用于CP-OFDM系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的制作方法

在多输入多输出(mimo)通信系统中，可以在基站上和在移动装置上使用天线，以利用被称为多路径传播的现象来实现更高的数据速率。通常，mimo通信系统通过每个无线电信道同时发送和接收多个数据信号。多路径传播现象是当数据信号在基站与移动装置之间行进时影响数据信号的环境因素的结果，这些环境因素包括例如电离层反射和折射、大气波导、来自地面物体的反射以及来自水体的反射。由于这些因素，数据信号经历多路径干扰，导致相长干涉、相消干涉或衰落、以及数据信号的相移。

mimo通信系统的基站和移动装置可以各自具有多个天线，例如被配置为天线阵列或在单个天线上配置的多个辐射天线元件。如本文使用的术语“高级天线”是指天线阵列以及具有多个辐射天线元件的单个天线两者，并且是指其中每个天线(阵列中)和辐射天线元件(针对单个天线)在逻辑上可单独控制的集成系统。

mimo通信系统需要测试。用于测试待测试装置(dut)的典型mimo测试系统包括消声室、消声室中的dut、测试系统计算机以及用于互连各部件的各种电缆(cable)。在空中传输(overtheair)(ota)测试期间，测试系统计算机从dut接收信息，测试系统计算机处理该信息以评估当dut经受ota测试时该dut的发射和/或接收能力。例如，ota测试可以涉及dut和/或用户设备(ue)装置或ue装置仿真器的高级天线，其通过选择性地控制高级天线以形成波束来进行通信。在时域信号中将复杂的权重模式引入高级天线以形成波束。将波束特性与预期特性进行比较以测量dut的高级天线是否正常工作。波束特性包括例如总发射功率、调制格式的误差向量幅值(evm)、天线辐射图等。

下一代无线基础设施(例如，基站)和移动装置将属于第五代(5g)标准，该标准在本申请提交时仍在协商中。波束成形(即，使用高级天线生成波束)是5g的关键方面。需要通过波束成形获得的增益来应对较高频带的增大的路径损失以及增加5g系统容量。5g中的高级天线的元件将非常小，并且将有大量这样的元件与同一电路板上的其他电子部件集成在一起。由于这些原因，常规的mimo测试对于5g基站和移动装置可能是不可行的，或者甚至是不可能的。

如上文所解释，使用多根天线中的高级天线或辐射天线元件来实现对dut的传统ota测试，在该高级天线或辐射天线元件上引入复杂的权重模式以形成随后施加于时域信号的波束。传统方法不适用于对每个子载波或cp-ofdm符号施加不同的波束，因为它们被施加于时域信号。传统方法不能直接施加于对dut的有线测试，因为波束成形效应是由于例如ota测试系统中的高级天线之间的无线信号传播特性而实现的。此外，由于所需的波束辐射图更窄且波束数量更大，特别是如果增加外部设备，系统成本和复杂性增加，因为随着附加设备的增加，测试需要增加的同步性。本文描述的cp-ofdm系统中用于有线装置测试的模拟波束仿真提供了在不添加附加设备的情况下测试dut。

技术实现要素：

本公开文本涉及但不限于以下实施方案：

1.一种用于对施加于待测试装置(dut)的模拟波束进行仿真的测试装置，该测试装置包括：

存储指令的存储器；以及

执行该指令的处理器，

其中当由该处理器执行时，该指令使该测试装置执行包括以下步骤的过程：

从该存储器并且基于接收到的用于测试该dut的指令，获得针对该dut仿真的第一波束的第一预定功率水平和针对该dut仿真的该第一波束的第一预定时间延迟；

将该第一波束的该第一预定功率水平和该第一波束的该第一预定时间延迟施加于第一组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从该dut的角度获得该第一波束的仿真特性，以及

通过有线连接将该第一波束的该仿真特性从该处理器发送到该dut。

2.实施方案1的测试装置，

其中该测试装置包括网络仿真器。

3.实施方案1的测试装置，

其中通过该有线连接发送该第一波束的该仿真特性来代替无线地发射该第一波束。

4.实施方案1的测试装置，

其中通过该有线连接将该第一波束的该仿真特性直接发送到该dut的天线端口，以仿真在由连接到该dut的该天线端口接收时该dut的该第一波束的特性。

5.实施方案1的测试装置，

其中用于测试该dut的该指令包括该dut的天线的仿真类型。

6.实施方案1的测试装置，

其中用于测试该dut的该指令包括该dut的天线和该测试装置的天线的仿真相对定向。

7.实施方案1的测试装置，

其中用于测试该dut的该指令包括以可配置模式仿真多个波束以用于测试该dut。

8.实施方案7的测试装置，

其中该存储器存储该多个波束中的每一个与该多个波束中的每一个的对应的预定功率水平和时间延迟之间的对应关系。

9.实施方案1的测试装置，

其中用于测试该dut的该指令指定该第一波束，并且

其中该存储器存储该第一波束与该第一波束的该第一预定功率水平和该第一预定时间延迟之间的对应关系。

10.实施方案1的测试装置，

其中当由该处理器执行时，该指令进一步使该测试装置执行包括以下步骤的过程：

从该存储器并且基于接收到的用于测试该dut的指令，获得针对该dut仿真的第二波束的第二预定功率水平和针对该dut仿真的该第二波束的第二预定时间延迟，以及

将该第二波束的该第二预定功率水平和该第二波束的该第二预定时间延迟施加于第二组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从该dut的该角度获得该第二波束的仿真特性，以及

