Mimo無線終端性能的暗室多探頭測(cè)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(cè)量MM0無線終端性能的暗室多 探頭測(cè)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(gè)發(fā)射天線和接收天線，使信號(hào)通過發(fā)射端與接收端的多個(gè)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(gè)天線實(shí)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(shì)、被視為下一代移動(dòng)通 信的核心技術(shù)。
[0003] 為了滿足無線通訊系統(tǒng)對(duì)更高數(shù)據(jù)率的要求，IEEE802.llac及4G-LTE等先進(jìn)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(yùn)用空時(shí)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(yàn)證測(cè)試方法帶來挑戰(zhàn)。如圖1所示，在 真實(shí)的通訊環(huán)境中存在多徑、干擾信號(hào)影響。所以為了評(píng)估MM0設(shè)備的性能，必須將信道 模型在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行真實(shí)的復(fù)現(xiàn)。傳統(tǒng)的0TA測(cè)試方案無法實(shí)現(xiàn)真實(shí)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(cè)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(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個(gè)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(gè)物理通道連接探頭的一個(gè)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(cè)試原理為從發(fā)射機(jī)或基站模擬器產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)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(hào)在信道仿真器 內(nèi)部進(jìn)行分離，并分配到暗室內(nèi)的各個(gè)探頭，各自獨(dú)立地輻射進(jìn)入暗室；最后是輻射的多路 信號(hào)在暗室中心空間合成，并在被測(cè)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(duì)于一個(gè)由n根發(fā)射天線Ntx與m根接收天線Mrx組 成的NtxXMrx線性時(shí)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(cè)試時(shí)信號(hào)的傳輸方向，但基于天線的互異性，Ntx也 可以被認(rèn)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(cè)物的天線增益矩陣和測(cè)量系統(tǒng)的天線增益矩陣。
[0015] 帶入表達(dá)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(cè)物的無線性能和測(cè)量系統(tǒng)的天線增益。
[0018] 在測(cè)試之前需要對(duì)系統(tǒng)路徑校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)天線放置于暗室中心，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn) 行測(cè)量不同通道信號(hào)（即多徑的測(cè)量）的到達(dá)角、極化方向、幅度和相位，獲得校準(zhǔn)矩陣M'。 再將校準(zhǔn)矩陣M'添加到系統(tǒng)中對(duì)被測(cè)MIM0設(shè)備測(cè)量，將校準(zhǔn)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(cè)物外本身對(duì)整個(gè)通信貢獻(xiàn)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(zhǔn)矩陣M'被補(bǔ)償入信道仿真器。使 用基站模擬器測(cè)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(dá)式推斷出被測(cè)MM0設(shè)備測(cè)試其吞吐量、功率和靈敏 度N'。
[0022] 進(jìn)行MM0接收性能測(cè)試時(shí)，被測(cè)設(shè)備需要在水平面內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在不同的朝向上 進(jìn)行下行吞吐量測(cè)試，得到M(M> = 1)條吞吐量曲線其中M取決于旋轉(zhuǎn)的步長(zhǎng)。測(cè)試結(jié)束 后，需要對(duì)M條吞吐量曲線進(jìn)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(cè)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(cè)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(jìn)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(shí)，測(cè)量的準(zhǔn)確性更高。本發(fā)明模擬出現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的無線環(huán)境，保證測(cè)量 的準(zhǔn)確性，能夠測(cè)量到終端在真實(shí)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(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0027] 圖1為系統(tǒng)能模擬M頂0測(cè)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(zhǔn)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(zhǔn)時(shí)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(shí)施方式】
[0033] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)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(jī) 控制（MotionControl)。本發(fā)明中電腦對(duì)基站模擬器、信道仿真器和MotionControl連接 并對(duì)基站模擬器和信道仿真器參數(shù)進(jìn)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(gè)通道連接暗室中探頭的一個(gè)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(cè)試過程為：在進(jìn)行測(cè)試之前，需要對(duì)系統(tǒng)路徑進(jìn)行系統(tǒng)路徑校準(zhǔn)，系統(tǒng) 路徑校準(zhǔn)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)天線放在暗室中心。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行測(cè)試，獲取校準(zhǔn)矩陣M'。
[0036] 再將系統(tǒng)設(shè)備如圖4所示進(jìn)行連接，對(duì)MM0測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。此時(shí)的測(cè)試是已 經(jīng)添加校準(zhǔn)矩陣進(jìn)行測(cè)試。利用電腦軟件對(duì)基站模擬器和信道仿真器進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，信 號(hào)從基站模擬器傳輸?shù)叫诺婪抡嫫?，在信?hào)仿真器中將發(fā)射信號(hào)進(jìn)行分離，分離的信號(hào)進(jìn) 入暗室，在暗室中心空間合成，形成測(cè)試所需的環(huán)境。將校準(zhǔn)矩陣M'帶入測(cè)試后，信道仿真 儀所模擬的信道表示除去被測(cè)物外的所有路徑的合集B'。所以基站模擬器能測(cè)試出經(jīng)過了 模擬物理通道后被測(cè)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(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)，對(duì)信道仿真器的各個(gè)通道進(jìn)行校準(zhǔn)，保證信道仿真儀中信道一致。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種MMO無線終端性能的暗室多探頭測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個(gè) 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(gè)物理通道連 接探頭的一個(gè)極化，基站模擬器與信道仿真器連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種MIMO無線終端性能的暗室多探頭測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個(gè)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(gè)物理通道連接探頭的一個(gè)極化，基站模擬器與信道仿真器連接。本實(shí)用新型的測(cè)試原理為從發(fā)射機(jī)或基站模擬器產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)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(hào)在信道仿真器內(nèi)部進(jìn)行分離，并分配到暗室內(nèi)的各個(gè)探頭，各自獨(dú)立地輻射進(jìn)入暗室；最后是輻射的多路信號(hào)在暗室中心空間合成，并在被測(cè)設(shè)備周圍產(chǎn)生所需要的無線信道環(huán)境。本實(shí)用新型模擬出現(xiàn)實(shí)中復(fù)雜的無線環(huán)境，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，能夠測(cè)量到終端在真實(shí)環(huán)境下的性能表現(xiàn)。
【IPC分類】H04B17/391
【公開號(hào)】CN204761449
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520402734
【發(fā)明人】陳奕銘
【申請(qǐng)人】陳奕銘
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日