CN107543978A - 经由ota辐射测试***标定出mimo中辐射通道矩阵的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明是经由OTA辐射测试***标定出MIMO中辐射通道矩阵的***和方法。在此提供一种执行非线缆传导的空中辐射标定和测试操作模式。DUT位于其内具有多个探针天线的消声腔室中。在标定模式期间，测试仪促使经由传输通道发送预定信号，并且获得接收功率和相对相位的测量值，所述传输通道包括腔室的探针天线和DUT的天线端口之间的非线缆传导的OTA接口。所述测试仪使用所述测量值构建与传输通道相关联的辐射通道矩阵，并且获得辐射通道矩阵的逆矩阵。在测试模式期间，测试***执行非线缆传导的OTA辐射测试，在该测试期间，测试仪将所述逆矩阵应用于测试仪获得的DUT性能测量值，以从所述DUT性能测量值标定出辐射通道矩阵。

Description

经由OTA辐射测试***标定出MIMO中辐射通道矩阵的***和方法

背景技术

在多输入多输出(MIMO，multiple input multiple output)通信***中，在基站上和与基站通信的接收端或发射端上使用多个天线，以勘察公知为多路径传播的现象，从而实现更高的数据速率。一般而言，MIMO通信***通过每个无线电通道同步地发送和接收多个数据信号。多路径传播现象是环境因素的结果，其随着它们在基站和发射端或接收端之间行进而影响数据信号，例如包括离子反射电离层发射和折射、大气管道、来自地面物体的反射、来自水域的反射。由于这些因素，数据信号经历多路径干扰，该多路径干扰导致结构性的干扰、破坏性干扰、或者数据信号的衰落和相移。MIMO技术已经在各种无线通信标准中得到标准化，包括IEEE(Institute of Electrical和Electronics Engineers)802.11n,IEEE 802.11ac,HSPA+(3G),WiMAX(4G)和LTE(Long Term Evolution)标准。

MIMO通信***要求测试。用于测试待测设备(DUT，device under test)的典型MIMO测试***包括基站仿真器、衰落仿真器、用作测试仪的个人计算机(PC)、某些类型的多探针天线配置、用于将组件互连的各种电缆。在一些MIMO测试***中，衰落仿真器的输出端口通过电缆连接至DUT的天线端口。这种类型的MIMO测试***公知为线缆传导的MIMO测试***。这种类型的MIMO测试***的缺点包括：必须拆开DUT以接入DUT的天线端口、在有些情况下DUT天线端口不可用以及需要考虑有源天线。

用于测试DUT的另一种类型的MIMO测试***是多探针消声腔室(MPAC，multi-probe anechoic chamber)空中(OTA，over-the-air)测试***。在典型的MPAC OTA***中，DUT位于包括多天线探针配置的消声腔室的内部。衰落仿真器的输出端口连接至腔室的各个天线端口。

另一已知的MIMO测试***使用RTS(radiated two-stage，辐射两阶段)方法。测试设置与MPAC OTA设置的类似。在第一阶段，基于DUT报告给测试仪的相对相位和信号功率，确定出DUT的辐射图案。在第二阶段，DUT置于装备有多个探针天线的另一腔室内部。在第二阶段期间，进行标定以测量用于探针天线和DUT的天线之间OTA通道的辐射通道矩阵。计算辐射通道矩阵的逆矩阵，并且将其乘以由衰落仿真器所仿真的通道模型。这种测试***的缺点在于，辐射通道矩阵包括与DUT天线的特性有关联的值，并且其限于辐射通道矩阵不大于2×2矩阵的情况。出于这种原因，不能对于所有的情况精确地测量出逆矩阵，因此，不能精确地标定测试***。因而，测试***获得的DUT性能测量值没有它们应当的那么精确。

需要这样的具有鲁棒性的MIMO OTA辐射测试***：其减小了对于DUT的天线端口的有线连接的需要，能够精确地测量出辐射通道矩阵使得可以更加精确地进行测试，并且其关于辐射通道矩阵的维度不受限制。

发明内容

本实施例针对用于执行非线缆传导的OTA辐射标定和测试操作模式的测试***、方法和计算机代码。所述测试***包括：消声腔室、布置在所述腔室中的多个探针天线、测试仪。位于腔室中的多个探针天线具有与所述DUT的各个天线端口电耦接的多个探针天线。所述DUT与所述测试仪通信。在标定操作模式下，所述测试仪促使通过包括所述腔室的探针天线和所述DUT的天线端口之间的非线缆传导的OTA接口的传输通道发射预定信号，并且获得接收功率的测量值和对于预定信号的相对相位。所述测试仪使用在标定操作模式期间获得的测量值以构建与传输通道相关联的辐射通道矩阵，并且获得辐射通道矩阵的逆矩阵。在测试操作模式期间，测试***执行非线缆传导的OTA辐射测试，在该测试期间，测试仪将所述逆矩阵应用于所述测试仪获得的DUT性能测量值，以从所述DUT性能测量值标定出所述辐射通道矩阵。

所述方法包括：

将DUT置于消声腔室内，所述DUT具有与DUT的各个天线端口电耦接的多个天线元件，所述腔室具有布置在其中的多个探针天线，所述DUT与所述测试***的测试仪通信；以及

在标定操作模式期间，促使通过包括所述腔室的探针天线和所述DUT的天线端口之间的非线缆传导的OTA接口的传输通道发射预定信号，并且获得接收功率的测量值和对于预定信号的相对相位；

在所述测试仪中，使用在标定操作模式期间获得的测量值构建与传输通道相关联的辐射通道矩阵；

在所述测试仪中，获得所述辐射通道矩阵的逆矩阵；以及

在测试操作模式期间，执行将所述逆矩阵应用于所述测试仪获得的DUT性能测量值的非线缆传导的OTA辐射测试，以从所述DUT性能测量值标定出所述辐射通道矩阵。

所述计算机代码包括：

第一代码部分，其促使通过所述传输通道发射预定信号，并且获得对于预定信号的接收功率和相对相位，所述传输通道包括布置在消声腔室中的探针天线和所述DUT的天线端口之间的非线缆传导的空中OTA接口；