通过该有线连接将该第二波束的该仿真特性从该测试装置发送到该dut。

11.实施方案10的测试装置，其进一步包括：

循环前缀正交频分复用发射机，

其中该第一波束和该第二波束被仿真为源自该循环前缀正交频分复用发射机。

12.实施方案11的测试装置，

其中该第一波束和该第二波束中的每一个对应于不同的循环前缀正交频分复用子载波。

13.实施方案11的测试装置，

其中该第一波束和该第二波束中的每一个对应于不同的循环前缀正交频分复用符号。

14.实施方案1的测试装置，

其中该dut包括经由模拟波束成形进行通信的基站。

15.实施方案1的测试装置，

其中当由该处理器执行时，该指令进一步使该测试装置执行包括以下步骤的过程：

将该时间延迟施加为相位旋转，该相位旋转基于该仿真波束的波束模型中的子载波位置而改变；以及

对该波束模型执行快速逆向傅立叶变换(ifft)以获得变换的波束模型，在该变换的波束模型中，该相位旋转被转换为时域中的循环时移。

16.一种用于对施加于待测试装置(dut)的模拟波束进行仿真的网络仿真器，该网络仿真器包括：

存储指令的存储器；

执行该指令的处理器，以及

发射机，该发射机将波束的仿真特性发送到该dut，

其中当由该处理器执行时，该指令使该网络仿真器执行包括以下步骤的过程：

从该存储器并且基于接收到的用于测试该dut的指令，获得针对该dut仿真的该波束的预定功率水平和针对该dut仿真的该第一的预定时间延迟；

将该波束的该预定功率水平和该波束的该预定时间延迟施加于一组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从该dut的角度获得该波束的仿真特性，以及

经由该发射机通过有线连接将该波束的该仿真特性从该网络仿真器发送到该dut。

17.一种用于对施加于待测试装置(dut)的模拟波束进行仿真的方法，其包括：

从该测试装置的存储器并且基于接收到的用于测试该dut的指令获得针对该dut仿真的该第一波束的第一预定功率水平和第一预定时间延迟；

将该第一波束的该预定功率水平和该预定时间延迟施加于第一组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从该dut的角度获得该第一波束的仿真特性，以及

通过有线连接将该第一波束的该仿真特性从该测试装置发送到该dut。

18.实施方案17的方法，其进一步包括：

从该存储器并且基于接收到的用于测试该dut的指令获得针对该dut仿真的第二波束的第二预定功率水平和第二预定时间延迟；

将该第二波束的该第二预定功率水平和该第二预定时间延迟施加于第二组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从该dut的该角度获得该第二波束的仿真特性，以及

通过该有线连接将该第二波束的该仿真特性从该测试装置发送到该dut。

附图说明

当与附图一起阅读时，从以下的详细说明可以最好地理解以下实施方案。需要强调的是，各个特征不一定都是按照比例绘制的。事实上，为了清楚讨论，可任意增大或减小尺寸。在适用和实际的情况下，相同的附图标记表示相同的元件。

图1a展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的系统概览。

图1b展示了根据代表性实施方案的图1a用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的系统概览中的测试装置和dut的细节。

图2展示了根据代表性实施方案的用于操作cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真中的测试的流程图。

图3a展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的示例性系统。

图3b展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的另一个示例性系统。

图4展示了根据代表性实施方案的包括用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的指令集的示例性通用计算机系统。

图5展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的测试装置或网络仿真器的内部操作。

图6展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的测试装置或网络仿真器的附加内部操作。

具体实施方式

在下文的详细说明中，出于解释而非限制的目的阐述了公开具体细节的代表性实施方案，以更全面地理解根据本教导的实施方案。可以省略对已知系统、装置、材料、操作方法和制造方法的描述以避免模糊对代表性实施方案的描述。尽管如此，在本领域一般技术人员的知识范围内的系统、装置、材料和方法也在本教导的范围内，并且可以根据代表性实施方案使用。应理解的是，本文所使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的且不意图为限制性的。所定义的术语附加于在本教导的技术领域中通常理解和接受的所定义术语的技术和科学含义之上。

将理解的是，虽然可以在本文中使用术语第一、第二、第三等以描述各种元件或部件，但是这些元件或部件不应受这些术语限制。这些术语仅仅用于区分一个元件或部件与另一个元件或部件。因此，下文讨论的第一元件或部件可以被称为第二元件或部件而不脱离本发明构思的教导。

本文所用术语仅出于描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如在本说明书和所附的权利要求书中所使用的，术语的单数形式“一个/种(a、an)”和“该”旨在包括单数和复数形式，除非上下文另有明确规定。另外，术语“包括(comprises和/或comprising)”和/或类似术语，当在本说明书中使用时，指定存在所陈述的特征、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、元件、部件，和/或其组。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任何一个和所有组合。

除非另有说明，否则当元件或部件被称为“连接到”、“耦合到”或“邻近于”另一个元件或部件时，将理解的是，该元件或部件可以直接连接或耦合到该另一个元件或部件，或者可以存在介入元件或部件。即，这些和类似术语包含可以采用一个或多个中间元件或部件来连接两个元件或部件的情况。然而，当元件或部件被认为“直接连接”到另一个元件或部件时，这仅仅包含两个元件或部件彼此连接而没有任何中间或介入元件或部件的情况。

