用于测试无线通信设备的波束成形性能的方法和装置制造方法

用于测试无线通信设备的波束成形性能的方法和装置制造方法
【专利摘要】描述了与用于无线通信的波束成形测试相关的系统和技术。所描述的技术包括控制第一无线设备以对波束成形模式进行去激活或激活，该第一无线设备被配置成选择性地使用波束成形模式来通过多个天线传输数据；使第一设备在波束成形模式被去激活时，经由无线信道向第二无线设备发送数据业务的第一部分；在波束成形模式被去激活时，测量数据业务的第一部分的第一吞吐量值；使第一无线设备在波束成形模式被激活时，经由无线信道向第二无线设备发送数据业务的第二部分；在波束成形模式被激活时，测量数据业务的第二部分的第二吞吐量值；以及基于第一吞吐量值、第二吞吐量值以及预定准则的比较来产生测试结果。
【专利说明】用于测试无线通信设备的波束成形性能的方法和装置
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本公开要求2013年4月10日提交的、并且标题为"TxBF Test Methodology(TxBF 测试方法）"的美国临时申请序列号61 / 810, 547的优先权的权益。上述申请的全部内容 通过引用合并于此。

【背景技术】
[0003] 诸如蜂窝网络或无线局域网（WLAN)的无线通信系统包括通过无线信道进行通信 的多个无线通信设备。当以基础设施模式进行操作时，称为接入点（AP)的无线通信设备向 称为客户站（STA)的其他无线通信设备提供与诸如因特网的网络的连接。无线通信设备的 各种示例包括移动电话、智能电话、无线路由器、无线集线器。在一些情况下，无线通信电子 与诸如膝上型计算机、个人数字助理和计算机的数据处理设备相集成。
[0004] 无线通信系统可以使用一个或多个无线通信技术，诸如正交频分复用（0FDM)或 码分多址（CDMA)。在基于0FDM的无线通信系统中，数据流被分成多个数据子流。这样的数 据子流通过不同的0FDM子载波进行发送，0FDM子载波可以被称为信号音或频率信号音。一 些无线通信系统使用单入单出（SIS0)通信方法，其中，每个无线通信设备使用单个天线。 其他无线通信系统使用多入多出（ΜΙΜΟ)通信方法，其中，无线通信设备使用多个发射天线 和多个接收天线。诸如基于电气与电子工程师协会（IEEE)无线通信标准，例如80. 211a、 802. lln、802. llac，的WLAN可以使用OFDM来传输和接收信号。此外，诸如基于IEEE802. lln 或802. 1 lac标准的WLAN可以使用OFDM和ΜΜ0。
[0005] 当在发射机处有多个天线可用时，发射机可以使用所谓的波束成形的ΜΙΜ0技术 来将有效的波束图样应用于天线，以更好地利用空间选择性，并且改善总的通信吞吐量。与 通过单个全向天线获得的增益相比，波束成形在一个或多个特定方向上产生具有一个或多 个高增益波瓣或波束的空间增益图样，而在其他方向上具有减小的增益。如果多个发射天 线的增益图样例如被配置成在接收机的方向上产生高增益波瓣，则可以获得比通过全向传 输所获得的传输可靠性更好的传输可靠性。除了提供更好的链路可靠性之外，波束成形可 以大大减少由传输设备所产生的功率消耗量。更具体地，波束成形允许传输设备在向一个 或若干接收设备传输数据时，将传输功率集中于特定方向上。


【发明内容】

[0006] 本发明包括与用于无线通信的波束成形测试相关的系统和技术。根据所描述的系 统和技术的一方面，所描述的技术包括：控制第一无线设备以对波束成形模式进行去激活、 激活或二者，该第一无线设备被配置成选择性地使用波束成形模式来通过多个天线传输数 据；使得第一无线设备在波束成形模式被去激活时，经由无线信道向第二无线设备发送数 据业务的第一部分；在波束成形模式被去激活时，测量数据业务的第一部分的第一吞吐量 值；使得第一无线设备在波束成形模式被激活时，经由无线信道向第二无线设备发送数据 业务的第二部分；在波束成形模式被激活时，测量数据业务的第二部分的第二吞吐量值； 以及基于第一吞吐量值、第二吞吐量值以及一个或多个预定准则的比较来产生测试结果。
[0007] 这些和其他实施方式可以包括下述特征中的一个或多个。实施方式可以包括将第 一无线设备相对于第二无线设备以预定速度旋转。实施方式可以包括在波束成形模式被去 激活时、在第二无线设备处测量在数据业务的第一部分期间的一个或多个第一接收功率水 平；以及在波束成形模式被激活时、在第二无线设备处测量在数据业务的第二部分期间的 一个或多个第二接收功率水平，其中，测试结果基于一个或多个第一接收功率水平以及一 个或多个第二接收功率水平。
[0008] 实施方式可以包括仿真在第一无线设备和第二无线设备之间的无线信道，其中， 第一无线设备和第二无线设备通过一个或多个电缆经由信道仿真器被通信地耦合；以及调 整仿真的无线信道的信道相位以改变数据业务的第一部分的吞吐量来产生调整的信道相 位。可以在以调整的信道相位仿真无线信道时，测量该第一吞吐量值和第二吞吐量值。在 一些实施方式中，调整信道相位可以包括改变信道相位以最小化吞吐量，并且产生测试结 果可以包括确定第二吞吐量值是否表示超过第一吞吐量值至少由一个或多个预定准则中 的一个预定准则所规定的量的增益。在一些实施方式中，调整信道相位可以包括改变信道 相位以最大化吞吐量，并且其中，产生测试结果可以包括确定第一吞吐量值和第二吞吐量 值之间的差是否满足一个或多个预定准则中的一个预定准则。
