多入多出(MIMO)技術是指同時在發(fā)射機和接收端使用多根天線，以提高頻譜效率,。該方法可以極大地改善無線局域網或者蜂窩技術,，例如WiMAX或者 LTE解決方案的性能。通過利用MIMO技術,，用戶可以獲得直接范圍或者吞吐率等優(yōu)點,。因此，MIMO在許多未來的無線通信系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用,。但是,，這些優(yōu)點并非完美無缺。一個MIMO系統(tǒng)需要多臺接收機和發(fā)射機,，這會產生附加成本,，并且增加系統(tǒng)復雜度。為了實現更好的性能,，MIMO測試在進行多信道測試時的要求更復雜,、規(guī)范更嚴格、測試成本更高,，所需要的測試時間也更長,。
本文提供一些MIMO功率測量的要點及建議，能夠降低測試成本,、縮短測試時間，以及提高測試精度,。
MIMO系統(tǒng)中的信號在分配的時隙內包含調制射頻信號的觸發(fā)信號,，因此對功率測量的主要要求就是能夠精確、可重復和快速地測量觸發(fā)內或者觸發(fā)門控部分的峰值,、均值,、峰值-均值功率比。仔細選擇適當的功率測量工具及方法,，可以確保滿足嚴格的MIMO規(guī)范,。
測量能力
市場上有多種功率測量工具可供使用。首先,，我們必須確定需要什么測量功能,，以便選擇適當的工具。對于研發(fā)應用,，需要進行高度復雜的分析,，因此，我們需要可執(zhí)行各種測量功能的功率計" title="功率計">功率計,。除常規(guī)的平均功率測量之外,，峰值功率計通過查看功率計屏幕上的功率觸發(fā)包絡,，可以測量觸發(fā)門控部分的峰值、均值或者峰值-均值功率比,。
此外,，用戶可以使用互補累計分布函數（CCDF）統(tǒng)計分析，以確保MIMO系統(tǒng)組件不會受到正交頻分復用（OFDM）信號高峰值功率的壓縮,。這種功率計的一個良好示例就是安捷倫" title="安捷倫">安捷倫P系列功率計（參見圖1）,。
圖1P系列功率計支持峰值均值和峰值-均值功率比測量與CCDF統(tǒng)計分析
另一方面，在制造測試中需要進行較低復雜度的測量,，并且通常只對觸發(fā)平均功率進行簡單的pass/fail測試,。制造商主要關心在最短時間內生產出產品，并保持低成本,。在此情形下,，簡單的低成本USB功率傳感" title="功率傳感">功率傳感器（例如安捷倫U2000系列）可能是提供經濟高效和省時功率測量解決方案的理想選擇（參見表1）。
表1P系列功率計和U2000系列USB功率傳感器的測量能力
提高精度
MIMO測量的關鍵參數之一就是測量射頻觸發(fā)或者子幀過程中的信道功率,。此參數測量僅在發(fā)送信號期間進行,，通常稱為觸發(fā)功率。為了獲得可重復和精確的觸發(fā)功率,，捕捉穩(wěn)定,、一致的觸發(fā)信號非常關鍵。
可用多種觸發(fā)方式進行穩(wěn)定的捕捉,。三種常見的功率計觸發(fā)方式包括：（1）被測設備（DUT）提供的外部觸發(fā)信號,，（2）其他同步源或者（3）被測信號的幅度電平。
外部觸發(fā)源是最常用和首選的觸發(fā)機制,，因為它可以提供最強健的觸發(fā)形式,，以將該儀器采集的數據與所測量的射頻觸發(fā)信號同步。對于基站測量,，可從基站本身獲得外部觸發(fā)源,。而對于MIMO組件測量，可從提供激勵波形的信號發(fā)生器中獲得外部觸發(fā)信號,。
一旦實現可靠的觸發(fā),，可用功率計捕捉穩(wěn)定的觸發(fā)信號。然后可配置功率計,，以精確,、可靠地捕捉整個觸發(fā)的峰值或者平均功率、前導功率或者空閑時間,。
P系列功率計支持以上所有三種觸發(fā)方法,，以高精度采集功率測量值，誤差小于0.2dB。對于U2000系列USB功率傳感器,，需要使用外部觸發(fā)源捕捉 OFDM信號高峰-均值功率比（PAPR）特性的觸發(fā)平均功率,。與其它功率測量解決方案相比，可用這些傳感器獲得最適合的精度（參見圖2）,。
圖2安捷倫P系列功率計U2000A USB功率傳感器以及其他廠商的寬視頻帶寬功率計所測得MIMO觸發(fā)平均測量值比較
多信道并行測試可縮短測試時間,、降低測試成本
MIMO系統(tǒng)中發(fā)射機和接收機數目的增加會導致測試時間和測試系統(tǒng)復雜度的增加。由于測試成本與測試時間成正比,，所以可將費時的功率測試從昂貴的信號分析系統(tǒng)中分離出來,，轉移到更具經濟效益的功率測量系統(tǒng)。然后,，可在兩個系統(tǒng)上進行并行測試,，以使多信道設備的測試時間和成本增加最小化。典型信號分析系統(tǒng)需要花費30000多美元,，而典型的高性能峰值功率計大約只花費11000美元,，同時擁有可提高MIMO功率測量精度的附加優(yōu)點。
獲得更快的速度
現代功率計整合了各種配置,，以優(yōu)化測量精度或速度,。有三種常用方法可以優(yōu)化速度，其中每種方法各有自己的優(yōu)缺點：
最常用的方法就是默認模式,，該模式應用正常的速度并根據測量的功率電平自動設置平均值數,。本方法提供最佳精度和可重復性。測量速度取決于所選擇的平均值數,，低功率測量的速度也較慢,。通常，本方法相對于其他兩種方法而言,，速度最慢,。
可以使用帶有觸發(fā)計數命令的功率計緩沖存儲器實現更快的測量速度。功率計的存儲器通常填充最新測量數據,，直到預定緩沖大小充滿為止。然后,，用簡單的“提取”命令返回測量值,。本方法相對于前面一種方法而言速度更快，但是由于處理的采樣數據更少,，所以精度會稍微降低,。
第三種方法提供最快的功率測量速度。由于采用雙通道二極管架構,，并完全在二極管IV曲線（電流-電壓特性曲線）的平方律區(qū)域內運行,，所以功率計能夠將觸發(fā)功率轉換為比例電壓波形，以快速地進行信號處理,。因此,，功率計可提供極其快速和精確的觸發(fā)平均功率測量,，每次讀數可小于10ms。
前兩種方法可用于P系列功率計,，而最后一種方法可在U2000系列USB功率傳感器內實施,。
結論
安捷倫P系列功率計和U2000系列USB功率傳感器是一種理想的解決方案，可以滿足嚴格的MIMO功率測量需求,。P系列提供最佳MIMO觸發(fā)功率測量精度,，而U2000系列有助于降低成本和提高MIMO測量速度。