MIMO系统测试挑战与解决方案

安捷伦科技测试研究实验室中国区经理孔红伟也认为，MIMO测试与SISO测试最大的不同是需要考虑MIMO系统的多通道测试的需求。相比于传统的SISO测试，MIMO测试从基带，射频，天线以及整个系统的辐射性能测试等方面都带来新的挑战。比如说，基带接收机算法的测试需要能模拟MIMO信道特性的信道仿真器，MIMO的射频前端测试需要同步的多通道的射频仪器，MIMO天线性能的测试需要考虑MIMO信道的特性而整个MIMO系统的辐射性能测试需要测试系统能够模拟MIMO的信道空间、时间以及多普勒频率等多个维度的特性。对于测试解决方案的性能、成本、测试方法和测试速度等等都提出了挑战。

图2：安捷伦科技测试研究实验室中国区经理孔红伟。

NI射频与无线通信市场开发经理姚远表示，从测试角度来看，MIMO系统无疑变得更加复杂，更具有挑战性。首先，绝大多数的传统仪器都是单通道矢量信号发射或者分析，少数仪器可以扩展成双通道矢量信号分析，也都是独立射频信道，理论上无异于使用两台独立的台式仪器。使用独立的传统仪器进行MIMO测试，遇到的最大困难是，如何让各个射频通道进行同步相干采集，并针对原始信号做有效解调及分析。传统台式仪器通常是依靠共享同一参考时钟的方式来进行同步，其相位精度很难得到保证。这时，基于PXI平台的模块化仪器的优势就显现出来，由于模块化仪器其本振，上/下变频器，数字化仪以及任意波形发生器是分开的，我们可以很容易的将同一个本振信号共享给多个上/下变频器，获得一个更加精准的相位相干多路信号，或者针对MIMO系统的输出射频信号进行分析。另一方面，参考下图，我们可以看出在成本和体积上，基于PXI的模块化仪器系统也具有传统仪器无可比拟的优势。

图3：NI射频与无线通信市场开发经理姚远。

莱特波特公司高级应用工程师罗兴旺认为，MIMO测试与SISO测试的主要不同点在于，第一，在测试时，待测物(DUT)发射或接收信号的工作模式不同，SISO测试是单路轮询的方式发射或接收信号，而MIMO测试是一次性多天线以多个流的方式发射或接收信号。第二，测试效率不同，显然MIMO测试通过一次性控制多天线以多个流的方式比单路轮询的方式要快捷很多，以3×3的MIMO系统为例，MIMO测试效率是SISO测试的3倍。第三，测试的目的或对DUT的射频性能评估不同，MIMO测试能够评估DUT多天线的整体射频性能，而SISO测试只能反映单路的射频性能，有可能SISO测试每一条链路都正常，但多天线工作在MIMO模式时，由于天线间的耦合或相互干扰导致MIMO的射频性能不合格。

图4：莱特波特公司高级应用工程师罗兴旺。