[0009] 实施方式可以包括在测试时段期间控制第一无线设备来以固定传输速率进行操 作；在测试时段期间，将第二无线设备相对于第一无线设备以预定速度旋转；以及在测试 时段期间，控制在第一无线设备和第二无线设备之间的距离，以产生多个预定距离。测量第 一吞吐量值可以包括在预定距离中的每一个预定距离处测量一个或多个吞吐量值。测量第 二吞吐量值可以包括在预定距离中的每一个预定距离处测量一个或多个吞吐量值。产生测 试结果可以包括针对预定距离中的每一个预定距离处的至少一个的完整的旋转，确定第二 吞吐量值是否表示超过第一吞吐量值至少由一个或多个预定准则的一个预定准则所规定 的量的增益。
[0010] 实施方式可以包括在测试时段期间、以预定的速度将第三无线设备相对于第一无 线设备旋转，其中数据业务的第一部分可以包括寻址到第二无线设备的一个或多个分组， 以及寻址到第三无线设备的一个或多个分组，其中数据业务的第二部分可以包括寻址到第 二无线设备的一个或多个分组以及寻址到第三无线设备的一个或多个分组，其中第一吞吐 量值可以包括与第二无线设备相关联的值以及与第三无线设备相关联的值，并且其中第二 吞吐量值可以包括与第二无线设备相关联的值以及与第三无线设备相关联的值。
[0011] 在一些实施方式中，将第二无线设备旋转与将第三无线设备旋转可以包括操作单 个旋转台来以预定的速度将第二无线设备和第三无线设备旋转。在一些实施方式中，第二 无线设备被配置成使用单个天线来接收数据业务，并且第三无线设备被配置成使用多个天 线来接收数据业务的至少一部分。在一些实施方式中，第二无线设备被配置成使用多个天 线来接收数据业务的至少一部分。实施方式可以包括检测是否从第二无线设备传输了一个 或多个波束成形反馈帧，其中测试结果基于该检测的结果。
[0012] 实施方式可以包括控制第一无线设备来以固定的传输速率进行操作；在波束成形 模式被去激活并且第一无线设备以固定的传输速率进行操作时，在第一无线设备处测量数 据业务的第一部分的第一传输功率值；在波束成形模式被激活并且第一无线设备以固定的 传输速率进行操作时，在第一无线设备处测量数据业务的第二部分的第二传输功率值；以 及基于第一传输功率值和第二传输功率值的比较来产生测试结果。实施方式可以包括控制 第一无线设备来以固定的传输速率进行操作；在波束成形模式被去激活时，并且从开始点 增加在第一无线设备和第二无线设备之间的距离，直到数据业务的第一部分的吞吐量被减 少了至少预定量，以产生第一距离；以及在波束成形模式被激活时，并且从开始点增加在第 一无线设备和第二无线设备之间的距离，直到数据业务的第二部分的吞吐量被减少了至少 预定量，以产生第二距离。产生测试结果可以包括确定第二距离与第一距离之间的差。
[0013] 实施方式可以包括控制第三无线设备对波束成形模式进行去激活、激活或二者， 第三无线设备被配置为选择性地使用波束成形模式来通过多个天线传输数据，其中数据业 务是第一数据业务；使得第三无线设备在波束成形模式被去激活时，向第四无线设备发送 第二数据业务的第一部分，第二数据业务的第一部分在时间上与第一数据业务的第一部分 重叠；在波束成形模式被去激活时，测量第二数据业务的第一部分的第三吞吐量值；使得 第三无线设备在波束成形模式被激活时向第四无线设备发送第二数据业务的第二部分，第 二数据业务的第二部分在时间上与第一数据业务的第二部分重叠；以及在波束成形模式被 激活时，测量第二数据业务的第二部分的第四吞吐量值。产生所述测试结果可以包括基于 第一吞吐量值、第二吞吐量值、第三吞吐量值和第四吞吐量值的比较来检测总吞吐量的增 加。
[0014] 所描述的系统和技术可以以电子电路、计算机硬件、固件、软件或其组合来实现， 诸如在本说明书所公开的结构装置及其结构等同物。这可以包括至少一个计算机可读介 质，其包含程序，该程序可操作为使得一个或多个数据处理装置（例如，包括可编程处理器 的信号处理设备）来执行所描述的操作。因此，程序实施方式可以根据所公开的方法、系统 或装置来实现，并且装置实施方式可以根据所公开的系统、计算机可读介质或方法来实现。 类似地，方法实施方式可以根据所公开的系统、计算机可读介质或装置来实现，并且系统实 施方式可以根据所公开的方法、计算机可读介质或装置来实现。
[0015] 例如，一个或多个公开的实施例可以在各种系统和装置中实现，包括但不限于，专 用数据处理装置（例如，诸如无线接入点的无线通信设备、远程环境监视器、路由器、交换 机、计算机系统组件、媒体访问单元）、移动数据处理装置（例如，无线客户端、蜂窝电话、智 能电话、个人数字助理（PDA)、移动计算机、数字相机）、诸如计算机的通用数据处理装置或 其组合。
[0016] 一种测试系统可以包括配置成控制第一无线设备来对波束成形模式进行去激活、 激活或二者的电路，第一无线设备被配置为选择性地使用波束成形模式来通过多个天线来 传输数据；配置成使得第一无线设备在波束成形模式被去激活时、经由无线信道向第二无 线设备发送数据业务的第一部分、使得第一无线设备在波束成形模式被激活时经由无线信 道向第二无线设备发送数据业务的第二部分的电路；配置成在波束成形模式被去激活时测 量数据业务的第一部分的第一吞吐量值，并且在波束成形模式被激活时测量测量数据业务 的第二部分的第二吞吐量值的电路；以及配置成基于第一吞吐量值、第二吞吐量值以及一 个或多个预定准则的比较来产生测试结果的电路。
[0017] 在附图和以下说明中详细阐述了一个或多个实施方式的细节。从描述和附图并且 从权利要求书中，其他特征和优点可以是显而易见的。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1示出了波束成形测试系统的示例的图。
