5G毫米波接口特性分析的挑战及考虑因素

　　通道参数估算

　　截至目前为止，大多数的研究都是在单通道中完成的。MIMO通道引进了空间与关联的概念，因而衍生出估算空间参数的主要问题。例如，研究人员需估算到达角(AoA)、出射角(AoD)、以及扩展角(AS)等参数。目前可用的信道参数估算算法包括波束成形、子空间，以及最大似然(Maximum Likelihood，ML)等多种方法。

　　为了一致性、同调性以及估算效能，ML估算算法是效能极佳的MIMO通道参数估算法。其中尤以运算量较低的SAGE算法(最大似然为基础)最受研究人员的欢迎。

　　校验与同步化

　　校验与同步远比取得准确、可重复的结果更为重要。藉由使用两个铷频率，为发射器和接收器提供稳定、高度精密的10MHz同步参考频率，可实现发射器及接收器子系统的同步化，如图2所示。此外，还必须透过触发，将探测激发信号的产生及撷取同步化。

　　建构图2所示的毫米波量测系统时，必须考虑校验的效益：

　　◇ 系统校验亦称为“背对背”校验，可将发射器连接到接收器，以对齐频率参考与系统频率，进而取得准确的振幅、相位及抵达时间估算。

　　◇ 基频AWG的差动IQ输出可能具有时序、增益及正交误差，这会对信号质量造成影响。IQ失配校验可修正AWG输出之同相与正交相位信号之间的失衡。

　　◇ 多信道、宽带数字转换器或示波器可能在通道间出现时间及相位变异，因而将对量测结果造成影响。您可用各种方法量测整体的通道频率偏差，其中一种方法是量测各个信道在大频率范围内的振幅及相位差，并套用宽带修正滤波器。

　　◇ 天线及功率校验也必须列入考虑。您可查看天线制造商的校验数据。若未提供，则可在微波试验室内进行天线数组相位场型量测，并与天线数组的理论效能加以比较。

　　图2：此量测系统包括用于精确Tx与Rx同步化的铷频率，以及可将信号产生与数据撷取维持一致的撷取触发器

　　结语

　　总之，想要对新的5G毫米波接口进行特性分析并不容易，过程中会遭遇许多新的挑战。为了分析支持多路径传播的时变通道，必须使用复杂的量测系统，其中包含支持毫米波、宽带信号及多个信道的测试设备;全面的校验;以及同步化功能，以便利用有效的信道参数估算算法，进行真实且准确的信道模型特性分析，进而获得准确且可重复的量测。