提高频谱效率和无线系统的信噪比。
随着更高的吞吐量的应用程序数量的增长,也需要更广泛的带宽和网络覆盖的无线系统。鉴于有限的频谱分配,无线通信工程师必须寻找方法来提高频谱效率和信噪比(信噪比)的系统。/多输入多输出(MIMO)和波束形成可以帮助射频设计师实现多样性、多路复用、天线增益提高频谱效率和信噪比。
测试multi-antenna系统需要一个测试系统能够提供多个信号和一个常数信号之间的相位关系。本文将帮助您了解相位相干性以及重要性。它还提供了策略生成相位相干信号。
两个信号是一致的,如果他们有一个恒定的相对相位。图1展示了两个非相干信号相位偏差,和1 b显示了相干信号与固定相抵消。现在一起时,信号将建设性地或点火,根据它们的相对相位。
在这种情况下,您描述一个多通道组件如相控阵天线,你需要精确控制之间的相位角关系渠道(图1 c)。对数字调制信号相位相干性表明基带之间时间同步发电机和射频运营商之间的相位相干性(见图1 d)。同样,雷达脉冲需要精确定时脉冲的脉冲模拟相应的空间延迟(参见图1 e)。
图1:阶段两个信号之间的关系。
大多数无线系统,无论是在商业应用、航空航天和国防使用multi-antenna技术接收器,发射器,或提高总体系统性能。这些技术包括空间分集、空间复用和波束形成。工程师使用multi-antenna技术实现多样性、多路复用、天线增益。通过这些收益,无线系统可以提高接收器的数据吞吐量和信噪比。
多路信号到达接收机时,他们将建设性地或相消,根据它们的相对相位。可以提高质量和可靠性的无线连接使用两个或两个以上的天线。你可以完成这个频道切换、信号加权,时间延迟,或者发射分集。在任何情况下,空间多样性的目的是为无线电信号提供多条路径到达接收机的天线。图2说明了,并非所有方法需要多个天线在接收端。
图2:空间分集接收机的技术多样性和发射机的多样性。
系统将数据传输到多个编码数据流。然后传输所有数据流同时通过不同的天线在同一广播频道。为了恢复原始数据接收器,MIMO系统使用计算逆通道属性估计算法。多输入多输出信号多路模拟信号的空间复用性能测试,你需要多个信号发生器和信道模拟器。他们模仿多路径场景和注入加性高斯白噪声(AWGN)来模拟所需的信噪比。
空间复用MIMO系统的传输技术。系统将数据传输到多个编码数据流。它传输所有数据流同时通过不同的天线在同一广播频道。恢复原始数据接收器,MIMO系统使用计算逆通道属性估计算法。
图3是一个2×2(两个发射器和两个接收器)文中图两个符号(b1和b2)同时传输数据吞吐量的两倍。一个简单的公式出现在方程1,r是接收到的信号,是源信号,和h是无线信道响应:
方程1
接收方可以执行信道估计(h矩阵上图)使用训练序列算法。你可以恢复传输信号通过信号处理(s1和s2)使用方程中的公式2:
方程2
图3:一个2×2 MIMO系统图。
在方程2的计算使用timing-aligned信号和一个共同的本地振荡器(LO) upconvert和降频转换器多通道信号。这种技术提高测试挑战模拟多通道射频信号和信道矩阵,因为大多数商业信号发生器有个人基带信号发生器和罗。多输入多输出信号多路模拟信号的空间复用性能测试,你需要多个信号发生器和信道模拟器。他们模仿多路径场景和注入情况下模拟所需的信噪比。
天线阵列是一组用来传输或接收信号的天线元素。前后一致地驱动天线与天线元素之间适当的相位延迟可以形成信号光束。统一的波前允许一群low-directivity天线元素表现得像一个高度定向天线。渠道之间的相位延迟最终决定天线模式,如图4所示。
图4:相控阵天线的形式通过调整束相干天线之间的阶段。
当你增加的数量通过半波长天线元素分离、天线波束宽度窄。运用90度相移信号在每个天线,你可以改变光束的方向。元素之间的相移变化在不同的数量,你可以引导光束的方向。模拟这样的多路信号,需要精确地控制通道之间的相位差对发射机和接收机测试。
multi-antenna技术的成熟和需求的多样性,多路复用和天线收益的增长,测试系统需要严格对齐渠道准确测试。当执行一个鉴定测试,您必须准确地重建操作环境。为了实现这一点,您必须创建信号以这样一种方式,他们将前后一致地结合来模拟现实世界的行为。
有不同的策略生成相位相干或phase-stable信号为各种multi-antenna测试应用程序和要求。我们的N5182B MXG矢量信号发生器是在我们的技术文档作为例子3策略配置相位相干的射频信号的一代。
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