一种大规模终端模拟系统及测试方法与流程

本发明涉及移动通信设备测试技术领域，特别是涉及一种大规模终端模拟系统及测试方法。

背景技术：

通信技术发展的越来越快，相比与传统的第三代移动通信(the3rdgeneration简称“3g”)和长期演进(longtermevolution，简称“lte”)系统，目前开发的lte+和第五代移动通信(the5rdgenerationmobilenetworks简称“5g”)系统在测试方面，存在许多需要克服的问题，其中急需解决的问题是在单个技术无法完成对lte+和5g系统评估，需要大量的终端设备同时进行接入，这种情况下，使lte+和5g系统评估的操作更加困难，网络对高容量、高路量组合的反应难测量；

因此，在面对复杂的lte+和5g系统时，本领域技术人员急需研发出一种新的测试技术和设备，完成对复杂的lte+和5g系统进行性能评估。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种大规模终端模拟系统，采用终端模拟器，通过幅相矩阵使基站和终端模拟器之间形成有效的连接，完成对复杂的lte+和5g系统的性能测试。

为了解决上述问题，本发明提供了一种大规模终端模拟系统，包括：幅相矩阵、终端模拟器、时钟源和触发源；

所述幅相矩阵设有第一端口和第二端口，所述第一端口与基站的输入输出端口连接，所述第二端口与所述终端模拟器的射频端口连接，其中，所述第一端口与所述基站的输入输出端口一一对应，所述第二端口与所述终端模拟器的射频端口一一对应；

所述幅相矩阵和所述终端模拟器共同构成信道，所述幅相矩阵上设有移相模块、衰减模块或衰减移相模块中至少一个，其中，所述移相模块、所述衰减模块和所述衰减移相模块均与所述终端模拟器的射频板卡连接；

所述幅相矩阵和所述终端模拟器复用所述时钟源和所述触发源，以将所述幅相矩阵与所述信道模拟器同步工作。

进一步地，所述幅相矩阵设有m×n射频矩阵，所述m×n射频矩阵通过射频模块构建，m和n为正整数。

进一步地，所述m×n射频矩阵包括m个输入端口和n个输出端口，m和n为正整数；

每个输入端口设有一个1/n射频功分器，所述射频功分器用于将一路原始信号分为n路信号；

每个输出端口设有一个1/m射频合路器，所述射频合路器用于将m路原始信号合为一路接收信号。

进一步地，所述移相模块、所述衰减模块或所述衰减移相模块设置在1/n射频功分器和1/m射频合路器的连接通道上，m和n为正整数。

进一步地，所述移相模块、所述衰减模块或所述衰减移相模块均为可双向传输模块。

进一步地，所述m×n射频矩阵为可双向传输矩阵，m和n为正整数。

进一步地，所述m×n射频矩阵中m和n均为2ⁿ中一个，m、n和n为正整数。

进一步地，所述终端模拟器还包括数字处理模块；

所述数字处理模块与所述射频板卡连接，所述数字处理模块用于处理通过所述射频端口输入的所述接收信号。

进一步地，所述时钟源设置在所述幅相矩阵内或者所述终端模拟器内，所述时钟源用于使所述终端模拟器的时间与所述幅相矩阵的时间同步；

所述触发源设置在所述幅相矩阵内或者所述终端模拟器内，所述触发

源用于使所述终端模拟器的起始动作与所述幅相矩阵的起始动作同步。

本发明还包括了一种大规模终端模拟的测试方法，所述测试方法采用上述任意一项所述的大规模终端模拟系统，所述测试方法包括如下步骤：

接收到时钟源和触发源的控制信号；

根据所述时钟源和所述触发源的控制信号，控制所述幅相矩阵和所述终端模拟器开始同步工作；

通过所述幅相矩阵将所述基站发出的原始信号转换成接收信号，并将所述接收信号发送至所述终端模拟器内，其中，在所述终端模拟器内，通过所述数字处模块对所述接收信号进行相应处理；或者，通过所述幅相矩阵将所述终端模拟器发出的原始信号转换成接收信号，并将所述接收信号发送至所述基站内。

由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1)本发明的一种大规模终端模拟系统及测试方法，采用终端模拟器，能够满足多个终端的接入，模拟出更加真实的场景，完成对复杂的lte+和5g系统的性能测试，简化了测试的困难性；

