使用多通道宽带示波器进行 MIMO 射频测试和调试

我们看到即使通道之间存在串扰，个别RS EVM值仍相对较低。如上所述并参看图1，MIMO参考信号如果是时间正交和频率正交，这样RS EVM通常不会受到天线串扰的影响，这与复合 EVM不同，后者会受到天线串扰的影响。然而，通过检测MIMO信息表中的RS定时值，显示天线通道范围间的定时误差约为2.3?s至3?s(Tx1/Rx1、Tx2/Rx2、Tx3/Rx3)。这是一个问题，因为定时误差接近或超过LTE循环前缀的持续时间(4.69?s)时，可导致RS正交损耗。RS正交损耗会影响测量精度，例如 MIMO的信息表中显示的串扰值、PDSCH星座图和EVM结果。

考虑一下定时误差对天线串扰测量结果的影响。只要通道之间的时延远小于循环前缀的持续时间，不同发射天线的参考信号便会保持正交。但是，如果不能满足这个条件，就会破坏正交，从而产生通道间的串扰。再看图1所示的天线端口0，R1子载波位置上的信号功率表明存在串扰。通道间的定时误差或时延会导致R1子载波位置包含前一个符号的功率，VSA 将这种现象解释为通道间的串扰，其结果是报告的串扰值出现错误。

如欲检查MIMO信息表报告的定时误差，需要使用示波器来测量天线通道间的定时误差，如图7所示。经测量，生成天线0信号的ESG与生成天线1信号的ESG之间的定时误差约为2.35 ?s，该值与MIMO信息表报告的RS定时误差有关。

图 7――使用宽带多通道示波器测量天线通道 0 和 1 之间的定时误差

天线 1、天线2和天线3 ESG都是从天线0 ESG开始触发。示波器测出定时误差后，可通过调整天线1-3 ESG的码型触发时延来解决定时误差问题。

生成的MIMO信息表(图8所示)显示定时误差目前在134nS之内(仅为循环前缀的2.8%)，可确保RS信号之间保持正交。现在正确显示的天线串扰值反映了图3中已建模的天线串扰。

图 8――包括校正定时误差和 RS 正交的 MIMO 信息表

如图9所示，满足RS正交条件后，复合EVM结果现为4.1%，远远低于之前报告的12.5% 。

图 9――包括校正定时误差和 RS 正交的复合 EVM 结果

系统工程师可将RS EVM结果和复合EVM结果进行比较，从而确定不同误差机制对射频发射机 EVM误差的影响。例如，天线串扰可能不会影响RS EVM值，但会对复合EVM产生影响。另一方面，其他射频发射机减损，例如相位噪声和PA增益压缩都可对RS EVM和复合EVM产生负面影响。

总结

四通道MIMO测量存在许多测试难题，使得故障诊断和调试变得更具挑战性。本文介绍了发射天线定时误差，此误差有可能影响LTE MIMO参考信号正交，从而影响天线串扰、星座图和EVM 等测量结果。多通道宽带示波器非常适合进行双通道或四通道MIMO测量，并有助于诊断发射天线通道之间可能存在的定时误差。通过结合使用宽带多通道示波器和VSA软件，工程师能够从多个不同方面对MIMO信号进行测量和分析：时域、频域和调制域，根据测量结果对硬件性能问题进行故障诊断和隔离。通过对比RS EVM和复合 EVM，工程师能够了解不同误差机制(例如相位噪声、天线串扰、PA增益压缩)对射频发射机EVM误差的影响。

作者: Greg Jue

安捷伦科技公司