MIMO无线终端的无线性能测试方法技术

本发明专利技术提供了一种MIMO无线终端的无线性能测试方法，所述被测MIMO无线终端具有多个天线，被测MIMO无线终端放置于微波暗室中，所述方法包括以下步骤：获得所述MIMO被测无线终端的多个天线的天线方向图信息；根据所述被测MIMO无线终端的天线方向图信息获得测试用发射信号；将所述测试用发射信号馈入至微波暗室的多个测量天线之中，并通过所述测量天线向所述无线终端发射以对所述无线终端进行测试。本发明专利技术可以保持被测无线终端的真实工作状态的优势，保证测量准确性、便捷性，增加了测量模式的灵活性，并且实现简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
MIMO无线终端的无线性能测试方法
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种MIMO无线终端的无线测试方法。
技术介绍
第四代移动通信系统(4G)的标准(LTE，LongTermEvolution)为了满足高数据率和高系统容量方面的需求，支持上下行应用MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多个发射天线和多个接收天线)。其中，上行MIMO包括空间复用和传输分集，基本配置是l发2收，并支持更高阶的天线配置扩展；下行MIMO包括空间复用、波束成形以及传输分集，基本天线配置是2发2收，最大支持虚拟4发4收。与之前的SISO(SingleInputSingleOutput)移动通信系统相比，LTE所采用的MIMO系统有很多的技术优势，包括在衰落环境下能够达到更高的传输数据率、通信可靠性的提高等。如果多天线技术只用于发射端，而接收端采用单个天线，则称为多入单出通信系统(MISO，MultipleInputSingleOutput)；如果多天线技术只用于接收端，而发射端采用单个天线，则称为单入多出系统(SIMO，SingleInputMultipleOutput)。如果收发两端都采用多天线技术，则称为多入多出系统MIMO，如图1所示。根据信号处理方法的不同，MIMO天线系统可以有两种方式，智能天线和空间多路复用。空间多路复用的方式下，每个发射天线发送独立的数据码流，理论上一个N×N的MIMO系统，数据传输速率可以达到SISO系统的N倍。但是MIMO通信系统的实际传输数据率，取决于很多实际因素，除了空间传播环境以外，MIMO终端的性能对于传输速率有很重要的影响。MIMO终端能否达到实际性能(例如数据传输的吞吐率)取决于很多因素，包括射频方面的灵敏度失真、基带处理、无线传播环境和天线性能等，当然其中无线传播环境、终端天线性能、终端的灵敏度失真起很大的作用。MIMO终端的OTA(OTA，OverTheAir)测试方案，提供了一种在受控环境下评估、测试MIMO终端性能的方法和测试系统。MIMO终端的OTA测试，既是移动运营商检验移动终端性能、发放终端入网许可证的依据，也是终端厂商在研发、质量控制过程中的技术手段。因此，在移动运营商的大力推动下，MIMO终端的无线性能测试受到工业界、学术界的广泛重视。SISO终端的OTA测试方案，其模拟实现的受控环境是自由空间传播环境，在自由空间传播环境下，测试被测终端的收发性能，后来加入了使用者手持、靠近人头等模式。与SISO中的OTA测试不同，MIMO终端的OTA测试评估，必须引入和实现MIMO信道模型，这里的挑战在于如何模拟真实的无线传播环境，使得OTA测试系统的测试评估结果能够反映真实环境下实际效果。目前主要有3类方法包括:混响暗室法、两阶段法和多探头法。上述三种方法各有优缺点。(1)混响暗室法采用无吸波材料的混响暗室，优点是吞吐率测试速度快，但是能够模拟的信道模型受局限，也不能测试被测件天线方向图信息(天线的方向图信息在终端的研发过程中很重要)，混响暗室法基于其设计原理，无法获得对研发非常重要的天线方向图，应用受到限制。(2)多探头法采用多个环绕在被测件周围的天线(例如16个)和信道模拟器一起，实现MIMO信道的模拟，是一种直观的方法，但是系统造价非常高、系统校准复杂。如图2所示。(3)如图3所示，原始的两阶段法，测量过程分为两个阶段。第一阶段(Stage1)：采用传统的SISO测试系统测量被测件的多个天线方向图信息，测试方法遵循3GPPTS34.114(见参考文献1)的要求。其中，具有多个天线的被测件，被放置在全波暗室中，测得每个天线的方向图信息(幅值和相位)。第二阶段(Stage2)：将Stage1中测得的被测件天线方向图信息，融合进MIMO信道模型。信道模拟器的输出，通过电缆用传导的方式输入到MIMO接收机的输入端口。与多探头MIMO测量相比，两步法的优点在于，通过将测得的被测件天线方向图信息融合到空间传播信道模型，并用信道模拟器来产生测试，避免了采用很多测量天线的复杂性，大大降低了测试系统的成本；测试被测件天线方向图，可以采用传统的SISO暗室，增加吞吐率测试仅仅是在第二步增加测试仪器的投入，测试系统的升级改造费用低；用基站模拟器和信道模拟器一起来产生测试信号，具有很好的灵活性，并且如果被测件天线方向图不变，仅仅评估不同的MIMO空间信道模型，那么就不用重复第一阶段的测试，效率高；最后，两步法的测试可以提供被测件天线方向图信息，这是MIMO无线终端研发所需的重要信息。然而，系统配置上较为简化的两步法具有非常明显的不足，甚至是错误：首先，被测件需要用电缆和仪器连接(传导测量)，这使得第二步测量与通过无线测量获得天线矢量方向图的第一步操作在过程上被分为两个不连续的步骤，使该方法执行过程较为繁琐。