大规模​的​多​输入​多​输出​(MIMO)​是​5G​无线​通讯​研究​中​一个​令人​兴奋​的​领域。​对​下一代​无线​数据​通讯​网络,​它​将​带来​显著​的​进步,​拥有​在​更高​的​数据​速率​下​以​更高​的​可靠性​容纳​更多​用户​同时​消耗​更低​功耗​的​能力。​使用​NI 大规模​MIMO​的​应用​程序​框架,​研究者​可以​快速​搭建​128​天线​的​MIMO​测试​平台,​采用​一流​的​LabVIEW​系统​级​设计​软件​和​顶尖​的​NI USRP™ RIO​软件​无线​电​硬件,​来​进行​大规模​天线​系统​的​快速​原型​开发。​使用​一套​简单​且​可​应用​于​创建​基于​FPGA​逻辑​和​高性能​处理​优​化​部署​的​设计​流程,​该​领域​的​研发​者​能够​使用​统一​的​软件​和​硬件​设计​流程​来​满足​这些​高度​复杂​系统​的​原型​设计​需求。


内容
大规模​MIMO​产品​原型​概述


大规模​MIMO​系统​架构


LabVIEW​系统​设计​环境


基​站​收​发信​机​(BTS)​软件​架构


用户​设备


大规模​多​入​多​出​(MIMO)​简介  
随着​移动​设备​的​数量​和​人们​所​使用​的​无线​数据​流量​的​指数​级​增长,​驱使​着​研究​人员​对于​新​技术​和​新​方法​的​探究​以​解决​这​一​日益增长​的​需求。​下一代​的​无线​数据​网络,​被​称​作​第五​代​移动​通讯​技术或 5G,​必须​要​解决​容量​限制,​以及​一些​现有​通信​系统​中​存在​的​挑战,​诸如​网络​的​可靠性、​覆盖​率、​能​效​性、​和​延迟​性​等。​大规模​MIMO​作为​5G​技术​的​一种​实现​方案,​通过​在​基​站​收​发信​机​(BTS)​上​使用​大量​的​天线​(超过​64​根)​实现​了​更大​的​无线​数据​流量​和​连接​可靠性。​这种​方式​从​根本​上​改变​了​现有​标准​的​基​站​收​发信​机​架构,​现有​标准​只​使用​了​最多​8​根​天线​组成​的​扇形​拓​扑。​由于​拥有​数以百计​的​天线​单元,​大规模​MIMO​可以​使用​预​编码​技术​集​将​能量​集中​到​目标​移动​终端​上,​从而​降低​了​辐射​功率。​通过​把​无限​能量​指向​到​特定​用户,​辐射​功率​降低,​同时​对于​其他​用户​的​干扰​也​降低。​这​一​特性​对于​目前​受​干扰​限制​的​蜂​窝​网络​来说​是​非常​有​吸引力​的。​如果​大规模​MIMO​的​想法​真的​可以​实现,​那么​未来​的​5G​网络​一定​会​变得​更​快,​能够​容纳​更多​的​用户​且​具有​更高​的​可靠性​和​更高​的​能​效。

 

由于​大规模​MIMO​使用​了​较​多​的​天线​单元,​因而​面临​了​一些​现有​网络​未​遇到​过的​系统​挑战。​比如​说,​当前​基于​LTE​或​LTE-​A​的​数据​网络​所需​的​导​频​开销​是​与​天线​的​数量​成​比例​的。​而​大规模​MIMO​管理​了​大量​时​分​复​用​的​天线​的​开销,​在​上下​行​之间​具有​信道​互​易​性。​信道​互​易​性​使得​上​行​导​频​获取​的​通道​状态​信息​可以​在​下​行​链​路​的​预​编码​器​中​被​使用。​其他​更多​实现​大规模​多​入​多​出​的​挑战​还​包括:​在​一个​或​多个​数量​级​下来​确定​数据​总​线​和​接口​的​规模;​以及​在​众多​独立​的​射频​收​发​器​之间​进行​分布​式​的​同步。

