专利名称：基于多天线系统的空间射频性能测试方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频测试技术，尤其涉及一种基于多天线系统的空间射频性能测试方法及系统。
背景技术：
随着现代工业的发展，各类无线通讯产品只有具备良好的发射和接收性能才能保证通讯质量，即总辐射功率(Total Radiated Power, TRP)要高于一定值、总辐射灵敏度 (Total Radiated Sensitivity, TRS)要低于一定值，也就是说空间射频性能(Over The Air, OTA)测试指标要良好。蜂窝通讯标准化协会(CTIA)为了保障移动终端设备在网络中正常使用，制定了移动终端空间射频性能的测试标准即《(The test plan for mobile stationOTA performance))),目前，很多运营商都要求进入其网络的移动终端空间射频性能要按照CTIA 标准要求进行测试，TRP、TRS要满足一定的限值要求。对于传统的单天线系统和终端，一般在传统暗室中进行TRP、TRS等指标的测试， 随着目前LTE等系统即将产业化，传统单天线系统和设备将会逐渐过度为带有多输入多输出(MIMO)多天线技术的通信设备和通信终端，而传统暗室无法对多天线终端的空间射频性能进行性能评估，所以，需要在传统暗室的基础上添加新设备组成新型暗室的测试解决方案，来评估MIMO系统和终端天线的空间射频性能，而目前的国际标准中尚未对多天线系统下的射频指标的测试方法和测试过程进行规定，为此，本发明旨在提供一种用于多天线系统下的空间射频性能测试方法及系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于多天线系统的空间射频性能测试方法及系统，能够实现对多天线终端空间射频性能的测试。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种基于多天线系统的空间射频性能测试方法，设置合并后的子径数及子径映射规则，该方法包括信道模拟器根据基站信号模拟器输入的信号输出径信号至分路装置；分路装置根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线；测试天线根据来自分路装置的径信号发送空间信号；待测设备接收所述空间信号，之后由空间射频性能分析与显示模块根据所述待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。其中，所述测试天线的数目等于信道模拟器输出径的数目。上述方案中，所述将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线为根据所述设置的合并后的子径数对径信号的子径进行合并，再将合并后的子径按照设置的子径映射规则映射到测试天线。上述方案中，待测设备位于全电波吸收暗室的中心位置、测试天线位于以待测设备为中心的圆周上。上述方案中，所述空间射频性能分析与显示模块通过测试仪器/仪表中相应功能模块实现；或者，所述空间射频性能分析与显示模块为一单独的装置。上述方案中，设置径与测试天线的对应关系，所述合并后的子径数为3，所述子径映射规则为径的子径中信号功率最强的子径信号映射至与所述径所对应的天线，其他两条子径的信号映射至所述径所对应的天线两侧的两根天线。本发明还提供了一种基于多天线系统的空间射频性能测试系统，包括基站信号模拟器、信道模拟器、分路装置、全电波吸收暗室、测试天线、待测设备和空间射频性能分析与显示模块；其中，所述基站信号模拟器，用于模拟基站的发射信号并输出至信道模拟器；所述信道模拟器，用于根据基站信号模拟器输入的信号输出径信号至分路装置；所述分路装置，用于根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线；所述测试天线，位于全电波吸收暗室中，用于根据来自分路装置的径信号发送空间信号；所述待测设备，用于接收所述测试天线发送的空间信号；所述空间射频性能分析与显示模块，用于根据所述待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。上述方案中，所述分路装置将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线为根据所述设置的合并后的子径数对径信号的子径进行合并，再将合并后的子径按照设置的子径映射规则映射到测试天线。本发明基于多天线系统的空间射频性能测试方法及系统，根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则将信道模拟器输出的径信号映射到测试天线，由测试天线根据映射后的径信号发送空间信号，之后根据待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示，从而实现对多天线终端空间射频性能的测试。
图1为本发明基于多天线系统的空间射频性能测试方法流程示意图；图2为本发明一实施例的径与测试天线间信号映射情况示意图；图3为本发明基于多天线系统的空间射频性能测试系统结构示意图；图4为本发明一实施例的基于多天线系统的空间射频性能测试系统结构示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则将信道模拟器输出的径信号映射到测试天线，由测试天线根据映射后的径信号发送空间信号，之后根据待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示，从而实现对多天线终端空间射频性能的测试。
