同步触发用于测试mimo收发机的测试仪器的系统和方法
【专利摘要】一种使用多个射频(RF)信号测试器测试多输入多输出(MIMO)受测设备(DUT)的系统和方法。每个测试器接收来自一个或多个DUT的一个或多个RF信号，这些测试器互相耦接而形成环，使得相继的测试器接收来自上行测试器的触发输入信号并向下行测试器提供触发输出信号。每个测试器对其输入触发信号和其一个或多个RF信号作出响应，方式是提供它的输出触发信号，使得它的输出触发信号具有确立状态，该状态的发起是因响应对于其输入触发信号和对所述一个或多个RF信号中的至少一个超出预定幅度的确立。
【专利说明】同步触发用于测试MIMO收发机的测试仪器的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及用于测试电子仪器的系统和方法。更具体地讲，本发明涉及对采用由硬件、固件和/或软件部分组成的测试平台来测试无线信号收发机的系统和方法的改进。
【背景技术】
[0002]目前的许多手持设备将无线“连接”用于电话技术、数字数据传送、地理定位等。尽管频谱范围、调制方法和功率谱密度存在差异，无线连接标准采用同步数据包发送和接收数据。一般来说，所有这些无线功能由业界认可的标准(例如ΙΕΕΕ802.11和3GPP LTE)定义，所述标准指定了具有上述功能的设备必须遵守的参数和限值。
[0003]在设备开发连续过程的任何时间点，可能需要测试和验证设备是否在其标准规范内运行。大多数此类设备为收发机，即，它们发送并接收无线RF信号。设计用来测试此类设备的专门系统通常包括子系统，这些子系统被设计用来接收并分析设备所发送的信号(例如矢量信号分析器(VSA))以及发送符合行业许可标准的信号(例如矢量信号发生器(VSG)),以便确定设备是否根据其标准接收并处理无线信号。
[0004]测量采用多输入/多输出(MIMO)技术的无线设备时，最准确的测试将模拟真实环境。所以，如果一个MMO设备有两根天线、两个发射器和两个接收器(例如2Χ2ΜΜ0设备)，最准确的测试将涉及使用两个VSG的接收信号(RX)测试和使用两个VSA的发射信号(TX)测试，加上一些同步VSA和VSG操作的措施。
[0005]当使用此类单VSA/VSG测试器来测试受测设备(DUT)的TX功能时，VSA将使用多工或切换模式对TX信号一次取一个样。所以，一个测试器不能完全模拟同时发射多个TX信号的环境。
[0006]实际上，使用一个配备了多VSA和VAS及同步的测试器可模拟真实环境。并且，可使用两个或多个单VSA/VSG测试器来创建具有NxN MIMO测试功能的测试功能(其中N >2)。然而，此类测试器的串连并非微不足道。必须解决其中的一些触发问题后才能使串连组合模拟真实的MMO状况。例如，每个测试器都必须能够触发其他测试器，因为DUT可能不会使用可用的所有发射器。
[0007]因此，设计用来支持单VSA/VSG测试系统(触发功能可扩充)进行常规串联的系统和方法在提供更准确的真实MMO环境和条件模拟的同时，还提供组合此类测试器的更快更简单途径。此外，由于MMO不局限于4x4，与拥有针对每个测试器的专用触发线路相t匕，拥有允许随着NxN MIMO N级增加而添加新测试器的可扩展解决方案更为可取。
【发明内容】
[0008]一种使用多个射频(RF)信号测试器测试多输入多输出(MIMO)受测设备(DUT)的系统和方法。每个测试器接收来自一个或多个DUT的一个或多个RF信号，这些测试器互相耦接而形成环，使得相继的测试器可接收来自上行测试器的一个触发输入信号并向下行测试器提供一个触发输出信号。每个测试器对其输入触发信号和其一个或多个RF信号作出响应，方式是提供它的输出触发信号，使得它的输出触发信号具有确立状态，该状态的发起是因响应对于其输入触发信号和对所述一个或多个RF信号中的至少一个超出预定幅度的确立。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是根据上述发明实施例使用多个RF信号测试器测试MMO信号收发机的系统的功能方框图。
[0010]图2是根据上述发明实施例提供用于图1系统的同步触发信号的触发信号电路的功能方框图。
【具体实施方式】
[0011]现在将结合附图描述本发明，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件。以下【具体实施方式】是结合附图的受权利要求书保护的本发明的示例性实施例。相对于本发明的范围，此类描述旨在进行示例而非加以限制。对此类实施例加以详尽的描述，使得本领域的普通技术人员可以实施该主题发明，并且应当理解，在不脱离本主题发明的精神或范围的前提下，可以实施具有一些变化的其他实施例。
[0012]在整个本发明中，如果在上下文不存在明确的相反指示，则应当理解，术语“信号”可指一种或多种电流、一种或多种电压或数据信号。
[0013]参见图1，使用多个RF信号测试器测试多个MMO设备的系统100包括用于通过RF信号电缆111耦接至DUTllO的N个信号端口 IlOp的信号测试器102(如N个信号测试器102a，102b,…，102η)和对应数量的信号路由电路或设备(例如针对每个RF信号的单刀108d、双掷108g、108a的信号开关)。如以下详述,还可包括一个参考信号源114为测试器102提供参考信号115(如用于测试器102以内和之间的频率同步)。