 

这些​有关​定​时、​处理​以及​数据​收集​上​的​挑战​使得​原型​化​验证​变得​更​为​重要。​为了​让​研发​者​能够​证实​对应​理论,​这​就​意味​着​需要​把​理论​工作​转移​到​实际​的​测试​台上。​通过​使用​真实​应用​场景​中的​实际​波形,​研发​者​开发​出​产品​原型​并​确定​大规模​MIMO​的​技术​可行性​和​商业​可行性。​就​新型​无线​标准​和​技术​来说,​把​概念​转化​为​产品​原型​的​时间​就​直接​影响​到了​实际​部署​和​商业​化​的​进程。​研发​者​能​越​快​地​开发​出​产品​原型,​就​意味​着​社会​能​越​早​地​受益​于​这项​创新​技术。


大规模​MIMO​产品​原型​概述
下面​所述​的是​一个​完整​的​大规模​MIMO​应用​程序​框架。​它​包含​了​搭建​世界上​最​通用​的、​灵活​的、​可​扩展​的​大规模​MIMO​测试​台​所需​的​硬件​和​软件,​该​测试​台​支持​实​时​处理​以及​在​研发​团队​所​感兴趣​的​频​段​和​带​宽​上​进行​双向​通信。​使用​NI​软件​无线​电​(SDRs)​和​LabVIEW​系统​设计​平台​软件,​这种​MIMO​系统​的​模​块​化​特性​促使​系统​从​仅​有​几个​节点​发展​到了​128​天线​的​大规模​MIMO​系统。​并且​随着​无线​研究​的​演进,​基于​硬件​的​灵活​性,​它​也可以​被​重新​部署​到​其他​配置​的​应用​中,​比如​点对点​网络​中的​分布​式​节点,​或​多​小区​蜂​窝​网络​等。

 

图​1. 瑞典​隆德​大学​——​基于​USRP RIO​的​大规模​MIMO​测试​台 (a) 一种​自​定义​的​横​向​极化​贴​片​天线​阵​列​(b)。

 

瑞典​隆德​大学​的​Ove Edfors​教授​和​Fredrik Tufvesson​教授​与​NI​一起​合作,​使用​NI​大规模​MIMO​应用​程序​框架​开发​出了​一套​世界上​最大​规模​的​MIMO​系统​(见​图​1)。​他们​的​系统​使用​了​50​套​USRP RIO​软件​无线​电​来​实现​大规模​MIMO​基​站​收​发信​机​天线​数​(见​表​1)​为​100​天线​的​配置。​基于​软件​无线​电​的​概念,​NI​和​隆德​大学​研发​团队​开发​了​系统​级​的​软件​和​物理​层,​该​物理​层​使用​了​类似​于​LTE​的​物理​层​和​时​分​复​用​技术​来​实现​移动​端​接​入。​在​这​一​合作​过程​中​所​开发​的​软件,​可​作为​大规模​MIMO​应用​程序​框架​的​一部分​被​下载。​表​1​中​展示​了​大规模​MIMO​应用​程序​框架​所​支持​的​系统​和​协议​参数。

 

表​1. 大规模​MIMO​应用​程序​框架​系统​参数

 


大规模​MIMO​系统​架构
正如​其他​通讯​网络,​大规模​MIMO​系统​由​基​站​收​发信​机​(BTS)​和​用户​设备​(UE)​或者是​移动​用户​所​组成。

 

