專利名稱:一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及無線通信產(chǎn)品的射頻測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種多天線系統(tǒng)空間射 頻性能的測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,各類無線通訊產(chǎn)品只有具備良好的發(fā)射和接收性能才能保 證通訊質(zhì)量,即,總輻射功率(Total Radiated Power,下文中簡(jiǎn)稱為TRP)要高于一定值, 總輻射靈敏度(Total Radiated Sensitivity,TRS)要低于一定值,也就是說空間射頻性能 (Over The Air,下文中簡(jiǎn)稱為OTA)測(cè)試指標(biāo)要良好。CTIA(蜂窩通訊標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì))為了保障移動(dòng)終端設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中正常使用,制 定了移動(dòng)終端空間射頻性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)即《The test plan for mobile station OTA performance)),目前,很多運(yùn)營(yíng)商都要求進(jìn)入其網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端空間射頻性能要按照CTIA 標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行測(cè)試,TRP、TRS要滿足一定的限值要求。在CTIA標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)于TRP和TRS的測(cè)量是在以被測(cè)設(shè)備為圓心的球面上進(jìn)行取點(diǎn) 測(cè)試。為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)被測(cè)設(shè)備的發(fā)射和接收性能,需要選取足夠多的測(cè)試點(diǎn)。被測(cè)無線通信 產(chǎn)品放置于一測(cè)試裝置的第一旋轉(zhuǎn)軸或第二旋轉(zhuǎn)軸上,第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)范圍為0-180度, 第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)范圍為0-360度。其中TRP測(cè)試需要每隔15度θ (0-180度)和Φ (0-360 度)取一個(gè)測(cè)試點(diǎn),總共需要測(cè)試264個(gè)點(diǎn)。TRS測(cè)試需每隔30度θ (0-180度)和Φ (0-360 度)取一個(gè)測(cè)試點(diǎn),共需測(cè)試60個(gè)點(diǎn)。由于測(cè)試點(diǎn)是等角度選取的,所以其在球面上是非 均勻分布的。TRP、TRS需要根據(jù)所有的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行球面積分計(jì)算得出。在積分運(yùn)算中,對(duì) 位于θ =0,θ = 180的兩個(gè)測(cè)試點(diǎn),其正弦值為零,所以這兩個(gè)點(diǎn)不進(jìn)行測(cè)試。目前的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中尚未有多天線系統(tǒng)(多輸入多輸出,ΜΙΜ0)下的射頻指標(biāo)的測(cè) 試方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法和測(cè) 試系統(tǒng),能夠在多天線系統(tǒng)下進(jìn)行空間射頻性能測(cè)試。為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法,包 括在包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備周圍放置6根天線,將所述待測(cè)設(shè)備和所述天線 都放置在全電波吸收暗室中;模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的M路基站發(fā)射信號(hào);將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào);將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線上;所述6根天線分別將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。進(jìn)一步地,所述全電波吸收暗室中的6根天線均勻放置在以所述待測(cè)設(shè)備為圓心的圓周上,6根天線中任意2根相鄰天線之間的圓心角夾角為60度。進(jìn)一步地,所述將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào)的步 驟具體包括對(duì)6條主徑中的每一條主徑分別進(jìn)行以下操作分別將第1路到第M路基站發(fā)射信號(hào)中進(jìn)入該主徑中所有20條子徑的信號(hào)進(jìn)行 疊加,得到通過該主徑的所有信號(hào)。進(jìn)一步地,6條主徑中每一條各由20條子徑組成;模擬的空間信道的矩陣H為 H(M,N,6*20,時(shí)域長(zhǎng)度)。進(jìn)一步地,所述將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào)的步 驟具體包括分別將各條主徑內(nèi)的20條子徑的空間信道的矩陣元素相加,得到6條主徑的信道 元素;將M路基站發(fā)射信號(hào)分別乘以6條主徑的信道元素,得到通過6條主徑的6路信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試系統(tǒng),包括用于放置包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備的全電波吸收暗室,包括6個(gè)放置在所述 待測(cè)設(shè)備周圍的天線;基站信號(hào)模擬器,用于模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的基站發(fā)射信號(hào),所 輸出的基站發(fā)射信號(hào)為M路信號(hào);基于多徑衰落的MIMO信道模擬器,用于將所述M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過 6條主徑的6路信號(hào);將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線 上;所述天線用于將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。