[0019] 图2示出了包括无线信道仿真器的波束成形测试系统的示例的图。
[0020] 图3示出了无线通信设备的示例的简化架构。
[0021] 图4A和图4B分别示出了当禁用和启用波束成形模式时的信号图样的示例。
[0022] 图5示出了一个测试的波束成形打开/关闭功率水平测量的示例的圆形图。
[0023] 图6示出了波束成形测量过程的示例的流程图。
[0024] 图7示出了包括旋转接入点的波束成形测量过程的示例的流程图。
[0025] 图8示出了使用无线信道仿真器的波束成形测量过程的示例的流程图。
[0026] 图9示出了用于链路级空中性能的波束成形测量过程的示例的流程图。
[0027] 图10示出了用于波束成形测量过程的测试结果确定过程的示例的流程图。
[0028] 图11示出了波束成形干扰减轻测量过程的示例的流程图。
[0029] 在各种附图中相同的附图标记指示相同的元件。

【具体实施方式】
[0030] 图1示出了波束成形测试系统101的示例的图。该系统101可以包括旋转台110、 平台115、固定表面102、无线设备105a-b和测试控制器120。设备105a-b的各种示例包 括接入点（AP)、客户端设备（STA)或者能够是AP和STA二者的双模设备。设备105a中的 一个的可以是待测设备（DUT)，而其他设备105b可以用于从DUT、设备105a接收信号。测 试控制器120可以被配置成使得设备105a向设备105b发送数据业务。数据业务的各种示 例包括基于传输控制协议（TCP)的分组或基于用户数据报协议（UDP)的分组。其他类型的 数据业务是可能的。在一些实施方式中，测试控制器120可以将数据分组转发到DUT、设备 l〇5a，使得设备105a将分组路由到设备105b。
[0031] DUT、设备105a被配置为支持用于到设备105b的数据传输的波束成形模式。此外， 设备105a被配置成根据来自测试控制器120的命令来打开或关闭波束成形。以该方式，测 试控制器120可以测量在波束成形打开时和波束成形关闭时的诸如吞吐量和接收功率水 平值的值。测试控制器120可以控制DUT、设备105a来对波束成形模式进行去激活、激活或 二者。例如，测试控制器120可以控制DUT、设备105a在测试的波束成形关闭部分期间去激 活波束成形模式，并且控制DUT、设备105a在测试的波束成形打开部分期间激活波束成形 模式。
[0032] 在一些实施方式中，测试控制器120可以被耦合到信号分析器，诸如视觉信号分 析器（VSA)或自动信号分析器，该信号分析器耦合到设备105b的天线中的至少一个，以测 量接收功率水平值。在一些实施方式中，设备l〇5b可以经由测试接口来报告吞吐量值。在 一些实施方式中，设备105b可以经由在设备105b上运行的测试程序来报告吞吐量值，设备 105b被配置成从DUT、设备105a接收数据业务。
[0033] 为了测量在设备105a_b之间的不同的角度位置处的诸如吞吐量和接收功率水平 的测试结果，测试控制器120可以使得旋转台110以预定的速度，诸如每分钟1转（RPM)， 进行旋转，这进而使得设备l〇5a旋转。为了测量在设备105a_b之间的不同距离处的测试 值，测试控制器120可以使得平台115将设备105b移动得例如更接近设备105a或远离设 备105a。在一些实施方式中，平台115包括用于移动诸如设备105a的物体的传输带。在一 些实施方式中，平台115包括用于移动物体的机器臂。因此，测试控制器120可以在不同的 相对角度位置、距离或二者处进行测量。
[0034] 在一些实现中，测试控制器120可以包括配置成执行如这里所述的一个或多个波 束成形测试的处理器。在一些实施方式中，测试控制器120包括用于记录诸如吞吐量或功 率水平值的测量数据的电路。在一些实施方式中，测试控制器120包括用于生成并且转发 分组到DUT的数据业务生成器。在一些实施方式中，测试控制器120由人来手动地操作。在 一些测试情况中，DUT可以位于平台115上，并且旋转台110可以支持设备以从DUT接收信 号。在一些测试的情况下，DUT可以位于平台115上，并且旋转台110可以同时支持两个或 更多个设备来从DUT接收信号，其中两个或更多个设备以预定的距离分离。
[0035] 图2示出了包括无线信道仿真器210的波束成形测试系统201的示例的图。系统 201被配置成测试DUT，在该示例中是AP220。AP220被配置成支持用于到STA230的数据传 输的波束成形模式。该系统201包括信道仿真器210,其被经由一个或多个电缆与AP220耦 合并且经由一个或多个电缆耦合与STA230耦合。测试控制器205可以调整由信道仿真器 210仿真的无线信道的相位。测试控制器205可以在波束成形模式在AP220处被去激活和 波束成形模式在AP220处被激活时，在其调整相位时测量从AP220到STA230的数据业务的 吞吐量值。测试控制器205可以基于这些吞吐量值来产生测试结果，以指示AP220已经如 何好地实现了波束成形。
[0036] 图3示出了无线通信设备305的示例的简化架构。设备305包括一个或多个天线 310a-b、收发器315、处理器330和存储器340。在一些实施方式中，设备305被配置为AP， 并且被配置为支持通过多个天线310a-b的波束成形。在一些实施方式中，设备305被配置 为客户端设备。处理器330可以包括一个或多个处理器核心。该设备305可以包括配置 成存储诸如数据、指令或二者的一个或多个存储器340。收发器315包括发射和接收链电 路。处理器330可以包括多核处理器。在一些实施方式中，处理器可以包括数字信号处理 器（DSP)、现场可编程门阵列（FPGA)、通用处理器或其组合。在一些实施方式中，收发器315 包括集成的发射和接收电路。在一些实施方式中，设备305包括用于传输的专用电路和用 于接收的专用电路。在一些实施方式中，设备305可以使用DSP经由天线310a-b在波束成 形模式下产生信号图样。