2)本发明的一种大规模终端模拟系统及测试方法，采用终端模拟器，通过幅相矩阵使基站和终端模拟器之间形成有效的连接。

3)本发明的一种大规模终端模拟系统及测试方法，通过时间源和触发源，使终端模拟器的时间和起始动作，与幅相矩阵之间的时间和起始动作同步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的一种大规模终端模拟系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的其他形式的大规模终端模拟系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的其他形式的大规模终端模拟系统的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的幅相矩阵的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的幅相矩的结构示意图；

图6是本发明实施例三提供的幅相矩的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种大规模终端模拟的测试方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例一

本实施例一提供一种大规模终端模拟系统，如图1所示，包括：幅相矩阵、终端模拟器、时钟源和触发源；

所述幅相矩阵设有第一端口和第二端口，所述第一端口与基站的输入输出端口连接，所述第二端口与所述终端模拟器的射频端口连接，其中，所述第一端口与所述基站的输入输出端口一一对应，所述第二端口与所述终端模拟器的射频端口一一对应；

所述幅相矩阵和所述终端模拟器共同构成信道，所述幅相矩阵上设有移相模块、衰减模块或衰减移相模块中至少一个，其中，所述移相模块、所述衰减模块和所述衰减移相模块均与所述终端模拟器的射频板卡连接；

所述幅相矩阵和所述终端模拟器复用所述时钟源和所述触发源，以将所述幅相矩阵与所述信道模拟器同步工作。

进一步地，所述幅相矩阵用于接收到原始信号，并且将所述原始信号转换成接收信号进行发送。

具体地，所述终端模拟器能够发出信号和接收信号。

进一步地，所述原始信号为所述基站发出或者所述终端模拟器发出，对应的接收信号由所述基站发出或者所述终端模拟器发出原始信号转换而成。

具体地，所述幅相矩阵用于模拟基站的大规模多入多出的空口测试中的暗室与探头部分，完成由基站到终端模拟器的波束角度模拟。

具体地，所述幅相矩阵设有m×n射频矩阵，所述m×n射频矩阵通过射频模块构建，m和n为正整数。

具体地，所述m×n射频矩阵包括m个输入端口和n个输出端口，m和n为正整数，即所述第一端口为输入端口，所述第二端口为输出端口；

每个输入端口设有一个1/n射频功分器，所述射频功分器用于将一路原始信号分为n路信号；

每个输出端口设有一个1/m射频合路器，所述射频合路器用于将m路原始信号合为一路接收信号。

具体地，所述移相模块设置在1/n射频功分器和1/m射频合路器的连接通道上，m和n为正整数。

进一步地，所述移相模块为可双向传输模块。所述移相模块包括：y个射频移相器，y为正整数，所述移相模块可以调节信号的相位变化。

具体地，所述m×n射频矩阵为可双向传输矩阵，m和n为正整数。

进一步地，所述m×n射频矩阵中m和n均为2ⁿ中一个，m、n和n为正整数，例如，m为2、4、8、16、32、64、128或256，n也为2、4、8、16、32、64、128或256。

具体地，所述终端模拟器还包括数字处理模块；

所述数字处理模块与所述射频板卡连接，所述数字处理模块用于处理通过所述射频端口输入的所述接收信号。

具体地，所述系统的信息流的传输发生在所述基站和所述终端模拟器之间，所述系统的信息流的方向包括下行信息流方向和上行信息流方向；

所述下行信息流方向：所述基站发出原始信号，通过所述幅相矩阵将所述基站发出的原始信号转换成接收信号，并且将接收信号发送至所述终端模拟器；

所述上行信息流方向：所述终端模拟器发出原始信号，通过所述幅相矩阵将所述终端模拟器发出的原始信号转换成接收信号，并且将接收信号发送至所述基站。

如图4所示，本实施例的测试环境中，基站为5g基站，幅相矩阵为64×16射频矩阵，即m为64，n为16，其中，5g基站是待测的5g基站、终端模拟器用于作为配合5g基站进行测试，所述5g基站、所述64×16射频矩阵和所述终端模拟器通过射频导线进行连接，其中，所述64×16射频矩阵即内部由功分网络组成的若干条射频通道从而组成的矩阵信道，每一条射频通道都设有移相模块，所述移相模块可以独立调节的相位模块。