進(jìn)一步地,所述全電波吸收暗室中的6根天線均勻放置在以所述待測(cè)設(shè)備為圓心 的圓周上,6根天線中任意2根相鄰天線之間的圓心角夾角為60度。進(jìn)一步地,所述MIMO信道模擬器將所述M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主 徑的6路信號(hào)是指所述MIMO信道模擬器對(duì)6條主徑中的每一條主徑分別進(jìn)行以下操作分別將第1路到第M路基站發(fā)射信號(hào)中進(jìn)入該主徑中所有20條子徑的信號(hào)進(jìn)行 疊加,得到通過該主徑的所有信號(hào)。進(jìn)一步地,6條主徑中每一條各由20條子徑組成;所述MIMO信道模擬器所采用的 空間信道的矩陣H為H(M,N,6*20,時(shí)域長(zhǎng)度)。 進(jìn)一步地,所述MIMO信道模擬器將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑 的6路信號(hào)是指所述MIMO信道模擬器分別將各條主徑內(nèi)的20條子徑的空間信道的矩陣元素相 加,得到6條主徑的信道元素;將M路基站發(fā)射信號(hào)分別乘以6條主徑的信道元素,得到通 過6條主徑的6路信號(hào)。本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種基于信道模擬與全電波吸收暗室方法的多天線系 統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法和系統(tǒng),信號(hào)轉(zhuǎn)換過程簡(jiǎn)潔,信號(hào)與天線間的對(duì)應(yīng)關(guān)系清楚,并可以有效的滿足多天線系統(tǒng)下進(jìn)行空間射頻性能測(cè)試的要求。本發(fā)明的優(yōu)化方案進(jìn)一步 披露了建立測(cè)試環(huán)境,全電波吸收暗室中天線與信號(hào)的關(guān)系等實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu) 化方案公開了 MIMO信道模擬是對(duì)通過子徑的信號(hào)進(jìn)行疊加合并處理得到通過各條徑的信 號(hào),簡(jiǎn)化了子徑信號(hào)的處理過程。
用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,且構(gòu)成說明書的一部分,與本發(fā)明的 實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是以被測(cè)無線通訊產(chǎn)品為原點(diǎn)建立的球面坐標(biāo)系示意圖;圖2是實(shí)施例二的多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試系統(tǒng)的示意框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例一,一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法,包括在包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備(DUT)周圍放置6根天線,將所述待測(cè)設(shè)備和所 述天線都放置在全電波吸收暗室中;模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的M路基站發(fā)射信號(hào);將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào);將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線上;所述6根天線分別將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。其中,所述M是基站發(fā)射天線數(shù),所述N為待測(cè)設(shè)備(DUT)的接收天線數(shù);所述M 和N均為大于1的整數(shù),可以相同或不同??梢?,所述MIMO信道模擬器輸出的所述分別通過6條主徑的6路信號(hào)分別與所述 6根天線一一對(duì)應(yīng),將各路信號(hào)分別發(fā)送到各自對(duì)應(yīng)的天線上;這種簡(jiǎn)單的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系 簡(jiǎn)化了測(cè)試過程,可以有效的完成測(cè)試過程。所述全電波吸收暗室中的6根天線均勻放置在以所述待測(cè)設(shè)備為圓心的圓周上, 也就是說,6根天線中任意2根相鄰天線之間的圓心角夾角為60度(以所述待測(cè)設(shè)備為圓 心);且所述6根天線與待測(cè)設(shè)備處于同一水平面上。實(shí)際應(yīng)用中,不排除6根天線和待測(cè)設(shè)備之間的位置關(guān)系為其它情況。常用的MIMO信道模型分為兩類,一類是基于“徑”(path)和子徑原理的多天線 空間信道模型(參見TR25. 996),另一類是基于相關(guān)矩陣的信道模型(參見TR25.814; TR36. 814)。本實(shí)施例中,采用基于多徑的MIMO信道模型來模擬復(fù)雜多徑延遲傳播的信道環(huán) 境;模擬信道環(huán)境時(shí)采用的基于多徑的MIMO信道模型由6條空間徑組成,所述6條徑每路 基站發(fā)射信號(hào)與每條徑之間都存在映射,也就是說每路基站發(fā)射信號(hào)中都有一部分進(jìn)入每 條主徑。本實(shí)施例中,所述6條主徑中的每條可以但不限于由20條子徑組成。