[發明專利]MIMO無線終端的無線性能測試方法

有效

• 申請號: 201210508842.9
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103856272B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 于偉;漆一宏
• 申請（專利權）人: 深圳市通用測試系統有限公司
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/327;H04B17/15;H04B17/29;H04B7/0413
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種MIMO無線終端的無線測試方法。

背景技術

第四代移動通信系統(4G)的標準(LTE，Long Term Evolution)為了滿足高數據率和高系統容量方面的需求，支持上下行應用MIMO(Multiple Input Multiple Output，多個發射天線和多個接收天線)。其中，上行MIMO包括空間復用和傳輸分集，基本配置是l發2收，并支持更高階的天線配置擴展；下行MIMO包括空間復用、波束成形以及傳輸分集，基本天線配置是2發2收，最大支持虛擬4發4收。與之前的SISO(Single Input Single Output)移動通信系統相比，LTE所采用的MIMO系統有很多的技術優勢，包括在衰落環境下能夠達到更高的傳輸數據率、通信可靠性的提高等。如果多天線技術只用于發射端，而接收端采用單個天線，則稱為多入單出通信系統(MISO，Multiple Input Single Output)；如果多天線技術只用于接收端，而發射端采用單個天線，則稱為單入多出系統(SIMO，Single Input Multiple Output)。如果收發兩端都采用多天線技術，則稱為多入多出系統MIMO，如圖1所示。根據信號處理方法的不同，MIMO天線系統可以有兩種方式，智能天線和空間多路復用?？臻g多路復用的方式下，每個發射天線發送獨立的數據碼流，理論上一個N×N的MIMO系統，數據傳輸速率可以達到SISO系統的N倍。但是MIMO通信系統的實際傳輸數據率，取決于很多實際因素，除了空間傳播環境以外，MIMO終端的性能對于傳輸速率有很重要的影響。

MIMO終端能否達到實際性能(例如數據傳輸的吞吐率)取決于很多因素，包括射頻方面的靈敏度失真、基帶處理、無線傳播環境和天線性能等，當然其中無線傳播環境、終端天線性能、終端的靈敏度失真起很大的作用。MIMO終端的OTA(OTA，Over The Air)測試方案，提供了一種在受控環境下評估、測試MIMO終端性能的方法和測試系統。MIMO終端的OTA測試，既是移動運營商檢驗移動終端性能、發放終端入網許可證的依據，也是終端廠商在研發、質量控制過程中的技術手段。因此，在移動運營商的大力推動下，MIMO終端的無線性能測試受到工業界、學術界的廣泛重視。

SISO終端的OTA測試方案，其模擬實現的受控環境是自由空間傳播環境，在自由空間傳播環境下，測試被測終端的收發性能，后來加入了使用者手持、靠近人頭等模式。與SISO中的OTA測試不同，MIMO終端的OTA測試評估，必須引入和實現MIMO信道模型，這里的挑戰在于如何模擬真實的無線傳播環境，使得OTA測試系統的測試評估結果能夠反映真實環境下實際效果。

目前主要有3類方法包括:混響暗室法、兩階段法和多探頭法。上述三種方法各有優缺點。

(1)混響暗室法采用無吸波材料的混響暗室，優點是吞吐率測試速度快，但是能夠模擬的信道模型受局限，也不能測試被測件天線方向圖信息(天線的方向圖信息在終端的研發過程中很重要)，混響暗室法基于其設計原理，無法獲得對研發非常重要的天線方向圖，應用受到限制。

(2)多探頭法采用多個環繞在被測件周圍的天線(例如16個)和信道模擬器一起，實現MIMO信道的模擬，是一種直觀的方法，但是系統造價非常高、系統校準復雜。如圖2所示。

(3)如圖3所示，原始的兩階段法，測量過程分為兩個階段。

第一階段(Stage 1)：采用傳統的SISO測試系統測量被測件的多個天線方向圖信息，測試方法遵循3GPP TS 34.114(見參考文獻1)的要求。其中，具有多個天線的被測件，被放置在全波暗室中，測得每個天線的方向圖信息(幅值和相位)。

第二階段(Stage 2)：將Stage 1中測得的被測件天線方向圖信息，融合進MIMO信道模型。信道模擬器的輸出，通過電纜用傳導的方式輸入到MIMO接收機的輸入端口。