图1为本发明基于多天线系统的空间射频性能测试方法流程示意图，如图1所示， 本发明基于多天线系统的空间射频性能测试方法一般包括以下步骤步骤101 基站信号模拟器(BS emulator)模拟基站的发射信号并输出至信道模拟器。例如，基站信号模拟器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。步骤102 信道模拟器根据基站信号模拟器输入的信号输出径信号至分路装置。这里，基站模拟器的M路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，信道模拟器输出N路信号，N路信号被输出至暗室中的N根测试天线。信道模拟器输出的N路信号与N根测试天线之间以一定的映射关系进行映射。设暗室中测试天线的数目为N，N应该不小于所使用的信道模型的径(主径，簇) 的数目，测试天线数目的优选值为信道模型的径的数目，当确定OTA所使用的信道模型后应该确定其优选值，例如，基于SCM，SCME, Winner I&II定义的信道模型的径的数目为6或 8，所以，优选的单极化测试天线数目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2根天线，为V&H或倾斜的X交叉极化，所需要的测试天线数N的优选值应为 6X2或8X2根，S卩12或16根，测试天线数目可以等于但不限于此优选值。需要说明的是，所有测试天线均位于全电波吸收暗室(如消声暗室、吸波暗室) 中，这些测试天线位于全电波吸收暗室中的不同位置，测试天线以一定的时间和空间特性发送信号，用以测试多天线设备(终端)。具体的，待测设备(device under test,DUT) 一般位于全电波吸收暗室的中心位置，测试天线位于以DUT为中心的圆周上，这是为了保证各个测试天线所发送的信号同时到达DUT，这样，DUT接收来自空间的信号，并对接收信号进行处理，或者，通过电缆线传出后进行处理，对接收到的信号进行验证，从而完成OTA测试ο步骤103 分路装置根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线。根据前面所述，暗室中测试天线的数目应该不小于(等于或大于)所使用的信道模型的径(同主径，同簇)的数目，测试天线数目的优选值为信道模型的径的数目，也就是说，在通常使用中所选取的测试天线数目N即为所选用的信道模型的径的数目，本发明后续的映射方法也是基于这一点的，并且，本发明给出的信号映射方式以单极化情况进行举例，双极化情况与单极化的映射方式相同，映射的信号分配给处于相同位置的双极化天线即可。本发明多天线系统中，每条径一般由P条子径组成，W通常的取值是20，由于子径数目过多，信号映射的操作过于复杂，所以需要进行子径合并的处理。合并可以通过子径信道矩阵元素相加或矢量相加等方式进行，合并处理后每条径中含有K条子径，其中K的数目需要小于N，K的优选值为3，即进行子径合并后，仍共有N条径，但每条径中有K条子径。从信道模拟器输出的径1 (pathl) 径N(pathN)的信号通过电缆线输出至全电波吸收暗室，全电波吸收暗室中的测试天线数为N，分别对应6条径，即每根天线均与每条径是一一对应的，每条径的信号中又包括K条子径，K条子径分别映射至暗室中的K根天线， 这K根天线中包括这条径所对应的天线，测试天线在暗室中进行空间信号发送。
本发明需要预先设置合并后的子径数及子径映射规则，所述将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线为根据设置的合并后的子径数对径信号的子径进行合并，再将合并后的子径按照设置的子径映射规则映射到测试天线。例如，设置径与测试天线的对应关系，且合并后的子径数K为3的情况下，经过子径合并后的每条径由3条子径组成，3条子径中信号功率最强的一条子径映射至与这条径所对应的天线，另2条子径的信号映射至暗室中的其它2根天线，一般情况下，这2条子径的信号会映射至这条径所对应的天线两侧的两根天线，如图2所示。需要说明的是，子径映射规则可以有多种选择方式，如上述实施例中所述信号功率最强的一条子径映射至与这条径所对应的天线，另2条子径的信号映射至这条径所对应的天线两侧的两根天线的方式，以及按序确定等方式。步骤104 测试天线根据来自分路装置的径信号发送空间信号。步骤105 待测设备接收空间信号。步骤106 空间射频性能分析与显示模块根据所述待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。这里，可以由DUT接收来自空间的信号，对接收信号进行分析后将分析结果发送至其他设备进行显示，也可以由DUT通过电缆线将接收信号传出后由其他设备进行分析及显示，从而完成OTA测试。换言之，空间射频性能分析与显示模块有时需要进行性能指标分析，有时仅仅作为性能显示；实际应用中，空间射频性能分析与显示模块可以直接采用测试仪器/仪表中相应功能模块完成，即直接利用测试仪器/仪表进行性能分析及性能显示。图3为本发明基于多天线系统的空间射频性能测试系统结构示意图，如图3所示， 该系统包括基站信号模拟器301、信道模拟器302、分路装置303、全电波吸收暗室304、测试天线305、待测设备306和空间射频性能分析与显示模块307 ；其中，基站信号模拟器301，用于模拟基站的发射信号并输出至信道模拟器302 ；信道模拟器302，用于根据基站信号模拟器输入的信号输出径信号至分路装置 303 ；分路装置303，用于根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线305;具体的，可以采用类似图2所示的映射关系将径信号映射到相应的测试天线上；测试天线305，位于全电波吸收暗室304中，用于根据来自分路装置的径信号发送空间信号；待测设备306，用于接收所述测试天线发送的空间信号；空间射频性能分析与显示模块307，用于根据待测设备306接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。测试天线305的数目等于信道模拟器302输出径的数目。分路装置303将来自信道模拟器302的径信号映射到测试天线305为根据所述设置的合并后的子径数对径信号的子径进行合并，再将合并后的子径按照设置的子径映射规则映射到测试天线。待测设备306位于全电波吸收暗室304的中心位置、测试天线位于以待测设备为中心的圆周上。
