CN102148885A - 一种多天线终端的测试方法和*** - Google Patents

一种多天线终端的测试方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多天线终端的测试***，包括：基站模拟器、信道模拟器、映射模块和消声暗室，消声暗室中设有待测设备(DUT)和N根测试天线。其中，基站模拟器，用于输出m路发射信号给信道模拟器；信道模拟器，用于根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给映射模块；映射模块，用于将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送；DUT，用于接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成空间射频性能(OTA)测试。本发明还公开了一种多天线终端的测试方法。通过本发明的方法和***，实现了对多天线终端的空间射频性能测试和评估。

Description

一种多天线终端的测试方法和***
技术领域
本发明涉及无线通信设备的射频测试技术领域，尤其涉及一种多天线终端的测试方法和***。
背景技术
随着现代工业的发展，各类无线通信设备只有具有良好的发射和接收性能才能保证通信质量，即，总辐射功率(TRP，Total Radiated Power)需要高于一定限值，总辐射灵敏度(TRS，Total Radiated Sensitivity)需要低于一定限值，也就是说空间射频性能(OTA，Over The Air)测试指标要求良好。
为了保障移动终端设备在网络中的正常使用，蜂窝通讯标准化协会(CTIA，Cellular Telecommunications Industry Association)制定了移动终端空间射频性能的测试标准。目前，大多运营商都要求进入其网络的移动终端，按照CTIA标准的要求进行空间射频性能测试，TRP、TRS要满足一定的限值要求。
对于传统的单天线终端，是在传统暗室中进行TRP、TRS等指标的测试。随着目前长期演进(LTE，Long Term Evolution)等***即将产业化，传统的单天线设备将会逐渐过度为带有多输入多输出(MIMO，Multiple Input MultipleOutput)的多天线技术的通信设备。然而，传统暗室无法对多天线终端的空间性能进行测试和评估，这给实际应用带来了不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多天线终端的测试方法和***，以解决传统暗室无法对多天线终端的空间射频性能进行测试和评估的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所提供的一种多天线终端的测试方法，该方法包括：
基站模拟器输出m路发射信号给信道模拟器；
所述信道模拟器根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给映射模块；
所述映射模块将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送；
待测设备(DUT)接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成空间射频性能(OTA)测试。
所述消声暗室中测试天线的数量N大于或等于所采用信道模型的主径的数量n。
所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以等间隔的方式均匀分布在以所述DUT为圆心的圆周上。
所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-1个大小为φ的圆心角，以及1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角。
所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ，并选取φ1和φ2，使得φ1+φ2＝2π-(N-2)*φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-2个大小为φ的圆心角，1个大小为φ1的圆心角，以及1个大小为φ2的圆心角。
本发明还提供了一种多天线终端的测试***，该***包括：基站模拟器、信道模拟器、映射模块和消声暗室，所述消声暗室中设有待测设备(DUT)和N根测试天线，其中，
所述基站模拟器，用于输出m路发射信号给所述信道模拟器；
所述信道模拟器，用于根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给所述映射模块；
所述映射模块，用于将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送；
所述DUT，用于接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成OTA测试。
所述消声暗室中测试天线的数量N大于或等于所采用信道模型的主径的数量n。
所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以等间隔的方式均匀分布在以所述DUT为圆心的圆周上。
所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-1个大小为φ的圆心角，以及1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角。