[0037] 设备305可以包括外部测试接口 350,诸如联合测试行动组（JTAG)接口、通用串行 总线（USB)或者一个或多个通用输入/输出（GPI0)管脚。存储器340可以存储用于设备 305的固件，其中固件包括一个或多个测试程序和测试命令接口。例如，诸如控制器120或 控制器205的测试控制器可以经由外部测试接口 350将命令发送到设备305。这样的命令 可以包括波束成形禁用命令、波束成形启用命令、固定传输速率启用命令和固定传输速率 禁用命令。
[0038] 图4A和图4B分别示出了当波束成形模式被禁用和启用时的信号图样的示例。 在这些示例中，AP410a-b在相同的频带中进行操作。在图4A中，波束成形模式在两个 AP410a-b被禁用。在波束成形模式被关闭时，来自相应的邻AP410a-b的信号图样415a-b 将重叠而造成干扰。这导致对相应的客户端设备405a-b较低的总吞吐量。
[0039] 在图4B中，在两个AP410a_b处启用波束成形模式。在波束成形模式中，接入点 410a_b控制在其天线处的信号的相位和幅度，以定义总的信号图样450a_b。例如，接入点 410a_b可以在形成其相应的传输信号时应用空间映射，用于在一些方向上、而不在其他的 方向上生成一个或多个高增益波瓣。因此，在该示例中，空间映射可以被应用，使得只要客 户端设备405a_b是在相反侧或者至少在空间上分离，则AP410a_b在相反方向上生成具有 高增益波瓣的信号图样450a-b。在波束成形模式打开时，来自各个邻AP410a-b的信号图样 450a-b将不重叠。当与图4A的总吞吐量相比时，这导致对各个客户端设备405a-b的较高 的总吞吐量。
[0040] 图5示出了用于测试的波束成形开/关功率水平测量的示例的圆形图505。对于 例如波束成型开部分和波束成型关部分的测试的每个部分，针对至少一个完整旋转，诸如 图1的旋转台110的完整旋转，记录功率水平测量。图505上的第一个绘图510示出了在波 束成形关闭时，对于在DUT和从DUT接收信号的设备之间的相对角度的功率水平值。图505 上的第二个绘图515a-b示出了在波束成形打时，对于在DUT和从DUT接收信号的设备之间 的相对角度的、对于不同的波束成形信号的功率水平值。在一些实施方式中，测量可以包括 每旋转角度的一个或多个功率水平值。在一些实施方式中，测量可以包括每N度的旋转的 一个或多个功率水平值，其中N为大于1，例如为5或10。在一些实施方式中，图505上的 点表示多个值的平均。测试控制器分析在功率水平值上的波动，并且比较功率水平值。例 如，测试控制器可以基于与测试的波束成形关闭部分相比，对于测试的波束成形打开部分， 在所有角度上存在明显更少的功率波动和更大的接收功率来产生通过测试结果。在一些实 施方式中，测试控制器可以生成并且对测试操作员显示圆形图505。在一些实施方式中，测 试控制器可以生成并且对测试操作员显示类似于图505的圆形图，但是用吞吐量值来代替 功率水平值。注意，功率和/或吞吐量的差异可以取决于DUT上的天线的数目，并且还取决 于底层的无线信道。
[0041] 图6示出了波束成形测量过程的示例的流程图。在605,该过程包括控制作为DUT 的第一无线设备以去激活波束成形模式。第一无线设备可以被配置成选择性地使用波束成 形模式来通过多个天线传输数据。在一些实施方式中，该过程可以发送命令，用于去激活波 束成形模式，其中，如果模式已经被去激活，则模式将保持被去激活。在610,该过程包括在 波束成形模式被去激活时，使得第一无线设备经由无线信道向第二无线设备发送数据业务 的第一部分。使得第一无线设备发送第一部分可以包括将数据分组从测试控制器转发到第 一无线设备。在一些实施方式中，第二无线设备可以包括配置用于接收无线信号的两个或 更多个天线。在一些实施方式中，第二无线设备可以包括被配置用于接收无线信号的单个 天线。在615,该过程包括在波束成形模式被去激活时，测量数据业务的第一部分的第一吞 吐量值。在一些实施方式中，测量吞吐量值可以包括监测设备之间的分组业务。在一些实 施方式中，测量吞吐量值可以包括访问分组接收时间戳和分组大小值，并且得到平均吞吐 量值。在一些实施方式中，测量吞吐量值可以包括接收TCP确认数据，并且得到平均吞吐量 值。在一些实施方式中，平均吞吐量值可以基于在数据业务的至少一分钟的持续时间期间 所收集的测量数据。
[0042] 在620,该过程包括控制第一无线设备来激活波束成形模式。在625,该过程包括 在波束成形模式被激活时，使得第一无线设备经由无线信道向第二无线设备发送数据业务 的第一部分。在一些实施方式中，使得第一无线设备发送数据业务的第二部分是步骤610 的延续，例如，尽管在时间上分离，这两个部分都是相同的数据流的一部分，但是在不同的 时间段发生。在630,该过程包括在波束成形模式被激活时，测量数据业务的第二部分的第 二吞吐量值。在635,该过程包括基于第一吞吐量值、第二吞吐量值以及一个或多个预定准 则的比较来产生测试结果。在一些实施方式中，测试结果指示第二吞吐量值比第一吞吐量 值大了至少一个预定量的通过。
