切換式MIMO - MIMO及其對無線局域網產品生產測試的影響

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

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[導讀] 本文闡述了應用于802.11 Wi-Fi系統的MIMO（多路輸入多路輸出）測試方法的基本原理，并通過與以前采用SISO技術時的測試方法的對比，探討了MIMO技術的應用對生產型校驗方法和驗證測試方法的影響。本文指出了在MIMO系統中可能會發生的失效機制（在 SISO系統中可能不存在）要求我們對現有的測試方法進行改善。最后，本文還對三種常用的MIMO測試方法進行了比較，并為讀者介紹了第四種能幫助提高測試覆蓋率和生產效率的 MIMO 測試方法。

關鍵詞：MIMO

　　切換式MIMO

　　此測試方法只使用一個矢量信號分析儀（VSA）依次對各MIMO支路進行信號捕獲。測試時不是立刻對各捕獲的信號進行分析，而是先對捕獲信號（此例中為三個捕獲信號）進行緩沖，然后再對經過綜合的MIMO信號進行分析。測試中使用一個單一的VSG對待測裝置的MIMO接收機依次進行測試。與多重SISO方法相比，切換式MIMO測試方法由于使用MIMO算法對數據進行解碼，所以能獲得更精確的誤差矢量幅度（EVM）。這也消除了測試設置中的信道影響。

圖11：切換式MIMO測量

　　復合MIMO

　　此測試方法使用一個射頻合路器將MIMO信號合成為一個單一的數據流。測試中使用一個VSA 對經過合成的數據流進行捕獲，并在發送信號已知的情況下對 MIMO信號進行分析。與上述測試方法相似，此測試方法也使用一個單一的 VSG對每個MIMO接收支路進行依次測試。此方法對測試硬件的要求最低，還能提供較高水平的測試覆蓋率和較快的測試速度。此外，此方法還能適當地降低測試裝置的成本和性能要求，因此大多數生產線都在使用這種測試方法。

圖12：復合MIMO測量

　　真實MIMO

　　此測試方法模擬真實的MIMO工作條件。它使用多個VSA同時從所有MIMO支路捕獲信號。MIMO分析儀對MIMO信道進行估算并對MIMO信號進行解調。此方法還使用多個VSG生成多個波形以便對MIMO接收機進行測試。此測試方法能帶來最全面的MIMO測試覆蓋率和最快的測試速度，因此經常被研發和設計驗證實驗室采用。

圖13：真實MIMO測量

　　各種MIMO測試方法的比較

　　每個MIMO測試方法都有其特定的優缺點。用戶應根據特定的應用場合和測試覆蓋率要求選擇不同的MIMO測試方法。下表對不同的測試方法進行了比較

　　表1：MIMO測試方法和相關測試成本比較

　　真實MIMO方法模擬真實的測試情景并提供最佳的MIMO測試覆蓋。與其他方法相比它的測試硬件的成本較高，但由于其測試吞吐量的顯著提高，其運營和總體成本卻最低。研發，設計驗證實驗室，以及高速生產線通常使用這種真實MIMO方法。復合MIMO方法對合成信號的測試覆蓋率較好，但對單個MIMO路徑的分析能力卻較差。多重SISO方法和切換式MIMO方法對單個MIMO支路能保證較好的測試覆蓋率，但缺少分析合成信號的能力。由于大多數生產質量問題可以通過合成信號的分析得到解決，所以復合MIMO方法已成為生產線使用最普遍的測試方法。

　　表2：不同MIMO測試方法的測試覆蓋率比較

　　萊特波特測試解決方案

　　為了進一步提高頻譜效益，最新的WLAN標準（802.11n 和 802.11ac）中增加了MIMO技術支持的內容。雖然MIMO是這些標準中可選的技術，但卻在越來越多地被WLAN裝置采用。這是因為視頻數據流等高吞吐量應用的大量普及以及5GHz頻段的日益頻繁的使用，而在這兩種情況下，MIMO不僅能幫助提高吞吐量，而且還能改進無線覆蓋和連接的可靠性。

　　與傳統的SISO裝置相比，MIMO裝置有多個收發通道和更復雜的設計結構，因此它代表了一種全新的測試挑戰。MIMO測試需要新一代測試設備，而萊特波特公司憑借其專利技術、先進的算法和創新的構架已成為MIMO測試領域領先的測試方案提供商。我們能為用戶提供靈活和完整的、甚至能滿足最苛刻測試要求的MIMO測試解決方案。萊特波特公司也是目前唯一能提供涵蓋所有四種MIMO測試方法的測試方案公司。

　　我們的IQxel 系列測試產品是行業內802.11ac 和WLAN MIMO測試領域參考標準測試設備。由于具有行業內領先的測試速度和無可比擬的測試性能，IQxel擁有非常成功的業績，并正在被全世界各大芯片公司和消費電子產品制造商所使用。 IQxel已被運用到包括研發、設計驗證、生產和產線最終質量控制在內的產品開發過程的每個階段。

圖14：采用IQxel系列產品的True MIMO測試配置方案