应该如何测试多天线系统
随着 5G 等具有更高数据率的应用急剧增长，无线系统面临更宽的带宽和更广的网络覆盖的要求。多天线技术，如多入多出（MIMO）和波束成形，利用分集、复用和提高天线增益等方法，改善频谱效率和信噪比（SNR），应对有限频谱资源的压力。
测试多天线系统需要一个测试方案，能够提供多路信号且相互之间保持一个确定的相位关系。不同的策略来配置产生相位相干的信号，会导致不同的测量结果。
什么是相位相干？
如果两个信号始终具有恒定的相对相位，则它们是相干的（如图 b）。当两个信号出现时，相干信号将根据其相对相位而共生或共消地组合。
在表征多通道组件（如相控阵天线）时，需要精确控制各个通道之间的相位关系（图 c）。对于数字调制信号，相位相干意味着两个基带信号发生器之间时间同步，射频载波之间相干（见图 d）。
类似地，雷达脉冲需要脉冲突发的精确定时，以vwin 相应的空间延迟（见图 e）。
为什么相位相干很重要？
无线通信系统中的多天线技术可以增加信道容量，提高信道的可靠性。主要的多天线技 术包括空间分集、空间复用和天线阵列。
空间分集空间分集可以通过信道切换、信号加权、时间延迟或者发射分集来实现
空间复用空间复用采用了多入多出（MIMO）的传输技术，无需占用额外的带宽，也不需要增加额外的发射功率，因此是提高信道和系统容量一种非常有效的手段。
天线阵列-波束成型波束成型可以通过相干天线单元的信号相位的精确调整，形成特定方向的信号波束，使信号的能量集中在发射/接收端所在的方向，从而改善频谱利用效率，提高系统的容量。
生成多路相位相干信号的策略及其利弊
为了模拟多通道的测试场景，各路测试信号之间的相位必须是相干且可控的。不同的实现策略所带来影响也是不同的。
独立本振
实现多路信号之间相位相对稳定的最简单的方法就是将其各自的 10MHz 频率参考锁定在一起，通过一个触发信号和共同的 10MHz 时间基准，实现不同信号源之间的同步。
带来的问题就是相位漂移和相位噪声。
两台信号源具有各自独立的本振、锁相环，这会导致相互之间的相位漂移。多数情况下，锁相环可以锁定环路带宽内的相位漂移，但无法完全跟踪更高级的响应。
MIMO 系统中，通道间缓慢的相位漂移不是什么大问题，这种测试方式可以提供可接受的性能。
相位噪声
频率参考锁定的信号源之间的相位噪声是非相关的，从而对测试系统带来相应的相位误差。具有高稳时基，且相噪性能优异的测试仪表会减小系统的相位漂移和相位误差，适用于 MIMO 和空间分集的测试。精确标定器件特性时，这种方法就不行了。需要采用共享同一本振的方式，才能得到更加精准的结果。
共享同一本振
这个两路相位相干的测试系统，利用上面一台仪表的本振，分别提供给两台信号源使用，从而实现了两台信号源的完全相干。二者的相位误差小于 1 度。
相移
即使采用了共享同一本振的方式，由于线缆长度和转接头的影响，系统还是会产生不同通道之间的相位偏差和相移。
直接数字合成（DDS）
直接数字合成（Direct Digital Synthesizer）技术通过以数字形式生成时变信号，然后执行数模转换来产生模拟波形。DDS 架构提供了超低相噪和快速频率切换速度，具有极高的频率调谐分辨率。不同的 DDS 系统之间，通过同步复位使得彼此之间保持相位对齐。
是德科技新一代双通道微波矢量信号发生器 VXG（M9383B/M9384B）就是采用了 DDS 技术，提供了两路相干信号通道，无需触控任何硬件，即可以<10ps 的精度保持通道间的时间对齐。
测试多天线系统的各种策略之比较
-
天线
+关注
关注
68文章
3196浏览量
140778 -
MIMO
+关注
关注
12文章
594浏览量
76824 -
SNR
+关注
关注
3文章
195浏览量
24405 -
5G
+关注
关注
1354文章
48436浏览量
563940
原文标题：如何应对多天线系统的测试挑战（附：《3大策略，应对多天线系统的测试挑战》可下载）
文章出处：【微信号：all4lib，微信公众号：开源Block】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
发布评论请先 登录
相关推荐
多天线终端测试方法的演进、理论与实践
多天线技术在4G系统中的应用
WiMAX技术的多天线技术有什么优势？
多天线技术有什么优势？
基于多天线无线局域网的变电站地线监测系统研究
WIMAX系统中的多天线技术及应用
各种多天线技术模式的概念介绍
多天线技术在WiMAX系统中的应用教程
TD．LTE多天线技术的简介及发展与应用方案研究
多天线技术的简介和分析详细说明
华为多天线系统专利曝光：手机全布局天线
【8月24日|直播】专家带你探究多天线（MIMO）技术原理与测试方案
工商网监
评论