Analisi dei segnali MIMO 5G NR

Attività da eseguire

La nuova tecnologia di accesso per reti radiomobili 5G New Radio (NR) permette di erogare servizi avanzati, come le comunicazioni a banda larga mobili potenziate (eMBB), le comunicazioni a bassa latenza ultra-affidabili (URLLC) e le connettività IoT massiva (mIoT) per servire i mercati verticali. Il beamforming e i sistemi di antenna ad elevato parallelismo con ingressi multipli e uscite multiple (MIMO) massive sono, senza dubbio, due delle tecnologie più interessanti introdotte nei nuovi standard NR 5G. Sono alcune delle tecnologie chiave per rendere possibile lo sviluppo delle reti 5G allo scopo di migliorare l’esperienza degli utenti finali, la copertura e la capacità di rete e contribuiscono, in ultima analisi, all’elevata efficienza spettrale. Il vantaggio di utilizzare il beamforming insieme alla tecnologia MIMO massiva è che si può incrementare la potenza dei fasci verso l’utente destinatario nella direzione desiderata, riducendo nel contempo la potenza del fascio indirizzata verso gli utenti vicini non interessati alla comunicazione.

Ciò consente di ottenere un ulteriore miglioramento dell’efficienza delle reti grazie a un maggiore budget di collegamento e al miglioramento della reiezione delle interferenze. Per trasmettere il segnale in una direzione desiderata è richiesto il beamforming. Ciò si ottiene variando la fase relativa di ciascun flusso di segnale di ingresso adiacente. Lo spostamento di fase o la differenza di fase introdotti vanno mantenuti costanti, in modo che il fascio generato punti stabilmente nella direzione desiderata. La determinazione della differenza di fase del segnale di ingresso su ogni strato MIMO è essenziale per valutare la qualità del beamforming generato. Le misure fondamentali dei segnali 5G trasmessi, ad esempio EVM, potenza di trasmissione e ACLR, a ogni strato MIMO sono essenziali. È sempre utile eseguire tali misure in diversi strati MIMO in modo coerente per garantire risultati di misura correlati. L'acquisizione coerente multicanale del segnale 5G in parallelo aumenta anche l'efficienza della misura.

Soluzione Rohde & Schwarz

Un oscilloscopio R&S®RTP o R&S®RTO, assieme al software di esplorazione dei segnali vettoriali R&S®VSE, è una soluzione di test facile da configurare per l’esecuzione dell’analisi dei segnali MIMO NR 5G grazie alla velocità dello stadio d'ingresso per l'acquisizione dei segnali e alla capacità multicanale degli oscilloscopi R&S®RTP/R&S®RTO. R&S®RTP è un oscilloscopio a quattro canali di fascia alta. Equipaggiato con l’interfaccia software I/Q R&S®RTP-K11, offre le funzioni di downconverting e downsampling sul segnale MIMO 5G in banda FR1 catturato. L’elevata capacità di campionamento e una frequenza di campionamento fino a 40 Gsample/s permette di sfruttare una lunghezza di registrazione dei dati I/Q fino a 80 Msample.

I dati I/Q di uscita campionati dall'oscilloscopio R&S®RTP/R&S®RTO possono essere comodamente sottoposti a post-elaborazione con uno strumento di analisi standard fornito da R&S®VSE dotato delle opzioni R&S®VSE-K144 e R&S®VSE-K146. Le personalità di misura R&S®VSE-K144 e R&S®VSE-K146 del software R&S®VSE, rispettivamente per le misure su canali singoli e multicanale, semplificano l'esecuzione di misure parametriche RF complete, tra cui le misure di fase di ciascuno strato MIMO. Un riepilogo del beamforming di ciascuno strato MIMO offre un’eccellente panoramica dell’allocazione delle risorse dei canali PBCH, PDSCH e CORESET, della porta di antenna (AP) associata e delle misure di fase corrispondenti. L'oscilloscopio R&S®RTO con l’interfaccia software I/Q R&S®RTO-K11 offre un’economica soluzione alternativa che copre la banda di frequenza 5G fino a sub6.

Applicazione

La combinazione di opzioni R&S®RTP-K11/R&S®RTO-K11 e R&S®VSE-K144 copre le tradizionali misure parametriche dei segnali RF NR 5G su un singolo canale, ad esempio EVM, errore di frequenza, spettro di potenza, uniformità del segnale e costellazione di segnali.

L’aggiunta dell'opzione R&S®VSE-K146 a questa combinazione consente di effettuare le misure in modalità multicanale, il che significa che è possibile catturare fino a quattro strati MIMO simultaneamente, eseguirne il downconverting e la misura.

L’opzione R&S®VSE-K146 integra le misure dell'opzione R&S®VSE-K144 con la misura di fase, la differenza di fase rispetto all’antenna di riferimento e un riepilogo di beamforming come segue:

"RS Phase" (“Fase RS”) misura la fase delle portanti occupate da vari segnali di riferimento (PDSCH, PDCCH, ecc.) su diverse AP.

"RS Phaase Difference" (“Differenza di fase RS”) misura la differenza di fase di diverse AP relativamente a una porta di antenna di riferimento.

"Beamforming Summary" (“Riepilogo di beamforming”) mostra le caratteristiche di fase per ciascuna allocazione utilizzata dai segnali di riferimento specifici per UE (PDSCH, CORESET, CSI-RS ecc.) in forma numerica.

La schermata seguente mostra una panoramica delle misure incluse con l'opzione R&S®VSE-K146.

Riassunto

Le opzioni R&S®RTP/R&S®RTO e R&S®VSE soddisfano l’esigenza di verificare i segnali MIMO 5G NR. Grazie alle elevate capacità di acquisizione dei segnali e multicanale degli oscilloscopi R&S®RTP/R&S®RTO, gli strati MIMO e le caratteristiche di beamforming del segnale possono essere analizzati in maniera rapida e coerente.