第二代码部分，其使用所述第一代码部分获得的测量值构建与所述传输通道相关联的辐射通道矩阵；

第三代码部分，其获得所述辐射通道矩阵的逆矩阵；

***码部分，其将所述逆矩阵应用于所述测试仪获得的DUT性能测量值，同时执行非线缆传导的OTA辐射测试，以从所述DUT性能测量值标定出所述辐射通道矩阵。

这些和其他特征和优点将会从下面的具体实施方式、权利要求和附图中变得明显。

附图说明

在与附图一起以阅读时，示例性实施例根据以下详细描述得到最佳的理解。要强调的是，各种特征不一定按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚性，可以任意地增大或减小尺寸。只要适用和可行，则相同的附图标记就指代相同的要素。

图1是图示根据图示性实施例的MIMO OTA辐射测试***的示意性框图。

图2是示出每一个天线端口(Rx1–Rx4)如何接收每一个探针天线(Tx1–Tx4)所发射出的信号的示意图。

图3以三角学方式图示对于辐射通道矩阵所需要的测量值可以如何用于得到辐射通道矩阵所需要的其他值。

图4A和4B图示表示根据图1所示的***执行的图示性实施例的用于测试图1中所示DUT的接收端的方法的流程图。

图5A和5B图示表示根据图示性实施例的用于测试图1中所示DUT的发射端的方法的流程图。

具体实施方式

根据这里描述的实施例，MIMO测试***和方法执行非线缆传导的OTA辐射的标定和测试操作模式。DUT位于消声腔室的内部，所述消声腔室具有布置在其内的与测试***的基站仿真器通信的多个探针天线。DUT具有与DUT的各个天线端口电耦接的多个天线元件。DUT与测试***的测试仪进行通信。在标定操作模式期间，测试仪促使通过处于腔室的探针天线和DUT的天线端口之间包括非线缆传导的OTA接口的传输通道来发射预定信号，并且获得用于预定信号的接收功率和相对相位的测量值。测试仪使用在标定操作模式期间所获得的测量值，以构建与传输通道相关联的辐射通道矩阵。测试仪获得辐射通道矩阵的逆矩阵。在测试操作模式期间，测试***进行非线缆传导的OTA辐射测试，在此期间，测试仪将逆矩阵应用于测试仪所获得的DUT性能测量值，以从DUT性能测量值标定出辐射通道矩阵。

在下面的详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述公开了特定细节的示例性实施例，以便提供对于根据本教导的实施例的透彻理解。然而，对于已经受益于本公开的本领域技术人员明显的是，根据本教导的脱离这里所公开的特定细节的其他实施例仍在所附权利要求的范围内。而且，可以省略对于已知装置和方法的描述，以便不会使得示例性实施例的描述模糊。这些方法和装置显然在本教导的范围内。

这里使用的术语是仅仅为了描述特定实施例的目的，而非旨在限制。除了所定义的术语的技术含义和科技含义之外，所定义的术语如本教导的技术领域中通常理解和接受的那样。

如本说明书和所附权利要求中使用的那样，术语“一”、“一种”和“所述”包括单数和复数指代，除了上下文另有清楚地指明。因此，例如，“一种设备”包括一个设备或多个设备。

相对术语可以用于描述各种元件之间的关系，如附图中图示的那样。除了附图中描绘的方位之外，这些相对术语还旨在涵盖设备和/或元件的不同方位。

要理解，当将一元件称为“连接至”或“耦接至”或“电耦接至”另一元件时，可以是直接地连接或耦接，或者可以出现中间元件。

如这里使用的那些术语那样，术语“存储器”或“存储器设备”旨在表示能够存储供一个或多个处理器执行的计算机指令或计算机代码的计算机可读存储介质。这里对于“存储器”或“存储器设备”的引用应当解释为一个或多个存储器或存储器设备。所述存储器例如可以是同一计算机***内的多个存储器。存储器还可以是分布在多个计算机***或计算设备当中的多个存储器。

这里使用的术语“处理器”涵盖能够执行计算机程序或可执行的计算机指令的电子组件。这里对于包括“处理器”的计算机的引用应当解释为具有一个或多个处理器或处理内核的计算机。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指代单个计算机***内的或者分布在多个计算机***当中的处理器的统称。术语“计算机”也应当解释为可能指代每一个均包括一个或多个处理器的计算机或计算***的统称或网络。可以由处于同一计算机内的或者跨越多个计算机分布的多个处理器执行计算机程序的指令。

图1图示根据示例性或图示性实施例的MIMO测试***100的框图。根据此图示性实施例，MIMO测试***100包括切换设备103、消声腔室104和计算机110，所述计算机例如可以是个人计算机(PC)。DUT 105布置在腔室104的内部。计算机110通过电缆107和114分别电耦接至消声腔室和切换设备103。多个探针天线112以相对于DUT 105的各个位置位于腔室104的内部。经由线路108表示的有线通信链路或无线符号109表示的无线通信链路，计算机110与DUT 105进行通信。无需对DUT 105的天线连接器(未示出)进行任何线缆连接。在计算机110和DUT 105之间使用有线通信链路的情况下，一个或多个电缆的相对端连接至DUT 105上的输入/输出(I/O)端口(未示出)以及计算机110上的I/O端口(未示出)。DUT 105和计算机110的I/O端口例如可以USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)端口。

根据图示性实施例，DUT 105是具有发射端和接收端的基站，测试***100用于测试基站DUT 105的发射端和接收端。DUT 105的每个天线端口121具有与之电耦接的天线元件(未示出)，其每一个电耦接至DUT 105的发射端和接收端电路(未示出)。

如下面将会更加详细描述的，当正在标定或测试DUT 105的接收端时，计算机110促使切换设备103选择发射腔室104内部要发射RF信号的探针天线112的特定子集。测试***100可以包括其他的组件以方便测试。例如，如果正在测试DUT 105的接收端性能，则测试***100可以包括基站或基站仿真器(未示出)。如果正在测试DUT 105的吞吐量，则测试***100可以包括衰落仿真器(未示出)。当正在测试DUT 105的发射端时，则计算机110促使切换设备103选择待用于接收要带回到计算机110的RF信号的探针天线112的特定子集。根据一实施例，切换设备103具有根据从计算机110接收到的指令启动或禁止与每个探针天线112连接的通道的能力。根据图示性实施例，计算机110配置为选择性地分别开启或关闭DUT 105的发射端或接收端的任何发射通道或任何接收通道。