[0043] 图6的波束成形测量过程可以包括在旋转测试的情况下，将第一无线设备相对于 第二无线设备以预定速度旋转。该过程可以包括，在第二无线设备处，测量在波束成形模式 被去激活时在数据业务的第一部分期间的一个或多个"关"接收功率水平。该过程可以包 括，在第二无线设备处，测量在波束成形模式被激活时在数据业务的第二部分期间的一个 或多个"开"接收功率水平。在旋转测试的情况下，该过程可以产生功率水平测试结果，该 功率水平测试结果基于一个或多个"开"接收功率水平以及一个或多个"关"接收功率水平。 在一些实施方式中，如果（a)该"开"接收功率水平示出在所有测量的角度上比"关"接收 功率水平明显更少的功率波动，并且（b) "开"接收功率水平示出了在所有测量的角度上比 "关"接收功率水平更大的接收功率，则功率水平测试结果指示通过。
[0044] 图6的波束成形测量过程可以包括，在固定速率非旋转测试的情况下，在测试时 段期间，控制第一无线设备以固定传输速率进行操作。该过程例如可以发送指定调制和编 码方案（MCS)索引的命令，从而该命令控制设备使用对应于MCS索引的传输速率，直到被另 外命令。对于固定速率非旋转测试情况，该过程可以包括，在波束成形模式被去激活时，在 第一无线设备处测量数据业务的第一部分的"关"传输功率值，并且在波束成形模式被激活 时，在第一无线设备处测量数据业务的第二部分的"开"传输功率值。该过程可以产生对于 固定速率非旋转测试情况的功率水平测试结果，该结果基于将"开"传输功率值与"关"传 输功率值进行比较。在一些实施方式中，如果"开"传输功率值的平均值等于或基本上等于 "关"传输功率值的平均值，例如，在5%内或更少，则功率水平测试结果可以指示通过。
[0045] 图6的波束成形测量过程可以包括，在固定速率非旋转多范围测试的情况下，控 制第一无线设备以固定传输速率进行操作。该过程可以包括，在波束成形模式被去激活时 并且从开始点增加在第一无线设备和第二无线设备之间的距离，直到数据业务的第一部分 的吞吐量被减少至少预定量，诸如一半，并且记录对应于所述减少的距离D1。开始点可以 是预定米数，诸如5米。在一些实施方式中，所述吞吐量减少可以是从100Mbps下降到小于 50Mbps。该过程可以包括，在波束成形模式被激活时、并且从开始点增加在第一无线设备和 第二无线设备之间的距离，直到数据业务的第二部分的吞吐量被减少至少预定量，诸如一 半，并且记录对应于所述减少的距离D2。该过程可以产生对于固定速率非旋转多范围测试 情况的测试结果，其中测试结果基于D2-D1 > Μ指示通过，其中Μ是大于零的预定值。Μ的 值可以基于一个或多个因素，诸如测试环境、以及在DUT处使用的固定速率和/或传输功 率。
[0046] 图7示出了包括旋转的接入点的波束成形测量过程的示例的流程图。在705,该过 程包括，将接入点相对于客户端设备以预定的速度旋转。接入点被配置成选择性地使用波 束成形模式通过多个天线传输数据。客户端设备可以被配置成通过至少一个天线接收无线 信号。在一些实施方式中，预定速度为1RPM。在710,该过程包括，在波束成形模式被去激 活时，使得接入点经由无线信道将第一数据业务发送到客户端设备。使得接入点发送第一 数据业务可以包括操作测试控制器来将TCP业务转发到接入点，该接入点进而将TCP业务 转发到客户端设备。接入点可以被配置成使用IEEE802. 11自动速度特征。该过程可以包 括将命令发送到接入点以去激活波束成形。在715,该过程包括，在波束成形模式被去激活 时，测量第一数据业务的第一测试值。第一测试值可以包括接收功率值、吞吐量值或二者兼 而有之。该过程可以记录第一测试值和接入点的对应的角度测量。角度测量可以包括表示 在对应的测试值被测量时接入点相对于客户端设备的旋转的角度。测量第一测试值可以包 括，在波束成形模式被去激活时，在客户端设备处测量第一数据业务期间的一个或多个第 一吞吐量值。测量第一测试值可以包括，在波束成形模式被去激活时，在客户端设备处测量 第一数据业务期间的一个或多个第一接收功率水平。在一些实施方式中，诸如VSA的信号 分析器可以被配置成经由附连到客户端设备的天线的探针来记录接收功率水平。
[0047] 在720,该过程包括，在波束成形模式被激活时，使得接入点经由无线信道向客户 端设备发送第二数据业务。在一些实施方式中，第一和第二数据业务是相同的业务流的分 离部分。在725,该过程包括，在波束成形模式被激活时，测量第二数据业务的第二测试值。 第二测试值可以包括接收功率值、吞吐量值或二者。测量第二测试值可以包括，在波束成形 模式被激活时，在客户端设备处测量第二数据业务期间的一个或多个第二吞吐量值。测量 第二测试值可以包括，在波束成形模式被激活时，在客户端设备处测量在第二数据业务期 间的一个或多个第二接收功率水平。
[0048] 在730,该过程包括基于第一检测值、第二检测值以及一个或多个预定准则的比较 来产生测试结果。在一些实施方式中，如果（a)第二测试值示出在所有测量的角度上比第 一测试值明显更少的功率波动，并且（b)第二测试值示出在所有测量的角度上比第一测试 值更大的接收功率，则测试结果指示通过。
[0049] 图8示出了使用无线信道仿真器的波束成形测量过程的示例的流程图。在805， 该过程包括仿真在接入点和客户端设备之间的信道。接入点被配置成选择性地使用波束成 形模式来通过多个天线传输数据。客户端设备可以被配置成在至少一个天线处接收无线信 号。在810,该过程包括使得接入点在没有波束成形的情况下经由信道将第一数据业务发送 到客户端设备。使得接入点发送第一数据业务可以包括控制接入点使用IEEE802.il自动 速率特征来发送TCP业务。在815,该过程包括调整信道的信道相位以改变第一数据业务的 吞吐量。在820,该过程包括，在以调整的信道相位仿真信道时，测量第一数据业务的第一吞 吐量。在825,该过程包括使得接入点利用波束成形经由信道来向客户端设备发送第二数据 业务。在830,该过程包括，在以调整的信道相位仿真信道时，测量第二数据业务的第二吞吐 量。在835,该过程包括基于第一吞吐量、第二吞吐量和预定准则来确定测试结果。
