5G NR MIMO 信号分析

您的任务

先进的 5G 新空口 (NR) 移动无线电接入技术重点关注增强型移动宽带通信 (eMBB)、超可靠低延迟通信 (URLLC) 和大规模 IoT (mIoT) 连接，以为垂直行业提供服务。毫无疑问，大规模多输入多输出 (MIMO) 天线系统和波束成形是 5G NR 带来的两项引人注目的技术。它们是 5G 部署的关键促成因素和基本组成部分，有助于改善最终用户体验、网络容量和覆盖范围，并最终提高频谱效率。基于大规模 MIMO 技术部署波束成形的优势在于，它可以在预定方向上为目标用户提高波束功率，同时为附近未被寻址的用户降低波束功率。

这能够提高链路预算，改善并避免和抑制干扰，进一步提高网络效率。如要在预定方向传输信号，需要使用波束成形技术。要实现这一点，可以针对相邻输入信号产生相对相移。生成的相移或相位差应保持恒定，以便产生的波束能够稳定地指向所需的方向。确定每个 MIMO 层上输入信号的相位差非常重要，以便对所生成的波束成形的质量进行评估。有必要对每个 MIMO 层上的 5G 发射信号进行基本测量，包括误差矢量幅度 (EVM)、发射功率和邻道泄漏比 (ACLR)。在不同的 MIMO 层上一致执行此类测量，有益于确保测量结果相互关联。同时进行 5G 信号的多通道相干采集也可以提高测量效率。

罗德与施瓦茨解决方案

R&S®RTP 或 R&S®RTO 示波器与 R&S®VSE 矢量信号分析软件组成易于设置的测试解决方案，借助 R&S®RTP/R&S®RTO 的一流信号采集前端和多通道功能，可执行 5G NR MIMO 信号分析。R&S®RTP 是一款高端四通道示波器。配备 R&S®RTP-K11 I/Q 软件接口时，它可以对捕获的 5G MIMO FR1 信号进行下变频和下采样处理。它具备出色的存储容量，采样率高达 40 Gsample/s，能够生成长度达 80 Msample 的 I/Q 记录。

R&S®VSE 配备 R&S®VSE-K144 和 R&S®VSE-K146 选件，可提供现成的分析工具，便于对通过 R&S®RTP/R&S®RTO 捕获的输出 I/Q 采样数据进行后处理。R&S®VSE-K144 和 R&S®VSE-K146 测量选件分别适用于单通道和多通道测量，便于 R&S®VSE 软件轻松进行全面的射频参数测量，包括对每个 MIMO 层进行相位测量。每个 MIMO 层的波束成形汇总结果可用来描述物理广播通道 (PBCH)、物理下行链路共享通道 (PDSCH) 和控制资源集 (CORESET) 的资源分配、关联的天线端口 (AP) 以及相应的相位测量。R&S®RTO 配备 R&S®RTO-K11 I/Q 软件接口，可提供另一种经济高效的解决方案，覆盖高达 Sub-6 频率的 5G 频段。

应用

R&S®RTP-K11/R&S®RTO-K11 和 R&S®VSE-K144 选件相结合，涵盖传统的单通道 5G NR 射频信号参数测量，包括测量 EVM、频率误差、功率谱、信号平坦度和信号星座图。

配备 R&S®VSE-K146 时，该组合方案支持多通道测量，至多可同时捕获、测量四个 MIMO 层和进行下变频处理。

R&S®VSE-K146 选件丰富了 R&S®VSE-K144 的测量功能，并提供如相位测量、相对于参考天线的相位差和波束成形汇总功能：

“参考信号相位”功能测量不同的 AP 上各种参考信号（PDSCH 和物理下行链路控制通道 (PDCCH) 等）占用的载波的相位。

“参考信号相位差”功能测量不同 AP 相对于参考天线端口的相位差。

“波束成形汇总”功能以数值形式显示每个用户设备特定参考信号（PDSCH、CORESET 和通道状态信息参考信号 (CSI-RS) 等）所使用的每个资源分配的相位特性。

下方屏幕截图概述了使用 R&S®VSE-K146 进行的测量。

总结

R&S®RTP/R&S®RTO 和 R&S®VSE 满足验证 5G NR MIMO 信号的需求。借助 R&S®RTP/R&S®RTO 的一流信号采集和多通道功能，能够快速、一致地分析 MIMO 层和波束成形的信号特性。