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NI​针对​6G​研究​推出​Sub THz​测试​平台
来源: | 作者:伽太科技 | 发布时间: 2021-05-27 | 821 次浏览 | 分享到:

基于NI毫米波收发仪系统和Virginia Diodes射频头构建而成的6G研究测试平台

新闻发布 — 2019年9月30日 — 美国国家仪器(National Instruments)是一家以软件为中心的平台供应商,致力于帮助用户加速自动化测试和自动测量系统的开发和性能,该公司今日发布了用于6G研究的实时sub THz软件无线电(SDR),该平台基于NI毫米波收发仪系统(MTS)和Virginia Diodes (VDI)射频头构建而成。

 

MTS使用VDI射频头,其频率范围可以扩展到sub THz范围。该测试平台使用SDR和FPGA构建,因此可以对软件进行升级和自定义,以满足广泛的研究需求和应用。用户可以利用现有的软件参考设计进行信道探测,还可以利用无线通信协议创建用于6G研究的实时测试平台。
 

典型无线标准的开发周期约为10年。由于5G的商业推广已于2019年开始,无线通信研究人员已经在研究可为6G奠定基础的技术和想法。sub THz和THz频率可以用于多种通信应用,并且在可预见的将来可能会成为6G研究的主要领域。

 

“由于5G逐渐成为主流,因此必须对毫米波和亚毫米波频段进行更深层次的通信研究。目前看来,D频段俨然已经成为新的E频段。”VDI首席运营官Gerhard Schoenthal说道,

 

“研究人员需要使用sub THz测试台来为众多无线用例开发原型。这些测试台必须高度灵活,而且还必须提供最先进的性能,才能在极高频率下充分探索和挖掘无线技术的极限。”NI无线研究总监James Kimery表示,“NI MTS与VDI射频头相结合,为探索sub THz和THz频谱以及相关应用创造了一个极好的平台,有助于推动6G技术相关的创新。”

 

NI MTS提供了模块化的基带和IF组件,这些组件可与FPGA结合使用,构成最基本的OTA系统,同时也可进行扩展以创建具有多种数字信号处理能力的复杂MIMO系统。VDI射频头覆盖了sub THz范围内的多个频带。这两者相结合,组成了一个功能强大的测试平台来满足当今和未来6G研究的需求。

 

NI和VDI sub THz测试平台可提供高达2 GHz的瞬时带宽和110-170 GHz的频率范围。NI提供了两种基于NI MTS的软件参考设计:一种用于信道探测,另一种用于单载波物理层通信链路。信道探测参考设计主要用于单发射机和单接收机配置,帮助用户进行基本的信道探测测量,例如信道脉冲响应、到达时间和路径损耗。单载波物理层设计主要用于具有2 GHz实时带宽的SISO配置(最高4x4 MIMO配置)的系统。编码及其他所有信号处理都是在基本MTS系统的FPGA上实时进行。系统总吞吐量取决于帧结构和使用的通道数。使用默认帧结构时,典型的预期吞吐量为7.2 Gbps/通道。无论采用哪一种参考设计,用户都可以在软件前面板实时查看系统级性能。

 Vector Network Analyzer Extenders

Vector Network Analyzer (VNA) Extenders - Summary of Specifications
 
Waveguide Band
Frequency Coverage
(GHz)
Dynamic
Range
(BW=10Hz,dB)  
Test Port Power 
(dBm typical)
Stability
 Test Port Input Limit  (estimate, dBm, damage)
TxRx, TxRef 
 Directivity (dB)
 Standard    Extended‡  Typical
Minimum
Magnitude (±dB)
Phase
(±deg)
WR28 26-40 - 120 110 13 0.15 2 33 30
WR19 40-60 - 120 105 13 0.15 2 31 30
WR15 50-75 47-77 120 110 13 0.10 1.5 30 30
WR12 60-90 55-95 120 110 18 0.10 1.5 30 30
WR12 SE Option  60-90 55-90 120 110  13  0.10  1.5   30   30 
WR10 75-110 67-115 120 110 18 0.10 1.5 30 30
WR10 
SE Option
75-110 67-110 120 110 -1 0.10 1.5 20 30
WR8.0 90-140 - 120 110  16 0.15 2 30 30
WR6.5 110-170 - 120 110  13 0.25 4 30 30
WR5.1 140-220 - 120 110  6 0.25 4 30 30
WR4.3 170-260 - 115 110  4 0.3 4 28 30
WR3.4 220-330 - 115 105  1 0.3 6  26  30
260-400 - 100 80 -10 0.5 6  16  30
330-500 325-500 110 100 -3  0.5  6   10  30
500-750 - 100 80  -25  0.4  4  -3  30
500-750 - 100 80 -16 0.4 4 -3 30
750-1100 - 65 45 -30  0.5   6  -3  30
750-1100 - 95* 75* -23  0.5   6  -3  30
WM-164
(WR0.65**)
1100-1500 - 60* 40* -45 1  20  -3  30

*The dynamic range specifications assume that low phase sources are used, like those used in the modern Keysight PNA / PNA-X analyzers
with DDS synthesizers. While compatible, other VNAs may reduce dynamic range.

**WM164 (WR0.65) performance is specified for a TxRx-Rx configuration. Performance of a TxRx-TxRx configuration is estimated to have a 
~15 dB degradation of dynamic range and may additionally require the use of a mmWave controller. 

Test Port Input Powers exceeding the peak Test Port Power of the TxRx or TxRef module will compress the module.


General Notes: 

Extension modules are compatible with all modern VNAs. Please consult with VDI to discuss VNA and module configurations that will yield the best performance for your application.

 
Technical Notes:

1. Test Port Power is typical, reduced power is possible at band edges. 

2. Stability is specified for 1 hour after system warm-up, in stable environment with ideal cables.

3. Specifications assume a through measurement with two TxRx heads.

4. Specifications are measured on a Keysight PNA/PNAX with front panel connection at 25°C typical.

5. The dynamic range (RBW 10 Hz) is measured by first connecting two TxRx heads together and normalizing the un-calibrated S21 & S12. The heads are then disconnected and terminated with a waveguide short. The rms of the measured S21 & S12 give the system dynamic range.

6. Typical Module Dimensions exclude testport (2" standard testport for all modules except WM250 (WR1.0), where a 1" testport is used)

Where noted, Extended Frequency Coverage applies; module performance within the standard band conforms to standard specifications while performance in the extended regions can be degraded as follows:

-The minimum and typical dynamic range is degraded by 10dB or less, compared to the specification for the standard band. 

-The test port power typical across the extended band is degraded by 5 dB or less compared to the specification for the standard band. 

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