大规模​MIMO​系统​展望​蜂​窝​网络​的​应用,​其​通常​由​基​站​收​发信​机​(BTS)​和​用户​设备​(UE)​或​移动​用户​所​构成。​然而,​大规模​MIMO​彻底​改变​了​以往​需要​配置​大量​的​BTS​天线​以​同时​跟​多个​用户​设备​进行​通讯​的​传统​拓​扑​结构。​在​NI​和​隆德​大学​合作​开发​的​系统​中,​其​BTS​采用​了​每​用户​设备​10​个​基​站​天线​单元​的​系统​设计​因数,​可​同一​时间​提供​10​个​用户,​对​这个​100​天线​基​站​进行​全​带​宽​访问​的​能力。​每​用户​设备​10​个​基​站​天线​单元​的​这​一​系统​设计​因数​已经​使得​众多​理论​成果​得到​被​证实。  

 

在​一个​大规模​MIMO​系统​中,​一​组​用户​设备​同时​发射​一​组​正交​导​频​到​基​站​收​发信​机​(BTS)。​而​BTS​所​接收​的​上​行​链​路​导​频​就​可被​用​来​估计​信道​矩阵。​在​下​行​链​路​时​隙​中,​该​信道​估计​即​被​用于​计算​下​行​链​路​信号​的​预​编码​器。​理想​情况​下,​这​就​导致​每​一个​移动​用户​从无​干扰​的​信道​上​收到​所要​传达​给​他们​的​信息。​预​编码​器​设计​是​一个​开放​的​研究​领域,​且​适用​于​各种​各样​的​系统​设计​目标。​举​个​例子,​预​编码​器​可用​来​设计​尽可能​地​对​其他​用户​不​产生​干扰、​最小​化​总​辐射​功率,​或者是​减少​所​发送​射频​信号​的​峰值​平均​功率​比。

 

大规模​MIMO​应用​程序​框架​可​用于​很多​的​配置​应用​中,​且​可​支持​64​到​128​天线​高达​20MHz​瞬时​实​时​带​宽,​同时​支持​多个​独立​用户​设备​同时​使用。​这个​类似​LTE​的​协议​使用​2048​个​点​的​快速​傅​里​叶​变换​计算​(FFT)​和​0.5​毫秒​的​时​隙,​如​表​1​中​所​示。​这​0.5​毫秒​的​时​隙​确保​了​足够​的​信道​一致性,​促进​了​移动​测试​场景​中​(换句话说,​用户​设备​是在​运动​的)​的​信道​互​易​性。

 

大规模​MIMO​硬件​和​软件​组成
设计​一个​大规模​MIMO​系统​需要​四​个​属性:

灵活​的​软件​无线​电,​可​用于​接受​和​发送​射频​信号


射频​设备​之间​精确​的​时间​和​频率​同步


具有​高​吞吐量​和​确定​性的​总​线,​用以​传输​和​汇集​海量​的​数据


高性能​的​处理​能力,​用以​满足​物理​层​和​介质​访问​控制​(MAC)​执行​时​所需​的​实​时​性能​需求


理想​情况​下,​这些​的​属性​可被​快速​自​定义​以​满足​更多​更​广泛​的​研发​需求。

 

基于​NI​平台​的​大规模​MIMO​应用​程序​框架​将​软件​无线​电、​时钟​分配​模​块、​高​数据​吞吐量​PXI​系统​以及​LabVIEW​相​结合,​提供​了​一个​具有​鲁​棒​性​和​确定​性的​研发​所​使用​的​原型​设计​平台。​这​一部分​就​具体​解释​了​基于​NI​的​大规模​MIMO​基​站​和​用户​设备​终端​中​所用​到​的​各种​硬件​和​软件​部分。

 

USRP​软件​无线电
USRP RIO​软件​无线​电​包含​了​一个​2X2 MIMO​集成​收​发​仪​和​用于​提高​基​带​处理​速度​的​高性能​Xilinx Kintex-7 FPGA,​所有​的​这些​硬件​均​封​装​在​一个​0.5U​的​机​架​安装​式​外壳​内。​它​将​主机​控制器​通过​PCI Express x4​总​线​连接​到​系统​控制器,​为​台式​电脑​或者​PXI Express​主机​提供​高达​800MB/​s​的​数据​传输​速度​(或是​通过​ExpressCard​为​笔记​本​电脑​提供​200MB/​s​的​速度)。​图​2​提供​了​USRP RIO​硬件​的​程序​框​图​概​览。