空间射频性能分析与显示模块307可以直接采用测试仪器/仪表中相应功能模块完成，也可以作为一个单独的装置位于空间射频性能测试系统中。本发明一实施例的基于多天线系统的空间射频性能测试系统如图4所示。可以看出，本发明提供了一种基于信道射频模拟器(信道模拟器)与全电波吸收暗室的空间射频性能测试方法及系统，对于如何建立测试环境，实现对于MIMO系统(ΜΙΜΟ 终端)的OTA测试、信道模拟器对于信号的处理、全电波吸收暗室中天线与信号的关系等问题进行了规定，能够有效地满足ΜΙΜ00ΤΑ的需求。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。
权利要求
1.一种基于多天线系统的空间射频性能测试方法，其特征在于，设置合并后的子径数及子径映射规则，该方法包括信道模拟器根据基站信号模拟器输入的信号输出径信号至分路装置；分路装置根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线；测试天线根据来自分路装置的径信号发送空间信号；待测设备接收所述空间信号，之后由空间射频性能分析与显示模块根据所述待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试天线的数目等于信道模拟器输出径的数目。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线为根据所述设置的合并后的子径数对径信号的子径进行合并，再将合并后的子径按照设置的子径映射规则映射到测试天线。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，待测设备位于全电波吸收暗室的中心位置、测试天线位于以待测设备为中心的圆周上。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述空间射频性能分析与显示模块通过测试仪器/仪表中相应功能模块实现；或者，所述空间射频性能分析与显示模块为一单独的装置。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，设置径与测试天线的对应关系，所述合并后的子径数为3，所述子径映射规则为径的子径中信号功率最强的子径信号映射至与所述径所对应的天线，其他两条子径的信号映射至所述径所对应的天线两侧的两根天线。
7.一种基于多天线系统的空间射频性能测试系统，其特征在于，该系统包括基站信号模拟器、信道模拟器、分路装置、全电波吸收暗室、测试天线、待测设备和空间射频性能分析与显示模块；其中，所述基站信号模拟器，用于模拟基站的发射信号并输出至信道模拟器；所述信道模拟器，用于根据基站信号模拟器输入的信号输出径信号至分路装置；所述分路装置，用于根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线；所述测试天线，位于全电波吸收暗室中，用于根据来自分路装置的径信号发送空间信号；所述待测设备，用于接收所述测试天线发送的空间信号；所述空间射频性能分析与显示模块，用于根据所述待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测试天线的数目等于信道模拟器输出径的数目。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述分路装置将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线为根据所述设置的合并后的子径数对径信号的子径进行合并，再将合并后的子径按照设置的子径映射规则映射到测试天线。
10.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，待测设备位于全电波吸收暗室的中心位置、测试天线位于以待测设备为中心的圆周上。
11.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述空间射频性能分析与显示模块通过测试仪器/仪表中相应功能模块实现；或者，所述空间射频性能分析与显示模块为一单独的装置。
全文摘要
本发明公开了一种基于多天线系统的空间射频性能测试方法，分路装置根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则，将来自信道模拟器的径信号映射到测试天线；测试天线根据来自分路装置的径信号发送空间信号，待测设备接收所述空间信号，之后由空间射频性能分析与显示模块根据所述待测设备接收的空间信号对所述待测设备的空间射频性能进行分析及显示。本发明还相应地公开了一种基于多天线系统的空间射频性能测试系统。本发明根据预先设置的合并后的子径数及子径映射规则将信道模拟器输出的径信号映射到测试天线，之后根据测试天线发送的空间信号进行空间射频性能测试，从而能够实现对多天线终端空间射频性能的测试。
文档编号H04W24/00GK102158873SQ20101010949
公开日2011年8月17日 申请日期2010年2月12日 优先权日2010年2月12日
发明者禹忠, 郑欣宇, 郭阳 申请人:中兴通讯股份有限公司