测试 lte 波束成形 -九游官网下载
lte 正成为主要的无线技术。在此标准的几个新功能中，多输入多输出 (mimo) 技术具有多种优势。
它可改善吞吐量，扩展覆盖范围，减少干扰，并且通过波束成形提高信干噪比 (sinr)。lte 支持多种模式以优化传输设置。
lte mimo 基站由一个基带单元、一个远程射频单元 (rrh) 和一个最多包括 8 个天线的天线阵列组成。rrh 将基带单元的数字信号上变频为每个天线的模拟信号。
您的任务
在所描述的场景中，基站软件控制各个天线信号的加权，以将主波束波瓣平移到 ue。这些信号看起来错综复杂。信道之间的加权关系由于极化而与复矢量相乘。对于软件测试或系统调试，需要检查信号并验证加权，这可能根据标准而预先定义，或者为了适应 ue 的位置。
测量装置
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测试与测量九游官网下载的解决方案
对于此任务，r&s®rto2044 和 r&s®rto1044 是用于分析天线通道之间的幅度和相移的强大分析工具。由于高采集率和高性能 fft，可以快速检测信号变化，并且不需要下变频。r&s®rto 的带宽涵盖了定义的频段。
天线图中的波束成形
天线图中的波束成形
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当信号不连续时，波束成形通常用于 lte 时分双工模式 (tdd)。对于这些信号，r&s®rto 示波器具有宽度和窗口的触发类型，这支持捕获下游脉冲以防止记录暂停时间段波形。这显著简化了频谱分析。另一个好处是 r&s®rto 的多信道功能。如果需要对四个以上的信道进行并行分析，则可以扩展多个示波器进行测试。
应用
在示例测量设置中，将 lte 发射机的 ref 和 meas1 信道连接到了对应于 1×2 mimo 系统的 r&s®rto。
垂直和水平设置
在第一次测量中，lte 发射机发出 lte tdd 信号，并且示波器使用垂直刻度高于满量程 80% 的两个信道采集该信号。
图 3：lte tdd 信号的稳定触发。
图 3：lte tdd 信号的稳定触发。
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设置水平刻度，在高采集率、充足 fft 采样点数以及分辨率带宽 (rbw) 之间实现折衷。
r&s®rto 的宽度触发用于仅捕获 lte tdd 信号的突发脉冲。脉冲之间的间隙被忽略，信号 fft 测量不会因为间隙部分的噪声而受影响。
图 3 显示 1 ms 宽度触发且采集时间为 20 ms 的两个 lte tdd 突发脉冲图。触发电平显示为红色虚线。
图 4：lte tdd 信号的频谱和 rms 测量。
图 4：lte tdd 信号的频谱和 rms 测量。
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信号功率
为了检查信号的频谱一致性，下面显示了 ref 信道的频谱，如预期一致，它是 2.0175 ghz（lte 频段）上 15 mhz 的带宽信号。可以针对 ref 和 meas 信道进行自动 vrms 测量，进而实现幅度加权测量。ref 和 meas 信道之间的 rms 电压比率确定加权因子大小。图 4 显示右边的 rms 电压测量，下面是 ref（蓝色）和 meas（粉红色）信道的轨迹。测量仅关注当前显示信号，因此可提供准确值。触发设置确保测量不受间隙中噪声的影响。
图 5：ref 和 meas 信道之间的相位差。
图 5：ref 和 meas 信道之间的相位差。
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相移
对于 ref 和 meas 信道之间的相移，可以设置 math 信道来计算相位差。结果显示在图 5 中。
图 6：利用优化的采集参数获得相位差。
图 6：利用优化的采集参数获得相位差。
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需要注意两点：
- 首先是波形上偶尔出现的尖峰。这些尖峰是由非符号同步采样引起的。可以通过以下方式减少这些尖峰：将示波器锁定到发射机时钟，将 fft 分辨率带宽 (rbw) 设置为等于 15 khz 的 lte 子载波带宽，并将触发位置调整到 40 μs 的最佳点。改进的相位差显示在图 6 中，看起来更平滑。与图 4 相比，ref 信道的频谱也有所改善
图 7：使用公式编辑器计算没有偏差的相位差。
图 7：使用公式编辑器计算没有偏差的相位差。
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- 其次，由于测量设置的延迟，波形与线性函数重叠。可以通过以下方式轻松消除延迟或任何其他相位偏离的影响：在没有波束成形（加权）的情况下校准设置，从相位差图形建立 ref 波形并从相位差中减去 ref 波形。图 7 显示了在 math 菜单中使用 fftphi 功能计算所选信道的相位
图 8：ref 和 meas 信道之间的校准相位差。
图 8：ref 和 meas 信道之间的校准相位差。
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校准后，图 8 中相位测量显示为扁平线。为了评估测量的准确性，使用波形直方图功能，并对该直方图进行自动测量，以得到相位测量的均值和西格玛值。结果显示在右侧红框圈出的信号图标中。偏移 (hmean) 小于 0.1°，西格马 (hσ) 小于 0.25°，这足以在典型的测试场景中以 1° 的准确度测量相位。
图 9：用于更多信道的测量设置
图 9：用于更多信道的测量设置
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测量可以很轻松地扩展到更多信道（见图 9）。例如，1×4 mimo 需要使用四信道 r&s®rto 数字示波器。针对 ref 信号使用功分器，再加上 3 台示波器，可以分析 1×8 mimo 系统。ref 信号经功分器输出连接到每个示波器，并将剩余的七个信号分配给空闲的示波器信道。
要更详细地分析 lte 信号，可以将 r&s®rto 与 r&s®vse 软件结合使用，以测量误差矢量幅度 (evm)、i/q 不平衡和星座图等其他参数。
摘要
使用一个或多个 r&s®rto 数字示波器，可以对 1×2、1×4 或 1×8 mimo 系统精确测试 lte 波束成形。在典型的测试场景中，能够以足够精度检测幅度和相位。测量不需要任何专用软件，并且可以使用标配 r&s®rto 固件完成。
参考文献
- m. kottkamp, a. rössler, j. schlienz, j. schütz. lte release 9 technology introduction. munich: rohde & schwarz gmbh, 2011
- bernhard schulz. lte transmission modes and beamforming. munich: rohde & schwarz gmbh, 2015