 

USRP RIO​基于​LabVIEW​可​重​配置​I/​O (RIO)​架构,​结合​了​开放​的​LabVIEW​系统​设计​软件​和​高性能​的​硬件​模​块,​从而​大大​简化​了​开发。​高度​的​软​硬件​集成​降低​了​系统​集成​的​难度,​这​对于​如此​规模​的​系统​来说​具有​重要​意义,​使得​研发​人员​可以​集中​更多​的​精力​在​研发​上。​尽管​整个​NI​应用​程序​框架​软件​都是​基于​LabVIEW​开发​的,​但​LabVIEW​可以​集成 .m​脚本​文件、​ANSI C/​C​+​+及​HDL​等​其他​编​程​设计​语言​的​IP,​通过​代码​重用​来​提高​开发​效率。   

 

图​2. USRP RIO​硬件​(a) 以及​系统​框​图 (b)

 

PXI Express​机​箱​背板
大规模​MIMO​应用​程序​框架​使用​PXIe-1085​机​箱,​这​是​一​款​高级​的​18​槽​PXI​机​箱,​其​使用​的​PCI Express​第二​代​技术​使得​每​一个​插​槽​都可​用于​高​吞吐量、​低​延迟​性的​应用​设计。​该​机​箱​拥有​每​插​槽​高达​4 GB/​s​的​专用​带​宽,​以及​12 GB/​s​的​系统​带​宽。​图​3​所​展示​的是​双​开关​的​背​板​架构​图。​多​PXI​机​箱​能​通过​菊花​链​或者​星形​链​的​配置​方式​扩展​搭建​高​通道​数​的​系统。

 

图​3. 18​槽​PXIe-1085​机​箱​(a) 以及​系统​框​图 (b)

 

高性能​可​重​配置​FPGA​处理​模块
大规模​MIMO​应用​程序​框架​使用​了​FlexRIO FPGA​模​块​来​添加​灵活​的​高性能​的​处理​模​块,​这些​模​块​是​基于​PXI​形式,​并​可​使用​LabVIEW FPGA​模​块​进行​编​程。​PXIe-7976R FPGA​模​块​可以​独立​使用,​它​提供​了​逻辑​单元​丰富​且​可​定制​的​Xilinx Kintex-7 410T,​通过​PCI Express Gen 2 x8​总​线​与​PXI Express​背​板​相连。​此外​利用​高性能​的​射频​收​发​器、​基​带​模数​转换​器 / 数​模​转换​器​以及​高速​数字​I/​O,​大部分​插入​式​FlexRIO​适​配​器​模​块​可​进一步​扩展​该​平台​的​I/​O​功能。

 

图​4. PXIe-7976R FlexRIO​模​块​(a) 以及​系统​框​图 (b)

 

8​通道​时钟​同步
Ettus Research​公司​的​OctoClock 8​通道​时钟​分配​模​块​提供​了​对​高达​8​套​USRP​设备​时间​和​频率​的​同步,​通过​在​匹配​长度​信号​中​放大​和​分割​一个​外部​10MHz​参考​时钟​和​每秒​脉冲​数​(PPS)​信号​的​八​种​方法​来​实现​同步。​OctoClock-​G​使用​内部​集成​的​GPS​锁定​晶体​振荡​器​(GPSDO)​作为​内部​时间​和​频率​参考。​图​4​显示​的是​OctoClock-​G​的​系统​概​图。​前​面板​上​的​一个​开关​用​来​供​用户​选择​使用​内部​时钟​源​还是​外部​参考​时钟。​有了​OctoClock​模​块,​用户​就​可以​简单​地​搭建​出​MIMO​系统,​并与​其他​可能​涉及​到​MIMO​研究​的​高​通道​数​系统​或​一起​协同​工作。

