[發明專利]基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構及其方法

在審

• 申請號: 201911070011.6
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110708131A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 解建紅;劉景鑫;于佳成
• 申請（專利權）人: 上海創遠儀器技術股份有限公司
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/10;H04B17/13;H04B7/06
• 代理公司: 31002 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔;鄭暄

本發明涉及一種基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構，包括數模轉換器單元，用于將信道模型的數字信號轉換為模擬信號，并調節輸出功率；模擬電路模塊包括依次相連的第一濾波器、第一混頻器、第二濾波器、第二混頻器、數控衰減器和大步進衰減器，所述的模擬電路模塊還包括第一本振和第二本振。本發明還涉及一種實現基于數模分塊式的MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的方法。采用了本發明的基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構及其方法，解決了大規模MIMO信道模擬器發射機功率校準的時間太長的問題。使用本發明方法，單通道信道模擬器發射機的校準時間提升10～20倍，尤其適用于大規模MIMO的發射機功率校準。

技術領域

本發明涉及儀器測量校準技術領域，尤其涉及發射機功率測量校準領域，具體是指一種基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構及其方法。

背景技術

信道模擬器是一種模擬無線環境中路徑損耗、多徑衰落等相關特性的測試儀器，實現在實驗室驗證系統設備和終端在各種復雜場景下無線環境對系統性能影響的功能。隨著5G移動通信技術研發和產業化的快速推進，相較于4G時代MxN的多天線(如4x4)，5G MIMO信道模擬器中實時模擬的信道數將有數量級的提升(如128x4)。

在MIMO信道模擬器發射機系統中，主要包括了主控單元、基帶單元、數模轉換器單元組及發射機，其主要構成如圖1所示。其中發射機中包含了(M+N)個發射通道。

本發明數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率的快速校準主要針對多通道超外差式發射機，其主要架構框圖如圖2所示。信道模擬器發射機工作時，基帶單元將疊加了信道模型的低頻信號通過數模轉換器單元轉換為模擬中頻信號傳輸至發射機，發射機經過兩次變頻，將頻率擴展至信道模擬器支持的全頻率范圍。其中，第一級混頻為點頻中頻與點頻第一本振混頻至點頻，濾波后再與掃頻第二本振混頻至射頻輸出，射頻信號經過大動態衰減器調整至符合用戶需求的功率范圍。

信道模擬器發射功率準確度是衡量信道模擬器性能的重要指標之一，其主要取決于發射機部分的射頻電路。理論上，對不同頻率、不同功率逐一遍歷校準，可以最準確的保證信道模擬器發射機的功率準確度。然后，遍歷的是一個非常耗時間的過程，僅適用于天線數較少的信道模擬器發射機。當生產符合5G需求的MIMO信道模擬器發射機時，僅單臺信道模擬器即需要校準128+4＝132次，大批量生產時，必然不能再重復以上遍歷校準的方法。

大部分信道模擬器發射機都使用電調衰減器(Voltage Variable Attenuator，VVA)來調節通路的衰減器，即可以保證精密步進，又可以保證功率準確度。但VVA屬于模擬器件，非線性效應很嚴重，并且隨著衰減值越大，非線性效應急劇下降，對于峰均比較高的寬帶譜信號，經過VVA之后，矢量性能將惡化的非常嚴重。同時，VVA是一個負反饋環路，其穩定過程較慢，一般從一個功率調整至另一功率并穩定下來，需要us量級的時間，如此長的穩定時間不適用于信道模擬器模擬5G通信無線信道的要求。

因此，使用VVA調節并遍歷校準發射機輸出功率，存在非線性、時間長等不利因素，不再適用于支持5G通信的大規模MIMO信道模擬器發射機功率校準。在保證功率準確度和通道線性度的前提下，如何縮短大規模MIMO信道模擬器發射機功率校準時間，保障信道模擬器高效生產的問題亟待解決。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種滿足精度高、操作簡便、適用范圍廣泛的基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構及其方法。

為了實現上述目的，本發明的基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構及其方法如下：

該基于數模分塊式實現MIMO信道模擬器發射機功率快速校準的電路結構，其主要特點是，所述的電路結構包括數字電路模塊和模擬電路模塊，所述的模擬電路模塊與數字電路模塊相連接；