MIMO无线终端性能的暗室多探头测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种MIMO无线终端性能的暗室多探头测试系统，该系统包括环、两个及以上的探头、信道仿真器、基站模拟器，探头分布在环上，信道仿真器的每个物理通道连接探头的一个极化，基站模拟器与信道仿真器连接。本实用新型专利技术的测试原理为从发射机或基站模拟器产生的测试信号通过无线信道仿真器，无线信道仿真器根据预先定义的信道模型来模拟无线信道；随后该信号在信道仿真器内部进行分离，并分配到暗室内的各个探头，各自独立地辐射进入暗室；最后是辐射的多路信号在暗室中心空间合成，并在被测设备周围产生所需要的无线信道环境。本实用新型专利技术模拟出现实中复杂的无线环境，保证测量的准确性，能够测量到终端在真实环境下的性能表现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种测量MM0无线终端性能的暗室多 探头测试系统。
技术介绍
MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多 个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通 信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发 射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通 信的核心技术。 为了满足无线通讯系统对更高数据率的要求，IEEE802.llac及4G-LTE等先进的 无线通信技术均采用了多入多出（MIMO,Multiple-InputMultiple-Output)如图2所示。 MHTO运用空时编码，通过利用信道的空域资源使系统容量（反应为吞吐率或下载速率）得 到大幅提高，而技术上的复杂性也给MM0设备的验证测试方法带来挑战。如图1所示，在 真实的通讯环境中存在多径、干扰信号影响。所以为了评估MM0设备的性能，必须将信道 模型在实验室中进行真实的复现。传统的0TA测试方案无法实现真实通信环境的干扰、多 径的信道模型的模拟，从而无法精确甄别M頂0设备的性能表现。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种MM0无线终端性能的暗室多探头测试系统。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下所述：一种MM0无线终端性能的 暗室多探头测试系统，其特征在于，该系统包括环、两个及以上的探头、信道仿真器、基站模 拟器，探头分布在环上，信道仿真器的每个物理通道连接探头的一个极化，基站模拟器与信 道仿真器连接。所述探头上可使用仪器添加噪声。 本专利技术的测试原理为从发射机或基站模拟器产生的测试信号通过无线信道仿真 器，无线信道仿真器根据预先定义的信道模型来模拟无线信道；随后该信号在信道仿真器 内部进行分离，并分配到暗室内的各个探头，各自独立地辐射进入暗室；最后是辐射的多路 信号在暗室中心空间合成，并在被测设备周围产生所需要的无线信道环境。 本系统的信道建模原理如，对于一个由n根发射天线Ntx与m根接收天线Mrx组 成的NtxXMrx线性时变MM0系统中，输入与输出之间的冲击响应矩阵为 其中： Hi(t,T)=ffNtx?Mrx?H (2) (1) Hi(t，T)表示收发端中t根径的冲击响应矩阵，Ntx是表示发射天线增益的矩 阵，Nrx表示接收天线增益矩阵，H表示空口矩阵。 所述的发射和接收取决于测试时信号的传输方向，但基于天线的互异性，Ntx也 可以被认为是接收天线增益。因此（2)可改写为： Hi(t,x)= / /N?M?H 其中N和M表示被测物的天线增益矩阵和测量系统的天线增益矩阵。 带入表达式1，可得（3) H(t，t) =N' ?M' ?B (3) 这里N'和M'分别表示被测物的无线性能和测量系统的天线增益。 在测试之前需要对系统路径校准，标准天线放置于暗室中心，使用网络分析仪进 行测量不同通道信号（即多径的测量）的到达角、极化方向、幅度和相位，获得校准矩阵M'。 再将校准矩阵M'添加到系统中对被测MIM0设备测量，将校准矩阵M'带入（3)的冲击响应 矩阵可得： H(t,X) =Nr ?Br (4) 这里的B'表示除去被测物外本身对整个通信贡献后的所有路径的合集。 得到MM0系统中输入端与输出端的关系。校准矩阵M'被补偿入信道仿真器。使 用基站模拟器测量经过了模拟物理通道后的MM0设备性能，由于信道仿真器所模拟的信 道为已知，即B'为已知。结合左右表达式推断出被测MM0设备测试其吞吐量、功率和灵敏 度N'。 进行MM0接收性能测试时，被测设备需要在水平面内进行旋转，在不同的朝向上 进行下行吞吐量测试，得到M(M> = 1)条吞吐量曲线其中M取决于旋转的步长。测试结束 后，需要对M条吞吐量曲线进行平均，得到一条平均吞吐量曲线，平均吞吐量为： 综上所述，本系统能模拟M頂0测试所需的干扰、多径环境。因此能甄别出M頂0设 备的性能。 根据上述结构的本专利技术，其有益效果在于，本专利技术是通过围绕被测设备的天线探 头及相关射频器件来制造空域衰落的特性，由于没有进行预衰落，探头数量的多寡决定了 所合成信道模型重建的优劣。因此环上的探头数目越多，所拥有的物理通道数越多，模拟的 信道环境越接近现实，测量的准确性更高。本专利技术模拟出现实中复杂的无线环境，保证测量 的准确性，能够测量到终端在真实环境下的性能表现。【附图说明】 下面结合附图以及实施例对本专利技术做进一步的说明。 图1为系统能模拟M頂0测试所需的干扰、多径环境示意图； 图2为M頂0信道通信原理示意图； 图3为本专利技术网络分析仪信道校准系统连接示意图； 图4为本专利技术系统的仪器连接示意图；图5为本专利技术系统路径校准时系统设备连接示意图； 图6为本专利技术探头示意图。【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。 如图4所示，其中1为电脑，2为基站模拟器，3为信道仿真器，4为暗室，5为电机 控制（MotionControl)。本专利技术中电脑对基站模拟器、信道仿真器和MotionControl连接 并对基站模拟器和信道仿真器参数进行设置，基站模拟器连接信道仿真器，信道仿真器连 接暗室且信道仿真器中的每一个通道连接暗室中探头的一个极化（极化a、极化b)(如图6 所不），暗室连接基站t吴拟器。 本系统的测试过程为：在进行测试之前，需要对系统路径进行系统路径校准，系统 路径校准时系统设备连接如图5所示。网络分析仪连接信道仿真器，信道仿真器连接到暗 室中，标准天线放在暗室中心。使用网络分析仪对各个通道进行测试，获取校准矩阵M'。 再将系统设备如图4所示进行连接，对MM0测试设备进行测试。此时的测试是已 经添加校准矩阵进行测试。利用电脑软件对基站模拟器和信道仿真器进行参数的设置，信 号从基站模拟器传输到信道仿真器，在信号仿真器中将发射信号进行分离，分离的信号进 入暗室，在暗室中心空间合成，形成测试所需的环境。将校准矩阵M'带入测试后，信道仿真 仪所模拟的信道表示除去被测物外的所有路径的合集B'。所以基站模拟器能测试出经过了 模拟物理通道后被测M頂0设备的吞吐量、功率和灵敏度。 本系统信道仿真器需要定期用网络分析仪进行校准，校准示例如图3所示，网络 分析仪连接信道仿真器，信道仿真器连接到暗室中，标准天线放在暗室中心。网络分析仪向 信道仿真器发送信号，对信道仿真器的各个通道进行校准，保证信道仿真仪中信道一致。【主权项】1. 一种MMO无线终端性能的暗室多探头测试系统，其特征在于，该系统包括环、两个 及以上的探头、信道仿真器、基站模拟器，探头分布在环上，信道仿真器的每个物理通道连 接探头的一个极化，基站模拟器与信道仿真器连接。【专利摘要】本技术公开了一种MIMO无线终端性能的暗室多探头测试系统，该系统包括环、两个及以上的探头、信道仿真器、基站模拟器，探头分布在环上，信道仿真器的每个物理通道连接探头的一个极化，基站模拟器与信道仿真器连接。本技术的测试原理为从发射机或基站模拟器产生的测试信号通过无线信道仿真器，无线信道仿真器根据预先定义的信道模型来模拟无线信道；随后该信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MIMO无线终端性能的暗室多探头测试系统，其特征在于，该系统包括环、两个及以上的探头、信道仿真器、基站模拟器，探头分布在环上，信道仿真器的每个物理通道连接探头的一个极化，基站模拟器与信道仿真器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奕铭，
申请(专利权)人：陈奕铭，
类型：新型
国别省市：广东;44