[0014]如本领域技术所已知的，每个测试器102通常包括矢量信号发生器(VSG) 104形式的信号源和矢量信号分析器(VAS) 106形式的信号分析器，这两者都由内部控制电路(未显示)并且经常由外部控制器(例如个人电脑(未显示))提供的外部控制信号117a控制。同样，按照适合于测试序列的方式，向信号开关108提供开关控制信号117b，将信号105从VSG104路由到DUT110，将来自DUTllO的信号路由至VSA106。这些控制信号也可以由外部控制器提供，或者由测试器102内的控制电路(未显示)提供。
[0015]测试器102还包括RF信号端口 104g和104a，通过它们提供VSG信号105并接收用于VSA106的进入DUT信号109。VSA106还包括触发信号输入端口 106ti和触发信号输出端口 106to(如以下详述)。第一个VSA106a接收来自最后一个VSA106n的触发输入信号107η,为下一个下行VSA106b提供它的触发输出信号107a。在另一端,最后一个测试器102η从最后一个上行测试器接收触发输入信号，并为第一个测试器102a提供输出触发信号107η。于是，触发信号107以连续环路的形式从上行连接到下行测试器，然后再返回。
[0016]参考信号源114(例如温度补偿晶体振荡器)提供的参考信号115为测试器102提供一个通用频率/计时参考。如上所述，接收来自DUTllO信号端口 IlOp之一的输入信号109时，触发输出信号107由测试器102产生，用作其相邻下行测试器102的触发输入信号。因此，独立检测器102的VSA106对DUT信号109的检测会引发通过所有测试器102之间的触发信号环路传送的触发信号。此触发信号催促每个VSA106捕捉在其RF输入信号端口 106ar出现的任何DUT信号109。所以，任何连结的测试器102都可作为在所有测试器102之间启动触发响应的VSA主触发器，取决于哪个测试器先收到DUT信号109。
[0017]如所容易理解的，此触发信号连接的连续环路可被缩放为任意数量的测试器102。此外，虽然示范性实施例涉及通过检测传入RF信号109的上升沿(例如，当一个信号功率检测器显示输入信号幅度超出预定幅度阈值时)来启动触发信号，但是也可通过其它方式启动触发信号环路的初始触发器，例如由测试器102内软件启动的自由运行触发信号、作为WCDMA、CDMA, EVDO或LTE系统的下行链路或根据外部生成的控制信号117a。
[0018]参见图2，根据示范性实施例，用于生成在触发信号输出端口 106to出现的触发输出信号的触发信号电路包括RF信号检测电路120和信号组合(例如，“0R”)电路124以及定时电路122。通过RF信号输入信号端口 106ar接收的传入RF信号109，充当供RF信号检测电路120检测的已接收RF信号107ar。所生成的检测信号121 (例如，指示输入信号107ar的信号电压幅度或信号功率级)向组合电路124和定时电路122b提供。同样，通过触发信号输入端口 106ti收到的环路触发信号107，充当向信号组合电路124和另一个定时电路122a提供的内部触发输入信号107ti。
[0019]根据优选实施例，组合电路124提供响应两个输入信号107ti和121中的第一确立而启动的触发输出信号125，从而启动上述测试器102的同步触发。
[0020]定时电路122比较这些内部触发信号107t1、121和外部参考信号115，提供可被VAS106用于对捕获的RF信号109执行后处理补偿的定时信号123。例如，定时电路122可提供对照参考信号115比较两个触发信号107ti和121以确定相对于该共同参考信号115的相对定时差异的能力。这可允许进行数据捕获的后处理补偿，以便在随后的数据分析过程中将事件在时间上对准。例如，定时信号123可提供时间上的参考点，用于对所捕获的数据信号在时域中位置的补偿。换言之，当结果已被捕获后，由于围绕环路的延迟，被捕获信号的相对起始点可能需要补偿，使其并置面对面并发MMO信号是准确的。如果没有这种补偿，虽然环路可提供触发，但是时域中的并发捕获点可能被歪曲。
[0021]在不脱离本发明的范围和实质的前提下，本发明的结构和操作方法的各种其他修改形式和替代形式对本领域的技术人员将是显而易见的。虽然结合具体的优选实施例对本发明进行了描述，但应当理解，受权利要求书保护的本发明不应不当地限于此类具体实施例。其意图是，以下权利要求限定本发明的范围，并且由此应当涵盖这些权利要求范围内的结构和方法及其等同物。
【权利要求】
