无线电信道仿真的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及无线电信道仿真。
【背景技术】
[0002] DUT(被测设备）与无线电系统的基站之间的通信能够使用有线连接来进行测试。 当从发射机向接收机传送射频信号时，该信号在无线电信道中沿一个路径或具有不同信号 相位和幅度的多个路径传播，这导致不同持续时间和信号强度的衰减。此外，由其他发射机 引起的噪声和干扰干预无线电连接。
[0003] 在真实的无线电系统的基站中使用的天线通常是具有多个天线元件的阵列。当天 线具有N个天线元件时，其中N为大于1的整数，这些天线元件可以按照期望的二维i X j 天线元件或三维i X j X k天线元件形式来排列，其中，i，j，k是正整数。基站可以使用所有 天线元件，或选取数量P个天线元件，其中P是等于或小于N的整数。到天线的信号被分成 期望数量P个天线元件，并且之后对天线元件信号进行相移和功率控制，以用天线形成期 望光束。
[0004] 发射机和接收机能够在真实环境中进行测试，或者通过使用无线电信道模拟器进 行测试，所述无线电信道模拟器模拟真实环境。由于在真实环境中执行的测试通常是困难 的，受制于不可控的现象，并且依赖于测试环境，模拟无线电信道的设备被使用以模拟期望 种类的无线电信道。在数字无线电信道模拟器中，信道通常使用FIR滤波器（有限脉冲响 应滤波器）来建模，该滤波器通过使用信道系数（即，抽头系数）对通过不同延迟进行延迟 的信号进行加权、并通过对加权的信号分量进行求和来生成信道模型与应用信号之间的卷 积。信道系数被修改以与真实信道的行为相对应。
[0005] 为了用天线阵列执行无线电信道仿真，从基站到天线的每个信号被分成P个天线 元件信号，每个天线元件信号被定向到一个天线元件，并且天线元件信号由相移器和衰减 器进行相移和功率控制。之后，每个信号单独连接至无线电信道仿真器。由于期望的天线 元件的数量M可能会高，例如，几十或几百，无线电信道仿真器必须具有多个输入端口，以 用于来自天线元件的信号，并且其必须能够对每个输入到其端口的天线信号进行仿真。
[0006] 然而，使用衰减器、大量相移和功率控制元件进行仿真是困难的。在不同的无线电 信道仿真期间，天线元件的数量、相移和权重也会不同。此外，对大量输入端口和仿真信道 的需求会是挑战性的，或者甚至对于仿真器而言是不可能的。因此，需要更好的解决方案来 使用多个天线元件的天线阵列执行无线电信道仿真。
【发明内容】
[0007] 下面呈现本发明的简要概述以提供对本发明的一些方面的基础理解。其目的在于 以简化的形式呈现本发明的一些概念，作为对稍后呈现的【具体实施方式】的前序。
[0008] 本发明的一方面涉及权利要求1的设备。
[0009] 本发明的一方面涉及权利要求9的方法。
[0010] 本发明的一方面涉及权利要求10的设备。
[0011] 尽管本发明的各种方面、实施方式和特征被独立地叙述，但应当理解的是，本发明 的各种方面、实施方式和特征的所有组合是可能的，并且落入本发明的范围，如权利要求书 所要求保护的。
[0012] 本解决方案提供优势。该解决方案简化了物理耦合，并减少了电子组件的数量。
【附图说明】
[0013] 在下面，通过结合附图的示例性实施方式来更详细地描述本发明，其中：
[0014] 图1示出了天线阵列的示例；
[0015] 图2示出了发射机与接收机之间的无线电信道的示例；
[0016] 图3示出了仿真配置的示例；
[0017] 图4示出了 FIR滤波器的框图；以及
[0018] 图5示出了方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019] 现在将结合附图来在下面更全面地描述本发明的示例性实施方式，其中，本发明 的一些但不是全部实施方式被示出。事实上，本发明可以以多种不同的方式来体现，并且不 应当被理解为限于这里阐述的实施方式。尽管说明书中会提及"一种"、"一个"或"一些"实 施方式，但这并不必须表示特征仅应用于单个实施方式。不同实施方式的单个特征也可以 被组合，以提供其他实施方式。括号中的文本包括一些具体的表达。
[0020] 以下实施方式可以应用于各种无线电系统中的射频信号。应用例如包括 WiMAX (全球微波接入互操作性）、Wi-Fi、HSPA (高速分组接入）、3GPP (第三代合作伙伴计 划）LTE(长期演进）。其还可以应用于不同物理层多访问技术，例如，CDMA(码分多址）、 WCDMA (宽带CDMA)、FDMA (频分多址）、TDMA (时分多址）、OFDMA (正交频分多址）和MMO (多 输入多输出）。其还应用于TDD (时分复用）和FDD (频分复用）。
[0021] 在可能的应用中，信号以相对于本实施方式不同的方式来被分发到天线元件。
