MIMO原理及测试实验参考
一个预编码的过程（图12中的Precoding模块），也就是与根据码本定义的预编码矩阵W相乘，预编码后的数据发送到各个天线。在收发天线两端都要经过相同的预编码过程。根据不同的天线数目以及空间复用和发射分集的方式，规范定义了不同的码本。图13为2天线情况下空分复用的预编码矩阵形式。
图13 2天线情况下空分复用的预编码矩阵形式
在LTE的上行链路中，为了降低终端UE的复杂程度，采用MU-MIMO技术。在MU-MIMO技术中，多个UE每个使用一个发射天线，在相同的无线信道中进行传输。
3.2 WiMAXTM(802.16e-2005)
WiMAX技术可以在20MHz的信道带宽内达到74Mbit/s的峰值速率。调制方式包括QPSK，16QAM和64QAM。
WiMAX的下行链路如图14所示。WiMAX 802.16e标准现在已经将MIMO定义为必选项。标准定义了大量不同的编码和分布矩阵形式。原理上可以使用2，3，4个发射天线。在所有的模式中，可以选择矩阵矩阵A，B，C。在图14所示的译码模块中，数据流与选择的矩阵形式相乘，然后映射到不同的发射天线。
图14 下行WiMAX示意图
在实际的系统中，矩阵A和B实现方式如公式（6）所示。
矩阵A对应发射分集，矩阵B对应空分复用（也称为真正的MIMO），而在3天线和4天线系统中，也存在相应的矩阵形式。
在WiMAX的上行MIMO中，仅仅是采用不同的导频序列，编码和映射方式与非MIMO方式相同。此外，SU-MIMO中两个不同的用户使用相同的信道（称为协同MIMO，MU-MIMO）。
3.3 WLAN（802.11n）
根据802.11n的规范定义，WLAN需要在40MHz的带宽内达到峰值速率600Mbit/s。调制方式采用BPSK，QPSK，16QAM和64QAM。WLAN802.11n可以后向兼容802.11a/b/g。系统最多支持4个发射天线，对应4个数据流。
WLAN可以区别空间流SS和空时流STS。如果NSS
图15 WLAN下行示意图
图16给出了NSS = 1 and NSTS = 2的矩阵形式。
图16 NSS < NSTS的编码矩阵形式
在空间映射模块中，STS映射到发射链路(NTX)，可以提供3种不同的方式：首先是直接映射1到1从STC映射到TC；其次是空间扩展，也就是另外用一个矩阵进行相乘。图17所示为2个空时流和3个发射天线的示例；最后是波束形成，也就是另外用一个矢量进行相乘。
图17 两个空时流和3个发射天线的示例矩阵
3.4 其它通信标准
未来的移动通信标准都会采用MIMO技术，例如LTE Advanced，其目标在下行链路100MHz的信号带宽内达到1Gbit/s传输的速率；而对于1x EV-DO Rev.C，要求在前向链路1.25MHz的信号带宽内速率达到18Mbit/s；另外，WiMAXTM 802.16m的目标是在下行链路中的20MHz信号带宽内提供300Mbit/s的速率。
4 R&S解决方案
目前，R&S的测试设备可以为支持MIMO技术的所有移动通信标准提供相应的测试解决方案。信号发生器可以在非信令模式下支持MIMO系统上行和下行的接收机测试。信号分析仪主要用于发射机测试，而无线综测仪提供信令模式下的射频测试和协议测试。RF测试系统提供完整的RF一致性测试。
4.1 信号发生器
SMU200A是业界惟一的一台双通道矢量信号源。UE接收机测试可以通过SMU信号发生器完成。SMU可以支持各种包含MIMO技术的移动通信标准（802.11n，802.16e和3GPP Rel7和Rel8）。SMU的界面如图18所示。
图18 SMU界面
此外，在SMU的MIMO选件中，可以对各个衰落信道间的相关性进行设置。而且SMU衰落模拟器内置了很多标准规定的实时的衰落场景，可以方便用户直接调用。同样SMU也可以支持AWGN功能，方便进行相应的接收测试。
在单台双通道的SMU里，可以很方便地实现符合标准的2×2衰落模拟，同时可以支持多种通信标准。通过两台仪表级联的方式，可以最多模拟4个天线。
加装相参选件SMU-B90和移相器以后，对于4个天线的波束形成可以实现精确的相位关系设置（见图19）。
图19 通过SMU-B90进行到达角模拟
AMU基带信号发生及衰落模拟器除了可以生成符合各种移动通信标准的基带信号外，还可以通过数字IQ输入/输出接口为CMW500和SMATE提供MIMO衰落模拟。通过把AMU和SMATE相互连接的方式，可以提供和单台双通道SMU相同的功能，同时两个通道的频率都可以扩展到6GHz。
4.2 信号分析仪
对于发射测试，FSQ/FSG/FSV信号/频谱分析仪可以使用。它们可以用于各种通信标准的SISO测试，也可以用于大多数MIMO测试例，如LTE标准中的Timing Alignment测试。图20所示为业界最高端的信号分析仪FSQ。
图20 高端信号分析仪FSQ
通过把多台FSx（最多支持4台）仪表连接起来，可以同时测量和解调4个发射天线的信号。
4.3 移动台测试
CMW5