[0050] 在815,调整信道相位可以包括改变信道相位以最小化吞吐量。在835,确定测试 结果可以包括，确定第二吞吐量是否表示比第一吞吐量高了至少由预定准则指定的量的增 益。在一些实施方式中，如果吞吐量增益至少X%，则测试结果指示通过。注意，X可以基于 测试环境、信道条件或二者来选择。
[0051] 在815,调整信道相位可以包括，改变信道相位以最大化吞吐量。在835,确定所述 测试结果可以包括：确定在第一吞吐量和第二吞吐量之间的差是否满足预定准则。在一些 实施方式中，如果吞吐量没有降低多于X%，则测试结果指示通过。注意，X可以基于测试环 境、信道条件或二者来选择。
[0052] 图9示出了用于链路级空中性能的波束成形测量过程的示例的流程图。在905,该 过程包括设置在接入点和客户端设备之间的距离。在一些测试的情况下，使用单个客户端 设备。在一些测试的情况下，至少两个客户端设备被使用，并且可以被置于同一表面上，例 如，旋转台的旋转表面。设置距离可以包括使得可移动平台移动支持接入点的表面，以实现 期望的距离。该距离可以被设置为由预定距离组所指定的一个，诸如2m、10m、30m和50m。 在910,该过程包括将（多个）客户端设备相对于接入点以预定速度旋转。将（多个）客 户端设备相对于接入点旋转可以包括，操作旋转台来以预定速度旋转（多个）客户端设备。 在915,该过程包括，在波束成形模式被去激活时，控制接入点以固定传输速率经由无线信 道向（多个）客户端设备发送数据业务的第一部分。在一些实施方式中，在测试的持续时 间中，该过程向接入点发送命令以根据诸如802. 1 In MCS指标8的预定MCS索引来进行操 作。此外，接入点和客户端设备可以使用802. lln5GHz CH3640MHZ的信道来在频谱干净的 室内环境内进行通信。在920,该过程包括测量数据业务的第一部分的第一吞吐量值。在 925,该过程包括，在波束成形模式被激活时，控制接入点以固定的传输速率、经由无线信道 将数据业务的第二部分发送到（多个）客户端设备。在930,该过程包括测量数据业务的第 二部分的第二吞吐量值。在935,该过程确定是否存在任何剩余的预定距离要测试。如果存 在一个或多个剩余的距离，则在905,该过程将接入点和客户端设备之间的距离设置为下一 距离，并且相应地进行测试。如果不存在剩余的更多的距离要被测试，则在940,该过程诸如 通过使用诸如图10的测试结果确定过程基于测量来确定一个或多个测试结果。
[0053] 为了测试隐式波束成形，在910,将客户端设备相对于接入点旋转可以包括，操作 旋转台来以预定速度旋转两个客户端设备。AP的数据业务可以包括单独寻址到两个客户端 设备中的每一个客户端设备的数据分组。两个设备中的一个设备可以被配置成使用单个天 线来从AP接收数据业务，而其他设备可以被配置成使用多个天线来从AP接收数据业务的 至少一部分。在920测量第一吞吐量值以及在930测量第二吞吐量值可以包括，测量两个 无线设备中的每一个无线设备的吞吐量值。在940,基于测量确定一个或多个测试结果可以 包括，确定对于两个设备、对于大于10米的距离是否存在在所有角度上的吞吐量的显著吞 吐量增益和鲁棒性。在一些实施方式中，鲁棒性的度量是吞吐量的稳定性（即，吞吐量/接 收功率有多少波动）。
[0054] 为了测试显式波束成形，在910,将客户端设备相对于接入点旋转可以包括，操 作旋转台以旋转单个客户端设备，其中客户端设备被配置成使用多个天线来接收至少数 据业务的一部分。该过程可以包括探测诸如从客户端设备发送到接入点的管理动作帧的 IEEE802. lln波束成形反馈帧。在940,基于测量确定一个或多个测试结果可以包括，如果 通过使用波束成形模式对于大于10米的距离存在对所有角度上的显著吞吐量增益和吞吐 量的鲁棒性、并且探测器接收到来自客户端设备的帧中的一个或多个波束成形反馈，则生 成通过结果。
[0055] 图10示出了用于波束成形测量过程的测试结果确定过程的示例的流程图。在 1005,测试结果确定过程访问第一吞吐量值，包括在波束成形模式被去激活时在预定距离 处测量的值。在1010,该过程访问第二吞吐量值，包括在波束成形模式被激活时在预定距离 处测量的值。在1015,该过程计算第二吞吐量值超过第一吞吐量值的增益。在一些实施方 式中，该过程计算第二吞吐量值的平均值超过第一吞吐量值的平均值的增益。在1020,该过 程产生基于增益是否超过预定阈值的测试结果。如果增益超过预定阈值，则该测试结果可 以指示通过。
[0056] 图11示出了波束成形干扰减轻测量过程的示例的流程图。在1105,该过程包括控 制至少两个AP来去激活波束成形模式，并且以固定的速率进行传输。在1110,该过程包括 使得客户端设备分别与AP相关联。客户端设备和AP可以如图4所示进行布置，也就是说， 它们可以被直线地配置，其中客户端设备在客户端设备之间的AP的相对端，以便于允许AP 在波束成形被激活时在相反方向上引导波束。在1115,该过程包括，在波束成形模式被去激 活时使得AP以固定速率经由无线信道来分别向客户端设备发送第一数据流。第一数据流 可以包括各自的TCP流。在1120,该过程包括测量第一数据流的第一吞吐量值。在1125， 该过程包括控制AP以激活波束成形模式。在1130,该过程包括，在波束成形模式被激活时 使得AP以固定速率经由无线信道来分别向客户端设备发送第二数据流。在1135,该过程包 括测量第二数据流的第二吞吐量值。在1140,该过程包括，基于确定第二吞吐量值是否表示 相对于第一吞吐量值的总吞吐量的增加来产生测试结果。产生测试结果可以包括，通过将 两个第一数据流的平均吞吐量值相加来确定吞吐量T1，通过将两个第二数据流的平均吞吐 量值相加来确定吞吐量T2,以及如果T2-T1 > K则产生通过结果，其中K是大于零的预定 值。
