Mimo無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測量MM0無線終端性能的暗室多 探頭測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多 個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通 信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā) 射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通 信的核心技術(shù)。
[0003] 為了滿足無線通訊系統(tǒng)對更高數(shù)據(jù)率的要求，IEEE802.llac及4G-LTE等先進的 無線通信技術(shù)均采用了多入多出（MIMO,Multiple-InputMultiple-Output)如圖2所示。 MHTO運用空時編碼，通過利用信道的空域資源使系統(tǒng)容量（反應(yīng)為吞吐率或下載速率）得 到大幅提高，而技術(shù)上的復(fù)雜性也給MM0設(shè)備的驗證測試方法帶來挑戰(zhàn)。如圖1所示，在 真實的通訊環(huán)境中存在多徑、干擾信號影響。所以為了評估MM0設(shè)備的性能，必須將信道 模型在實驗室中進行真實的復(fù)現(xiàn)。傳統(tǒng)的0TA測試方案無法實現(xiàn)真實通信環(huán)境的干擾、多 徑的信道模型的模擬，從而無法精確甄別M頂0設(shè)備的性能表現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種MM0無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下所述：一種MM0無線終端性能的 暗室多探頭測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個及以上的探頭、信道仿真器、基站模 擬器，探頭分布在環(huán)上，信道仿真器的每個物理通道連接探頭的一個極化，基站模擬器與信 道仿真器連接。所述探頭上可使用儀器添加噪聲。
[0006] 本發(fā)明的測試原理為從發(fā)射機或基站模擬器產(chǎn)生的測試信號通過無線信道仿真 器，無線信道仿真器根據(jù)預(yù)先定義的信道模型來模擬無線信道；隨后該信號在信道仿真器 內(nèi)部進行分離，并分配到暗室內(nèi)的各個探頭，各自獨立地輻射進入暗室；最后是輻射的多路 信號在暗室中心空間合成，并在被測設(shè)備周圍產(chǎn)生所需要的無線信道環(huán)境。
[0007] 本系統(tǒng)的信道建模原理如，對于一個由n根發(fā)射天線Ntx與m根接收天線Mrx組 成的NtxXMrx線性時變MM0系統(tǒng)中，輸入與輸出之間的沖擊響應(yīng)矩陣為
[0009] 其中：[0010] Hi(t,T)=ffNtx?Mrx?H[m*n] (2)
[0008] (1)
[0011] Hi(t，T)表示收發(fā)端中t根徑的沖擊響應(yīng)矩陣，Ntx是表示發(fā)射天線增益的矩 陣，Nrx表示接收天線增益矩陣，H[ml]表示空口矩陣。
[0012] 所述的發(fā)射和接收取決于測試時信號的傳輸方向，但基于天線的互異性，Ntx也 可以被認為是接收天線增益。因此（2)可改寫為：
[0013] Hi(t,x)= / /N?M?H[m*n]
[0014] 其中N和M表示被測物的天線增益矩陣和測量系統(tǒng)的天線增益矩陣。
[0015] 帶入表達式1，可得（3)
[0016] H(t，t) =N' ?M' ?B[m*n] (3)
[0017] 這里N'和M'分別表示被測物的無線性能和測量系統(tǒng)的天線增益。
[0018] 在測試之前需要對系統(tǒng)路徑校準，標準天線放置于暗室中心，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進 行測量不同通道信號（即多徑的測量）的到達角、極化方向、幅度和相位，獲得校準矩陣M'。 再將校準矩陣M'添加到系統(tǒng)中對被測MIM0設(shè)備測量，將校準矩陣M'帶入（3)的沖擊響應(yīng) 矩陣可得：
[0019] H(t,X) =Nr ?Br[m*n] (4)
[0020] 這里的B'表示除去被測物外本身對整個通信貢獻后的所有路徑的合集。
[0021] 得到MM0系統(tǒng)中輸入端與輸出端的關(guān)系。校準矩陣M'被補償入信道仿真器。使 用基站模擬器測量經(jīng)過了模擬物理通道后的MM0設(shè)備性能，由于信道仿真器所模擬的信 道為已知，即B'為已知。結(jié)合左右表達式推斷出被測MM0設(shè)備測試其吞吐量、功率和靈敏 度N'。
[0022] 進行MM0接收性能測試時，被測設(shè)備需要在水平面內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)，在不同的朝向上 進行下行吞吐量測試，得到M(M> = 1)條吞吐量曲線其中M取決于旋轉(zhuǎn)的步長。測試結(jié)束 后，需要對M條吞吐量曲線進行平均，得到一條平均吞吐量曲線，平均吞吐量為：
[0023]
[0024] 綜上所述，本系統(tǒng)能模擬M頂0測試所需的干擾、多徑環(huán)境。因此能甄別出M頂0設(shè) 備的性能。