所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ，并选取φ1和φ2，使得φ1+φ2＝2π-(N-2)*φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-2个大小为φ的圆心角，1个大小为φ1的圆心角，以及1个大小为φ2的圆心角。
本发明所提供的一种多天线终端的测试方法和***，基站模拟器输出m路发射信号给信道模拟器；信道模拟器根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给映射模块；映射模块将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送；待测设备(DUT)接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成空间射频性能(OTA)测试。通过本发明的方法和***，实现了对多天线终端的空间射频性能测试和评估，满足MIMO OTA的需求。
附图说明
图1为本发明实施例一种多天线终端的测试***的结构示意图；
图2为本发明实施例一种多天线终端的测试方法的流程图；
图3为本发明实施例中N根测试天线对称分布的示意图；
图4为本发明实施例中N根测试天线非对称分布的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
为实现对多天线终端的空间性能测试和评估，本发明实施例提供一种基于信道模拟器和消声暗室(也称全电波吸收暗室)的测试环境，可以满足MIMOOTA的需求。其中，消声暗室中有一定数量的测试天线，这些测试天线位于消声暗室中的不同位置，并以一定的时间和空间特性发送信号，用以测试多天线终端；待测设备(DUT，Device Under Test)位于消声暗室的中心位置，各测试天线位于以DUT为中心的圆周上，这是为了保证各测试天线所发送的信号同时到达DUT。
基于上述测试环境的多天线终端的测试***，如图1所示，包括：基站模拟器(BS emulator)、信道模拟器、映射模块和消声暗室，且消声暗室中设有DUT和N根测试天线。
由图1所示测试***实现的多天线终端的测试方法，如图2所示，主要包括以下步骤：
步骤201，基站模拟器输出m路发射信号给信道模拟器。
基站模拟器用来模拟基站的发射信号，输出m路基站发射信号，即m根基站天线的发射信号，m取值为正整数。
步骤202，信道模拟器根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给映射模块。
基站模拟器的输出信号输入至信道模拟器，以模拟基站信号通过空间信道的情况，信道模拟器模拟输出n路信号给映射模块，n取值为正整数。其中，信道模拟器是采用选取的信道模型来模拟得到n路信号，信道模型的主径数量为n，那么就能模拟得到n路信号。
步骤203，映射模块将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送。
n路信号在映射模块以一定的映射关系映射到消声暗室的N根测试天线上，N根测试天线对信号进行空间发送，N取值为正整数。
消声暗室中测试天线的数量N需要大于或等于所采用信道模型的主径的数量n，且N的优选值选择与n相等，当确定OTA所使用的信道模型后，即可以确定其测试天线数量的优选值。例如：基于空间信道模型(SCM，Spatial ChannelModeling)，扩展的空间信道模型(SCME，Spatial Channel Modeling Extended)，Winner I&II定义的信道模型的主径的数量为6或8，因此优选的单极化测试天线数量N为6或8。对于双极化情况，在同一天线位置配置有相互交叉极化的两根天线，为V&H或倾斜的X交叉极化，所需要的测试天线数量N的优选值对应为6×2或8×2根，即12或16根。暗室中的测试天线数量可以等于但不限于此优选值。
步骤204，DUT接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成OTA测试。
DUT位于暗室中心，N根测试天线以一定的规则排列于以DUT为圆心，R为半径的圆周上；DUT接收来自空间的信号，并对接收信号进行处理，或通过电缆线传出进行后续处理，对接收到的信号进行验证，从而完成OTA测试。
对于N根测试天线的排布，可以有多种方式。一种排布方式为：DUT位于消声暗室的中心，N根测试天线分布在以DUT为圆心，以R为半径的圆周上，且测试天线之间的圆心角α相等，均为2π/N，如图3所示；也就是说，N根测试天线以等间隔的方式均匀分布在以DUT为圆心，R为半径的圆周上。
对于这种排布方式，由于N的常用优选值为6或8，均为偶数，因此各测试天线之间间隔的圆心角α为整数分之π，测试天线两两之间精确对称。这种精确对称有可能会造成对称的测试天线之间的相互干扰，因此有必要设计一种非对称性的测试天线排布方式，即N个测试天线分布在以DUT为圆心，R为半径的圆周上，且测试天线之间的圆心角不完全相等。