在可以测试DUT 105的发射端或接收端之前，精确地测量在DUT 105的测试期间使用的探针天线112和DUT 105的天线端口121之间的辐射通道矩阵，使得可以在进行实际测试之前或同时的标定步骤期间应用辐射通道矩阵的逆矩阵。首先描述针对DUT 105的接收端确定辐射通道矩阵的方式，然后接着描述确定DUT 105的发射端的辐射通道矩阵的方式。

图2是示出标有202₁-202_N的每一个天线端口(Rx1–Rx4)如何接收标有201₁-201_N的每一个探针天线(Tx1–Tx4)所发射的信号的示意图。因此，在图2所示的实施例中，M＝N＝4。图3以三角学方式图示辐射通道矩阵所需要的测量值可以如何用于得到辐射通道矩阵所需要的其他值。根据一优选实施例，DUT 105具有测量和报告在天线端口121接收到的信号的接收功率以及在每个天线端口121接收到的、由相同的探针天线112发射的各信号之间的相对相位的能力。该信息由DUT 105经由通信链路108或109之一报告给计算机110。第j个Tx和第i个Rx之间的辐射通道响应可以用h_i,j加以表示，其中i标识接收到信号的Rx天线端口202₁-201_N，j标识发射信号的Tx探针天线201₁-201_N。如果可以精确地测量出h_i,j，则标定步骤期间可以在计算机110中计算和应用逆矩阵。

例如，当仅仅与Tx1 201₁连接的通道开启时，DUT 105测量并报告幅值h_1,1、h_2,1、h_3,1和h_4,1以及另外的h_2,1和h_1,1之间的相对相位、h_3,1和h_1,1之间的相对相位以及h_4,1和h_1,1之间的相对相位。以相同的方式，当仅仅开启与Tx2 201₂连接的通道时，DUT 105测量并报告幅值h_1,2、h_2,2、h_3,2和h_4,2以及h_2,2和h_1,2之间的相对相位、h_3,2和h_2,2之间的相对相位以及h_4,2和h_2,2之间的相对相位。同样地，当仅仅与Tx3 201₃连接的通道时，DUT 105报告幅值h_1,3、h_2,3、h_3,3和h_4,3以及h_3,3和h_1,3之间的相对相位、h_3,3和h_2,3之间的相对相位和h_3,3和h_4,3之间的相对相位。同样地，当仅仅与Tx4 201₄连接的通道开启时，DUT 105报告幅值h_1,4、h_2,4、h_3,4和h_4,4以及h_4,4和h_1,4之间的相对相位、h_4,4和h_2,4之间的相对相位和h_4,4和h_3,4之间的相对相位。

挑战然后是如何测量发射来自不同Tx探针天线201₁-201_N的并且由DUT 105的相同天线端口202₁-202_N接收到的信号的通道之间的相对相位。例如，DUT当前不具有测量h_1,1和h_1,2之间的相对相位的能力。图4A和4B图示代表根据说明性实施例的方法的流程图，所述方法用于确定从不同Tx探针天线201₁–201_N发射的并且由相同DUT天线端口202₁–202_N接收到的信号之间的相对相位，以便与通过DUT 105报告给计算机110的值一起使用，从而确定DUT 105的接收端的辐射通道矩阵。出于示例性的目的，通过参照确定与探针天线Tx1 201₁和201₂连接的通道发射的并且由DUT天线端口Rx1 202₁接收到的预定信号之间的相对相位来描述该方法。对于其他Tx探针天线201₂-201_N和DUT 105的每一个Rx天线端口202₁-202_N，进行相同的处理，因此为了简洁不针对这些情况中的每一个描述该处理。预定信号可以是标准化的信号。

按照如下那样确定h_1,1和h_1,2之间的相对相位。在仅仅与Tx1探针天线201₁连接的通道开启的情况下，DUT 105测量由DUT 105的天线端口Rx1202₁接收到的幅值|h_1,1|，并且将测量值报告给测试仪，如框401所示。在图示性的实施例中，测试仪是图1所示的计算机110。术语|h_1,1|表示在DUT 105的天线端口Rx1 202₁接收到的并且由Tx1探针天线201₁发射的信号的幅值h_1,1的绝对值。然后，在仅仅与Tx2探针天线201₂连接的通道开启的情况下，DUT 105测量由TX2探针天线201₂发射的并且由DUT 105的天线端口Rx1202₁接收到的幅值|h_1,2|，并且将其报告给计算机110，如框402所示。然后，在分别与Tx1和Tx2探针天线201₁和201₂连接的通道开启并且所有其他的通道关闭的情况下，DUT 105测量由天线端口Rx1 202₁接收到的作为|h₃|＝|h_1,1+h_1,2|的幅值，并且将其报告给计算机110，如框403所示。术语|h₃|是h_1,1和h_1,2的矢量之和的绝对值。幅值h_1,1、h_1,2和h₃的绝对值分别对应于图3所示的上方三角形的三边301、302、303。

已经确定出三角形的三边301–303的长度之后，可以得到图3所示的三角形300的任何两边301-303之间的角度，即可以确定出相对相位θ，如本领域技术人员所理解的。然而，仍然存在相对相位+/-不确定性，如图3所示下方三角形的边302’和303’所指示。换言之，h_1,1和h_1,2之间的相对相位θ可以为正或负。执行下面的步骤以消除这种相位不确定性。

