MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）即多輸入多輸出技術，可以在不增加帶寬或總發射功率的情況下大幅提高系統的吞吐量和傳送距離，因此在LTE、802.11ac等諸多新技術中被廣泛采用。在產品端，幾乎所有的企業級AP、配置WLAN的平板和智能家電都采用了MIMO天線。

　　IEEE在802.11n標準中引入4×4 MIMO技術，在802.11ac標準中擴展到支持最多8×8MIMO天線。在802.11ac標準中高速數據速率（理論最高速率6.93Gbps）不僅通過更寬的信號帶寬（80MHz/160MHz）、更高階的調制方式（256QAM）實現，而且通過更多的MIMO天線以及波束成型、多用戶MIMO（MU-MIMO）等先進的天線技術實現。

　　更高的信道利用率是要付出代價的，MIMO系統除了增加天線、收發器、數字信號處理器等硬件成本和設計復雜度外，還帶來了系統性能驗證的挑戰。MIMO性能實現的基本要求是各個通路之間信號不相關，有良好的隔離度，以及多路信號在基帶和射頻都有嚴格的時鐘同步。這些要求都只有在MIMO系統實際的工作狀態下，同時觀察所有的天線通路才可以驗證。單路輪流發射、外置功分器或開關都無法驗證系統實際的射頻性能。因為需要多套矢量信號分析儀（VSA）同時分析信號，以及多套矢量信號源（VSG）同時發射信號，MIMO測試的復雜度和成本都比單收單發（SISO）系統顯著高。PXI系列儀表常常通過增加機箱板卡實現，但這樣帶來的問題除了維護復雜外，一套MIMO測試系統也無法靈活的拆分使用。對于很多研發客戶，常常需要靈活配置測試資源，將所有測試資源集中到一套不可拆分的硬件系統里顯然不利于實際使用。

　　萊特波特公司依托WLAN測試領域豐富的行業經驗，提出靈活的MIMO測試儀表配置方案。目前主流的WLAN測試儀表IQxel即可以單獨使用，也可以通過簡單的時鐘同步和觸發連接組成MIMO測試系統。IQxel160和IQxel280由于包括了兩套VSA和VSG硬件資源，一臺儀表就可以進行2×2MIMO測試。IQxel系列儀表的配置如下表所示：

　　注：IQxel可以選件支持藍牙1.0~4.0，Zigbee，DECT測試

　　下面分別介紹萊特波特多儀表和單儀表的MIMO測試方案。

　　多臺IQxel的MIMO測試方案。

　　在測試N×N MIMO信號時，只需要將N臺IQxel組合在一起就可以執行MIMO信號的Tx和Rx測試。其中一臺IQxel配置MIMO分析選件作為主單元，輸出時鐘同步和觸發信號。IQxel儀表本身可以提供精確的時鐘同步和觸發信號，因此不需要外置的同步時鐘。系統配置如圖所示：

　　圖1：IQxel儀表組成的靈活的MIMO測試方案

　　發射機測試時，用戶只需要登錄主單元的界面就可以查看所有的測試結果。即可以查看單條支路信號帶寬內所有的時域、頻域、調制域結果，也可以查看所有支路對比的結果，這樣便于快速發現某一條支路可能存在的問題。一款3天線AP的MIMO測試結果如下圖所示：

　　圖2： 3×3 MIMO測試結果

　　接收機測試中，通過在主控單元的設置，IQxel80組成的MIMO系統可以在所有的下行通路播放802.11n標準規定的MCS0~MCS31信號，以及802.11ac標準規定的MCS0到MCS9信號。除了播放標準的WLAN MIMO信號外，IQxel還可以加載客戶自定義的波形文件。在IQxel界面中，客戶也可以方便的生成各種數據速率（MCS）、數據包長度、信道帶寬、天線數等參數的MIMO信號。由于采用了不同的儀表發射下行信號，而且不需要合路器等器件，IQxel的MIMO系統信號之間有非常好的隔離度。

　　如果需要測試11ac草案中160MHz或者80+80MHz信號，客戶需要使用IQxel160搭建MIMO測試系統。IQxel160可以分析和發射連續160MHz以及任意間隔的80+80MHz 11ac信號。

　　單臺IQxel的MIMO測試方案

　　IQxel160是萊特波特針對芯片和研發客戶推出的測試儀表，支持802.11ac草案中定義的連續和非連續160MHz信號分析。IQxel160中配備兩套VSA和VSG硬件資源，除了可以分析160MHz 11ac信號，還可以分析20MHz、40MHz和80MHz的2×2MIMO信號。儀表內部可以實現兩套硬件資源的同步和觸發。無需額外的配置，用戶即可快速實現2×2MIMO測試。

　　IQxel280是萊特波特針對生產線的高吞吐量并行測試方案。IQxel280內部也配置了兩套VSA和VSG硬件資源，單臺儀表就可以進行80MHz以下信號的2×2MIMO測試。

　　單臺IQxel的MIMO測試方案如下圖所示：

　　圖3：IQxel160和IQxel280 MIMO測試方案

　　希望了解更多的WLAN測試技術，歡迎聯系萊特波特，或者登錄我們的網站 www.litepoint.com/cn.

作者簡介：

　　呂文先生2007年畢業于北京郵電大學，獲得電磁場與微波技術碩士學位。長期從事無線電測量、電磁兼容和自動測試系統開發的工作。現就職于萊特波特公司現場服務部門，負責無線局域網測試儀器的應用推廣、技術支持和測試方案設計等工作。

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