具体地，所述64×16射频矩阵的输入端口为a1-a64，输出端口为b1-b16；

下行信息流方向：所述5g基站发出路64原始信号，所述输入端口一侧，每个输入端口设有1/16射频功分器，将一路原始信号裂分为16路，64个输入口的64路原始信号即可裂分为总共1024，同理，所述输出端口一侧，每个输出端口设有一个1/64射频合路器，可将64路信号合为1路接收信号，所以1024路信号最后就合成了16路接收信号输出，再将合成的16路接收信号通过所述终端模拟器的射频端口传输至所述数字处理模块，形成信道，其中，原始信号和接收信号之间构成相互独立的1024路，所述数字处理模块用于处理16路接收信号，主要包括：时延、衰落、加噪声等；

上行信息流方向：所述终端模拟器的射频端口发出的16路原始信号，通过所述64×16射频矩阵的b1-b16端口，将16路原始信号转出成64路接收信号，在通过所述64×16射频矩阵的a1-a64端口传输至所述5g基站。

具体地，由于所述幅相矩阵和所述终端模拟器均有各自的主控系统，所述幅相矩阵的主控系统能够控制这些移相衰减模块或移相模块和衰减模块的移相值大小和衰减值大小，使经过射频信道的射频信息流的相位和幅度均可任意改变，进而可灵活的控制每个n口输出的波束角度和增益，完成对信道大尺度参数的调整；所述终端模拟器的主控系统能够控制信号的时延、噪声、快衰、多径等，完成对信道小尺度参数的调整，但是两套控制系统相互独立，使得所述幅相矩阵和所述终端模拟器的时间和起始动作不同步，对终端模拟器和基站的测试产生误差。

具体地，所述时钟源设置在幅相矩阵内或者终端模拟器内，所述时钟源用于使所述终端模拟器的时间与所述幅相矩阵的时间同步，其中，所述时钟源对所述幅相矩阵的波束角度和增益设置的控制，使所述终端模拟器的时间与所述幅相矩阵的时间同步；

所述触发源设置在幅相矩阵内或者终端模拟器内，所述触发源用于使

所述终端模拟器的起始动作与所述幅相矩阵的起始动作同步，所述触发源对所述终端模拟器的信道模型文件的播放或功率调节、噪声调节等，使所述终端模拟器的起始动作与所述幅相矩阵的起始动作同步；进而保障了大尺度的信道参数和小尺度的信道参数同步改变，以满足5g系统对低时延、低误差的要求。

优选地，所述时钟源和所述触发源皆设置于所述终端模拟器内，将幅相矩阵的时钟源和触发源都引用信道模拟器的时钟源和触发源。通过时钟导线(clock导线)将终端模拟器的时钟输出接口(clock-out接口)和幅相矩阵的时钟输入接口(clock-in接口)相连，用触发导线(trigger导线)将终端模拟器的触发输出接口(trigger-out接口)和幅相矩阵的触发输入接口(trigger-in接口)相连

一些可行的实施方式中，如图2所示，所述时钟源和所述触发源皆设置于所述幅相矩阵内，将信道模拟器的时钟源和触发源连接都引用幅相矩阵的时钟源和触发源。通过时钟导线(clock导线)将幅相矩阵的时钟输出接口(clock-out接口)和终端模拟器的时钟输入接口(clock-in接口)相连，用触发导线(trigger导线)将幅相矩阵的触发输出接口(trigger-out接口)和终端模拟器的触发输入接口(trigger-in接口)相连。

一些可行的实施方式中，如图3所示，所述时钟源和所述触发源分别设置于所述幅相矩阵和所述终端模拟器内，将信道模拟器的时钟源和触发源连接都引用幅相矩阵的时钟源和触发源。通过时钟导线(clock导线)将幅相矩阵的时钟输出接口(clock-out接口)和终端模拟器的时钟输入接口(clock-in接口)相连，用触发导线(trigger导线)将幅相矩阵的触发输出接口(trigger-out接口)和终端模拟器的触发输入接口(trigger-in接口)相连。

