低干擾。事實(shí)上,在TDD的3G階段,TD-SCDMA即充分利用上下行信道的對(duì)稱性實(shí)現(xiàn)beamforming。TD-LTE創(chuàng)新的提出了雙流beamforming,即MIMO+beamforming技術(shù),同時(shí)實(shí)現(xiàn)提高容量和降低干擾提高增益,是TD-LTE的最顯著的特點(diǎn)。
上下行信道對(duì)稱性又叫信道互易性,在測試beamforming時(shí),必須滿足天線的互易性。
天線
TD-LTE基站有兩種天線配置,一種是兩天線,即2*2MIMO,該配置只使用MIMO技術(shù),不使用beamforming技術(shù),主要應(yīng)用在室內(nèi)及微蜂窩場景;另一種是8 天線,即8*2MIMO,該配置將8天線分為兩組,每組包括4天線,組內(nèi)使用beamforming,組間使用MIMO發(fā)送雙流。這就是雙流 beamforming。8天線配置是將來的主要方向,也是我們測試的主要內(nèi)容。
8天線帶來一個(gè)挑戰(zhàn),因?yàn)樘炀€各天線平行放置,且有一定的間隔,使得天線的尺寸較大,不易于工程使用。所以從3G開始,都使用+-45°的雙極化天線,尺寸約縮小了一半,大大增強(qiáng)了實(shí)際可用性。同時(shí),雙極化天線因?yàn)閮山M天線的相關(guān)性天然降低,有利于提高M(jìn)IMO容量。
圖1 TD-LTE應(yīng)用的雙極化8天線
CMCC還要求使用方向性天線,進(jìn)一步提高天線覆蓋的效率。
在模擬無線信道環(huán)境時(shí),必須模擬天線的極化及方向性,否則造成信道模型及輸出功率不正確。
因?yàn)榭煽匦?、可重?fù)性、可對(duì)比等特征,實(shí)驗(yàn)室評(píng)估測試越來越受到重視,有著實(shí)際外場測試不可替代的優(yōu)點(diǎn),成為在外場驗(yàn)證之前必不可少的關(guān)鍵一步。那么在實(shí)驗(yàn)室模擬真實(shí)的無線環(huán)境就成為一個(gè)課題,即如何在實(shí)驗(yàn)室真實(shí)、快速的仿真無線信道環(huán)境,從而在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)造完整的測試環(huán)境,驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或終端。
TD-LTE要求8通道的互易信道,對(duì)系統(tǒng)集成度提出了更高要求;多天線技術(shù)特有的信道模型均要求更優(yōu)的信道模擬器的可靠性和真實(shí)性;同時(shí)由于測試復(fù)雜,周期長,希望使用方便,實(shí)時(shí)處理,實(shí)時(shí)仿真。
思博倫作為90年代即推出信道模擬器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),不僅提供經(jīng)濟(jì)的方案,最新一代高集成度信道模擬器提供了最領(lǐng)先且易用的方案。可實(shí)時(shí)模擬所有要求的信道模型,內(nèi)置功率計(jì),方便的GUI,簡單的連接,從而快速準(zhǔn)確的進(jìn)行測試。TD-LTE研發(fā)技術(shù)試驗(yàn)的要求
研發(fā)技術(shù)試驗(yàn)包括兩類測試。一類是上行解調(diào)測試,主要是驗(yàn)證基站在指定的信道環(huán)境下接收機(jī)的解調(diào)性能,要求得到在不同吞吐量下的信噪比,對(duì)接收機(jī)性能做出評(píng)估和比對(duì)。
圖2 上行解調(diào)測試結(jié)構(gòu)圖-SR5500M
另一類是雙向測試,主要驗(yàn)證MIMO,MIMO加beamforming的在不同信道環(huán)境下雙向測試,要求畫出吞吐量與信噪比的曲線,對(duì)整體性能做出評(píng)估和比對(duì)。
圖3 雙向8*2測試結(jié)構(gòu)圖-VR5-HD
從以上測試要求可以看到,信道衰落環(huán)境仿真起著至關(guān)重要的作用,要求信道模型真實(shí),噪聲電平、輸出功率等精確易控,設(shè)備可靠,同時(shí)因?yàn)榄h(huán)境復(fù)雜,要求信道模擬器連接盡量簡單,操作方便,測試效率高等。
2.1 硬件基本要求
在上行解調(diào)的測試中,要求單向8通道的測試能力,無需外部設(shè)備或衰減器。
在雙向測試中,要求雙向8通道的測試能力,無需外部設(shè)備或衰減器,相位校準(zhǔn)方便、精度高、校準(zhǔn)周期盡量長等。
輸入輸出應(yīng)具備實(shí)時(shí)功率計(jì),并支持實(shí)時(shí)的脈沖模式測量以滿足TD-LTE的要求,實(shí)時(shí)觀察各端口功率。
儀表具有良好的可靠性,各端口具備過載功率保護(hù)措施,不易損壞。
儀表的維修和校準(zhǔn)應(yīng)該在本地,在出現(xiàn)異常情況能快速處理并恢復(fù)。
功能要求
支持所有信道模型:支持基于幾何地理的SCME模型和IMT-A M.2135規(guī)定的信道模型。
信道模型必須是基于幾何地理方法的,不能用基于相關(guān)矩陣的信道模型來近似。
支持天線極化和天線方向性的設(shè)置。
儀表的功率精確,保證輸出的信噪比精確,對(duì)測試結(jié)果的評(píng)估至關(guān)重要。
儀表具備較高的動(dòng)態(tài)范圍,測試要求的信噪比及噪聲功率需要覆蓋非常寬的范圍,要求儀表的動(dòng)態(tài)范圍盡可能大,這樣保證可以滿足最低和最高的功率要求,找到設(shè)備的臨界點(diǎn)。
思博倫先進(jìn)信道模擬解決方案
評(píng)論