一种非对称性的测试天线排布方式为：根据信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角首先确定一个角φ；那么这N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-1个大小为φ的圆心角，以及1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角，即所有N根测试天线所构成的N个圆心角中，包含N-1个大小为φ的圆心角和1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角，*表示相乘。这种非对称性的排布方式可以解决上述的对称天线的干扰问题，然而当
Figure GSA00000016355100062
时，如果仍采用N-1个大小为φ的圆心角，和1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角，就会使得2π-(N-1)*φ大于2φ，从而造成较严重的不均衡，有可能对后续的信号映射产生不利影响。
为此，基于这种非对称性排布方式的改进，本发明还提供了另一种非对称性的排布方式，如图4所示，即：根据信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角首先确定一个角φ，并选取φ1和φ2，使得φ1+φ2＝2π-(N-2)*φ；那么这N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-2个大小为φ的圆心角，1个大小为φ1的圆心角，以及1个大小为φ2的圆心角，即所有N根测试天线所构成的N个圆心角中，包含N-2个大小为φ的圆心角、1个大小为φ1的圆心角、1个大小为φ2的圆心角。其中，φ1和φ2的选取可以根据实际需要，只要满足φ1+φ2＝2π-(N-2)*φ即可，当然较佳的，可以选取φ1和φ2的大小比较接近。
由此可以看出，通过这种非对称性排布方式的改进，可以很好的避免上述圆心角的大小不均衡的问题。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多天线终端的测试方法，其特征在于，该方法包括：
基站模拟器输出m路发射信号给信道模拟器；
所述信道模拟器根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给映射模块；
所述映射模块将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送；
待测设备(DUT)接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成空间射频性能(OTA)测试。
2.根据权利要求1所述多天线终端的测试方法，其特征在于，所述消声暗室中测试天线的数量N大于或等于所采用信道模型的主径的数量n。
3.根据权利要求1或2所述多天线终端的测试方法，其特征在于，所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以等间隔的方式均匀分布在以所述DUT为圆心的圆周上。
4.根据权利要求1或2所述多天线终端的测试方法，其特征在于，所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-1个大小为φ的圆心角，以及1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角。
5.根据权利要求1或2所述多天线终端的测试方法，其特征在于，所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ，并选取φ1和φ2，使得φ1+φ2＝2π-(N-2)*φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-2个大小为φ的圆心角，1个大小为φ1的圆心角，以及1个大小为φ2的圆心角。
6.一种多天线终端的测试***，其特征在于，该***包括：基站模拟器、信道模拟器、映射模块和消声暗室，所述消声暗室中设有待测设备(DUT)和N根测试天线，其中，
所述基站模拟器，用于输出m路发射信号给所述信道模拟器；
所述信道模拟器，用于根据接收的m路发射信号，采用信道模型模拟得到n路信号并输出给所述映射模块；
所述映射模块，用于将收到的n路信号映射到消声暗室的N根测试天线上进行空间发送；
所述DUT，用于接收来自空间的信号，并对接收的信号进行处理，完成OTA测试。
7.根据权利要求6所述多天线终端的测试***，其特征在于，所述消声暗室中测试天线的数量N大于或等于所采用信道模型的主径的数量n。
8.根据权利要求6或7所述多天线终端的测试***，其特征在于，所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以等间隔的方式均匀分布在以所述DUT为圆心的圆周上。
9.根据权利要求6或7所述多天线终端的测试***，其特征在于，所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-1个大小为φ的圆心角，以及1个大小为2π-(N-1)*φ的圆心角。
10.根据权利要求6或7所述多天线终端的测试***，其特征在于，所述DUT位于消声暗室的中心，且所述N根测试天线以非对称性的方式分布在以DUT为圆心的圆周上，具体为：
根据所述信道模型中的主径的扩展角、到达角和简化子径数所需的夹角确定一个角φ，并选取φ1和φ2，使得φ1+φ2＝2π-(N-2)*φ；
所述N根测试天线在以DUT为圆心的圆周上的分布，构成N-2个大小为φ的圆心角，1个大小为φ1的圆心角，以及1个大小为φ2的圆心角。
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