 

图​5. OctoClock-​G​模​块​(a) 以及​系统​框​图 (b)


LabVIEW​系统​设计​环境
LabVIEW​提供​了​一个​集成​化​的​工具​链,​用以​管理​系统​级​软​硬件​细节;​在​图形​化​用户​界面​上​可​视​化​系统​信息,​开发​通用​处理​器​(GPP)、​实​时​和​FPGA​代码;​以及​将​代码​部署​到​研发​测试​台上。​借助​LabVIEW,​用户​可以​轻松​集成​其他​编​程​环境​中的​代码,​比如​ANSI C/​C​+​+可​通过​调​用​库​节点​函数​集成、​VHDL​可​通过​IP​集成​节点​集成、​甚至 .m​文件​脚本​也​可​通过​LabVIEW MathScript​实​时​模​块​进行​集成。​这​使得​开发​具有​高度​可读​性​和​可​定制​性的​高性能​设计​变得​可能。​所有​的​硬件​和​软件​在​同​一个​LabVIEW​项目​中​进行​管理,​使得​研究​人员​能够​将​代码​部署​至​所有​处理​单元​并​在​统一​的​环境​中​运行​各种​测试​场景。​大规模​MIMO​应用​程序​框架​采用​LabVIEW​进行​开发​是​因为​LabVIEW​提供​的​高​效率​及其​基于​LabVIEW FPGA​模​块​编​程​和​控制​I/​O​的​能力。

 

图​6. LabVIEW​项目​和​LabVIEW FPGA​应用​程序

 

大规模​MIMO BTS​应用​程序​框架​架构
以上​软​硬件​平台​组​件​相​结合​即可​构成​可​从​几​根​天线​扩展​到​超过​128​根​同步​天线​的​测试​台。​为了​便于​用户​理解,​本​技术​白皮书​仅​说明​了​64、​96​以及​128​天线​配置。​128​天线​系统​包含​了​64​个​双​通道​USRP RIO​设备,​通过​星形​架构​连接​到​四​个​PXI​机​箱​上。​主机​箱​汇集​数据​后​由​FPGA​和​基于​四​核​Intel i7​处理​器​的​PXI​控制器​进行​集中​处理。 

 

在​图​7​中,​主机​箱​使用​了​PXIe-1085​机​箱​作为​主​数据​汇集​节点​和​实​时​信号​处理​引擎。​PXI​机​箱​提供​了​17​个​插​槽,​预​留给​输入​输出​设备、​定​时​和​同步​模​块、​用于​实​时​信号​处理​的​FlexRIO FPGA​模​块​以及​连接​从​机​箱​的​扩展​模​块。​128​天线​的​大规模​MIMO BTS​系统​需要​非常​高​的​数据​吞吐量​来​汇集​和​实​时​处理​128​个​通道​发送​和​接收​的​I-​Q​正交​信号,​对​此​PXIe-1085​机​箱​是​最佳​选择,​它​支持​吞吐量​高达​3.2GB/​s​的​PCI Gen 2 x8​数据​链​路。

 

图​7. 基于​PXI​和​USRP RIO​的​可​扩展​大规模​MIMO​系统​框图

 

在​主机​箱​第一​槽​位​的​PXIe-8135 实​时​控制器​或​嵌入式​计算​机​担任​着​中央​系统​控制器​的​角色。​PXIe-8135 实​时​控制器​具有​2.3GHz​四​核​i7-3610QE​处理​器​(单​核​下​最大​可​超频​提升到​3.3GHz)。​主机​箱​内​还​包含​4​个​PXIe-8384(S1​到​S4)​接口​模​块,​用于​将​子​机​箱​连接​到​主​系统。​主​从​机​箱​间​通过​MXI​总​线​进行​连接,​确切​来说​是​PCI ExpressGen 2 x8​总​线,​为​主​从​节点​之间​提供​了​高达​3.2GB/​s​的​数据​传输​吞吐量。 

