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5G毫米波接口特性分析的挑戰(zhàn)及考慮因素

作者: 時間:2017-01-03 來源:是德科技 收藏

  有許多頗具挑戰(zhàn)性的目標——括增加網(wǎng)絡(luò)容量、提升峰值數(shù)據(jù)速率以及讓行動通訊服務(wù)變得更可靠。其中有些目標需要將現(xiàn)今效能提高10倍、100倍或1,000倍,這在現(xiàn)有低于6GHz的頻譜中是無法達成的。因此,研究人員必須在高達100GHz厘米波(cm)及毫米波(mmWave)頻率中研究新的無線接口。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201701/342393.htm

  為了對射頻(RF)信道之毫米波頻率進行特性分析,工程師面臨許多前所未有的新挑戰(zhàn)。本文探討其中一些挑戰(zhàn)及考慮因素,協(xié)助工程師輕松迎戰(zhàn)這些難題。

  為了制訂新的無線接口標準,研究人員必須能夠評估RF通道的特性,才能了解RF信號透過信道傳遞的方式。研究人員目前使用通道探測技術(shù)來收集“通道脈沖響應(yīng)”(CIR)數(shù)據(jù),以便利用信道參數(shù)估算算法擷取信道參數(shù),接著再將擷取到的數(shù)據(jù)用于新信道模型的建構(gòu),如圖1所示。

  信道探測量測系統(tǒng)可分為各種不同類型,從簡單到復雜的都有,端視估算的參數(shù)而定。量測支持多路徑傳播的時變(time-varying)通道時,必須了解內(nèi)含時間及相位信息的復雜脈沖響應(yīng)。此外,能夠在類似條件下,利用不同的量測系統(tǒng)來復制或驗證量測,是一項重大的挑戰(zhàn)。

  

5G毫米波接口特性分析的挑戰(zhàn)及考慮因素

  圖1:無線傳輸信道的模型是由信道探測、信道參數(shù)估算以及統(tǒng)計資料所組成

  重要技術(shù)挑戰(zhàn)包括:

  ◇ 以大于500MHz帶寬及多通道支持,在毫米波頻率下進行信號產(chǎn)生及分析

  ◇ 數(shù)據(jù)擷取及儲存

  ◇ 通道參數(shù)估算

  ◇ 校驗及同步化

  接下來討論有助于因應(yīng)這些挑戰(zhàn)的一些重要考慮。

  信號產(chǎn)生與分析

  為了滿足使用者對于的高帶寬需求,無線接口標準將涵蓋高達100GHz的毫米波頻率,帶寬為500MHz至2GHz,而且支持多個通道。在此情況下,研究人員需考慮非常多的因素,而且亟需高效能的信道探測系統(tǒng)。

  這些量測系統(tǒng)必須能滿足前述的核心需求,并提供可重復的量測。重要系統(tǒng)組件包括基于基頻任意波形產(chǎn)生器(AWG)的寬帶數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC),以及可當作寬帶數(shù)字轉(zhuǎn)換器或示波器使用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),以支持所需帶寬,并具備足以支持擷取信號所需動態(tài)范圍的分辨率。

  同樣地,由于標準尚未制訂,測試設(shè)備應(yīng)具備相當?shù)撵`活性,如此才可隨著測試要求及標準演進,而進行配置或重新配置。

  數(shù)據(jù)擷取與儲存

  透過具多信道功能的寬帶量測系統(tǒng)來收集原始數(shù)據(jù)時,單單一項8通道、1GHz帶寬的量測,便可在短短一秒內(nèi)耗用高達數(shù)Gigabyte的數(shù)據(jù),并迅速將磁盤驅(qū)動器塞爆。不僅如此,研究人員還必須擷取ADC的數(shù)據(jù),然后存入儲存裝置。想要實時擷取并且以串流方式傳輸數(shù)據(jù),根本是不可能的任務(wù)。唯一感到開心的是磁盤驅(qū)動器制造商,因為他們可以賣出更多的儲存裝置,但這種方法并不可行。

  另外,還可考慮使用兩種可減少數(shù)據(jù)收集量的擷取方法:

  ◇ 若探測信號少于一個傳送周期,即可僅擷取有效數(shù)據(jù)、或僅擷取執(zhí)行CIR計算所需的數(shù)據(jù)。這種方法可大幅減少所需收集的數(shù)據(jù)量。

  ◇ 接下來,則可利用內(nèi)建的實時自動關(guān)聯(lián)及信號處理功能量測寬帶,以便在量測系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生有效CIR數(shù)據(jù)。此時只需儲存CIR結(jié)果,因而可大幅節(jié)省儲存空間,并加速提供CIR結(jié)果。


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