毫米波收发器系统硬件介绍（三）
毫米波电站
NI 3647与NI 3657模块化发射与接收无线电站能为NI毫米波收发器系统提供高品质的RF信号。 NI 3647毫米波电站发射器的工作频率范围为 71 - 76 GHz；输出功率高达 25 dBm * 与宽带高达2 GHz RF。 此发射器可与71 - 76 GHz 的 NI 3657毫米波接收器搭配使用。 这两个设备的前端均具备 WR-12 波导端口，可连接至用户提供的天线，例如号角天线或相位阵列天线。 NI 3647发射无线电站可作为倍频器来执行上变频操作。 无线电站包含的衰减器与放大器可用于最大化增益控制和降低噪声系数。 如需毫米波收发器系统的详细RF规格，请查看产品数据表。
图9: 71至76 GHz的毫米波无线电站
*部分地区并未提供25 dBm输出功率版本。 全球提供的是20 dBm输出功率版本。
4. 系统配置选项
NI毫米波收发器系统是一个灵活的硬件平台，能够满足各种通信需求。 除了可通过添加或移除系统硬件来创建各种系统外，该平台还针对最常见的应用场景提供了4种基本配置：
单向SISO
单向2x2 MIMO
双向SISO
双向2x2 MIMO
单向系统
上述2个单向系统均由2个PXIe机箱组成，其中一个机箱配备发射器，另一个机箱则配备接收器。 该配置非常适用于信道探测测量。 在这种配置下，用户可将发射与接收子系统分开来，并在各种环境中执行信道探测测量。 由于PXIe架构系统的模块化特性，用户可以轻松添加额外的硬件来满足不同的研究需求，例如增加通道数量来提升测量到达角的准确性。 如果要实现并行接收或并行发射与接收外，除了增加接收通道数量这一方法外，用户也可以将外部开关添加至SISO系统。 这种灵活性可允许研究人员选择最能满足其测量速度与配置需求的硬件配置。 因为毫米波收发器系统专为MIMO架构设计，因此各通道之间可轻松共享 LO 信号来实现相位相干。 图10与图11为SISO与2x2 MIMO的系统程序框图。
图10: 单向SISO配置
图11: 单向MIMO配置
双向系统
两种双向系统配置均包含2个PXIe机箱，一个配备发射器，另一个配备接收器。 这些系统专为通信原型验证而设计，能够为研究人员提供所需的硬件来创建实时双向通信链路。 毫米波通信研究仍有存在许多未知。 确定毫米波信道内的信号行为非常重要。 完整定义的信道模型虽然对算法开发人员颇有帮助，但实时通信链路最终仍须经过原型验证才能确定其在新频段的性能。 无论是要验证新的物理层与无线接口，还是要了解现有的LTE物理层如何能够适应2 GHz等超宽带宽，均可使用NI毫米波系统来实时验证其性能。 结合NI毫米波系统、FPGA处理功能与LabVIEW之后，便有可能在2 GHz宽带下进行实时调制、解调、编码与涡轮解码。 这些系统可做为研究人员开发与测试通信协议的平台。 不同于6 GHz以下频谱的通信，毫米波信号具有高度的方向性，因此协议必须能够确保2个或多个节点能够相互定位。 节点间必须能够互相交换控制与测量信息，例如波束控制或随机接入协议。 图11与12为两种双向系统的配置图。
图12: 单向SISO配置
图13: 单向MIMO配置
5. 总结
NI毫米波收发器系统是一系列模块化硬件的组合，适用于信道探测、实时双向通信系统原型验证等多种应用。 该系统以PXI平台为架构，并提供灵活的模块组合，可提供多种不同的配置来满足不断变化的研究需求。 毫米波无线电站本身具备模块化特性，而且可用其他RF前端来替代，因而可在使用相同软硬件组合的情况下研究多种不同的频率，从而节省工程设计的时间、大幅提升系统的重复使用率。 该硬件结合LabVIEW的强大功能，为毫米波通信原型验证提供了极佳的平台，并帮助工程师更快速创新。