鉴于前述内容，本公开文本因而通过其各个方面、实施方案和/或具体特征或子部件中的一个或多个旨在呈现出如下具体指出的一个或多个优点。出于解释而非限制的目的阐述了公开具体细节的示例性实施方案，以更全面地理解根据本教导的实施方案。然而，脱离本文公开的具体细节的与本公开文本一致的其他实施方案仍在所附权利要求书的范围内。另外，已知的装置和方法在此不在赘述，以免影响对示例性实施方案的说明。这样的方法和设备在本公开文本的范围内。

如下所述，将模拟波束成形测试能力提供给使用循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)进行发射的测试装置。如本文中所使用的，术语“循环前缀”意味着将符号的最后样本的副本作为前缀插入每个符号之前，因为这有助于消除符号间干扰(isi)并且将信道脉冲响应的效果转换为循环卷积运算。数字通信中的符号是表示整数位数的脉冲或音调。ofdm是用作数字多载波调制方案的频分复用(fdm)方案，该方案通过在同一单个信道内使用多个子载波来扩展单个子载波调制的概念。子载波是被调制以发送信息的射频载波的频带。在ofdm中，紧密间隔的正交子载波被并行发射，并且每一个子载波都用常规的数字调制方案(诸如spsk、16qam等)进行调制，并且在cp-ofdm中，循环前缀(cp)提供用于保护符号之间的频带的周期性重复的信息区间。将符号的初始部分复制并且插入符号的末尾。换句话说，将符号中的信息的初始部分复制到每个符号的末尾，并且这允许接收机识别每个符号的终点并消除在其他情况下已知在符号之间发生的干扰，即，isi。

图1a展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的系统概览。在图1a中，测试装置110通过有线连接120连接到dut130。dut130可以是将被具体配置为使用高级天线进行无线通信但是如本文所述通过有线连接120进行测试(与ota测试相反)的设备的原型。该测试是将涉及高级天线的无线通信的模拟，但是用于无线通信的波束的仿真特性通过有线连接120从测试装置110发送到dut130。

有线连接120使用电线(wire)(例如，电缆(cable))将测试装置110连接到dut130。有线连接120可以是或者包括铜或光纤。有线连接120的例子包括5类电缆和6类电缆，其中每一种电缆都是用于以太网的双绞线电缆。

在模拟波束成形(即，无线)发射方案中，使用将发射能量聚焦在接收机上的辐射图来执行发射和接收两者。出于测试目的，从(例如，从图1a中的dut130的)接收机的角度来看，所接收的信号是发射和接收辐射图的效果的组合。假定信道带宽大于信号带宽使得信号的所有频率分量都经历相同幅度的衰落，则每个波束的信道可以仅由两个参数(即，功率增益和波束延迟)来近似表示。

测试装置110与dut130之间的功率增益将始终是从测试装置110无线地发射到dut130的信号的损失。功率增益是从测试装置110发射的输出功率的水平与由dut130接收的输入功率的水平的比率。从dut130得到的功率增益是发射辐射图增益gt(θtx)和接收辐射图增益grx(θrx)的组合，其中θtx和θrx是来自发射机和接收机的波束的到达角。例如，θtx可以是水平面与穿过发射波束的体积中心的波束之间的角度差，而θrx可以是水平面与穿过接收波束的体积中心的波束之间的角度差。由dut130得到的组合增益由等式(1)表达如下：

g(θtx,θrx)＝gt(θtx)·grx(θrx)(1)

波束延迟是从信息从测试装置110发送时到由dut130接收信息时的时间延迟。波束延迟将反映从测试装置110到dut130的距离以及携带信息的信号的速度，即，单位时间的距离。任意的例子是，在相距500英尺的装置之间以10英尺/秒的速度携带的信息将在50秒内(即，500英尺/50秒(10英尺/秒))到达目标装置。从测试装置110发射到dut130的延迟可能与从dut130发射到测试装置110的延迟不同，因为各自表示不同的信道。

图1b展示了根据代表性实施方案的图1a的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的系统概览中的测试装置110和dut130的细节。

在图1b中，测试装置110包括存储器111、处理器112、cp-ofdm发射机118(其可以包括信号发生器)以及天线端口119。dut130包括存储器131、处理器132、cp-ofdm接收机138以及天线端口139。

天线端口119是测试装置110上的端口，其在相同信道条件下提供信号发射。天线端口139是dut130上的端口，其在相同信道条件下提供信号发射。例如，lte标准通常将天线端口定义为由参考信号序列区分的逻辑实体。在不涉及本文所述种类的测试的正常操作中，天线端口119、139将连接到高级天线。然而，对于根据本文描述的各种实施方案的cp-ofdm系统中的有线测试的模拟波束仿真，天线端口139通过有线连接120连接到天线端口119。

测试装置110使用cp-ofdm发射机118来调制波束特性。由处理器112从存储器111中检索波束特性，并且将该波束特性提供给cp-ofdm发射机118以进行调制。存储器111可以存储与波束标识特有的相关波束特性相关联的波束标识，诸如名称等。在不考虑调制的简化模型中，来自测试装置110的所发射的信号(在本文指定为x[n])具有指定为β的波束增益和指定为n0的波束延迟，并且在dut130处作为y[n]接收，其等于β·x[n-n0]。提供给测试装置110用于在仿真中测试dut130的指令可以包括波束标识，以及测试信息，诸如用于仿真的dut130的高级天线的类型，以及测试装置110和dut130这两者的高级天线的定向。dut130的高级天线的类型可以用于指定高级天线的阵列中的天线的数量和布置，或者用作高级天线的单个天线中的辐射天线元件的数量和布置，尽管每种类型的高级天线的细节可以预先配置为用于在本文描述的仿真中进行测试。类似地，诸如当测试环境类似于消声室固定时，测试装置110与dut130之间的定向可以是固定的，尽管本文所述的仿真不需要消声室。

