University of Oulu

Virtual antenna array based MIMO radio channel measurement system at 10 GHz

Saved in:
Author: Tervo, Nuutti1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Information Technology and Electrical Engineering, Department of Communications Engineering, Communications Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 6.7 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201411081978
Language: English
Published: Oulu : N. Tervo, 2014
Publish Date: 2014-11-18
Physical Description: 65 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Vuohtoniemi, Risto
Reviewer: Vuohtoniemi, Risto
Mäkelä, Juha-Pekka
Description:

Abstract

In this thesis, a 10 GHz multiple-input multiple-output radio channel measurement system using four port vector network analyzer and virtual antenna arrays in both transmitter and receiver ends is presented. The channel measurement system measures each single antenna channel separately. The radio propagation environment is assumed to be static during the recordings. As an antenna element, a dual polarized patch antenna with two feeding ports is used. Linear stages and programmable stepper motors are utilized to build an XY-gantry to move the antenna element in a plane. The stepper motors and the vector network analyzer are controlled by the same measurement control software. The basic principles of the control software are also presented along the measurement system.

Three channel measurement scenarios and their initial results are presented to verify the system operation and to demonstrate the system in different cases. A verification measurement is performed in an anechoic chamber to verify that the system does not cause internal spurious responses to the results. The next measurement is performed in a classroom to demonstrate the multipath propagation environment. Furthermore, an indoor wall penetration loss measurement from the classroom to another is made to show that the measurement system can also be applied for the measurements requiring an accurate antenna shifting between the measurement points. The results measured with this setup can be applied angular domain algorithms to estimate the direction of arrival and departure, respectively.

see all

Virtuaalista antenniryhmää käyttävä MIMO-radiokanavan mit- tausjärjestelmä 10 GHz:n taajuudelle

Tiivistelmä

Tämä diplomityö esittelee moniantenniradiokanavan mittausjärjestelmän, jossa mittauslaitteena käytetään vektoripiirianalysaattoria ja kahta virtuaalista tasoantenniryhmää. Järjestelmä mittaa jokaisen antennielementin välisen kanavan erikseen. Etenemisympäristö on oletettu staattiseksi radiokanavan tallennuksen aikana. Antennielementtinä käytetään kaksoispolaroitua mikroliuska-antennia, jossa on omat syöttöportit molemmille ortogonaalisille lineaarisille polarisaatioille. Antennielementtiä siirretään tasossa käyttämällä ohjelmoitavia askelmoottoreita ja lineaariyksiköitä. Kaikkia mittausjärjestelmän laitteita ohjataan samalla ohjausohjelmistolla, jonka toimintaperiaate on myös esitetty tässä työssä.

Mittausjärjestelmän toiminta varmistetaan ja sitä demonstroidaan suorittamalla kanavamittauksia erilaisissa etenemisympäristöissä. Varmennusmittaukset suoritetaan kaiuttomassa huoneessa, jotta voidaan varmistua siitä, ettei järjestelmä tuota sisäisiä harhatoistoja, jotka vaikuttaisivat mittaustuloksiin. Monitie-etenemisympäristöä demonstroidaan kanavamittauksilla luokkahuoneessa. Myös luokkahuoneiden välistä etenemisvaimennusta mitataan. Mittaustuloksia voidaan käyttää muodostettaessa erilaisia radiokanavamalleja ja niitä voidaan soveltaa myös aallon tulo- ja lähtökulman estimointiin käyttämällä siihen tarkoitettuja algoritmeja.

see all

Subjects:
Copyright information: © Nuutti Tervo, 2014. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.