[0057] 虽然本说明书包含许多细节，但是这些不应被解释为对可以要求保护的范围的限 制，而是作为可以特定于特定实施例的特征的描述。在本说明书中在单独的实施例的上下 文中描述的特定特征还可以在单个实施例中组合地实现。相反，在单个实施例的上下文中 描述的各种特征也可以在在多个实施例中单独地或以任何适当的子组合实现。此外，虽然 特征在上面可以被描述为以特定组合进行动作，并且甚至最初如此要求保护，但是来自所 要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中排除，并且要求保护的组 合可以指向子组合或子组合的变型。
[0058] 类似地，尽管操作在附图中以特定的顺序示出，但是这不应当被理解为需要以所 示的特定顺序或以连续顺序执行这样的操作，或者需要所有图示的操作被执行以达到期望 的结果。此外，在上述实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都需 要这样的分离。
[0059] 其他实施方式落在以下权利要求的范围之内。
【权利要求】
1. 一种方法，包括： 控制第一无线设备以对波束成形模式进行去激活、激活或二者，其中所述第一无线设 备被配置成选择性地使用所述波束成形模式来通过多个天线传输数据； 使得所述第一无线设备在所述波束成形模式被去激活时，经由无线信道向第二无线设 备发送数据业务的第一部分； 在所述波束成形模式被去激活时，测量数据业务的所述第一部分的第一吞吐量值； 在所述波束成形模式被激活时，使得所述第一无线设备经由所述无线信道向所述第二 无线设备发送数据业务的第二部分； 在所述波束成形模式被激活时，测量所述数据业务的所述第二部分的第二吞吐量值； 以及 基于（i)所述第一吞吐量值、（ii)第二吞吐量值以及（iii) 一个或多个预定准则的比 较来产生测试结果。
2. 根据权利要求1所述的方法，包括： 将所述第一无线设备相对于所述第二无线设备以预定速度旋转。
3. 根据权利要求2所述的方法，包括： 在所述波束成形模式被去激活时，在所述第二无线设备处测量所述数据业务的所述第 一部分期间的一个或多个第一接收功率水平；以及 在所述波束成形模式被激活时，在所述第二无线设备处测量所述数据业务的所述第二 部分期间的一个或多个第二接收功率水平，其中所述测试结果基于所述一个或多个第一接 收功率水平以及所述一个或多第二接收功率水平。
4. 根据权利要求1所述的方法，包括： 仿真在所述第一无线设备和所述第二无线设备之间的所述无线信道，其中所述第一无 线设备和所述第二无线设备通过一个或多个电缆经由信道仿真器被通信地耦合；以及 调整所仿真的无线信道的信道相位，来改变所述数据业务的所述第一部分的吞吐量， 以产生调整的信道相位， 其中，在以所述调整的信道相位仿真所述无线信道时，测量所述第一吞吐量值和所述 第二吞吐量值。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中调整所述信道相位包括改变所述信道相位以最大 化吞吐量，并且其中产生所述测试结果包括确定所述第二吞吐量值是否表示比所述第一吞 吐量值至少高了由所述一个或多个预定准则中的一个预定准则所指定的量的增益。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中调整所述信道相位包括改变所述信道相位以最大 化吞吐量，并且其中产生所述测试结果包括确定在所述第一吞吐量值和所述第二吞吐量值 之间的差是否满足所述一个或多个预定准则中的一个预定准则。
7. 根据权利要求1所述的方法，包括： 在测试时段期间，控制所述第一无线设备以固定的传输速率进行操作； 在所述测试时段期间，将所述第二无线设备相对于所述第一无线设备以预定速度旋 转；以及 在所述测试时段期间，控制在所述第一无线设备和所述第二无线设备之间的距离，以 产生多个预定距离， 其中，测量所述第一吞吐量值包括在所述预定距离中的每一个预定距离处测量一个或 多个吞吐量值， 其中，测量所述第二吞吐量值包括在所述预定距离中的每一个预定距离处测量一个或 多个吞吐量值，并且 其中，产生所述测量结果包括针对所述预定距离中的每一个预定距离处的至少一个完 整旋转，确定所述第二吞吐量值是否表示比所述第一吞吐量值高了至少由所述一个或多个 预定准则中的一个预定准则所指定的量的增益。
8. 根据权利要求7所述的方法，包括： 在所述测试时段期间，以所述预定速度将第三无线设备相对于所述第一无线设备旋 转，其中所述数据业务的所述第一部分包括寻址到所述第二无线设备的一个或多个分组以 及寻址到所述第三无线设备的一个或多个分组，其中所述数据业务的所述第二部分包括寻 址到所述第二无线设备的一个或多个分组以及寻址到所述第三无线设备的一个或多个分 组，其中所述第一吞吐量值包括与所述第二无线设备相关联的值以及与所述第三无线设备 相关联的值，并且其中所述第二吞吐量值包括与所述第二无线设备相关联的值以及与所述 第三无线设备相关联的值。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中将所述第二无线设备旋转与将所述第三无线设备 旋转包括操作单个旋转台来以所述预定速度旋转所述第二无线设备和所述第三无线设备。