考虑到cp-ofdm发射机118的调制，dut130在有线连接120上通过天线端口139从测试装置110接收经调制的信号。下面参考图5详细地解释cp-ofdm发射机118的调制。cp-ofdm接收机138分析所接收的经调制的信号，并且可以解调经调制的信号以直接获得波束特性。然而，所接收的经调制的信号也可以在没有解调的情况下被提供给处理器132(诸如当处理器132要处理经调制的信号时)，就如同经调制的信号在被天线接收时正在经受初始处理。处理器132根据存储在存储器131中的指令来处理来自cp-ofdm接收机138的经调制或解调的信号。处理器132的处理可能涉及在正常操作中处理dut130的波束特性的算法。换句话说，根据本公开文本的一方面，可以将来自模拟波束仿真的波束特性提供给处理器132以使用算法进行处理，并且可以通过对从测试装置110接收的信号的波束特性测试该算法来测试dut130，而不需要在测试装置110与dut130之间通过空中传输传播无线信令。

图2展示了根据代表性实施方案的用于操作cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真中的测试的流程图。

在s210处，波束名称与存储器111中的波束增益和波束延迟相关联。波束名称具体与测试中的波束增益和波束延迟相关，并且可能涉及多个测试，这些测试设置并且确认波束与波束增益和波束延迟之间的相关性。存储器111可以存储数千组波束名称、波束增益和波束延迟，其中的每一组都反映测试装置110的高级天线的不同配置中的对应波束的具体测试。

在s220处，接收用于测试dut130的指令。该指令包括与具体波束对应的波束名称。该指令可以由测试装置110从dut130接收，但也可以从包括存储器装置(诸如便携式存储棒)的另一个来源接收。该指令还可以包括用于仿真的dut130的高级天线的类型以及测试装置110和dut130两者的高级天线的定向。

在s230处，测试过程开始于对于与波束对应的所接收的波束名称从存储器111获得预定波束增益和预定波束延迟。在s240处，将波束增益和波束延迟施加于子载波和cp-ofdm符号，并且在s240处使用该波束增益和波束延迟以从dut130方面获得波束的仿真特性。然后在s260处将仿真特性通过有线连接从测试装置110发送到dut130，即，不产生波束并确认波束的特性。通过有线连接120发送的信号从dut130方面反映了波束的仿真特性，使得波束的仿真特性不一定作为数据发送。当然，仿真特性也可以由通过有线连接120发送的信号作为数据来携带，而不仅仅作为通过有线连接120发送的信号的特性来携带。

在s270处，测试装置110确定是否要对附加波束进行仿真，并且当没有剩余波束要仿真时，该过程在s280处结束。当仍要对附加波束进行仿真时，该过程返回到s230，并且为下一个波束获得下一组波束增益和波束延迟。重复从s230到s270的过程直到没有剩余的波束要进行仿真。

使用上面的解释，模拟波束成形发射和接收的模型对于解释可以如何实施用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真是有用的。在这样的模型中，如果使用一个以上的波束，则在dut130处接收的信号将是每个波束接收机/发射机对的效果的组合。组合的效果可以被简化为每个发射/接收波束的不同增益和延迟。该模型适用于dut130与测试装置110之间的有线连接，但是不适用于无线信道，因为无线信道的效果必然会被引入该模型并且需要修改。

根据所描述的模型，在dut130处接收到的信号可以使用先前在上面引入的等式(2)来表征，其中y[n]是在dut130处接收的信号，x[n]是发射的信号，β是波束增益，并且n0是波束延迟：

[n]＝β·x[n-n0](2)

因为发射是基于cp-ofdm的，所以如果延迟n0与循环前缀长度相比较小，则可以通过使用离散傅立叶变换(dft)性质将延迟近似表示为循环延迟。

因为本文描述的用于有线装置测试的模拟波束仿真使用cp-ofdm，所以可以使用dft性质来描述与如上所述的相同的波束模型，只是在频域中。波束模型可以在进行ifft之前的频域中描述。可以将延迟作为复平面中的旋转来施加，其取决于子载波位置和延迟本身。该相位旋转将在施加ifft之后转换为循环时移。另外，由于dft的线性性质，时域中的波束增益可以作为频域中的相同增益进行施加。

频率区段是cp-ofdm发射系统中的每个子载波。在波束延迟与循环前缀相比较小的假设下，可以使用如等式(3)的dft性质来书写频率区段xk,l的表达式：

在等式(3)中，k是ifft子载波指数；l是cp-ofdm符号指数；βl是cp-ofdm符号l的波束增益；n0(l)是cp-ofdm符号l和子载波k的波束延迟，nfft是fft大小，ak,l是子载波k和ofdm符号l的经调制的符号，并且xk,l是在施加所描述的波束模型之后对子载波k和ofdm符号l进行ifft处理和cp插入的频率区段。

