Análisis de señales MIMO en 5G NR

Su misión

La tecnología de acceso de radio de última generación 5G New Radio (NR) se centra en las comunicaciones móviles de banda ancha mejorada (eMBB), las comunicaciones ultrafiables de baja latencia (URLLC) y la conectividad masiva IoT (mIoT) al servicio de las industrias verticales. Los sistemas de antena de entrada múltiple/salida múltiple (MIMO) masiva y la formación de haz son sin duda dos de las tecnologías más convincentes facilitadas por la 5G NR. Son los principales catalizadores y los componentes fundamentales del despliegue de 5G orientado a mejorar la experiencia del usuario final, la capacidad y cobertura de la red y, en última instancia, al incremento de la eficiencia espectral. La ventaja de desplegar la formación de haz basada en la tecnología MIMO masiva es que permite aumentar la potencia de los haces para el usuario objetivo en la dirección deseada, al tiempo que reduce la potencia del haz para los usuarios no objetivo que se encuentren en las proximidades.

Esto conduce a otro nivel de mejora de la eficiencia de la red con respecto a un mayor balance de potencias de radioenlace y una mayor capacidad de prevención y rechazo de interferencias. Para transmitir la señal en la dirección deseada, se requiere la formación del haz. Esto se consigue generando el desplazamiento de fase relativo de cada flujo de señal de entrada adyacente. El desplazamiento de fase (o diferencia de fase) introducido debe mantenerse constante para que el haz generado apunte de manera estable en la dirección deseada. La determinación de la diferencia de fase de la señal de entrada en cada capa MIMO es esencial para evaluar la calidad de la formación de haz generada. Las mediciones fundamentales de señales 5G transmitidas (por ejemplo, EVM, potencia de transmisión y ACLR) en cada capa MIMO son esenciales. Siempre es conveniente realizar dichas medidas en diferentes capas MIMO de manera coherente para garantizar que los resultados de medida estén correlacionados. La adquisición coherente multicanal de la señal 5G en paralelo también aumenta la eficiencia de la medida.

Solución Rohde & Schwarz

Un osciloscopio R&S®RTP o R&S®RTO junto con el software explorador de señales vectoriales R&S®VSE es una solución fácil de configurar que permite realizar análisis de señales MIMO 5G NR gracias al front-end de alta adquisición de señal y a la capacidad multicanal del R&S®RTP/R&S®RTO. El R&S®RTP es un osciloscopio de cuatro canales de alta gama. Si está equipado con la interfaz de software I/Q R&S®RTP-K11, ofrece reducción de frecuencia y muestreo descendentes de la señal capturada MIMO 5G en FR1. La alta capacidad de muestreo a una velocidad de hasta 40 Gmuestras/s genera una mayor longitud de registro I/Q: hasta 80 Mmuestras.

Los datos I/Q de salida muestreados obtenidos con el R&S®RTP/R&S®RTO pueden procesarse cómodamente con una herramienta de análisis lista para el uso proporcionada por el R&S®VSE equipado con las opciones R&S®VSE-K144 y R&S®VSE-K146. Las soluciones R&S®VSE-K144 y R&S®VSE-K146 para la medida monocanal y multicanal, respectivamente, permiten que el software R&S®VSE brinde medidas paramétricas de RF completas, incluidas las de fase de cada capa MIMO. Y un resumen de la formación de haz de cada capa MIMO ofrece una excelente visión general de la asignación de recursos de PBCH, PDSCH y CORESET, el puerto de antena asociado (AP) y las medidas de fase correspondientes. El R&S®RTO con la interfaz de software I/Q R&S®RTO-K11 proporciona una solución alternativa rentable que cubre la banda de frecuencias de 5G hasta sub6.

Aplicación

La combinación formada por las opciones R&S®RTP-K11/R&S®RTO-K11 y R&S®VSE-K144 cubre las medidas paramétricas de señal de radiofrecuencia 5G NR tradicionales en un solo canal, como por ejemplo EVM, error de frecuencia, espectro de potencia, planitud de señal y constelación de señal.

Añadir la solución R&S®VSE-K146 a esta combinación permite medir en modo multicanal, lo que significa que es posible capturar, reducir y medir hasta cuatro capas MIMO simultáneamente.

La opción R&S®VSE-K146 complementa las R&S®VSE-K144 para medidas de fase, la diferencia de fase respecto a la antena de referencia y un resumen de la formación de haz de la siguiente manera:

«RS Phase» mide la fase de las portadoras ocupadas por varias señales de referencia (PDSCH, PDCCH, etc.) en diferentes AP.

«RS Phase Difference» mide la diferencia de fase de diferentes AP en relación con un puerto de antena de referencia.

“Beamforming Summary” muestra las características de la fase para cada asignación utilizada por las señales de referencia específicas del equipo de usuario (PDSCH, CORESET, CSI-RS, etc.) en forma numérica.

La captura de pantalla inferior muestra una visión general de las mediciones incluidas con la opción R&S®VSE-K146.

Resumen

El R&S®RTP/R&S®RTO junto con el R&S®VSE cubren eficazmente las tareas relacionadas con la verificación de señales MIMO 5G NR. Gracias a la alta adquisición de señal y a las capacidades multicanal del R&S®RTP/R&S®RTO, las capas MIMO y las características de señal de la formación de haz pueden analizarse de manera rápida y coherente.