Wykrywanie ustawień subramek PDSCH („PDSCH Subframe Configuration Detection”) oparte na protokole PDCCH pozwala wyciągać ustawienia prekodowania MIMO dla każdego wykrytego kanału PDSCH z kanału sterującego PDCCH. Dzięki włączeniu dekodowania wszystkich kanałów („Decode All Control Channels”), kanał PDSCH także zostanie zdekodowany. Co więcej, przy pomiarach over-the-air włączona musi być kompensacja przesłuchów („Compensate Crosstalk”).

Poniższe rysunki przedstawiają wyniki pomiaru rzeczywistej stacji bazowej LTE wykonane przy pomocy dwóch anten RX. Rysunek 4.2 przedstawia rozkład mocy odebranego sygnału dla wszystkich elementów zasobów OFDM, dla każdej z anten z osobna. Obszary zaczerwienione oznaczają dużą moc, a żółte odpowiadają zasobom niewykorzystanym.

Rys. 4.2. Moc wykreślona w funkcji częstotliwości nośnej i numeru symbolu przy pomiarze sygnałów „z powietrza”

Na rysunku 4.3 przedstawiono wykryty typ fizycznego sygnału i kanały każdego z elementów zasobów w postaci wykresu numeru identyfikatora alokacji (Allocation ID) w funkcji częstotliwości nośnej i numeru symbolu. Kolor zielony oznacza kanał PDSCH, a kanały synchronizacyjne i rozsiewcze są zaznaczone na niebiesko.

Jak widać, oprogramowanie LTE prawidłowo wykryło typy sygnałów – zielone bloki z rysunku 4-3 odpowiadają czerwonym z rys. 4.2.

Rys. 4.3. Identyfikatory alokacji w funkcji częstotliwości nośnej i numeru symbolu przy pomiarze „z powietrza”

Oprogramowanie LTE potrafi też dekodować zawartość kanału PDSCH, czyli przesyłany nim strumień bitów po dekodowaniu kanałowym i sprawdzaniu sumy CRC. W sekcji „PDSCH” wyników pomiarów „Channel Decoder Results”, obejrzeć można strumień bitów dla każdego z dwóch słów kodowych transmitowanych w różnych warstwach, co przedstawione jest na rysunku 4.4.

Rys. 4.4. Wyniki pomiaru dekodera kanałowego („Channel Decoder Results”) przestawiające zdekodowany kanał PDSCH

Początek strumienia bitów drugiego słowa kodowego jest oznaczony na tym rysunku (CW = „2/2”), aby pokazać, że wykorzystana została faktycznie transmisja dwuwarstwowa. Takie dekodowanie jest możliwe tylko, jeśli jednocześnie są analizowane sygnały z wielu anten.

5. Pomiar różnic faz przy formowaniu wiązki

W trybie formowania wiązki („beamforming”), konieczne jest zachowanie niewielkich różnic faz między antenami nadajnika, gdyż błędy fazowe przekładają się na obracanie nadawanej wiązki. Oprogramowanie LTE pozwala mierzyć fazę sygnału referencyjnego (specyficznego dla stacji ruchomej) dla każdej z anten nadawczych. Oscyloskop RTO świetnie nadaje się do pomiarów tego typu, gdyż ma dobrą koherencję fazową między kanałami wejściowymi.

Jako przykład przedstawimy pomiar różnicy faz w sygnale generowanym w trybie formowania wiązki przez SMU dla anteny na porcie 5. Dla potrzeb tego pomiaru, generator musi być wyposażony w opcję R&S SMU-B90 (Phase Coherence).

Wstępna konfiguracja SMU i Programu LTE jest taka sama, jak w przykładzie z rozdziału 3. W ustawieniach SMU należy zmienić liczbę słów kodowych na 1, a prekodowanie MIMO na „Beamforming (UE-spec. RS)”. Indeks książki kodowej musi być ustawiony na 0, aby na wszystkich antenach sygnał był w fazie. Wszystkie ustawienia zilustrowano na rysunku 5.1.

Rys. 5.1. Zmiany ustawień SMU konieczne, aby wejść w tryb formowania wiązki

Aby zapewnić synchronizację faz obu torów SMU, należy włączyć sprzężenie lokalnego oscylatora („Local Oscillator”: „Coupled A -> B”) oraz skalibrować offset faz, jak to przedstawiono na rysunku 5.2. Szczegóły dotyczące kalibracji można znaleźć w nocie aplikacyjnej Rohde & Schwarz 1GP67 [3].

Rys. 5.2. Synchronizacja faz dwóch torów SMU

W oprogramowaniu LTE należy natomiast zmienić ustawienia w oknie „Enhanced Settings”, zgodnie z tym, co przedstawiono na rysunku 5.3.

Rys. 5.3. Zmiany w ustawieniach Programu LTE włączające formowanie wiązki

Oprogramowanie LTE mierzy fazę sygnału referencyjnego dla każdej stacji odbiorczej. W poniższym przykładzie nie ma formowania wiązki, więc fazy sygnałów z wszystkich anten powinny być zgodne dla każdej podnośnej.

Pomiar wag specyficznych dla odbiorcy sygnałów referencyjnych (UE-specific Reference Signal Weights) wymaga wybrania konkretnej podramki. Można to ustawić w polu „Subframe Selection” okna „Result Settings”, np. wybierając podramkę zerową.

Na rysunku 5.4 marker zaznacza pomiar fazy sygnału referencyjnego odchylonego najbardziej w lewo. Warto tu zaznaczyć, że sygnał referencyjny specyficzny dla odbiorcy jest obecny tylko na podnośnych, na których transmitowany jest kanał PDSCH i dlatego właśnie w tym przykładzie dostępna jest tylko lewa połowa wykorzystanych podnośnych.

Rys. 5.4. Pomiar fazy w trybie formowania wiązki dla każdej specyficznej dla odbiorcy wagi sygnału referencyjnego

Zgodnie z oczekiwaniami, zmierzona różnica faz między dwiema antenami jest niewielka.

Wyniki pomiarów można wyeksportować zdalnie do dalszej analizy, np. wyliczenia średniej wszystkich wyników dla zwiększenia precyzji.

6. Literatura

1. Rohde & Schwarz: nota aplikacyjna 1MA142 Introduction to MIMO
2. Rohde & Schwarz: nota aplikacyjna 1MA143 LTE Downlink MIMO Verification
3. Rohde & Schwarz: nota aplikacyjna 1GP67 Phase Adjustment of Two MIMO Signal Sources with Option B90 (Phase Coherence)

Przedstawicielstwo Rohde & Schwarz w Polsce: ul. Al. Jerozolimskie 92, 00-807 Warszawa, tel: 22 337 64 97.