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  • 支撐MIMO OTA系統測試

     

    KSW-WNS02無線信道仿真儀基于新一代的高速芯片及硬件平臺開發,具有強大的運算資源,支持120MHz的信號帶寬,以及最多64個物理通道和2048個邏輯通道,可以全面支持現有MIMO OTA的標準測試,并且支持MIMO OTA的后續技術演進,例如3D MIMO OTA。KSW-WNS02無線信道仿真儀的技術特點如下:

    1、   頻率范圍30MHz--6GHz,且可通過頻率擴展模塊擴頻至40GHz。滿足當前MIMO OTA測試及將來物聯網時代MIMO OTA的測試頻段要求。例如智能電網的設備就是工作在280MHz頻點,考慮到今后非授權物聯網技術,如Lora的應用,必定會在更廣泛的頻率范圍內采用物聯網技術,因此更寬的頻率范圍可以保證設備在今后應用的適用性,保護投資;

    2、   考慮到未來的信道帶寬,KSW-WNS02無線信道仿真儀提供120MHz帶寬,滿足當前和將來的MIMO OTA寬帶測試應用需求。

    3、  單機最高支持64個射頻通道,以及最高2048個衰落通道,滿足當前及將來3D MIMO OTA技術演進的測試需求。

    4、   支持AdHoc(MANET)設備組網測試以及系統級的OTA測試;

    5、   KSW-WNS02無線信道仿真儀的通道具備雙向信道仿真能力,滿足將來Downlink / Uplink上下行雙向MIMO OTA技術演進的測試需求,TDD制式與FDD同樣可以使用以下簡化測試架構,可以在上下行鏈路測試上共用一臺設備,并且系統搭建簡單,無需外接大量的功分器、環形器等無源連接或者信號分立器件,根據CTIA的標準,盡管現在對于上行鏈路的測試還沒有具體要求,但是已經明確表示今后需要測試上行鏈路。

    6、   國產自研產品,提供長期的深層次技術演進及支持,提供深層次定制化服務,平臺靈活,可以支持各種MIMO OTA解決方案,例如基于混響室的MIMO OTA。

    7、   KSW-WNS02信道仿真儀支持輸入端口功率監控測量功能,則也可由信號源(或直接用基站模擬器的內置信號源)輸出CW連續波信號,通過信道仿真儀的功率測量功能來執行輸入校準,這樣更加方便快捷。

    以下詳細介紹基于KSW-WNS02無線信道仿真儀實現Multi-Probe Anechoic Chamber (MPAC) Full Ring多探頭暗室大環法MIMO OTA測試系統的具體方案,依據標準規范為:

    CTIA MIMO OTA Test Plan V1.1.1,即《Test Plan for 2x2 Downlink MIMO and Transmit Diversity Over-the-Air Performance, Version 1.1.1, September 2017》

    對于3GPP或CCSA標準對應的MPAC Ring技術方案,本文同樣適用。

    另外,本公司還將在后續方案版本中支持3GPP與CCSA認可的“混響室+信道仿真儀”方案(常被簡稱為“RC+CE”方案)。

    系統架構

    CTIA MIMO OTA Test Plan V1.1.1規范中的MIMO OTA系統架構示意圖如下:

     

    多探頭暗室MIMO OTA測試系統架構

     

    而基于KSW-WNS02無線信道仿真儀的MIMO OTA系統架構可大幅度簡化如下,由于KSW-WNS02獨具的雙向信道仿真能力,TDD制式與FDD同樣可以使用以下簡化測試架構:

    以上是執行測試功能時的架構簡圖,而完整的MIMO OTA系統,還應包括用于全自動系統校準和信道驗證的相關設備和軟件,因此,基于KSW-WNS02無線信道仿真儀的完整MIMO OTA系統的整體結構圖如下:

    其中,PA Module(功放模組,通常每通道增益30~35dB)用于放大無線信道仿真儀的輸出信號(通常最高-20dBm)。RF Switch Module(射頻開關模組)用于自動切換射頻信號,實現自動測試于校準。轉臺控制器用于控制轉臺實現被測件的水平旋轉。Calibration Antenna(校準天線,包括套筒偶極子天線和共振環天線)用于系統校準。Positioning Laser Pointer(激光標線定位準直儀)用于環形天線陣列的天線(探頭)和被測件的幾何定位。


    采用無線信道仿真儀的幾種MIMO OTA測試方法比較如下:


    MIMO OTA測試方法

    混響室法

    多探頭法

    兩步法

    系統構成

    混響室+信道仿真儀

    多探頭暗室+信道仿真儀

    單探頭暗室+信道仿真儀

    天線探頭數量

    2~4個

    8~32個,或更多

    1個

    DUT尺寸限制

    僅受混響室均勻場尺寸限制

    0.5~4λ

    僅受暗室靜區限制

    方向圖測試

    不支持

    支持(快)

    支持(慢)

    時延

    支持

    支持

    支持

    多普勒頻移

    可控

    可控

    可控

    入射角AoA控制

    不支持

    支持

    支持

    極化特性控制

    不支持

    支持

    支持

    支持的信道類型

    僅均勻空間與可控多徑類型

    支持所有信道類型

    支持所有信道類型

    2D/3D信道模型

    3D

    2D/3D

    2D/3D

    基站天線空間特性

    可控

    可控

    可控

    波束賦型動態控制

    不支持

    支持

    不支持

    吞吐率測試

    直接支持

    直接支持

    采用傳導方式,間接支持

    成本

    較高