计算|h_1，1|与|h_1，2|的比值以获得满足关系|h_1,1|＝α|h_1,2|的α值，如框104所示。然后，在仅仅与探针天线Tx2 201₂连接的通道开启的情况下，调节与探针天线Tx2 201₂连接的通道的输出功率，使得以α值缩放h_1,2的幅值，如框405所示。然后，在与探针天线Tx1 201₁和Tx2 201₂连接的通道开启的情况下，对于与探针天线Tx2 201₂连接的通道施加相移(π–θ)，并且测量在DUT105的天线端口Rx1 202₁接收到的信号的幅值，并通过DUT 105将其报告给计算机110，如框406所示。然后，在与探针天线Tx1 201₁和Tx2 201₂连接的通道都开启的情况下，对于与探针天线Tx2 201₂连接的通道施加相移(π+θ)，并且测量在DUT 105的天线端口Rx1 202₁接收到的信号的幅值，并通过DUT 105将其报告给计算机110，如框407所示。将在框406和407测量出和报告的幅值进行比较，比确定在框406测量出的幅值是否低于在框407测量出的幅值，如图4B中的框408所示。如果是如此，则在框409决定相对相位是+θ。如果不是如此，则在框409决定相对相位是-θ。

对于每个天线端口Rx1 202₁–Rx4 202_N，执行图4A和4B中所示的步骤，以确定不同Tx探针天线201₁-201_N发射的并由相同天线端口Rx1 202₁-202_N接收到的信号的幅值和相对相位。如上面所示，DUT 105测量并报告Tx1-Tx4探针天线201₁-201_N中任何一个发射的并由两个不同Rx1-Rx4天线端口202₁-202_N接收到的信号的幅值和相对相位，因此可以在执行图4A和4B表示的处理之前容易地完成获得幅值和相对相位信息的任务。一旦已经执行图4A和4B的流程图所表示的处理，则所有的幅值和相对相位信息用于构建辐射通道矩阵。在作为示例的图2所示的4×4(即N＝4)***中，可以如下面的等式1所示那样表示辐射通道矩阵，其中通过使用上面参照图4A和4B描述的方法测量被表示为θ的所有相位值，并且被表示为φ的相位值是DUT105测量出并报告给计算机110的相位值。

在实际测试期间，计算机使用用于获得辐射通道矩阵的探针天线112的子集，以执行实际的OTA辐射测试。在OTA辐射测试期间，当计算机110促使切换设备103选择要在测试期间使用的探针天线112的特定子集时，计算机110应用通过使用探针天线112的相同子集所获得的用于执行图4A和4B的流程图所表示的方法的辐射通道矩阵的逆矩阵。这促使标定出辐射通道矩阵。可以实时地进行标定操作作为OTA辐射测试，或者其可以被执行，作为执行OTA辐射测试之前的单独处理。在测试***中包括切换设备103允许计算机110选择探针天线112的提供对于标定和测试而言最佳环境的子集。这确保测量出非不受调节的辐射通道矩阵。本领域技术人员将会理解从对应辐射通道矩阵获得逆矩阵并将其用于标定出对应的辐射通道矩阵的方式。因此，为了简洁起见，用于将逆矩阵应用于标定出标定矩阵的算法将不会在这里加以描述。

现在再次参照图2和3、5A和5B，描述获得DUT 105的发射端的辐射通道矩阵的方式。图5A和5B图示表示根据说明性实施例的用于确定DUT105的发射端的辐射通道矩阵的方法的流程图。在这种情况下，Tx1 201₁–Tx4 201_N表示DUT 105的天线端口，Rx1 202₁–Rx4 202_N表示由切换设备103选择出的探针天线112的子集的探针天线112。获得DUT 105的发射端的辐射通道矩阵的方式非常类似于上面描述的获取DUT 105的接收端的辐射通道矩阵的方式。在仅仅与DUT 105的天线端口Tx1 201₁连接的通道开启的情况下，计算机测量探针天线202₁和2022N分别接收到的并由DUT 105的天线端口201₁发射的信号h_1,1和h_2,1的幅值以及信号h_2,1和h_1,1之间的相对相位，如框501所示。以相同的方式，当仅仅与DUT 105的天线端口Tx2 201₂连接的通道开启时，计算机测量探针天线Rx1 202₁和Rx2 202₂接收到的信号h_1,2和h_2,2的幅值以及信号h_2,2和h_1,2之间的相对相位，如框502所示。在图2所示的4×4示例中，框501和502表示的步骤继续进行，直到计算机已经测量出h_1,3,h_2,3,h_3,3,h_4,3,h_1,4,h_2,4,h_3,4和h_4,4的信号幅值的剩余部分以及h_3,3和h_1,3之间、h_3,3和h_2,3之间、h_3,3和h_4,3之间、h_4,4和h_1,4之间、h_4,4和h_2,4之间以及h_4,4和h_3,4之间的相对相位。

一旦已经执行框501和502代表的步骤，则框503-511代表的图5A和5B中所示的处理的剩余部分分别与图4A和4B中所示的框401-409所表示的处理步骤一致，除了在图5A和5B的描述中，Rx1-Rx4对应位于腔室104内部的探针天线112，而Tx1-Tx4对应DUT 105的天线端口。h_1,1和h_1,2之间的相对相位按照如下那样加以确定。在仅仅连接至DUT 105的Tx1天线端口201₁的通道开启的情况下，计算机110测量由探针天线Rx1 202₁接收到的幅值|h_1,1|，如框503所示。然后，在仅仅连接至DUT 105的Tx2天线端口201₂的通道开启的情况下，计算机110测量探针天线Rx1 202₁经由链路115接收到的信号的幅值|h_1，2|，并且经由链路106将其报告给计算机110，如框504所示。然后，在分别与DUT 105的Tx1和Tx2天线端口201₁和201₂连接的通道开启并且所有其他的通道关闭的情况下，计算机110测量由探针天线Rx1 202₁接收到的作为|h₃|＝|h_1，1+h_1，2|的幅值，并且经由链路106将其报告给计算机110，如框505所示。如上面参照图3所指示的，幅值h_1,1、h_1,2和h₃的绝对值分别对应于图3所示的上方三角的三边301、302、303的长度。