1.一种包括多个射频(RF)信号测试器用于测试多个多输入多输出(MMO)受测设备(DUT)的系统，所述系统包括: 第一 RF信号测试器，作为一个或多个下行RF信号测试器中的一个；以及 最后RF信号测试器，作为一个或多个上行RF信号测试器中的一个； 其中所述多个RF信号测试器中的每一个测试器包括: 用于从所述多个DUT中的一个或多个接收一个或多个RF信号的一个或多个RF信号端Π ； 用于接收输入触发信号的触发输入端口，所述输入触发信号来自如下二者之一: 所述一个或多个上行RF信号测试器中的一个，和 所述最后RF信号测试器； 用于提供输出触发信号的触发输出端口，所述输出触发信号发给如下二者之一: 所述一个或多个下行RF信号测试器中的一个，和 所述第一 RF信号测试器；以及 耦接在所述一个或多个RF信号端口中的至少一个、所述触发输入端口和所述触发输出端口之间的触发信号电路，其通过提供所述输出触发信号和在时间上与所述输出触发信号相关的至少一个定时信号，对所述输入触发信号和所述一个或多个RF信号作出响应，其中所述输出触发信号具有响应对于如下二者中的至少一者的确立而起始的确立状态: 所述输入触发信号，以及 所述一个或多个RF信号中的至少一个超出预定幅度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述触发信号电路包括: 信号检测电路，所述信号检测电路通过在所述一个或多个RF信号中的所述至少一个超出预定幅度后提供检测信号对所述一个或多个RF信号中的至少一个作出响应；以及信号组合电路，所述信号组合电路耦接到所述信号检测电路，通过提供所述输出触发信号对所述输入触发信号和所述检测信号中的至少一者作出响应。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个RF信号测试器中的每一个还包括用于接收参考信号的参考信号端口。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述触发信号电路包括: 信号检测电路，所述信号检测电路通过在所述一个或多个RF信号中的所述至少一个超出预定幅度后提供检测信号对所述一个或多个RF信号中的至少一个作出响应； 信号组合电路，所述信号组合电路耦接到所述信号检测电路，通过提供所述输出触发信号对所述输入触发信号和所述检测信号中的至少一个作出响应；以及 定时电路，所述定时电路耦接到所述参考信号端口、所述触发输入端口和所述信号检测电路，通过提供所述至少一个定时信号对所述参考信号、所述输入触发信号和所述检测信号作出响应，其中所述至少一个定时信号还在时间上与所述参考信号、所述输入触发信号和所述检测信号中的至少一者相关。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个RF信号测试器中的每一个还包括矢量信号分析器(VSA)和矢量信号发生器(VSG)。
6.一种使用多个射频(RF)信号测试器测试多个多输入多输出(MIMO)受测设备(DUT)的方法，所述方法包括: 提供所述多个RF信号测试器，包括 第一 RF信号测试器，作为一个或多个下行RF信号测试器中的一个，以及 最后RF信号测试器，作为一个或多个上行RF信号测试器中的一个； 使用所述多个RF信号测试器中的每一个接收来自所述多个DUT中的一个或多个的一个或多个RF信号； 使用所述多个RF信号测试器中的每一个接收来自如下二者之一的输入触发信号: 所述一个或多个上行RF信号测试器中的一个，和 所述最后RF信号测试器； 使用所述多个RF信号测试器中的每一个提供输出触发信号，所述输出触发信号发给如下二者之一: 所述一个或多个下行RF信号测试器中的一个，和 所述第一 RF信号测试器；以及 使用所述多个RF信号测试器中的每一个，通过提供所述输出触发信号和在时间上与所述输出触发信号相关的至少一个定时信号，对所述输入触发信号和所述一个或多个RF信号作出响应，其中所述输出触发信号具有响应对于如下二者中的至少一者的确立而起始的确立状态: 所述输入触发信号，以及 所述一个或多个RF信号中的至少一个超出预定幅度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述使用所述多个RF信号测试器中的每一个通过提供所述输出触发信号对所述输入触发信号和所述一个或多个RF信号作出响应包括: 通过在所述一个或多个RF信号中的所述至少一个超出预定幅度后用所述多个RF信号测试器中的每一个提供检测信号，对所述一个或多个RF信号中的至少一个作出响应；以及使用所述多个RF信号测试器中的每一个，通过提供所述输出触发信号对所述输入触发信号和所述检测信号中的至少一个作出响应。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括使用所述多个RF信号测试器中的每一个接收参考信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述使用所述多个RF信号测试器中的每一个通过提供所述输出触发信号对所述输入触发信号和所述一个或多个RF信号作出响应包括: 使用所述多个RF信号测试器中的每一个，通过在所述一个或多个RF信号中的所述至少一个超出预定幅度后提供检测信号，对所述一个或多个RF信号中的至少一个作出响应；使用所述多个RF信号测试器中的每一个，通过提供所述输出触发信号，对所述输入触发信号和所述检测信号中的至少一者作出响应；以及 使用所述多个RF信号测试器中的每一个，通过提供所述至少一个定时信号对所述参考信号、所述输入触发信号和所述检测信号作出响应，其中所述至少一个定时信号还在时间上与所述参考信号、所述输入触发信号和所述检测信号中的至少一者相关。
【文档编号】G01R31/317GK104272120SQ201380023003
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年3月4日 优先权日:2012年5月2日
【发明者】克里斯蒂安·沃尔夫·厄尔高, 王瑞祖, 约翰·克里斯托弗·鲁卡兹, 石广 申请人:莱特普茵特公司