基于多通道宽带示波器的MIMO射频测试调试

　　多输入多输出（MIMO）技术通过使用多个天线传输两路或四路数据流，为单个用户数据传输速率的提升提供了可能性。例如，此前有介绍LTE 的文章曾指出，64 QAM 2x2下行链路FDD MIMO和64 QAM 4x4下行链路FDD MIMO可分别提供高达172.8Mbps和326.4Mbps的峰值数据速率。但是，与单输入单输出（SISO）单个天线相比，实现双通道或四通道MIMO将会增加复杂性，从而影响可能达到的峰值数据速率，而且硬件设计和实施方面的不利影响（例如天线串扰和定时误差）有可能降低多天线技术可能带来的性能增益。

　　另外，多天线技术的实现过于复杂，使得对硬件性能问题进行故障诊断和调试颇具难度；增加天线和数据流数量（从2x2 MIMO增加到4x4 MIMO）将进一步增加调试的复杂程度。

　　本文主要讨论天线串扰损害、相位噪声和定时误差对MIMO下行链路系统性能的影响，以及采用了时间相干多通道示波器和89600矢量信号分析仪（VSA）软件的故障诊断技术，希望能够帮助工程师深入了解误差机制对硬件误差矢量幅度（EVM）性能和系统级射频发射机性能的影响。本文将以LTE作为研究对象，其概念也可应用到其他信号格式中，例如 Mobile WiMAX。

　　LTE MIMO参考信号和EVM

　　LTE MIMO交叉生成一个贯穿频域和时域的已知信号，称为参考信号（RS）。该信号是恢复MIMO 信号的基础，因为它允许每个接收天线针对各个发射机建立一个信号参考。图1显示了如何将参考信号的各个符号分配到两个天线下行链路信号的子载波中。

　　如图所示，y轴表示参考信号的子载波分配（每六个子载波），x轴表示时间交叉。注意，从占用子载波和时间（符号）两方面查看天线0和天线1之间参考信号的变化。

　　

　　图 1――两个天线的下行链路参考符码的正交结构

　　误差矢量幅度（EVM）是描述射频发射机性能的重要系统指标。通过对RS EVM和复合EVM 进行比较，不仅可以帮助工程师深入了解发射机硬件设计减损，还能够帮助诊断天线串扰、放大器增益压缩失真、相位噪声和其他误差机制等特定减损。

　　下面的案例将阐明如何利用RS EVM和复合EVM 来深入了解可能会影响系统性能误差的减损类型。该案例还将重点研究发射天线定时误差对参考信号正交性的影响，并在解释天线串扰、星座图和EVM测量结果时，说明如何考虑这种影响。