已经确定出三角形的三边301–303的长度之后，可以确定相对相位θ，但是仍然存在上面参照图4A和4B讨论的相对相位+/-不确定性。执行下面的步骤以消除这种相位不确定性。计算|h_1，1|与|h_1，2|的比值以获得满足关系｜h_1，1_|＝α|h_1，2|的α值，如框506所示。然后，在仅仅与DUT 105的天线端口Tx2 201₂连接的通道开启的情况下，调节与DUT 105的天线端口Tx2 201₂连接的通道的输出功率，使得以α值缩放h_1,2的幅值，如框507所示。然后，在与DUT 105的天线端口Tx1 201₁和Tx2 201₂连接的通道都开启的情况下，对于与DUT 105的天线端口Tx2 201₂连接的通道施加相移(π–θ)，并且测量在探针天线Rx1 202₁接收到的信号的幅值并通过基站仿真器101将其报告给计算机110，如框508所示。然后，在与DUT 105的天线端口Tx1 201₁和Tx2 201₂连接的通道都开启的情况下，对于与DUT 105的天线端口Tx2 201₂连接的通道施加相移(π+θ)，并且由计算机测量在探针天线Rx1 202₁接收到的信号的幅值，如框509所示。将在框508和509测量出和报告的幅值进行比较，比确定在框508测量出的幅值是否低于在框509计算出的幅值，如图5B中的框510所示。如果是如此，则在框511决定相对相位是+θ。如果不是如此，则在框511决定相对相位是-θ。

对于每个探针天线Rx1 202₁-Rx4 202_N，可以执行图5A和5B中所示的步骤，以确定DUT 105的不同Tx天线端口201₁-201_N发射的并由相同Rx探针天线202₁-202_N接收到的信号的幅值和相对相位、以及由相同Tx天线端口201₁-201_N发射的并由不同探针天线202₁-202_N接收到的信号的幅值和相对相位。一旦已经执行图5A和5B的流程图所代表的处理，则将所有的幅值和相对相位信息用于构造上面的等式1所表示的辐射通道矩阵，除了等式中唯一的相对相位值为θ值，这是因为DUT 105在其发射端正受测试时不报告相对相位值。因此，由于在这种情况下DUT 105不报告相对相位值，因此所有的φs用θs替换。

计算机110具有一个或多个处理器(未示出)，其配置为执行软件和/或固件形式的计算机指令或计算机代码，以执行上面参照图4A-5B所描述的一种或多种算法。这些指令存储在计算机内部或外部的一个或多个存储器设备中。这种存储器设备构成非瞬时计算机可读介质。各种非瞬时计算机可读介质适用于本发明，例如包括固态存储设备、磁存储设备和光存储设备。

尽管已经在附图和前面的描述中说明和详细描述了本发明，但这种图示和描述要认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。可以对上述实施例做出许多改变。作为一个示例，图4A-5B中所示的流程图的框所表示的许多步骤的顺序可以不同于附图中所描绘的顺序。例如，框401和402表示的步骤可以依次切换，而不改变处理的结果。同样地，框406和407所表示的步骤可以依次切换，而不改变处理的结果。对于框501和502表示的步骤以及框508和509表示的步骤同样如此。根据对于附图、公开和所附权利要求的学习，本领域技术人员在实践要求保护的发明时可以理解和明白所公开的实施例。

Claims (20)

1.一种用于测试在多输入多输出(MIMO)环境下运行的待测设备(DUT)的测试***，所述测试***包括：

消声腔室，所述DUT布置在所述腔室的内部，并且具有与所述DUT的各个天线端口电耦接的多个天线元件；

多个探针天线，其布置在所述腔室中，并且与基站仿真器通信；以及

测试仪，其与所述DUT和所述探针天线通信，其中，在标定操作模式期间，所述测试仪执行非线缆传导的空中(OTA)辐射标定处理，其构建与DUT的参考点和所述测试仪的接口之间的传输通道相关联的辐射通道矩阵，而在测试操作模式期间，所述测试仪执行非线缆传导的OTA辐射测试，其将作为测量出的辐射通道矩阵的逆的逆矩阵应用于测试仪所获得的DUT性能测量值，以从DUT性能测试值标定出所述辐射通道矩阵。

2.如权利要求1所述的测试***，进一步包括：

切换设备，其电耦接至所述探针天线和所述测试仪，其中，所述测试仪配置为控制所述切换设备，以促使所述切换设备选择探针天线的不同配置，从而为非缆线传导的OTA辐射标定处理和要执行的测试提供预定传输通道特性。

3.如权利要求2所述的测试***，其中，所述DUT包括至少第一接收端，其中，当所述测试***正在对所述第一接收端进行非缆线传导的辐射OTA标定处理时，所述测试仪选择性地激活与探针天线的所选配置的各个探针天线连接的传输通道，以促使预定信号经由各个探针天线发射至所述DUT，并且其中，所述测试仪接收由所述DUT报告给所述测试仪的接收功率和相对相位的一个或多个报告，并且其中，所述测试仪选择性地激活与探针天线的所选配置的探针天线连接的传输通道，同时测量从DUT接收到的通过所述探针天线发射的并由所述DUT的天线端口接收的各个信号的幅值，所述测试仪使用报告的接收功率和相对相位值以及测量出的幅值以构建辐射通道矩阵，并从构建的辐射通道矩阵获得所述逆矩阵。

4.如权利要求3所述的测试***，其中，所述DUT具有至少第一和第二天线端口，并且所述测试***具有至少第一和第二探针天线，所述至少第一和第二探针天线对应于所述的探针天线的所选配置，其中，所述测试仪通过以下方式获得测量出的幅值：

在与所述第二探针天线连接的第二传输通道关闭并且与所述第一探针天线连接的第一传输通道开启的情况下，促使所述第一探针天线发射第一预定信号，并且从所述DUT接收在DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h_1,1的报告；

在所述第一传输通道关闭且所述第二传输通道开启的情况下，促使所述第二探针天线发射第二预定信号，并且从所述DUT接收在DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h_1,2的报告；并且

在第一和第二传输通道开启的情况下，促使第一和第二探针天线分别发射第一和第二预定信号，并且从所述DUT接收在DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h₃＝h_1,1+h_1,2的报告。

5.如权利要求4所述的测试***，其中，所述测试仪使用接收功率的测量值h_1,1,h_1,2和h₃以确定第一和第二探针天线分别发射的第一和第二预定信号之间的相对相位θ。