本實(shí)施例中,所述將M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào)的步驟具體可以包括分別將每路基站發(fā)射信號(hào)(第1路基站發(fā)射信號(hào)到第M路基站發(fā)射信號(hào))中通 過徑l(pathl)中各子徑的信號(hào)進(jìn)行疊加,得到通過徑l(pathl)的所有信號(hào),這其中包括 每路基站發(fā)射信號(hào)進(jìn)入徑1 (Pathl)中的所有20條子徑的信號(hào);同理可以分別得到通過徑 2 (path2)到徑6(path6)的各路信號(hào)。本實(shí)施例中,基于多徑的MIMO信道模型由6條空間徑組成,每條徑由20條子徑組 成,基站側(cè)的發(fā)射天線數(shù)為M,待測(cè)設(shè)備(DUT)的接收天線數(shù)為N,所以表示空間信道的矩陣 至少是4維的(可以多于4維),信道矩陣H的多維矩陣可表示為H(M,N, 6*20,時(shí)域長(zhǎng)度)。本實(shí)施例中,所述將M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào)的步 驟也可以具體包括分別將各條主徑內(nèi)的20條子徑的空間信道的矩陣元素相加,得到6條主徑的信道 元素;將M路基站發(fā)射信號(hào)分別乘以6條主徑的信道元素,得到通過6條主徑的6路信號(hào)。這個(gè)過程等效于將通過每條徑內(nèi)的20條子徑的信號(hào)相加,從而得到屬于每條徑 的信號(hào)。最后,將通過徑1 (pathl)到徑6(path6)的6路信號(hào)分別輸出至所述全電波吸 收暗室,全電波吸收暗室中的天線數(shù)為6,分別和通過6條徑的6路信號(hào)一一對(duì)應(yīng),將通過 pathl到path6的信號(hào)分別發(fā)送給本徑對(duì)應(yīng)的天線,在所述全電波吸收暗室中的每根天線 接收到的是通過一條主徑的信號(hào)。實(shí)施例二,一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試系統(tǒng),包括用于放置包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備(DUT)的全電波吸收暗室,包括6個(gè)放置 在所述待測(cè)設(shè)備周圍的天線;基站信號(hào)模擬器(BS emulator),用于模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的基 站發(fā)射信號(hào),所輸出的基站發(fā)射信號(hào)為M路信號(hào);基于多徑衰落的MIMO信道模擬器(ΜΙΜΟ channel simulator),也可稱為ΜΙΜΟ信 道仿真器,用于模擬空間信道狀況,將所述M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6 路信號(hào);將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線上;所述天線用于將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。其中,所述M是基站發(fā)射天線數(shù),所述N為待測(cè)設(shè)備(DUT)的接收天線數(shù);所述M 和N均為大于1的整數(shù),可以相同或不同??梢?,所述MIMO信道模擬器輸出的所述分別通過6條主徑的6路信號(hào)分別與所述 6根天線一一對(duì)應(yīng),將各路信號(hào)分別發(fā)送到各自對(duì)應(yīng)的天線上;這種簡(jiǎn)單的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系 簡(jiǎn)化了測(cè)試過程,可以有效的完成測(cè)試過程。所述全電波吸收暗室中的6根天線均勻放置在以所述待測(cè)設(shè)備為圓心的圓周上, 也就是說,6根天線中任意2根相鄰天線之間的圓心角夾角為60度(以所述待測(cè)設(shè)備為圓 心);且所述6根天線與待測(cè)設(shè)備處于同一水平面上。本實(shí)施例中,所述MIMO信道模擬器采用基于多徑的MIMO信道模型來模擬復(fù)雜多 徑延遲傳播的信道環(huán)境。模擬信道環(huán)境時(shí)采用的基于多徑的MIMO信道模型由6條空間徑組成,所述6條徑每路基站發(fā)射信號(hào)與每條徑之間都存在映射,也就是說每路基站發(fā)射信 號(hào)中都有一部分進(jìn)入每條主徑。本實(shí)施例中,所述6條主徑中的每條可以但不限于由20條子徑組成。本實(shí)施例中,所述MIMO信道模擬器將所述M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條 徑的6路信號(hào)可以是指所述MIMO信道模擬器分別將每路基站發(fā)射信號(hào)(第1路基站發(fā)射信號(hào)到第M路 基站發(fā)射信號(hào))中通過徑l(pathl)中各子徑的信號(hào)進(jìn)行疊加,得到通過徑l(pathl)的所 有信號(hào),這其中包括每路基站發(fā)射信號(hào)進(jìn)入徑l(pathl)中的所有20條子徑的信號(hào);同理可 以分別得到通過徑2(path2)到徑6(path6)的各路信號(hào)。本實(shí)施例中,基于多徑的MIMO信道模型由6條空間徑組成,每條徑由20條子徑組 成,基站側(cè)的發(fā)射天線數(shù)為M,待測(cè)設(shè)備(DUT)的接收天線數(shù)為N,所以所述MIMO信道模擬 器用來表示空間信道的矩陣至少是4維的(可以多于4維),該空間信道的矩陣H可表示為 H(M,N,6*20,時(shí)域長(zhǎng)度)。本實(shí)施例中,所述MIMO信道模擬器將所述M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條 徑的6路信號(hào)也可以是指所述MIMO信道模擬器分別將各條主徑內(nèi)的20條子徑的空間信道的矩陣元素相 加,得到6條主徑的信道元素;將M路基站發(fā)射信號(hào)分別乘以6條主徑的信道元素,得到通 過6條主徑的6路信號(hào)。這個(gè)過程等效于將通過每條徑內(nèi)的20條子徑的信號(hào)相加,從而得到屬于每條徑 的信號(hào)。