EO-456

- ELETTRONICA OGGI 456 - SETTEMBRE 2016

EDA/SW/T&M

5G AIR INTERFACES

con i canali MIMO è come stimare i parametri spaziali, tra cui l’angolo

di arrivo (AoA,

Angle of Arrive

), l’angolo di partenza (AoD,

Angle of

Departure

) e la dispersione angolare (AS,

Angular Spread

). Sono di-

sponibili molti algoritmi di stima dei parametri di canale che possono

essere adottati, tra cui quelli basati sulla formazione del fascio (

be-

amforming

), quelli basati sui sottospazi e gli approcci a massima ve-

rosimiglianza (ML,

Maximum Likelihood

). Questi ultimi offrono ottime

prestazioni per la stima di consistenza e coerenza per i canali MIMO.

In particolare, l’algoritmo SAGE a basso onere computazionale è larga-

mente adottato dalla comunità di ricerca.

Taratura e sincronizzazione

La taratura e la sincronizzazione sono di fondamentale importanza

per ottenere risultati accurati e ripetibili. La sincronizzazione dei sot-

tosistemi di trasmissione e ricezione può essere ottenuta impiegando

due sorgenti di clock a rubidio per garantire ad entrambi un clock di

riferimento a 10 MHz stabile e molto preciso, come mostrato in figura

2. Inoltre, un segnale di trigger deve essere impiegato per sincro-

nizzare la generazione dello stimolo di sonda e l’acquisizione della

risposta. Per il sistema di misura a onde millimetriche mostrato in

figura 2, devono essere considerati i seguenti passi di taratura:

– taratura del sistema, detta anche “diretta” che richiede il collega-

mento diretto tra trasmettitore e ricevitore per allineare le frequen-

ze di riferimento ed i segnali di clock. In questo modo è possibile

ottenere misure accurate di ampiezza, fase e tempi di arrivo;

– le uscite differenziali IQ del generatore di forme d’onda arbitrarie

possono essere affette da errori di temporizzazione, guadagno e

quadratura che hanno un impatto sulla qualità del segnale gene-

rato. Una taratura di quadratura viene così impiegata per correg-

gere lo sbilanciamento dei segnali in fase e quadratura;

– anche il digitalizzatore multicanale a larga banda può essere af-

fetto da una dispersione tra i canali. Vari metodi possono esse-

re usati per misurare il disallineamento tra i canali. Un metodo

consiste nella misura delle differenze di ampiezza e fase su di un

ampio intervallo di frequenze per ogni canale e quindi nell’appli-

cazione di un filtro di correzione a banda larga;

– infine, è necessario considerare anche la taratura dell’antenna e

degli amplificatori. I dati di taratura dell’antenna sono forniti dal

produttore. In assenza di questi dati è possibile misurarli con un

array di antenne a controllo di fase in una camera a microonde e

confrontando la risposta misurata con l’andamento teorico atteso.

In sintesi, vi sono molte sfide da affrontare nella caratterizzazione

delle nuove tecniche di trasmissione per la tecnologia 5G a onde mil-

limetriche. Quando si considerano canali tempo-varianti con cam-

mini multipli di propagazione, i sistemi di misura possono diventare

molto complessi. Tali strumenti devono includere apparati funzio-

nanti a frequenze molto elevate, segnali a larga banda e multicana-

le, reti di taratura e sincronizzazione per ottenere misure accurate

e ripetibili tramite algoritmi di stima dei parametri del canale per lo

sviluppo di modelli realistici ed accurati.

Per saperne di più: