一种MIMO信道测量系统的制作方法

本发明涉及mimo信道测量，更具体的说是涉及一种mimo信道测量系统。

背景技术：

1、目前，随着无线技术的发展，频谱资源越来越稀缺，因此涌现出很多技术来提升数据传输速率。mimo通信技术的优势是增加单一设备的数据传输速度，同时不占用额外的频谱资源。

2、但是，但在实际应用中，现有的mimo信道测量系统发射端和接收端的天线数不对等，会造成空间资源的浪费，无法实时获得3d信道参数信息；并且由于多路信号源、多路接收机的使用导致硬件资源开销巨大。

3、因此，如何实现3d mimo信道的信道参数测量和降低硬件资源开销是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种mimo信道测量系统，采用切换的方式来实现天线阵列的多路切换，天线阵列形态支持3d维度，可用于多径3d角度信息的捕获，实现对3d mimo信道参数的准确测量。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种mimo信道测量系统，包括：上位机、阵列接收开关、阵列接收天线、阵列发射开关、阵列发射天线和数据分析模块；

4、所述上位机分别与所述阵列接收开关、所述阵列发射开关和所述数据分析模块连接，用于控制所述数据分析模块接收信号，控制所述阵列接收开关和所述阵列发射开关的通断，接收存储测试数据；

5、所述数据分析模块分别与所述阵列接收开关和所述阵列发射开关连接，用于发射接收信号、获取传输测试数据；

6、所述阵列接收开关与所述阵列接收天线连接，用于控制所述阵列接收天线的时分切换，传输接收的信号；

7、所述阵列发射开关与所述阵列发射天线连接，用于控制所述阵列发射天线的时分切换，传输发射的信号。

8、优选的，所述上位机包括：数据存储单元、逻辑控制单元和配置显示单元；

9、所述数据存储单元，用于存储所述阵列接收开关、所述阵列发射开关和所述数据分析模块的设备句柄以及控制命令，还用于存储各项设备参数和所述测试数据。

10、优选的，所述逻辑控制单元，用于配置设备参数和存储路径，与设备建立通信，以及控制设备的通断、所述阵列接收开关的切换和所述阵列发射开关的切换，还用于将所述测试数据传输至所述配置显示单元。

11、优选的，所述配置显示单元，用于配置设备路径、测试参数和天线控制，还用于接收所述测试数据并进行可视化显示。

12、优选的，所述数据分析模块采用矢量网络分析仪；

13、所述矢量网络分析仪至少包括：控制端口、接收端口和发送端口；

14、所述控制端口通过数据总线与所述上位机连接；

15、所述接收端口通过接收公共射频线与所述阵列接收开关连接；

16、所述发送端口通过发射公共射频线与所述阵列发射开关连接。

17、优选的，所述阵列接收开关包括32个接收切换支路，所述阵列发射开关包括32个发射切换支路；

18、所述接收切换支路通过接收天线射频线与所述阵列接收天线连接；

19、所述发射切换支路通过发射天线射频线与所述阵列发射天线连接。

20、优选的，所述阵列接收天线包括32个接收阵元，所述阵列发射天线包括32个发射阵元；

21、所述32个接收阵元和所述32个发射阵元结构相同，均采用上下两排排列，上下每排各有16个阵元；

22、所述32个接收切换支路与所述32个接收阵元对应连接；

23、所述32个发射切换支路与所述32个发射阵元对应连接。

24、优选的，所述16个阵元分布在正八边形八个不同方向边的贴片上；

25、所述贴片上布置有水平极化和垂直极化两个阵元。

26、优选的，任一所述发射阵元和任一所述接收阵元组成一个测试通道；

27、所述发射阵元和所述接收阵元结构相同，均包括：天线地、下层介质板、下层辐射贴片、馈电微带、端口、上层介质板和上层辐射贴片。

28、优选的，还包括：自检模块；

29、所述自检模块，用于在配置好测试参数和天线配置后自动进行测试，若测试结果无误则进入待机状态，若测试结果有误，则显示相应的错误序号和错误描述。

30、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种mimo信道测量系统，采用切换的方式来实现天线阵列的多路切换，降低对多路源、表的依赖，进而降低硬件资源开销；天线阵列形态支持3d维度，可用于多径3d角度信息的捕获，实现对3d mimo信道多径参数的准确测量，用于各类复杂场景下信道参数萃取、多径参数分析及特性研究，输出信道多径的时延，功率以及角度信息；实现时延测量范围在30-3000ns之间，时延误差满足5-25ns，天线规模大于8×8。

技术特征：

1.一种mimo信道测量系统，其特征在于，包括：上位机、阵列接收开关、阵列接收天线、阵列发射开关、阵列发射天线和数据分析模块；

2.根据权利要求1所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述上位机包括：数据存储单元、逻辑控制单元和配置显示单元；

3.根据权利要求2所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述逻辑控制单元，用于配置设备参数和存储路径，与设备建立通信，以及控制设备的通断、所述阵列接收开关的切换和所述阵列发射开关的切换，还用于将所述测试数据传输至所述配置显示单元。

4.根据权利要求2所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述配置显示单元，用于配置设备路径、测试参数和天线控制，还用于接收所述测试数据并进行可视化显示。

5.根据权利要求1所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述数据分析模块采用矢量网络分析仪；

6.根据权利要求1所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述阵列接收开关包括32个接收切换支路，所述阵列发射开关包括32个发射切换支路；

7.根据权利要求6所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述阵列接收天线包括32个接收阵元，所述阵列发射天线包括32个发射阵元；

8.根据权利要求7所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，所述16个阵元分布在正八边形八个不同方向边的贴片上；

9.根据权利要求7所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，任一所述发射阵元和任一所述接收阵元组成一个测试通道；

10.根据权利要求1所述的一种mimo信道测量系统，其特征在于，还包括：自检模块；

技术总结
本发明公开了一种MIMO信道测量系统，包括：上位机、阵列接收开关、阵列接收天线、阵列发射开关、阵列发射天线和数据分析模块；上位机分别与阵列接收开关、阵列发射开关和数据分析模块连接，用于控制数据分析模块接收信号，控制阵列接收开关和阵列发射开关的通断，接收存储测试数据；数据分析模块分别与阵列接收开关和阵列发射开关连接，用于发射接收信号、获取传输测试数据；阵列接收开关与阵列接收天线连接，用于控制阵列接收天线的时分切换，传输接收的信号；阵列发射开关与阵列发射天线连接，用于控制阵列发射天线的时分切换，传输发射的信号。实现对3D MIMO信道参数的准确测量。

技术研发人员：周鑫,武彤,沈庆飞,唐维,付超,李安香,张伟
受保护的技术使用者：中国计量科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29