 

系统​还​包括​了​8​个​PXIe-7976R FlexRIO FPGA​模​块,​用​来​满足​大规模​MIMO​系统​中的​实​时​信号​处理​需求。​插​槽​的​位置​配置​示例​展示​了​主机​箱​中的​FPGA​可以​通过​级​联​方式​连接,​以​支持​每一​个子​节点​的​数据​处理​需求。​每​个​FlexRIO​模​块​可以​通过​背​板​以​低于​5μs​的​延迟​和​高达​3GB/​s​的​吞吐量​与​其他​FlexRIO​模​块​或​所有​USRP RIO​进行​数据​通信。​进行​接收​或​发送​数据,​并且​延​时​小​于​且​吞吐量。

 

定​时​和​同步
定​时​和​同步​对于​任何​一个​需要​部署​大量​无线​电​设备​的​系统​来说​都是​至​关​重要​的,​对于​大规模​MIMO​系统​来说​也是​如此。​BTS​系统​共享​一个​通用​10MHz​参考​时钟​和​一个​数字​触发​信号,​用于​启动​每​个​无线​电​设备​的​数据​采集​和​生成,​以​确保​整个​系统​之间​的​系统​级​同步​(参见​图​8)。​PXIe-6674T​定​时​和​同步​模​块​具有​一个​恒温​晶体​振荡​器​(OCXO),​位于​主机​箱​的​第​10​槽,​可​生成​一个​非常​稳定​且​精确​的​10MHz​参考​时钟​(50 ppb​的​精确​度)​并​提供​一个​数字​触发​信号​来​实现​与​OctoClock-​G​时钟​分配​模​块​的​同步。​之后,​OctoClock-​G​提供​并​缓​存​这​一个​10MHz​参考​时钟​信号​(MCLK)​和​触发​信号​(MTrig)​到​OctoClock​模​块,​以​一对​八​的​比例​提供​给​USRP RIO​设备,​从而​确保​所有​天线​共享​10MHz​的​参考​时钟​和​主​触发​信号。​这里​提到​的​控制​架构​可​精确​地​控制​每​一个​无线​电​设备 /​天线​单元。

 

图​8. 大规模​MIMO​系统​时钟​分配​框图

 

表​2​提供​了​64、​96​和​128​天线​系统​的​基​站​配件​清单​快速​参考。​它​包括​了​如​图​1​中​所​示​的​硬件​设备​和​设备​连接​线​缆。

 

表​2. 大规模​MIMO​基​站​配件​清单


基​站​收​发信​机​(BTS)​软件​架构
基​站​应用​程序​框架​软件​是​根据​表​1​中​所​列​的​系统​参数​目标​而​设计​的,​其中​USRP RIO​中的​FPGA​负责​物理​层​的​正交​频​分​复​用​(OFDM)​处理, PXI​主机​箱​中的​FPGA​负责​MIMO​物理​层​处理。​更​高层​的​介质​访问​控制​函数​则​在​PXI​控制器​上​的​英特尔​通用​处理​器​(GPP)​中​运行。​该​系统​架构​可​允许​进行​大量​的​数据​处理​且​具有​足够​低​的​延​时​性​来​维持​信道​互​易​性。​预​编码​的​参数​直接​从​接收​机​传输​到​发射​机,​以​获得​最高​的​系统​性能。

 

图​9. 大规模​MIMO​系统​数据​和​处理​框图

 