与在常规波束成形中将波束施加于时域信号相比，本文描述的波束仿真的实施在每个cp-ofdm符号和子载波中在频域中执行。这允许对每个cp-ofdm符号和子载波施加不同的波束增益和波束延迟。下面将参考图5和6来描述该操作的实施。

上述模型通过考虑用于cp-ofdm符号l的波束增益βl和用于cp-ofdm符号l和子载波k的波束延迟n0(l)来仿真不同的发射和接收波束在dut的天线端口处的效果。波束发射信道被结合作为测试装置110的一部分，该测试装置实施本公开文本中描述的模拟波束成形仿真方法作为其功能的一部分。

通过有线连接120发送的信号的仿真特性是在测试期间已经被识别、确认、确定或以其他方式获得的模拟波束的预定特性。特性可以包括增益和延迟，并且对于可以从测试装置110发射的每个不同的波束以及对于测试装置110与dut130之间的相对定位而变化。测试装置110可以经由高级天线发射数千个不同的波束。在高级天线的每种不同配置的测试下，在对该高级天线的样本进行广泛测试期间确定并确认预定的特性。结果是，当要针对每种配置测试dut130时，每种配置和波束的预期功率增益和时间延迟是已知的。广泛的预测试使得测试装置110能够通过有线连接120向dut130提供仿真特性，避免了从测试装置110发出无线信号并读取dut130处的无线信号的需要。

图3a展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的另一个示例性系统。在图3a中，移动电话仿真器310代替图1a中的测试装置110。基站330代替图1a中的dut130。图1a中的有线连接120与图3a中的有线连接120相同。

移动电话仿真器310是一种测试装置110，并且被配置为对在两个不同装置之间提供无线通信的网络的行为进行仿真。作为例子，作为测试装置110的移动电话仿真器310可以模仿与诸如作为dut130的智能电话330等移动装置进行无线通信的基站。

基站330是位于蜂窝电话系统中的蜂窝小区(cell)中心的设备，并且中继来自或通向无线用户装置的通信。在图3a中，基站330可以是大规模生产之前正在测试的原型。在使用中，基站330可以用于在即将到来的5g标准下实施通信，并且还可以经由诸如光纤电缆等宽带电缆连接到因特网。

基站330仅仅表示dut130，并且还可以使用本文描述的cp-ofdm系统中的有线测试来测试具有高级天线的其他通信装置。可以用作dut130的其他装置包括用户移动装置、除基站之外的内部网络装置、无线路由器、要安装在包括军用车辆等车辆中的通信装置、以及其他类似的通信装置。

图3b展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的另一个示例性系统。在图3b中，网络仿真器311代替图1a中的测试装置110。移动电话331代替图1a中的dut130。图1a中的有线连接120与图3b中的有线连接120相同。

网络仿真器311是一种测试装置110，并且被配置为对在两个不同装置之间提供无线通信的网络的行为进行仿真。作为例子，作为测试装置110的网络仿真器311可以模仿与诸如作为dut130的移动电话331等移动装置进行无线通信的基站。

移动电话331是蜂窝电话系统中的末端无线用户装置，并且与诸如图3a中的基站330等集中式中继器进行通信。在图3b中，移动电话331可以是大规模生产之前正在测试的原型。移动电话331仅仅表示dut130。在使用中，移动电话331可以用于在即将到来的5g标准下实施通信，并且还可以经由诸如光纤电缆等宽带电缆连接到因特网。

图4展示了根据代表性实施方案的包括用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的指令集的示例性通用计算机系统。图4是通用计算机系统400的说明性实施方案，在该计算机系统上可以实施用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的方法。计算机系统400可以包括指令集，该指令集可以被执行以使计算机系统400执行本文公开的方法或基于计算机的功能中的任何一个或多个。计算机系统400可以充当独立(standalone)装置，或者可以例如使用网络401连接到其他计算机系统或外围装置。

在联网部署中，计算机系统400可以在服务器的能力之内操作或者充当服务器-客户端用户网络环境中的客户端用户计算机，或者充当对等(或分布式)网络环境中的对等计算机系统。计算机系统400也可以被实施为或结合到各种装置中，诸如测试装置110或移动电话仿真器310、网络仿真器311、固定计算机、移动计算机、个人计算机(pc)、膝上型计算机、平板计算机、无线智能电话、或者能够(按顺序或以其他方式)执行指令集的机器，该指令集指定要由该机器采取的动作。计算机系统400可以被结合为装置或结合在该装置中，该装置进而是在包括附加装置的集成系统中。在实施方案中，计算机系统400可以使用提供语音、视频或数据通信的电子装置来实施。此外，虽然展示了单个计算机系统400，但是术语“系统”也应理解为包括单独或联合地执行一个或多个指令集以执行一个或多个计算机功能的系统或子系统的任何集合。

如图4中所展示，计算机系统400包括处理器410。用于计算机系统400的处理器410是有形的和非瞬态的。如本文所使用，术语“非瞬态的”不应被解释为状态的永恒特性，而应被解释为将持续一段时间的状态的特性。术语“非瞬态的”具体反对(disavow)短暂的特性，诸如载波或信号或只在任何时间任何地方瞬时存在的其他形式的特性。处理器是制品和/或机器部件。用于计算机系统400的处理器410被配置为执行软件指令以执行如本文的各种实施方案中描述的功能。用于计算机系统400的处理器410可以是通用处理器，或者可以是专用集成电路(asic)的一部分。用于计算机系统400的处理器410还可以是微处理器、微计算机、处理器芯片、布置(arrangement)控制器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、状态机或可编程逻辑装置。用于计算机系统400的处理器410也可以是逻辑电路，包括可编程门阵列(pga)，诸如现场可编程门阵列(fpga)，或者包括离散门和/或晶体管逻辑的另一种电路。用于计算机系统400的处理器410可以是中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)或者这两者。此外，本文描述的任何处理器都可以包括多处理器、并行处理器或者这两者。多处理器可以被包括在单个装置或多个装置中或者耦合到单个装置或多个装置。