10. 根据权利要求8所述的方法，其中所述第二无线设备被配置成使用单个天线来接 收所述数据业务，并且其中所述第三无线设备被配置成使用多个天线来接收所述数据业务 的至少一部分。
11. 根据权利要求7所述的方法，其中所述第二无线设备被配置成使用多个天线来所 述接收数据业务的至少一部分。
12. 根据权利要求11所述的方法，包括： 检测是否从所述第二无线设备传输了一个或多个波束成形反馈帧，其中所述测试结果 基于所述检测的结果。
13. 根据权利要求1所述的方法，包括： 控制所述第一无线设备以固定的传输速率进行操作； 在所述波束成形模式被去激活并且所述第一无线设备以固定的传输速率进行操作时， 在所述第一无线设备处测量数据业务的所述第一部分的第一传输功率值； 在所述波束成形模式被激活并且所述第一无线设备以固定的传输速率进行操作时，在 所述第一无线设备处测量数据业务的所述第二部分的第二传输功率值；以及 基于所述第一传输功率值和所述第二传输功率值的比较来产生测试结果。
14. 根据权利要求1所述的方法，包括： 控制所述第一无线设备以固定的传输速率进行操作； 在所述波束成形模式被去激活时并且从开始点增加在所述第一无线设备和所述第二 无线设备之间的距离，直到所述数据业务的所述第一部分的吞吐量被减少至少预定量，以 产生第一距离；以及 在所述波束成形模式被激活时并且从所述开始点增加在所述第一无线设备和所述第 二无线设备之间的距离，直到所述数据业务的所述第二部分的吞吐量被减少至少预定量， 以产生第二距离， 其中所述产生所述测试结果包括确定所述第二距离与所述第一距离之间的差。
15. 根据权利要求1所述的方法，包括： 控制第三无线设备对所述波束成形模式进行去激活、激活或二者，所述第三无线设备 被配置成选择性地使用所述波束成形模式来通过多个天线传输数据，其中所述数据业务是 第一数据业务； 使得所述第三无线设备在所述波束成形模式被去激活时，向第四无线设备发送第二数 据业务的第一部分，所述第二数据业务的所述第一部分在时间上与所述第一数据业务的所 述第一部分重叠； 测量在所述波束成形模式被去激活时所述第二数据业务的所述第一部分的第三吞吐 量值； 使得所述第三无线设备在所述波束成形模式被激活时向所述第四无线设备发送所述 第二数据业务的第二部分，所述第二数据业务的所述第二部分在时间上与所述第一数据业 务的所述第二部分重叠；以及 测量在所述波束成形模式被激活时所述第二数据业务的所述第二部分的第四吞吐量 值， 其中，产生所述测试结果包括基于所述第一吞吐量值、所述第二吞吐量值、所述第三吞 吐量值和所述第四吞吐量值的比较来检测总吞吐量的增加。
16. -种系统，包括： 被配置成控制第一无线设备以对波束成形模式进行去激活、激活或二者的电路，所述 第一无线设备被配置成选择性地使用所述波束成形模式来通过多个天线传输数据； 被配置成使得所述第一无线设备在所述波束成形模式被去激活时，经由无线信道向第 二无线设备发送数据业务的第一部分，使得所述第一无线设备在所述波束成形模式被激活 时，经由所述无线信道向所述第二无线设备发送数据业务的第二部分的电路； 被配置成在所述波束成形模式被去激活时，测量数据业务的所述第一部分的第一吞吐 量值，并且在所述波束成形模式被激活时，测量所述数据业务的所述第二部分的第二吞吐 量值的电路；以及 被配置成基于（i)所述第一吞吐量值、（ii)第二吞吐量值以及（iii) 一个或多个预定 准则的比较来产生测试结果的电路。
17. 根据权利要求16所述的系统，包括： 被配置成将所述第一无线设备相对于所述第二无线设备以预定速度旋转的电路。
18. 根据权利要求17所述的系统，包括： 用于以下的电路：（i)在所述波束成形模式被去激活时，在所述第二无线设备处测量 所述数据业务的所述第一部分期间的一个或多个第一接收功率水平，以及（ii)在所述波 束成形模式被激活时，在所述第二无线设备处测量所述数据业务的所述第二部分期间的一 个或多个第二接收功率水平，其中所述测试结果基于所述一个或多个第一接收功率水平以 及所述一个或多个第二接收功率水平。
19. 根据权利要求16所述的系统，包括： 配置成仿真在所述第一无线设备和所述第二无线设备之间的所述无线信道的电路，其 中所述第一无线设备和所述第二无线设备通过一个或多个电缆经由信道仿真器被通信地 奉禹合；以及 配置成调整所仿真的无线信道的信道相位，来改变所述数据业务的所述第一部分的吞 吐量，以产生调整的信道相位的电路，其中在以所述调整的信道相位仿真所述无线信道时， 测量所述第一吞吐量值和所述第二吞吐量值。
20.根据权利要求16所述的系统，包括： 配置成在测试时段期间控制所述第一无线设备以固定的传输速率进行操作的电路； 配置成在所述测试时段期间将所述第二无线设备相对于所述第一无线设备以预定速 度旋转的电路；以及 配置成在所述测试时段期间，控制在所述第一无线设备和所述第二无线设备之间的距 离以产生多个预定距离的电路。
【文档编号】H04W24/06GK104105122SQ201410143366
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2013年4月10日
【发明者】张鸿远, S·斯瑞尼瓦萨, 郑夏宇, R·U·纳巴 申请人:马维尔国际贸易有限公司