从​天线​开始,​OFDM​物理​层​的​处理​在​FPGA​中​实现,​这样​计算​强度​最大​的​处理​就​可在​天线​附近​执行。​之后,​计算​结果​与​MIMO​接收​机​(MIMO RX)​的​IP​函数​相​结合,​从而​得到​每​个​用户​和​每​个​副​载波​的​信道​信息。​然后​再​将​计算​得到​的​信道​参数​传输​到​MIMO​发射​端​(MIMO TX)​进行​预​编译,​将​能量​集中​到​单一​用户​的​回路​中。​虽然​介质​访问​控制​的​某些​部分​是在​FPGA​中​实现,​但是​其​大部分​的​实现​还有​其他​更​高层​的​一些​处理​还是​在​通用​处理​器​(GPP)​中​实现​的。​系统​每​个​阶段​使用​的​特定​算法​是​当前​一个​活跃​的​研究​领域。​整个​系统​可​使用​LabVIEW​和​LabVIEW FPGA​进行​重新​配置​——​在​提升​速度​的​同时​无​需​牺牲​程序​的​可读​性。


用户​设备
每​一个​用户​设备​代表​一台​手机​或者是​其他​单​入​单​出​(SISO)​或​具有​2x2 MIMO​无线​功能​的​无线​设备。​用户​设备​(UE)​的​原型​实验​使用​了​具有​集成​式​GPSDO​的​USRP RIO,​并​通过​一根​PCI Express​转​ExpressCard​线​缆​连接​到​一台​笔记​本​电脑。​GPSDO​的​重要性​在于​它​提供​了​更高​的​频率​精确​性,​而且​如果​将来​进行​系统​扩展​有​需要​时,​也​可​提供​同步​和​获取​地理位置​的​能力。​一个​典型​的​测试​台​实现​会​通常​包含​多个​用户​设备​的​系统,​其中​每一​台​USRP RIO​可​相当​于​一台​或​两​台​用户​设备。​在​用户​设备​上​部署​的​软件​与​BTS​的​软件​非常​相似,​然而​它​只是​作为​一个​单​天线​系统​实现,​所以​将​它的​物理​层​放在​USRP RIO​中的​FPGA​上​实现,​而把​介质​访问​控制​层​(MAC)​放在​主机​PC​上​实现。

 

图​10. 使用​笔记​本​电脑​和​USRP RIO​进行​典型​的​用户​设备​搭建

 

表​3​提供​了​在​一个​单​用户​设备​系统​中​使用​的​配件​清单。​它​包含​了​图​10​中​所​示​的​硬件​设备​和​连接​线​缆。​或者,​如果​选择​台式​电脑​作为​用户​设备​控制器​时,​可以​使用​PCI Express​连接。

 

表​3. 用户​设备​配件​清单

 

 

结论
NI​技术​通过​LabVIEW​系统​设计​软件​以及​USRP RIO​和​PXI​平台​的​组合​正在​彻底​改革​高​端​科研​系统​的​原型​设计​方法。​本​文章​介绍​了​一种​搭建​大规模​多​入​多​出​(MIMO)​系统​的​可行​方法​来​进一步​推进​5G​的​研究。​该​应用​程序​框架​中​使用​的​各种​NI​技术​的​独特​组合​实现​了​大量​无线​电​设备​在​时间​和​频率​上​的​同步,​而且​PCI Express​技术​也​提供​了​以​15.7GB/​s​速率​上下​行​传输​和​汇集​I-​Q​信号​所需​的​吞吐量。​FPGA​的​数据​流​设计​方式​简化​了​物理​层​和​介质​访问​控制​层​上​的​高性能​处理,​满足​实​时​处理​的​要求。

 

为​保证​这些​产品​能​满足​无线​技术​研究​人员​的​特定​需求,​NI​正在​积极​地​与​行业​领先​的​研发​人员​和​隆德​大学​等​世界​名校​进行​合作。​这些​合作​推动​了​一些​研究​领域​取得​令人​兴奋​的​进展,​同时​也​促进​了​需要​和​正在​使用​大规模​MIMO​应用​程序​框架​等​工具​的​工程​师​和​科研​人员​之间​的​方法、​IP​和​最佳​实践​共享。