此外，计算机系统400包括主存储器420和静态存储器430，该存储器可以经由总线408彼此通信。本文描述的存储器是可以存储数据和可执行指令的有形存储介质，而在存储指令的时间期间是非瞬态的。如本文所使用，术语“非瞬态的”不应被解释为状态的永恒特性，而应被解释为将持续一段时间的状态的特性。术语“非瞬态的”具体反对短暂的特性，诸如载波或信号或只在任何时间任何地方瞬时存在的其他形式的特性。本文描述的存储器是制品和/或机器部件。本文描述的存储器是可以由计算机读取数据和可执行指令的计算机可读介质。如本文所述的存储器可以是随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、磁带、光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)、软盘、蓝光光盘或本领域已知的任何其他形式的存储介质。存储器可以是易失性或非易失性的、安全的和/或加密的、不安全的和/或未加密的。

如所示，计算机系统400可以进一步包括视频显示单元450，诸如液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)、平板显示器、固态显示器或阴极射线管(crt)。另外，计算机系统400可以包括输入装置460(诸如键盘/虚拟键盘或触敏输入屏幕或具有语音识别的语音输入)，以及光标控制装置470(诸如鼠标或触敏输入屏幕或触控板)。计算机系统400还可以包括磁盘驱动单元480、诸如扬声器或遥控器等信号生成装置490，以及网络接口装置440。

在如图4中所描绘的实施方案中，磁盘驱动单元480可以包括计算机可读介质482，其中可以嵌入一个或多个指令集484，例如，软件。可以从计算机可读介质482读取指令集484。此外，指令484在由处理器执行时可用于执行如本文所述的方法和过程中的一个或多个。在实施方案中，指令484在由计算机系统400执行期间可以完全或至少部分地驻留在主存储器420、静态存储器430和/或处理器410内。

在替代实施方案中，专用硬件实施方案(诸如专用集成电路(asic)、可编程逻辑阵列和其他硬件部件)可以被构造为实施本文描述的一种或多种方法。本文描述的一个或多个实施方案可以使用具有相关控制和数据信号的两个或更多个特定的互连的硬件模块或装置来实施功能，这些相关控制和数据信号可以在模块之间和通过模块传送。相应地，本公开文本包含软件、固件和硬件实施方案。本申请中的任何内容都不应被解释为仅用软件而不用硬件(诸如有形的非瞬态处理器和/或存储器)来实施。

根据本公开文本的各种实施方案，可以使用执行软件程序的硬件计算机系统来实施本文描述的方法。此外，在示例性、非限制性实施方案中，实施可以包括分布式处理、部件/对象分布式处理和并行处理。虚拟计算机系统处理可以被构造为实施如本文所述的方法或功能中的一个或多个，并且本文描述的处理器可以用于支持虚拟处理环境。

本公开文本预期包括计算机可读介质482，其包括指令484或者响应于所传播的信号而接收并执行指令484；使得连接到网络401的装置可以通过网络401传送语音、视频或数据。此外，可以经由网络接口装置440通过网络401发射或接收指令484。

图5展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的测试装置或网络仿真器的内部操作。波束仿真的实施在每个cp-ofdm符号中在频域中进行。如图5中所示，在进行ifft之前，通过向经调制的符号施加相移，波束延迟将被施加于频域中的每个子载波。同样在进行ifft之前，波束增益将被施加于频域中的每个子载波。相位旋转表示变换的时间延迟，并且基于仿真波束的波束模型中的子载波位置而改变。时间延迟可以通过快速逆向傅立叶变换(ifft)从相位旋转中导出，该ifft用在ofdm通信的发射机中。

在图5中，输入xk,l是用于对子载波k和ofdm符号l进行ifft处理和cp插入的频率区段。因此，505处的输入xk在频域而不在时域中，并且在进行ifft之前，在频域中施加在510处施加的延迟和在515处施加的增益。如前所述，延迟可以作为取决于子载波位置的旋转而施加。该相位旋转可以在施加ifft之后转换为循环时移。在520处，cp-ofdm发射机118施加iffp和循环前缀，并且在525处从测试装置110输出反映dut130的视点的输出信号。

图6展示了根据代表性实施方案的用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的测试装置或网络仿真器的附加内部操作。在图6中，示出了管理方案，其中不同的波束被赋予不同的标识，诸如名称，并且与相关波束增益和波束延迟一起存储在存储器中。以此方式，可以向测试装置110、移动电话仿真器310或网络仿真器311提供波束标识，并且可以使用波束标识来获得与波束标识对应的模拟波束的波束增益和波束延迟。该管理方案减少了配置开销(overhead)，而不会失去可配置性。测试装置110/移动电话仿真器310/网络仿真器311的模拟波束成形管理被写入测试装置110、移动电话仿真器310或网络仿真器311中的存储器131中，并且将被用于对在整个测试中使用的所有模拟波束进行仿真。每个模拟波束由一对增益/延迟值定义。测试装置110/移动电话仿真器310/网络仿真器311将为每个波束分配波束标识符。