所述MIMO信道模擬器將通過徑1 (pathl)到徑6 (path6)的6路信號(hào)分別輸出至 所述全電波吸收暗室,全電波吸收暗室中的天線數(shù)為6,分別和通過6條徑的6路信號(hào)一一 對(duì)應(yīng),所述MIMO信道模擬器將通過pathl到path6的信號(hào)分別發(fā)送給這個(gè)徑對(duì)應(yīng)的天線, 在所述全電波吸收暗室中的每根天線接收到的是通過一條主徑的信號(hào)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法,包括在包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備周圍放置6根天線,將所述待測(cè)設(shè)備和所述天線都放 置在全電波吸收暗室中;模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的M路基站發(fā)射信號(hào); 將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào); 將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線上; 所述6根天線分別將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試方法,其特征在于所述全電波吸收暗室中的6根天線均勻放置在以所述待測(cè)設(shè)備為圓心的圓周上,6根 天線中任意2根相鄰天線之間的圓心角夾角為60度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試方法,其特征在于,所述將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為 分別通過6條主徑的6路信號(hào)的步驟具體包括對(duì)6條主徑中的每一條主徑分別進(jìn)行以下操作分別將第1路到第M路基站發(fā)射信號(hào)中進(jìn)入該主徑中所有20條子徑的信號(hào)進(jìn)行疊加, 得到通過該主徑的所有信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的測(cè)試方法,其特征在于6條主徑中每一條各由20條子徑組成;模擬的空間信道的矩陣H為H(M,N,6*20,時(shí)域 長(zhǎng)度)。
5.如權(quán)利要求4所述的測(cè)試方法,其特征在于,所述將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別 通過6條主徑的6路信號(hào)的步驟具體包括分別將各條主徑內(nèi)的20條子徑的空間信道的矩陣元素相加,得到6條主徑的信道元素;將M路基站發(fā)射信號(hào)分別乘以6條主徑的信道元素,得到通過6條主徑的6路信號(hào)。
6.一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試系統(tǒng),其特征在于,包括用于放置包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備的全電波吸收暗室,包括6個(gè)放置在所述待測(cè) 設(shè)備周圍的天線;基站信號(hào)模擬器,用于模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的基站發(fā)射信號(hào),所輸出 的基站發(fā)射信號(hào)為M路信號(hào);基于多徑衰落的MIMO信道模擬器,用于將所述M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條 主徑的6路信號(hào);將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線上; 所述天線用于將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)試系統(tǒng),其特征在于所述全電波吸收暗室中的6根天線均勻放置在以所述待測(cè)設(shè)備為圓心的圓周上,6根 天線中任意2根相鄰天線之間的圓心角夾角為60度。
8.如權(quán)利要求6或7所述的測(cè)試系統(tǒng),其特征在于,所述MIMO信道模擬器將所述M路 基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào)是指所述MIMO信道模擬器對(duì)6條主徑中的每一條主徑分別進(jìn)行以下操作 分別將第1路到第M路基站發(fā)射信號(hào)中進(jìn)入該主徑中所有20條子徑的信號(hào)進(jìn)行疊加, 得到通過該主徑的所有信號(hào)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的測(cè)試系統(tǒng),其特征在于6條主徑中每一條各由20條子徑組成;所述MIMO信道模擬器所采用的空間信道的矩 陣H為H (M,N,6*20,時(shí)域長(zhǎng)度)。
10.如權(quán)利要求9所述的測(cè)試系統(tǒng),其特征在于,所述MIMO信道模擬器將該M路基站發(fā) 射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào)是指所述MIMO信道模擬器分別將各條主徑內(nèi)的20條子徑的空間信道的矩陣元素相加,得 到6條主徑的信道元素;將M路基站發(fā)射信號(hào)分別乘以6條主徑的信道元素,得到通過6條 主徑的6路信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線系統(tǒng)空間射頻性能的測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng);所述測(cè)試方法包括在包括N根接收天線的待測(cè)設(shè)備周圍放置6根天線,將所述待測(cè)設(shè)備和所述天線都放置在全電波吸收暗室中;模擬輸出LTE基站中M根基站發(fā)射天線的M路基站發(fā)射信號(hào);將該M路基站發(fā)射信號(hào)模擬為分別通過6條主徑的6路信號(hào);將所述6路信號(hào)分別傳輸至所述全電波吸收暗室中不同的所述天線上;所述6根天線分別將接收到的信號(hào)發(fā)送給所述待測(cè)設(shè)備的各接收天線。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠在多天線系統(tǒng)下進(jìn)行空間射頻性能測(cè)試。
文檔編號(hào)H04W24/00GK101998455SQ20091016921
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者丁添添, 禹忠, 郭陽(yáng) 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司