更为重要的是第二阶段由于采用了传导测量改变了被测件的实际工作状态(无线到有线)，同时由于传导电缆直接连到了接收机端口(传导电缆连接到天线无法进行正常传输)，强行将被测天线排除到测量体系之外，切断了被测件产生的噪声、干扰信号通过被测件天线进入接收机的耦合途径，实际工作状态下可能存在的接收机灵敏度失真、自干扰等因素没有在测量结果中反应出来，导致了测量结果的不准确，如图4所示。最后，由于需要连接测量导线，在第二阶段的测量由于连接部位插入损耗和模式转换造成的不确定性，另外导线屏蔽不好而引入的外部噪声也会引起测量不确定性，增加了引入系统误差的可能性。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的目的在于提出一种MIMO无线终端的无线性能测试方法，该方法可以保持被测无线终端的真实工作状态的优势，并且实现简单，成本低。为实现上述目的，本专利技术的实施例提出一种MIMO无线终端的无线性能测试方法，所述被测MIMO无线终端具有多个天线，被测MIMO无线终端放置于微波暗室中，所述方法包括如下步骤：A、获得所述被测MIMO无线终端的多个天线的天线方向图信息；B、根据所述被测MIMO无线终端的天线方向图信息获得测试用发射信号；C、将所述测试用发射信号馈入至微波暗室的多个测量天线之中，并通过所述测量天线向所述无线终端发射以对所述无线终端进行测试。根据本专利技术实施例的MIMO无线终端的无线性能测试方法，能够充分利用现有SISO的OTA测试系统，系统升级改造的成本低，即使建设新的测量系统，造价也较低，测试可以得到被测无线终端的天线方向图信息，也可以进行吞吐率的测试，适合研发和最终认证测试。此外，本专利技术实施例的无线终端的测试方法可以方便的模拟不同的信道模型，灵活性高；测试吞吐率的时候，被测件不用旋转，测试时间短；吞吐率测试时，不需要电缆连接，可以保持被测无线终端的真实工作状态，从而能够评估自干扰对于被测件性能的影响。在本专利技术的一个实施例中，所述微波暗室的测量天线的个数大于或等于所述无线终端的天线的个数。进一步，本专利技术实施例的MIMO无线终端的无线性能测试方法，所述测试用发射信号与测试信号满足如下方程显示的关系，测试用发射信号MT1…MTn可以通过已经获得的测试信号S1…Sm，求解下面的方程获得：aij＝G(tx_antj,ij)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MIMO无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述被测MIMO无线终端具有多个天线，被测MIMO无线终端放置于微波暗室中，所述方法包括以下步骤：A、获得所述被测MIMO无线终端的多个天线的天线方向图信息；B、根据所述被测MIMO无线终端的天线方向图信息获得测试用发射信号；C、将所述测试用发射信号馈入至微波暗室的多个测量天线之中，并通过所述测量天线向所述无线终端发射以对所述无线终端进行测试。

【技术特征摘要】
1.一种MIMO无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述被测MIMO无线终端具有多个天线，被测MIMO无线终端放置于微波暗室中，所述方法包括以下步骤：A、获得所述被测MIMO无线终端的多个天线的天线方向图信息；B、根据所述被测MIMO无线终端的天线方向图信息与预先设定的MIMO信道传播模型融合，产生测试信号，根据所述测试信号和测量信道传递矩阵获得测试用发射信号；C、将所述测试用发射信号馈入至微波暗室的多个测量天线之中，并通过所述测量天线向所述无线终端发射以对所述无线终端进行测试。2.如权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述测试用发射信号与测试信号满足如下关系：aij＝G(tx_antj,ij)+Pij+G(rx_anti,ij),i＝1,2,...m；j＝1,2...n，其中，MT1至MTn为所述测试用发射信号，S1至Sm分别为所述测试信号，aij为第j发射天线的输入端口到第i接收天线的输出端口的路径复增益；G(tx_antj,ij)为第j发射天线指向第i接收天线方向的增益；G(rx_anti,ij)为第i接收天线朝向第j发射天线方向的增益；Pij为从第j发射天线到第i接收天线的空间路径损耗，m为无线终端的天线的个数，n为暗室里的测试天线的个数。3.如权利要求2所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述测试信号根据预设的MIMO基站发射天线方向图信息、预设的MIMO空间信道传播模型、所述天线方向图信息获得。4.如权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述微波室的测量天线的个数大于或等于所述无线终端的天线的个数。5.如权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述测试步骤C的过程中，测量天线和被测无线终端保持静止状态。6.如权利要求1-5任一项所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述测试为吞吐率测试。7.如权利要求1-5任一项所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述步骤A及所述步骤C中所使用的微波暗室相同。8.如权利要求1-5任一项所述的无线终端的无线性能测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：于伟，漆一宏，
申请(专利权)人：深圳市通用测试系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44