一些实施例中，由于终端模拟器可以模拟出多个相同或者不同的终端设备，所述时钟源和触发源也可以根据所述模拟器中模拟出的终端设备分别进行同步化。

一些实施例中，所述移相模块和所述射频板卡之间还设有衰减模块和/或衰减移相模块。

本实施例还提供了一种大规模终端模拟的测试方法，所述测试方法采用上述任意一项所述的大规模终端模拟系统，如图7所示，所述测试方法包括如下步骤：

s101.接收到时钟源和触发源的控制信号；

s102.根据所述时钟源和所述触发源的控制信号，控制所述幅相矩阵和所述终端模拟器开始同步工作；

s103.接收到基站发出的原始信号，通过所述幅相矩阵将所述基站发出的原始信号转换成接收信号，并将所述接收信号发送至所述终端模拟器内，其中，在所述终端模拟器内，通过所述数字处模块对所述接收信号进行相应处理；或者，通过所述幅相矩阵将所述终端模拟器发出的原始信号转换成接收信号，并将所述接收信号发送至所述基站内。

具体地，所述根据所述时钟源和所述触发源的控制信号，控制所述幅相矩阵和所述信道模拟器开始同步工作包括：

分别初始化所述幅相矩阵和所述终端模拟器；

若所述时钟源持续输出时钟信号时，判断所述触发源是否输出触发信号；

若所述触发源输出触发信号，则控制所述幅相矩阵和所述终端模拟器接收所述信道文件并开始同步工作。

本实施例一提供了一种大规模终端模拟系统及测试方法，采用终端模拟器，能够满足多个终端的接入，模拟出更加真实的场景，完成对复杂的lte+和5g系统的性能测试，简化了测试的困难性，同时通过幅相矩阵使基站和终端模拟器之间形成有效的连接，便于精确的对终端模拟器或者基站作出测试。

实施例二

本实施例二提供了一种大规模终端模拟系统及测试方法，如图5所示，与实施例一的区别在于，所述信道上设有衰减模块，所述衰减模块设置在1/n射频功分器和1/m射频合路器的连接通道上，所述衰减移块为可双向传输模块。

具体地，所述衰减移相模块包括：x个射频衰减器，x为正整数，所述衰减模块可以调节信号的衰减变化。

具体地，将所述基站发出的原始信号通过所述幅相矩阵传输至所述终端模拟器的过程与实施例一相一致，在此不再赘述。

具体地，将所述终端模拟器发出的原始信号通过所述幅相矩阵传输至所述基站的过程与实施例一相一致，在此不再赘述。

一些实施例中，所述衰减模块和所述射频板卡之间还设有移相模块和/或衰减移相模块。

具体地，所述测试方法与实施例一相，在此不再赘述。

本实施例二与实施例一的区别在于，采用衰减模块替换移相模块，在极限拉远场景下，信号相位不发生变化时，对终端模拟器和基站的性能进行测试，满足了拉远测试，同时也能够实现与实施例一相同的技术效果。

实施例三

本实施例三提供了一种大规模终端模拟系统及测试方法，如图6所示，与实施例一的区别在于，所述信道上设有衰减移相模块，所述衰减移相模块设置在1/n射频功分器和1/m射频合路器的连接通道上，所述衰减移相模块为可双向传输模块。

具体地，所述衰减移相模块包括：x个射频衰减器和y个射频移相器，x、y均为正整数，所述衰减移相模块可以同时调节信号的衰减变化和相位变化。

具体地，将所述基站发出的原始信号通过幅相矩阵传输至所述终端模拟器的过程与上述一致，在此不再赘述。

具体地，将所述终端模拟器发出的原始信号通过所述幅相矩阵传输至所述基站的过程与上述一致，在此不再赘述。

具体地，所述测试方法与实施例一相，在此不再赘述。

本实施例三与实施例一的区别在于，采用衰减移相模块替换移相模块，能够，一方面能够在极限拉远场景下，能够对终端模拟器和基站的性能进行测试，满足了拉远测试，同时在信号相位变化的情况下，还能够对终端模拟器和基站的性能进行测试，并且也能够实现与实施例一相同的技术效果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参加即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参加方法实施例的部分说明即可。

本说明书实施例并不局限于必须是符合通信标准、标准计算机数据处理和数据存储规则或本说明书一个或多个实施例所描述的情况。某些行业标准或者使用自定义方式或实施例描述的实施基础上略加修改后的实施方案也可以实现上述实施例相同、等同或相近、或变形后可预料的实施效果。应用这些修改或变形后的数据获取、存储、判断、处理方式等获取的实施例，仍然可以属于本说明书实施例的可选实施方案范围之内。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。