[0025] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，其有益效果在于，本發(fā)明是通過圍繞被測設(shè)備的天線探 頭及相關(guān)射頻器件來制造空域衰落的特性，由于沒有進行預(yù)衰落，探頭數(shù)量的多寡決定了 所合成信道模型重建的優(yōu)劣。因此環(huán)上的探頭數(shù)目越多，所擁有的物理通道數(shù)越多，模擬的 信道環(huán)境越接近現(xiàn)實，測量的準確性更高。本發(fā)明模擬出現(xiàn)實中復(fù)雜的無線環(huán)境，保證測量 的準確性，能夠測量到終端在真實環(huán)境下的性能表現(xiàn)。
【附圖說明】
[0026] 下面結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0027] 圖1為系統(tǒng)能模擬M頂0測試所需的干擾、多徑環(huán)境示意圖；
[0028] 圖2為M頂0信道通信原理示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)分析儀信道校準系統(tǒng)連接示意圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的儀器連接示意圖；
[0031]圖5為本發(fā)明系統(tǒng)路徑校準時系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明探頭示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。
[0034] 如圖4所示，其中1為電腦，2為基站模擬器，3為信道仿真器，4為暗室，5為電機 控制（MotionControl)。本發(fā)明中電腦對基站模擬器、信道仿真器和MotionControl連接 并對基站模擬器和信道仿真器參數(shù)進行設(shè)置，基站模擬器連接信道仿真器，信道仿真器連 接暗室且信道仿真器中的每一個通道連接暗室中探頭的一個極化（極化a、極化b)(如圖6 所不），暗室連接基站t吳擬器。
[0035] 本系統(tǒng)的測試過程為：在進行測試之前，需要對系統(tǒng)路徑進行系統(tǒng)路徑校準，系統(tǒng) 路徑校準時系統(tǒng)設(shè)備連接如圖5所示。網(wǎng)絡(luò)分析儀連接信道仿真器，信道仿真器連接到暗 室中，標準天線放在暗室中心。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀對各個通道進行測試，獲取校準矩陣M'。
[0036] 再將系統(tǒng)設(shè)備如圖4所示進行連接，對MM0測試設(shè)備進行測試。此時的測試是已 經(jīng)添加校準矩陣進行測試。利用電腦軟件對基站模擬器和信道仿真器進行參數(shù)的設(shè)置，信 號從基站模擬器傳輸?shù)叫诺婪抡嫫?，在信號仿真器中將發(fā)射信號進行分離，分離的信號進 入暗室，在暗室中心空間合成，形成測試所需的環(huán)境。將校準矩陣M'帶入測試后，信道仿真 儀所模擬的信道表示除去被測物外的所有路徑的合集B'。所以基站模擬器能測試出經(jīng)過了 模擬物理通道后被測M頂0設(shè)備的吞吐量、功率和靈敏度。
[0037] 本系統(tǒng)信道仿真器需要定期用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行校準，校準示例如圖3所示，網(wǎng)絡(luò) 分析儀連接信道仿真器，信道仿真器連接到暗室中，標準天線放在暗室中心。網(wǎng)絡(luò)分析儀向 信道仿真器發(fā)送信號，對信道仿真器的各個通道進行校準，保證信道仿真儀中信道一致。
【主權(quán)項】
1. 一種MMO無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個 及以上的探頭、信道仿真器、基站模擬器，探頭分布在環(huán)上，信道仿真器的每個物理通道連 接探頭的一個極化，基站模擬器與信道仿真器連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種MIMO無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個及以上的探頭、信道仿真器、基站模擬器，探頭分布在環(huán)上，信道仿真器的每個物理通道連接探頭的一個極化，基站模擬器與信道仿真器連接。本實用新型的測試原理為從發(fā)射機或基站模擬器產(chǎn)生的測試信號通過無線信道仿真器，無線信道仿真器根據(jù)預(yù)先定義的信道模型來模擬無線信道；隨后該信號在信道仿真器內(nèi)部進行分離，并分配到暗室內(nèi)的各個探頭，各自獨立地輻射進入暗室；最后是輻射的多路信號在暗室中心空間合成，并在被測設(shè)備周圍產(chǎn)生所需要的無線信道環(huán)境。本實用新型模擬出現(xiàn)實中復(fù)雜的無線環(huán)境，保證測量的準確性，能夠測量到終端在真實環(huán)境下的性能表現(xiàn)。
【IPC分類】H04B17/391
【公開號】CN204761449
【申請?zhí)枴緾N201520402734
【發(fā)明人】陳奕銘
【申請人】陳奕銘
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月11日