切换式MIMO - MIMO及其对无线局域网产品生产测试的影响

来源：Litepoint 作者：Litepoint2013年10月21日 10:00

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[导读] 本文阐述了应用于802.11 Wi-Fi系统的MIMO（多路输入多路输出）测试方法的基本原理，并通过与以前采用SISO技术时的测试方法的对比，探讨了MIMO技术的应用对生产型校验方法和验证测试方法的影响。本文指出了在MIMO系统中可能会发生的失效机制（在 SISO系统中可能不存在）要求我们对现有的测试方法进行改善。最后，本文还对三种常用的MIMO测试方法进行了比较，并为读者介绍了第四种能帮助提高测试覆盖率和生产效率的 MIMO 测试方法。

关键词：MIMO

　　切换式MIMO

　　此测试方法只使用一个矢量信号分析仪（VSA）依次对各MIMO支路进行信号捕获。测试时不是立刻对各捕获的信号进行分析，而是先对捕获信号（此例中为三个捕获信号）进行缓冲，然后再对经过综合的MIMO信号进行分析。测试中使用一个单一的VSG对待测装置的MIMO接收机依次进行测试。与多重SISO方法相比，切换式MIMO测试方法由于使用MIMO算法对数据进行解码，所以能获得更精确的误差矢量幅度（EVM）。这也消除了测试设置中的信道影响。

图11：切换式MIMO测量

　　复合MIMO

　　此测试方法使用一个射频合路器将MIMO信号合成为一个单一的数据流。测试中使用一个VSA 对经过合成的数据流进行捕获，并在发送信号已知的情况下对 MIMO信号进行分析。与上述测试方法相似，此测试方法也使用一个单一的 VSG对每个MIMO接收支路进行依次测试。此方法对测试硬件的要求最低，还能提供较高水平的测试覆盖率和较快的测试速度。此外，此方法还能适当地降低测试装置的成本和性能要求，因此大多数生产线都在使用这种测试方法。

图12：复合MIMO测量

　　真实MIMO

　　此测试方法模拟真实的MIMO工作条件。它使用多个VSA同时从所有MIMO支路捕获信号。MIMO分析仪对MIMO信道进行估算并对MIMO信号进行解调。此方法还使用多个VSG生成多个波形以便对MIMO接收机进行测试。此测试方法能带来最全面的MIMO测试覆盖率和最快的测试速度，因此经常被研发和设计验证实验室采用。

图13：真实MIMO测量

　　各种MIMO测试方法的比较

　　每个MIMO测试方法都有其特定的优缺点。用户应根据特定的应用场合和测试覆盖率要求选择不同的MIMO测试方法。下表对不同的测试方法进行了比较

　　表1：MIMO测试方法和相关测试成本比较

　　真实MIMO方法模拟真实的测试情景并提供最佳的MIMO测试覆盖。与其他方法相比它的测试硬件的成本较高，但由于其测试吞吐量的显著提高，其运营和总体成本却最低。研发，设计验证实验室，以及高速生产线通常使用这种真实MIMO方法。复合MIMO方法对合成信号的测试覆盖率较好，但对单个MIMO路径的分析能力却较差。多重SISO方法和切换式MIMO方法对单个MIMO支路能保证较好的测试覆盖率，但缺少分析合成信号的能力。由于大多数生产质量问题可以通过合成信号的分析得到解决，所以复合MIMO方法已成为生产线使用最普遍的测试方法。

　　表2：不同MIMO测试方法的测试覆盖率比较

　　莱特波特测试解决方案

　　为了进一步提高频谱效益，最新的WLAN标准（802.11n 和 802.11ac）中增加了MIMO技术支持的内容。虽然MIMO是这些标准中可选的技术，但却在越来越多地被WLAN装置采用。这是因为视频数据流等高吞吐量应用的大量普及以及5GHz频段的日益频繁的使用，而在这两种情况下，MIMO不仅能帮助提高吞吐量，而且还能改进无线覆盖和连接的可靠性。

　　与传统的SISO装置相比，MIMO装置有多个收发通道和更复杂的设计结构，因此它代表了一种全新的测试挑战。MIMO测试需要新一代测试设备，而莱特波特公司凭借其专利技术、先进的算法和创新的构架已成为MIMO测试领域领先的测试方案提供商。我们能为用户提供灵活和完整的、甚至能满足最苛刻测试要求的MIMO测试解决方案。莱特波特公司也是目前唯一能提供涵盖所有四种MIMO测试方法的测试方案公司。

　　我们的IQxel 系列测试产品是行业内802.11ac 和WLAN MIMO测试领域参考标准测试设备。由于具有行业内领先的测试速度和无可比拟的测试性能，IQxel拥有非常成功的业绩，并正在被全世界各大芯片公司和消费电子产品制造商所使用。 IQxel已被运用到包括研发、设计验证、生产和产线最终质量控制在内的产品开发过程的每个阶段。

图14：采用IQxel系列产品的True MIMO测试配置方案