6.如权利要求5所述的测试***，其中，所述测试仪通过以下方式确定所述相对相位θ的符号：

通过将测量出的接收功率h_1,1除以测量出的接收功率h_1,2，以获得比值α；

在所述第二传输通道开启并且所述第一传输通道关闭的情况下，测量第一天线端口的接收功率，同时调节所述第二传输通道的功率，以便以α缩放所述第二探针天线正在发射的第二预定信号的幅值；

在第一和第二传输通道开启使得所述第一探针天线正在发射所述第一预定信号并且所述第二探针天线正在发射缩放的第二预定信号的情况下，将第一相移π–θ应用于缩放的第二预定信号，并且从所述DUT获得所述第一天线端口的接收功率的测量值；

在第一和第二传输通道开启使得所述第一探针天线正在发射所述第一预定信号并且所述第二探针天线正在发射缩放的第二预定信号的情况下，将第二相移π+θ应用于缩放的第二预定信号，并且从所述DUT获得所述第一天线端口的接收功率的测量值；并且

确定应用所述第一相移时获得的接收功率的测量值是否低于应用第二相移时获得的接收功率，如果是，则决定所述相对相位θ的符号为正，而如果不是，则决定所述相对相位θ的符号为负。

7.如权利要求2所述的测试***，其中，所述测试仪通过如下方式构建所述辐射通道矩阵：

选择性地开启和关闭与天线探针的所选配置的不同天线探针连接的不同传输通道，以促使与开启的传输通道连接的各个探针天线发射预定信号；

从所述DUT接收在DUT的每个天线端口从与开启的传输通道连接的相同一个探针天线接收到的预定信号的接收功率的报告、以及在每个天线端口从所述相同的探针天线接收到的各预定信号之间的相对相位的报告；

从所述DUT接收在相同一个天线端口从与开启的传输通道连接的多个探针天线接收到的预定信号的接收功率的测量值；

使用接收到的测量值确定所述多个探针天线发射的各预定信号之间的相对相位；以及

使用报告的接收功率和相对相位、接收到的接收功率的测量值以及确定出的相对相位以构建所述辐射通道矩阵。

8.如权利要求2所述的测试***，其中，所述DUT包括至少第一发射端，其中，当所述测试***正在对所述第一发射端进行非缆线传导的辐射OTA标定处理时，所述测试仪促使所述DUT选择性地激活与所述DUT的各个天线端口连接的传输通道，以促使经由各个天线端口从所述DUT发射预定信号，并且其中，所述测试仪接收在所述探针天线的所选配置的各个探针天线接收到的功率的测量值，所述测试仪使用接收到的测量值以确定每个天线探针发射的并由相同一个探针天线接收到的预定信号之间的相对相位值，并确定所述DUT的所有天线端口发射的并且由相同探针天线接收到的预定信号之间的相对相位值，所述测试仪使用接收到的接收功率的测量值和确定出的相对相位值构建所述辐射通道矩阵。

9.如权利要求8所述的测试***，其中，所述DUT具有至少第一和第二天线端口，并且所述测试***具有至少第一和第二探针天线，所述第一和第二探针天线对应于所述的探针天线的所选配置，其中，所述测试仪通过以下方式获得测量出的接收功率：

在与所述第二天线端口连接的第二传输通道关闭并且与所述第一天线端口连接的第一传输通道开启的情况下，促使通过第一天线端口发射第一预定信号，并且获得第一和第二探针天线的第一预定信号的接收功率的测量值、以及在所述第一探针天线接收到的第一预定信号和在第二探针天线接收到的第一预定信号之间的相对相位的测量值；

在与所述第一天线端口连接的第一传输通道关闭并且与所述第二天线端口连接的第二传输通道开启的情况下，促使通过第二天线端口发射第二预定信号，并且获得第一和第二探针天线的第二预定信号的接收功率的测量值、以及在所述第一探针天线接收到的第二预定信号和在第二探针天线接收到的第二预定信号之间的相对相位的测量值；

在与所述第二天线端口连接的第二传输通道关闭并且与所述第一天线端口连接的第一传输通道开启的情况下，促使通过第一天线端口发射第一预定信号，并且获得第一探针天线的接收功率的测量值h_1,1；

在第一传输通道关闭并且第二传输通道开启的情况下，促使通过第二天线端口发射第二预定信号，并且获得第一探针天线端口的接收功率的测量值h_1,2；以及

在第一和第二传输通道开启的情况下，促使通过第一和第二天线端口分别发射第一和第二预定信号，并且获得第一探针天线的接收功率的测量值h₃＝h_1,1+h_1,2。

10.如权利要求9所述的测试***，其中，所述测试仪使用接收到的功率的测量值h_1,1,h_1,2和h₃确定第一和第二天线端口分别发射的第一和第二预定信号之间的相对相位θ，并且其中，所述测试仪使用所获得的接收功率和相对相位的测量值以及所确定出的相对相位θ，以构建所述辐射通道矩阵。

11.如权利要求10所述的测试***，其中，所述测试仪通过以下方式确定所述相对相位θ的符号：

将测量出的接收功率h_1,1除以测量出的接收功率h_1,2以获得比值α；

在所述第二传输通道开启并且所述第一传输通道关闭的情况下，测试在所述第一探针天线接收到的功率，同时调节所述第二传输通道的功率，以便以α缩放所述第二天线端口正发射的所述第二预定信号的幅值；

在第一和第二传输通道开启使得所述第一天线端口正发射所述第一预定信号并且所述第二天线端口正发射缩放的第二预定信号的情况下，将π–θ的第一相移应用于缩放的第二预定信号，并且获得在所述第二探针天线接收到的功率的测量值；

在第一和第二传输通道开启使得所述第一天线端口正发射所述第一预定信号并且所述第二天线端口正发射缩放的第二预定信号的情况下，将π+θ的第二相移应用于缩放的第二预定信号，并且获得在所述第一探针天线端口接收到的功率的测量值；以及