类似于图5中所示的实施方案，对于图6，输入xk是用于对子载波k进行ifft处理和cp插入的频率区段。因此，605处的输入xk在频域中而不在时域中。在图6中，诸如由处理器112将波束id660施加于存储器111，以便获得由测试装置110在频域中施加的波束增益615和波束延迟610。在620处的输出将是仿真特定波束的相同信号，从dut130/基站330的角度来看(例如，在理想条件下)如同是由高级天线接收的。如所有其他实施方案所述，cp-ofdm发射机118施加ifft和cp以便生成仿真信号y[n]。

存储器111中的波束标识和特性的示例布置如下表所示：

在图6中，当在测试装置110/移动电话仿真器310中配置cp-ofdm符号中的每个子载波时，将仅提供波束标识符而不提供所有波束的全部增益/延迟参数集。每个cp-ofdm符号和子载波将提供一个波束标识符。当测试装置110/移动电话仿真器310/网络仿真器311施加该配置时，波束标识符被分析并且用于从先前写入的存储器中读取实际增益/延迟值。测试装置110/移动电话仿真器310/网络仿真器311然后将实际增益/延迟值施加于如本文所述的波束成形仿真。

因此，用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真能够通过使用dut130与测试装置110之间的有线连接120来实现用于模拟波束成形的简化的测试架构。本公开文本可以与具有模拟波束成形功能的任何适当的cp-ofdm发射系统一起使用，并且相对于没有模拟波束成形的发射系统，将几乎不造成复杂度增加。执行波束仿真所需的任何额外操作都可以被引入在数字信号处理链中，并且允许降低测试设备的成本和实现复杂性两者。

cp-ofdm系统中的有线装置测试可以对波束成形参数、cp-ofdm系统中每个子载波的不同波束的仿真、每个cp-ofdm符号中的不同波束的仿真以及实施时资源的总体高效使用提供改进的控制。

模拟波束仿真在cp-ofdm系统中用于有线测试的一个潜在用途是用于正考虑制造的原型。原型可以被提供为dut130，并且具体地被配置使得有线连接120直接连接到天线端口139。以此方式，本文描述的仿真可用于提供与如果在测试期间使用高级天线来接收和/或发射模拟波束时原型将会从高级天线接收的波束特性相同的波束特性。用作dut130的原型然后可以对波束特性运行过程，并且可以监测由dut130运行的过程以确保过程正确操作。本文描述的用于测试模拟波束成形的高效机制将通过使用有线连接120以在仿真中提供波束的特性来减少在时间和金钱两方面的测试成本而有益于行业。该仿真可以用于快速或甚至批量提供波束，使得可以与预期的高级天线用于无线测试的方式相同的方式对原型装置进行测试。

虽然已经参考若干示例性实施方案描述了用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真，但是应理解的是，已经使用的词语是描述和展示的词语，而不是限制性的词语。如目前陈述和修改的那样，可以在所附权利要求书的范围内进行改变，而不会在各方面偏离用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真的范围和精神。虽然已经参考特定装置、材料和实施方案描述了用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真，但是用于cp-ofdm系统中的有线装置测试的模拟波束仿真不旨在限于所公开的细节；而是在cp-ofdm系统中用于有线装置测试的模拟波束仿真扩展到诸如在所附权利要求书的范围内的所有功能上等效的结构、方法和用途。

例如，模拟波束成形是5g无线通信标准(例如，nr和5g以前的标准)所考虑的最重要的技术和发射方案之一。可以在适当情况下可以对本公开文本的教导做出在最终5g标准与此教导不相容情况下所需的修改。

虽然本说明书描述了可以在特定实施方案中参考特定标准和协议来实施的部件和功能，但是本公开文本不限于这些标准和协议。例如，诸如cp-ofdm等标准和协议表示现有技术的例子。这些标准和协议周期性地被具有基本相同功能的更高效的等效物取代。因此，具有相同或类似功能的替代标准和协议被认为是其等效物。

本文描述的实施例的图示旨在提供对各种实施方案的结构的一般理解。这些图示不旨在用作对本文描述的本公开文本的所有元件和特征的完整描述。在阅读本公开文本后，许多其他实施方案对于本领域技术人员来说可能是显而易见的。可利用其他实施方案并从本公开文本中导出其他实施方案，使得在不脱离本公开文本的范围的情况下进行结构和逻辑上的替换和改变。另外，图示仅仅是代表性的，而可能不是按比例绘制的。图示中的某些比例可能被夸大，而其他比例可能被最小化。因此，本公开文本和图被认为是说明性的而不是限制性的。

仅仅为了方便起见，本公开文本中的一个或多个实施方案可以单独地和/或共同地由术语“本发明”来提及，而不旨在将本申请的范围自愿地限制于任何特定的发明或发明构思。此外，虽然在本文中已经展示和描述了具体实施方案，但是应明白的是，被设计为实现相同或类似目的的任何后续布置(arrangement)可以替换所示的具体实施方案。本公开文本旨在覆盖各种实施方案的任何和所有随后的修改或变化。本领域技术人员在检视说明书后将明白上述实施方案以及在本文中未具体描述的其他实施方案的组合。