[0022] 图1呈现了在无线电系统中使用的真实基站的天线阵列100的示例。在该示例 中，天线阵列 100 具有 12 个天线元件 102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、 124。天线阵列100是标准的天线阵列，其是制造商已经针对多种用途制造的天线阵列，以 使例如不同种类的波束成形和对大量天线元件的选择成为可能。因此，如果目的在于基站 仅具有两个指定的天线元件134、136,可以制造天线元件的两个组合。指定的天线元件可以 通过天线元件102到124的组合来制造，所述组合包括P个天线元件，其中，P < N。来自基 站的发射机130的信号之后可以在分离器132中被分成两个，并且两个信号中的每个信号 可以由相移器140、142相对于彼此进行相移。相移器140、142还可以相对于彼此调整两个 信号的相对功率。之后，天线元件102到124基于相对的相移和功率控制输出至少一个具 有预定形状的波束，所述形状对于指定的天线元件134、136是典型的。
[0023] 因此，具有其相移器140、142的天线元件102到106对应于两个指定的天线元 件中的一者134,而天线元件102、108、114和120对应于两个指定的天线元件中的另一者 136。附加地或替换地，具有相移器和信号组合器的对应天线元件选择也可以应用于接收。
[0024] 相移器140、142可以是模拟相移电路，例如，巴特勒矩阵、微波传输带、带状线电 路等等。
[0025] 可替换地，一个或多个基带信号可以被分离，并且复数权重（这导致相位和/或功 率变化，类似于由相移器140、142引发的变化）可以应用于分离的基带信号。之后，基带信 号可以在混频器（未在图1中示出）中进行混频，以形成射频信号，该射频信号之后可以被 提供给天线元件102到108、114和120。
[0026] 所述权重可以是复数，以使实数值可以控制由天线元件传送的信号的相对功率， 并且虚数值可以控制由天线元件传送的信号的相对相移，以用于波束成形。
[0027] 原则上，复数权重可以应用于射频信号，而不是相移器140、142。
[0028] 实际上，如果天线阵列100具有N个天线元件102到124,其中，N是大于1的整数， P个天线元件（例如，天线元件102到108、114和120)可以用于通信，其中，P是等于或小 于N的整数。之后，P个天线元件形成N个指定的天线元件134、136。
[0029] 图2示出了发射机200(例如，连接至发射天线206、208的无线电系统的基站）、 连接至接收天线210、212的接收机202、无线电传播路径214、216、218、220以及输入端口 222、224和输出端口 226、228。尽管图2的示例示出了每个设备两个天线，但总的来说，天 线数量可以是一个或多个。图2可以被理解为示出了在真实的无线电系统中的通信，或无 线电系统的无线电信道的仿真。
[0030] 发射机200向发射天线206和208的输入端口 222和224传送信号。发射天线 206、208向无线电信道204传送天线信号Tal、Ta2。接收天线210、212接收由发射天线206、 208传送的一部分电磁波，并通过输出端口 226和228输出接收信号。
[0031] 图2还示出了分别按照复数无线电信道系数hll、hl2、h21和h22的传播信道214、 216、218及220,所述无线电信道系数通常是矩阵。
[0032] 每个无线电信道系数描绘发射天线与接收天线对之间的传播信道的特征。无线电 信道系数也可以被称为信道抽头和/或脉冲响应，并且它们定义对应的信号路径的幅度和 相位特征。在宽带信道中，无线电信道抽头也可以描绘传播信道的频率响应。
[0033] 一个真实的天线206、208可以由一个或多个天线元件来实现。例如，天线206可 以具有天线元件102到106,而天线元件208可以具有天线元件102、108、114和120,如图1 所示。此外，无线电信道204和天线206、208可以被仿真，以使真实的天线206、208由虚拟 天线来替代，所述虚拟天线包括类似于指定的天线元件134、136的一个或多个虚拟天线元 件，所述指定的天线元件134、136包括分离器132和与之相关的相对功率控制及相位组件， 例如，相移器140、142。术语虚拟在这里意味着组件并非真实的，但是它们已使用计算机程 序和/或数字数据来实施。
[0034] 图3示出了仿真配置，该仿真配置包括无线电系统的无线电信道仿真器300和组 合器302。所述组合器302可以是与仿真器300相分离的元件，或者是仿真器300的元件。 组合器302接收关于真实的天线阵列的天线数据（F)304,所述真实的天线阵列类似于图1 中呈现的天线阵列100。天线数据（F)304分别为在仿真中使用的每个天线元件定义典型的 辐射方向图。真实的天线阵列及其天线元件是已知的，并因此它们的数据是预定的。天线 数据（F)304可以基