NI 3647與NI 3657模塊化發射與接收無線電站能為NI毫米波收發器系統提供高品質的RF信號。 NI 3647毫米波電站發射器的工作頻率范圍為 71 - 76 GHz;輸出功率高達 25 dBm * 與寬帶高達2 GHz RF。 此發射器可與71 - 76 GHz 的 NI 3657毫米波接收器搭配使用。 這兩個設備的前端均具備 WR-12 波導端口,可連接至用戶提供的天線,例如號角天線或相位陣列天線。 NI 3647發射無線電站可作為倍頻器來執行上變頻操作。 無線電站包含的衰減器與放大器可用于最大化增益控制和降低噪聲系數。 如需毫米波收發器系統的詳細RF規格,請查看產品數據表。
圖9: 71至76 GHz的毫米波無線電站
*部分地區并未提供25 dBm輸出功率版本。 全球提供的是20 dBm輸出功率版本。
NI毫米波收發器系統是一個靈活的硬件平臺,能夠滿足各種通信需求。 除了可通過添加或移除系統硬件來創建各種系統外,該平臺還針對最常見的應用場景提供了4種基本配置:
單向SISO
單向2x2 MIMO
雙向SISO
雙向2x2 MIMO
上述2個單向系統均由2個PXIe機箱組成,其中一個機箱配備發射器,另一個機箱則配備接收器。 該配置非常適用于信道探測測量。 在這種配置下,用戶可將發射與接收子系統分開來,并在各種環境中執行信道探測測量。 由于PXIe架構系統的模塊化特性,用戶可以輕松添加額外的硬件來滿足不同的研究需求,例如增加通道數量來提升測量到達角的準確性。 如果要實現并行接收或并行發射與接收外,除了增加接收通道數量這一方法外,用戶也可以將外部開關添加至SISO系統。 這種靈活性可允許研究人員選擇最能滿足其測量速度與配置需求的硬件配置。 因為毫米波收發器系統專為MIMO架構設計,因此各通道之間可輕松共享 LO 信號來實現相位相干。 圖10與圖11為SISO與2x2 MIMO的系統程序框圖。
圖10: 單向SISO配置
圖11: 單向MIMO配置
兩種雙向系統配置均包含2個PXIe機箱,一個配備發射器,另一個配備接收器。 這些系統專為通信原型驗證而設計,能夠為研究人員提供所需的硬件來創建實時雙向通信鏈路。 毫米波通信研究仍有存在許多未知。 確定毫米波信道內的信號行為非常重要。 完整定義的信道模型雖然對算法開發人員頗有幫助,但實時通信鏈路最終仍須經過原型驗證才能確定其在新頻段的性能。 無論是要驗證新的物理層與無線接口,還是要了解現有的LTE物理層如何能夠適應2 GHz等超寬帶寬,均可使用NI毫米波系統來實時驗證其性能。 結合NI毫米波系統、FPGA處理功能與LabVIEW之后,便有可能在2 GHz寬帶下進行實時調制、解調、編碼與渦輪解碼。 這些系統可做為研究人員開發與測試通信協議的平臺。 不同于6 GHz以下頻譜的通信,毫米波信號具有高度的方向性,因此協議必須能夠確保2個或多個節點能夠相互定位。 節點間必須能夠互相交換控制與測量信息,例如波束控制或隨機接入協議。 圖11與12為兩種雙向系統的配置圖。
圖12: 單向SISO配置
圖13: 單向MIMO配置
NI毫米波收發器系統是一系列模塊化硬件的組合,適用于信道探測、實時雙向通信系統原型驗證等多種應用。 該系統以PXI平臺為架構,并提供靈活的模塊組合,可提供多種不同的配置來滿足不斷變化的研究需求。 毫米波無線電站本身具備模塊化特性,而且可用其他RF前端來替代,因而可在使用相同軟硬件組合的情況下研究多種不同的頻率,從而節省工程設計的時間、大幅提升系統的重復使用率。 該硬件結合LabVIEW的強大功能,為毫米波通信原型驗證提供了極佳的平臺,并幫助工程師更快速創新。