确定在应用第一相移时获得的接收功率的测量值是否低于应用第二相移时所获得的接收功率，如果是，则决定相对相位θ的符号为正，而如果不是，则决定相对相位θ的符号为负。

12.一种用于在多输入多输出(MIMO)环境下运行的测试***中对待测设备(DUT)执行非线缆传导的空中(OTA)辐射测试的方法，所述方法包括：

将DUT定位在消声腔室中，所述DUT具有与DUT的各个天线端口电耦接的多个天线元件，所述腔室中布置有多个探针天线；

在标定操作模式期间，促使通过传输通道发射预定信号，并且获取对于预定信号的接收功率和相对相位的测量值，所述传输通道包括所述腔室的探针天线和所述DUT的天线端口之间的非线缆传导的空中OTA接口；

使用在标定操作模式期间获得的测量值构建与所述传输通道相关联的辐射通道矩阵；

获得所述辐射通道矩阵的逆矩阵；以及

在测试操作模式期间，执行将所述逆矩阵应用于所述测试仪获得的DUT性能测量值的非线缆传导的OTA辐射测试，以从所述DUT性能测量值标定出所述辐射通道矩阵。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

通过测试仪，促使所述测试***的切换设备选择探针天线的配置，以为传输通道提供预定特性，其中，在标定操作模式期间使用的所选配置也用于测试操作模式期间。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述DUT具有至少第一接收端和至少第一和第二天线端口，并且其中，所述测试***具有至少第一和第二探针天线，所述至少第一和第二探针天线对应于所述测试仪选择的探针天线的配置，其中，所述测试仪通过如下方式获得用于构建辐射通道矩阵的值：

在与所述第二探针天线连接的第二传输通道关闭并且与第一探针天线连接的第一传输通道开启的情况下，促使所述第一探针天线发射第一预定信号，并且从DUT接收第一和第二天线端口的第一预定信号的接收功率的测量值的报告、以及在第一天线端口接收到的第一预定信号和在第二天线端口接收到的第一预定信号之间的相对相位的测量值的报告；

在与所述第一探针天线连接的第一传输通道关闭并且与第二探针天线连接的第二传输通道开启的情况下，促使第二探针天线端口发射第二预定信号，并且从DUT接收所述第一和第二天线端口的第二预定信号的接收功率的测量值的报告、以及在第一天线端口接收到的第二预定信号和在第二天线端口接收到的第二预定信号之间的相对相位的测量值的报告；

在与所述第二探针天线连接的第二传输通道关闭并且与第一探针天线连接的第一传输通道开启的情况下，促使第一探针天线发射第一预定信号，并且从DUT接收在DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h_1,1的报告；

在所述第一传输通道关闭并且所述第二传输开启的情况下，促使所述第二探针天线发射第二预定信号，并且从所述DUT接收在所述DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h_1,2的报告；

在所述第一和第二传输通道开启的情况下，促使所述第一和第二探针天线分别发射第一和第二预定信号，并且从所述DUT接收在所述DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h₃＝h_1,1+h_1,2的报告；

使用接收到的功率的各测量值h_1,1,h_1,2和h₃确定第一和第二探针天线分别发射的第一和第二预定信号之间的相对相位θ；以及

使用所获得的接收功率和相对相位的测量值以及所确定出的相对相位θ，以构建所述辐射通道矩阵。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述测试仪通过如下方式确定相对相位θ的符号：

将测量出的接收功率h_1,1除以所测量出的接收功率h_1,2以获得比值α；

在所述第二传输通道开启并且所述第一传输通道关闭的情况下，测量在所述第一探针天线接收到的功率，同时调节所述第二传输通道的功率，以便以α缩放所述第二探针天线正在发射的所述第二预定信号的幅值；

在第一和第二传输通道开启使得所述第一探针天线正发射所述第一预定信号并且所述第二探针天线正发射缩放的第二预定信号的情况下，将π–θ的第一相移应用于缩放的第二预定信号，并且从DUT获得在所述第一天线端口接收到的功率的测量值；

在所述第一和第二传输通道开启使得所述第一探针天线正发射所述第一预定信号并且所述第二天线端口正发射缩放的第二预定信号的情况下，将π+θ的第二相移应用于缩放的第二预定信号，并且从所述DUT获得在所述第一天线端口接收到的功率的测量值；以及

(1)确定应用所述第一相移时获得的接收功率的测量值是否低于应用第二相移时获得的接收功率，如果是，则决定所述相对相位θ的符号为正，而如果不是，则决定所述相对相位θ的符号为负。

16.如权利要求13所述的方法，其中，所述DUT具有至少第一发射端和至少第一和第二天线端口，并且其中，所述测试***具有至少第一和第二探针天线，所述至少第一和第二探针天线对应于所述测试仪选择的探针天线的配置，其中所述测试仪通过如下方式获得用于构建辐射通道矩阵的值：

在与所述第二天线端口连接的第二传输通道关闭并且与所述第一天线端口连接的第一传输通道开启的情况下，促使所述第一天线端口发送第一预定信号，并且获得第一和第二探针天线的第一预定信号的接收功率的测量值、以及第一探针天线接收到的第一预定信号和第二天线端口接收到的第一预定信号之间的相对相位的测量值；

在与所述第一天线端口连接的第一传输通道关闭并且与第二天线端口连接的第二传输通道开启的情况下，促使第二天线端口发射第二预定信号，并且获得第一和第二探针天线的第二预定信号的接收功率的测量值、以及在第一探针天线接收到的第二预定信号和在第二探针天线接收到的第二预定信号之间的相对相位的测量值；

在与所述第二天线端口连接的第二传输通道关闭并且与第一天线端口连接的第一传输通道开启的情况下，促使第一天线端口发射第一预定信号，并且获得在第一探针天线接收到功率的测量值h_1,1；

在所述第一传输通道关闭并且所述第二传输开启的情况下，促使所述第二天线端口发射第二预定信号，并且获得在第一探针天线端口接收到的功率的测量值h_1,2；以及

在所述第一和第二传输通道开启的情况下，促使所述第一和第二天线端口分别发射第一和第二预定信号，并且获得在第一探针天线接收到的功率的测量值h₃＝h_1,1+h_1,2；

使用接收到的功率的测量值h_1,1,h_1,2和h₃确定第一和第二天线端口分别发射的第一和第二预定信号之间的相对相位θ；以及

使用所获得的接收功率和相对相位的测量值以及所确定出的相对相位θ，以构建所述辐射通道矩阵。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述测试仪通过如下方式确定相对相位θ的符号：

