VPX8800  mimoVST：VPX架构MIMO信号收发仪

 

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VPX8800基于Xilinx第三代RFSoC，提供8个5GSPS采样率的ADCs和8个10GSPS采样率的DACs，采用射频直采模式实现高品质的射频指标，可以作为高性能MIMO信号发生器和MIMO信号分析仪。

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  • 大范围频率覆盖

    VPX8800在一个模块中实现1 MHz到6 GHz连续频率覆盖，WLAN、超宽带(UWB)、蓝牙、5G NR和无线电原型等应用和标准现可使用一个性能强大的多功能模块进行验证。VPX8800可以与变频单元模块相结合，可用于从VHF到Ku/Ka频段的各种航空航天和关键应用场景，如雷达目标仿真、电子战和卫星通信中的频谱监测，或雷达和卫星通信系统中常用ESA（电子扫描阵列）组件的开发与测试。

  • 超高瞬时带宽

    当前的无线标准（如Wi-Fi或5G NR）使用越来越宽的信道带宽，用于实现更高的峰值数据速率。最新的802.11be Wi-Fi标准定义的最大信道带宽为320 MHz。5G NR标准在FR1中定义的最大信道带宽为400 MHz。卫星通信的带宽达到960MHz，甚至更高。这些标准会继续演变，未来几年将能够支持更高的信道带宽。

     

    此外，仪器的带宽要求往往会高于无线通信信道的带宽。例如，在数字预失真(DPD)条件下测试RF功率放大器(PA)时，测试设备本身必须提取PA模型，纠正非线性行为，然后生成经修正的波形。高级DPD算法通常需要3到5倍的RF信号带宽。因此，对于5G NR FR1（400 MHz信号），仪器带宽要求可能高达2 GHz，对于802.11be（320 MHz信号）可能达到1.6 GHz。

     

    测试5G NR设备时，许多5G载波相差几百兆赫。借助VPX8800的宽带宽特性，工程师可以使用一台仪器生成或分析多个5G NR载波，而不必再使用多台仪器。

     

    此外，宽带雷达系统通常需要高达2 GHz的信号带宽来准确地捕获脉冲信号。而且，在频谱监测系统中，设备的带宽可显著提高扫描速度。所以，更宽信号带宽是许多先进研究应用的基本要求。

  • 高密度射频通道

    现代通信标准使用的是复杂的多天线技术。在这些系统中，多输入多输出(MIMO)配置通过更多空间流提供更高的数据速率，或通过波束成形提供更稳定的通信。得益于MIMO的这些优势，802.11be或5G NR等下一代无线技术将采用更复杂的MIMO方案，在单个设备上使用多达128根天线。

     

    不足为奇的是，MIMO技术大大增加了设计和测试的复杂程度。它不仅增加了设备的端口数量，同时也提出了多通道同步要求。为了测试MIMO设备，RF测试设备必须能够同步多个RF信号发生器和分析仪。传统的VST通常只有1个发射和1个接收通道，如果构建一个MIMO4x4的测试环境，就需要4台VST配合时钟和同步模块来级联构成。

  • 标准模块化架构

    作为一种高带宽、高速率的计算机总线，VPX总线具有以下优点：

    ·  高速率：VPX总线突破了PCIe/PXIe的速率瓶颈，特别适合高性能和带宽密集型应用，比如无线通信和雷达等。

    ·  可扩展性：VPX总线具有可扩展性，能够支持多种不同的应用需求和不同的系统级拓扑结构，同时还能够扩展到多个卡槽。

    ·  高可靠性：VPX总线的设计考虑到了高可靠性，能够根据需要支持热插拔和热交换功能，降低维护和操作成本。

    ·  军用级别的标准化：VPX总线的标准制定和实施与军用应用有关，使其成为高性能计算、通信、航空航天，国防和安全领域等方面的理想选择。

    ·  通用性强：VPX总线的卡槽和组件能够与不同的处理器和系统组合使用，具有兼容性和可扩展性。

    总的来说，VPX总线具有高速率、可扩展性、高可靠性、军用级别的标准化和通用性强等优点，能够满足高性能和带宽密集型应用的需求。

     

    得益于VPX架构的优越性， VPX8800可以轻松搭建更大规模的MIMO阵列，工程师可以在一个4槽VPX机箱中同步2个mimoVST或者8槽VPX机箱中同步4个mimoVST，从而构建一个MIMO16x16或者MIMO32x32的系统。

  • 高性能FPGA支持

    通常的VST会提供FPGA，用来扩展信号处理的能力。 mimoVST系列板卡采用了Xilinx 第三代RFSoC，提供了高性能的FPGA资源用于二次开发。具体性能如下表：

VPX8800 mimoVST的主要特性