Analyse des signaux MIMO 5G NR

Votre tâche

La technologie d'accès radio mobile de pointe 5G New Radio (NR) se concentre sur les communications mobiles à haut débit amélioré (eMBB), les communications faible latence ultra fiable (URLLC) et la connectivité massive IoT (mIoT) au service des industries verticales. Les systèmes d'antennes MIMO (Massive multiple input multiple output) et la formation de faisceau sont sans aucun doute deux des technologies qui sont simplifiées par la 5G NR. Ce sont les principaux catalyseurs et les composants fondamentaux du déploiement de la 5G dans le but d'améliorer l'expérience utilisateur, la capacité et la couverture du réseau, pour en fin de compte contribuer à une efficacité spectrale élevée. L'avantage d'un déploiement de la formation du faisceau basé sur la technologie MIMO massive est qu'elle augmente la puissance des faisceaux pour l'utilisateur ciblé dans la direction souhaitée, tout en réduisant la puissance du faisceau pour les utilisateurs avoisinants non adressés.

Cela conduit à un autre niveau d'amélioration de l'efficacité du réseau en rapport avec un budget de liaison plus élevé, l'amélioration de l'évitement et la réjection des interférences. Pour émettre le signal dans une direction donnée, la formation de faisceau est nécessaire. Elle est réalisée en générant le décalage de la phase relative pour chaque trame du signal d'entrée adjacent. Le décalage de phase introduit ou la différence de phase doit être maintenu constant, de sorte que le faisceau généré pointe de façon stable dans la direction souhaitée. La détermination de la différence de phase du signal d'entrée sur chaque couche MIMO est essentielle, afin de comparer la qualité de la formation de faisceau générée. Les mesures fondamentales des signaux émis 5G, par exemple l'EVM, la puissance émise et l'ACLR, à chaque couche MIMO sont essentielles. Il est toujours intéressant de réaliser de telles mesures sur différentes couches MIMO de manière cohérente, pour garantir des résultats de mesure corrélés. L'acquisition cohérente multivoies du signal 5G en parallèle augmente également l'efficacité de la mesure.

Solution Rohde & Schwarz

Un oscilloscope R&S®RTP ou R&S®RTO associé au logiciel d'analyse des signaux vectoriels R&S®VSE constitue une solution de test simple à configurer pour la réalisation d'analyses de signaux MIMO 5G NR, du fait de l'interface d'acquisition évoluée et la capacité multivoies du R&S®RTP / R&S®RTO. Le R&S®RTP est un oscilloscope quatre voies haut de gamme. Lorsqu'il est doté de l'interface logicielle I/Q R&S®RTP-K11, il propose la conversion et l'échantillonnage descendant du signal 5G MIMO FR1 capturé. La capacité d'échantillonnage élevée à un taux pouvant atteindre 40 Géchantillons/s génère une longueur d'enregistrement I/Q plus importante pouvant atteindre 80 Méchantillons.

Les données I/Q de la sortie échantillonnée à partir du R&S®RTP / R&S®RTO peuvent être aisément post-traitées par un outil d'analyse classique proposé par le R&S®VSE équipé des options R&S®VSE-K144 et R&S®VSE-K146. Les caractéristiques de mesure des R&S®VSE-K144 et R&S®VSE-K146, respectivement dédiées à des mesures monovoie et multivoies, permettent au logiciel R&S®VSE de fournir des mesures complètes des paramètres RF, y compris les mesures de phase de chaque couche MIMO. Et un résumé de la formation de faisceau de chaque couche MIMO fournit une excellente vue d'ensemble de l'attribution des ressources de PBCH, PDSCH et CORESET, du port de l'antenne associée (AP) et des mesures de phase correspondantes. Le R&S®RTO associé à l'interface logicielle I/Q R&S®RTO-K11 propose une solution alternative rentable qui couvre la bande de fréquence 5G sous les 6 GHz.

Application

La combinaison des options R&S®RTP-K11 / R&S®RTO-K11 et R&S®VSE-K144 couvre les mesures classiques des paramètres des signaux RF 5G NR sur une seule voie, par exemple l'EVM, l'erreur en fréquence, le spectre de puissance, la platitude du signal et la constellation du signal.

L'ajout du R&S®VSE-K146 à cette association permet des mesures en mode multivoies, ce qui signifie que quatre couches MIMO peuvent être capturées simultanément, converties et mesurées.

L'option R&S®VSE-K146 complète les mesures R&S®VSE-K144 avec la mesure de phase, de la différence de phase par rapport à l'antenne de référence et avec un résumé de la formation de faisceau comme suit :

Le “RS Phase” mesure la phase des porteuses occupées par divers signaux de référence (PDSCH, PDCCH, etc.) sur différents ports d'antennes associées (AP).

Le “RS Phase Difference” mesure la différence de phase des divers AP par rapport à un port d'antenne de référence.

Le “Beamforming Summary” indique les caractéristiques de la phase pour chaque attribution utilisée par les signaux de référence spécifiques de l'équipement utilisateur (PDSCH, CORESET, CSI-RS etc.) sous forme numérique.

La capture d'écran ci-dessous illustre une vue d'ensemble des mesures incluent avec le R&S®VSE-K146.

Conclusion

Le R&S®RTP / R&S®RTO et le R&S®VSE répondent aux besoins en termes de vérification des signaux MIMO 5G NR. Grâce à l'acquisition de signaux évoluée et aux capacités multivoies du R&S®RTP / R&S®RTO, les couches MIMO et les caractéristiques du signal de la formation de faisceau peuvent être analysés de manière rapide et cohérente.