[實用新型]MIMO無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520402734.2
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN204761449U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳奕銘
• 申請（專利權(quán)）人: 陳奕銘
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391
• 代理公司: 深圳市遠航專利商標事務(wù)所(普通合伙) 44276
• 代理人: 田志遠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測量MIMO無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通信的核心技術(shù)。

為了滿足無線通訊系統(tǒng)對更高數(shù)據(jù)率的要求，IEEE802.11ac及4G—LTE等先進的無線通信技術(shù)均采用了多入多出(MIMO，Multiple-InputMultiple-Output)如圖2所示。MIMO運用空時編碼，通過利用信道的空域資源使系統(tǒng)容量(反應(yīng)為吞吐率或下載速率)得到大幅提高，而技術(shù)上的復(fù)雜性也給MIMO設(shè)備的驗證測試方法帶來挑戰(zhàn)。如圖1所示，在真實的通訊環(huán)境中存在多徑、干擾信號影響。所以為了評估MIMO設(shè)備的性能，必須將信道模型在實驗室中進行真實的復(fù)現(xiàn)。傳統(tǒng)的OTA測試方案無法實現(xiàn)真實通信環(huán)境的干擾、多徑的信道模型的模擬，從而無法精確甄別MIMO設(shè)備的性能表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種MIMO無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下所述：一種MIMO無線終端性能的暗室多探頭測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括環(huán)、兩個及以上的探頭、信道仿真器、基站模擬器，探頭分布在環(huán)上，信道仿真器的每個物理通道連接探頭的一個極化，基站模擬器與信道仿真器連接。所述探頭上可使用儀器添加噪聲。

本發(fā)明的測試原理為從發(fā)射機或基站模擬器產(chǎn)生的測試信號通過無線信道仿真器，無線信道仿真器根據(jù)預(yù)先定義的信道模型來模擬無線信道；隨后該信號在信道仿真器內(nèi)部進行分離，并分配到暗室內(nèi)的各個探頭，各自獨立地輻射進入暗室；最后是輻射的多路信號在暗室中心空間合成，并在被測設(shè)備周圍產(chǎn)生所需要的無線信道環(huán)境。

本系統(tǒng)的信道建模原理如，對于一個由n根發(fā)射天線Ntx與m根接收天線Mrx組成的NtxXMrx線性時變MIMO系統(tǒng)中，輸入與輸出之間的沖擊響應(yīng)矩陣為

H(t,τ)=Σ1LHι(t,τ)]]>

其中：

Hι(t，τ)＝∫∫Ntx·Mrx·H[m*n](2)

Hι(t，τ)表示收發(fā)端中ι根徑的沖擊響應(yīng)矩陣，Ntx是表示發(fā)射天線增益的矩陣，Nrx表示接收天線增益矩陣，H[m1]表示空口矩陣。

所述的發(fā)射和接收取決于測試時信號的傳輸方向,但基于天線的互異性,Ntx也可以被認為是接收天線增益。因此(2)可改寫為：

Hι(t，τ)＝∫∫N·M·H[m*n]

其中N和M表示被測物的天線增益矩陣和測量系統(tǒng)的天線增益矩陣。

帶入表達式1，可得(3)

H(t，τ)＝N’·M’·B[m*n](3)

這里N’和M’分別表示被測物的無線性能和測量系統(tǒng)的天線增益。

在測試之前需要對系統(tǒng)路徑校準，標準天線放置于暗室中心，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進行測量不同通道信號(即多徑的測量)的到達角、極化方向、幅度和相位，獲得校準矩陣M’。再將校準矩陣M’添加到系統(tǒng)中對被測MIMO設(shè)備測量，將校準矩陣M’帶入(3)的沖擊響應(yīng)矩陣可得：

H(t，τ)＝N′·B′[m＊n](4)

這里的B’表示除去被測物外本身對整個通信貢獻后的所有路徑的合集。

得到MIMO系統(tǒng)中輸入端與輸出端的關(guān)系。校準矩陣M’被補償入信道仿真器。使用基站模擬器測量經(jīng)過了模擬物理通道后的MIMO設(shè)備性能，由于信道仿真器所模擬的信道為已知，即B’為已知。結(jié)合左右表達式推斷出被測MIMO設(shè)備測試其吞吐量、功率和靈敏度N’。