根据本公开文本的一个方面，用于对施加于dut(dut)的模拟波束进行仿真的测试装置包括存储器和处理器。存储器存储指令。处理器执行指令。当由处理器执行时，该指令使测试装置执行过程。该过程包括从该存储器并且基于接收到的用于测试dut的指令，获得针对dut仿真的第一波束的第一预定功率水平和针对dut仿真的第一波束的第一预定时间延迟。该过程还包括将第一波束的第一预定功率水平和第一波束的第一预定时间延迟施加于第一组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从dut的角度获得第一波束的仿真特性。该过程还包括通过有线连接将第一波束的仿真特性从处理器发送到dut。

根据本公开文本的另一个方面，该测试装置包括网络仿真器。

根据本公开文本的又一方面，通过有线连接发送第一波束的仿真特性来代替无线地发射第一波束。

根据本公开文本的再一方面，通过有线连接将第一波束的仿真特性直接发送到dut的天线端口，以仿真在由连接到dut的天线端口接收时dut的第一波束的特性。

根据本公开文本的另一个方面，用于测试dut的指令包括dut的天线的仿真类型。

根据本公开文本的又一方面，用于测试dut的指令包括dut的天线和网络仿真器的天线的仿真相对定向。

根据本公开文本的再一方面，用于测试dut的指令包括以可配置模式仿真多个波束以用于测试dut。

根据本公开文本的另一个方面，存储器存储多个波束中的每一个与多个波束中的每一个的对应的预定功率水平和时间延迟之间的对应关系。

根据本公开文本的又一方面，用于测试dut的指令指定第一波束。存储器存储第一波束与第一波束的第一预定功率水平和第一预定时间延迟之间的对应关系。

根据本公开文本的再一方面，当由处理器执行时，该指令进一步使测试装置执行包括如下步骤的过程：从存储器并且基于接收到的用于测试dut的指令而获得针对dut仿真的第二波束的第二预定功率水平和针对dut仿真的第二波束的预定时间延迟。该过程还包括将第二波束的第二预定功率水平和第二波束的第二预定时间延迟施加于第二组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从dut的角度获得第二波束的仿真特性。该过程此外包括通过有线连接将第二波束的仿真特性从测试装置发送到dut。

根据本公开文本的另一个方面，测试装置还包括循环前缀正交频分复用发射机。将第一波束和第二波束仿真为源自循环前缀正交频分复用发射机。

根据本公开文本的又一方面，第一波束和第二波束中的每一个对应于不同的循环前缀正交频分复用子载波。

根据本公开文本的再一方面，第一波束和第二波束中的每一个对应于不同的循环前缀正交频分复用符号。

根据本公开文本的另一个方面，dut包括经由模拟波束成形进行通信的基站。

根据本公开文本的又一方面，当由处理器执行时，该指令还使测试装置执行包括以下步骤的过程：将时间延迟作为相位旋转施加，该相位旋转基于仿真波束的波束模型中的子载波位置而改变，并且对波束模型执行快速逆向傅立叶变换(ifft)以获得变换的波束模型，在该变换的波束模型中，相位旋转被转换为时域中的循环时移。

根据本公开文本的一个方面，网络仿真器包括存储器、处理器和发射机。存储器存储指令。处理器执行指令。发射机将第一波束的仿真特性从网络仿真器发射到dut。当由处理器执行时，该指令使网络仿真器执行过程。该过程包括从该存储器并且基于接收到的用于测试dut的指令，获得针对dut仿真的第一波束的第一预定功率水平和针对dut仿真的第一波束的第一预定时间延迟。该过程还包括将第一波束的预定功率水平和第一波束的预定时间延迟施加于第一组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从dut的角度获得第一波束的仿真特性。该过程此外包括通过有线连接将第一波束的仿真特性从测试装置发送到dut。

根据本公开文本的一个方面，一种用于对施加于dut的模拟波束进行仿真的方法包括将第一波束的仿真特性从测试装置发射到dut。基于接收到的用于测试dut的指令，从测试装置的存储器获得针对dut仿真的第一波束的第一预定功率水平和针对dut仿真的第一波束的第一预定时间延迟。将第一波束的预定功率水平和第一波束的预定时间延迟施加于第一组子载波和循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)符号以从dut的角度获得第一波束的仿真特性。通过有线连接将第一波束的仿真特性从测试装置发送到dut。

本公开文本的摘要是为了符合37c.f.r.§1.72(b)而提供，并且在提交时所理解是，该摘要将不会用来解释或限制权利要求书的范围或含义。另外，在前述发明详述中，出于简化本公开文本的目的，可以将各种特征分组到一起或在单一实施方案中描述。本公开文本不应解释为反映所要求保护的实施方案需要使用比每一权利要求中明确叙述的特征更多的特征。而是，如所附权利要求书反映，本发明的主题可以针对少于所公开的任一实施方案的所有特征。因此，将所附权利要求书结合到发明详述中，其中每一权利要求独立地定义单独要求保护的主题。

提供对所公开的实施方案的先前描述是为了使得本领域任何技术人员能够实践本公开文本中描述的概念。因而，以上公开的主题应被认为是说明性的而非限制性的，并且所附权利要求书旨在覆盖落入本公开文本的真实精神和范围内的所有这样的修改、增强和其他实施方案。因此，在法律允许的最大范围内，本公开文本的范围将由以下权利要求书及其等效物的最广可允许的解释来确定，并且不应被前述详细描述限制或限定。