将测量出的接收功率h_1,1除以测量出的接收功率h_1,2以获得比值α；

在所述第二传输通道开启并且所述第一传输通道关闭的情况下，测量在所述第一探针天线接收到的功率，同时调节所述第二传输通道的功率，以便以α缩放所述第二天线端口正发射的所述第二预定信号的幅值；

在所述第一和第二传输通道开启使得所述第一天线端口正发射所述第一预定信号并且所述第二天线端口正发射缩放的第二预定信号的情况下，将π–θ的第一相移应用于缩放的第二预定信号，并且获得在所述第一探针天线接收到的功率的测量值；

在所述第一和第二传输通道开启使得所述第一天线端口正发射所述第一预定信号并且所述第二天线端口正发射缩放的第二预定信号的情况下，将π+θ的第二相移应用于缩放的第二预定信号，并且获得在所述第一天线端口接收到的功率的测量值；以及

(1)确定应用所述第一相移时获得的接收功率的测量值是否低于应用第二相移时获得的接收功率，如果是，则决定所述相对相位θ的符号为正，而如果不是，则决定所述相对相位θ的符号为负。

18.一种计算机程序，包括供在多输入多输出(MIMO)环境下操作的测试***的测试仪执行的计算机代码，用于执行非线缆传导的空中(OTA)辐射测试，所述计算机代码实现在非瞬时计算机可读介质上，所述计算机代码包括：

第一代码部分，其促使通过所述传输通道发射预定信号，并且获得对于预定信号的接收功率和相对相位，所述传输通道包括布置在消声腔室中的探针天线和所述DUT的天线端口之间的非线缆传导的空中OTA接口；

第二代码部分，其使用所述第一代码部分获得的测量值构建与所述传输通道相关联的辐射通道矩阵；

第三代码部分，其获得所述辐射通道矩阵的逆矩阵；

***码部分，其将所述逆矩阵应用于所述测试仪获得的DUT性能测量值，同时执行非线缆传导的OTA辐射测试，以从所述DUT性能测量值标定出所述辐射通道矩阵。

19.如权利要求18所述的计算机程序，其中，所述DUT具有至少第一接收端以及至少第一和第二天线端口，并且其中，所述测试***具有至少第一和第二探针天线，所述至少第一和第二探针天线对应于所述测试仪的切换设备所选择出的探针天线的配置，其中所述第一代码段通过以下方式获得接收功率和相对相位的测量值：

在与第二探针天线连接的第二传输通道关闭并且与第一探针天线连接的第一传输通道开启的情况下，促使通过第一探针天线发射第一预定信号，并且从所述DUT接收第一和第二天线端口的第一预定信号的接收功率的测量值的报告、以及在第一天线端口接收到的第一预定信号与在第二天线端口接收到的第一预定信号之间的相对相位的测量值的报告；

在与第一探针天线连接的第一传输通道关闭并且与第二探针天线连接的第二传输通道开启的情况下，促使通过第二探针天线端口发射第二预定信号，并且从所述DUT接收第一和第二天线端口的第二预定信号的接收功率的测量值的报告、以及在第一天线端口接收到的第二预定信号与在第二天线端口接收到的第二预定信号之间的相对相位的测量值的报告；

在与第二探针天线连接的第二传输通道关闭并且与第一探针天线连接的第一传输通道开启的情况下，促使通过第一探针天线发射第一预定信号，并且从所述DUT接收在所述DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h_1,1的报告；

在第一和第二传输通道开启的情况下，促使通过第二探针天线发射第二预定信号，并且从所述DUT接收在所述DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h_1,2的报告；

在第一和第二传输通道开启的情况下，促使通过第一和第二探针天线分别发射第一和第二预定信号，并且从所述DUT接收在所述DUT的第一天线端口接收到的功率的测量值h₃＝h_1,1+h_1,2的报告；

使用接收到的功率的测量值h_1,1,h_1,2和h₃确定第一和第二探针天线分别发射的第一和第二预定信号之间的相对相位θ；以及

使用所获得的接收功率和相对相位的测量值和所确定出的相对相位θ，以构建所述辐射通道矩阵。

20.如权利要求18所述的计算机程序，其中，所述DUT具有至少第一发射端以及至少第一和第二天线端口，并且其中，所述测试***具有至少第一和第二探针天线，所述至少第一和第二探针天线对应于所述测试仪的切换设备所选择出的探针天线的配置，其中所述第一代码段通过以下方式获得接收功率和相对相位的测量值：

在与第二天线端口连接的第二传输通道关闭并且与第一天线端口连接的第一传输通道开启的情况下，促使通过第一天线端口发射第一预定信号，并且获得第一和第二探针天线的第一预定信号的接收功率的测量值、以及在第一探针天线接收到的第一预定信号和在第二探针天线接收到的第一预定信号之间的相对相位的测量值；

在与第一天线端口连接的第一传输通道关闭并且与第二天线端口连接的第二传输通道开启的情况下，促使通过第二天线端口发射第二预定信号，并且获得第一和第二探针天线的第二预定信号的接收功率的测量值、以及在第一探针天线接收到的第二预定信号和在第二探针天线接收到的第二预定信号之间的相对相位的测量值；

在与第二天线端口连接的第二传输通道关闭并且与第一天线端口连接的第一传输通道开启的情况下，促使通过第一天线端口发射第一预定信号，并且获得第一探针天线的接收功率的测量值h_1,1；

在第一传输通道关闭并且第二传输通道开启的情况下，促使通过第二天线端口发射第二预定信号，并且获得第一探针天线端口的接收功率的测量值h_1,2；

在第一和第二传输通道开启的情况下，促使通过第一和第二天线端口分别发射第一和第二预定信号，并且获得第一探针天线的接收功率的测量值h₃＝h_1,1+h_1,2；

使用接收到的功率的测量值h_1,1,h_1,2和h₃确定第一和第二天线端口分别发射的第一和第二预定信号之间的相对相位θ；以及

使用接收功率和相对相位的测量值和所确定出的相对相位θ，以构建所述辐射通道矩阵。