用于射频环境模拟的分布式系统技术方案

本发明专利技术涉及用于射频环境模拟的分布式系统。公开了一种用于测量待测装置的方法和系统。在一些实施例中，系统包括：仿真器核心，该仿真器核心位于测试室外部的中心位置处，该仿真器核心配置为在至少一个接收到的信号和至少一个传输信号中的每一个中引入减损以产生数字受损信号，以及以下装置中的至少一个，该装置位于测试室内部的远程位置处，针对与待测装置(DUT)通信的多根天线中的每一根：发射器，该发射器配置为将数字受损信号转换为模拟RF信号；以及接收器，接收器配置为将接收到的模拟RF信号转换为待由所述仿真器核心进行减损以产生受损信号的接收到的信号。

【技术实现步骤摘要】
用于射频环境模拟的分布式系统分案申请本申请为申请号201710601833.7、申请日2017年7月21日、题为“用于射频环境模拟的分布式系统”的分案申请。优先权本专利申请要求于2016年7月28日在美国专利局提交的美国专利申请序列号15/221,959的优先权。
本公开涉及一种用于仿真射频(RF)通信系统中的信道的方法和系统，该射频(RF)通信系统包括在微波和毫米波频率范围中操作的系统。
技术介绍
美国专利第8,331,869号描述了用于利用多根天线对无线装置进行空中性能测试的系统和方法。称为边界阵列系统的这类系统会再现辐射近场环境，该辐射近场环境对于测试空间中的装置而言，犹如该辐射近场环境源于远场并且具有所选择的仿真环境的多径特性一样。图1是用于对待测装置(DUT)22进行测试的典型多输入多输出(MIMO)边界阵列配置10，示出了在无线通信测试仪16通过空间信道仿真器18和放大器20得以连接的电波暗室14中的边界阵列天线12。可以将分路器28插在无线通信测试仪16与空间信道仿真器18之间。一些配置要求同时使多个单独的信道仿真器同步以产生足够的输出信道，以驱动在室中的所有天线元件。图1的测试配置通常用于对DUT22的接收器性能进行评估。当DUT22是蜂窝电话时，例如，图1的测试配置将对从基站到移动电话的下行信号进行评估。当DUT22是基站时，例如，图1的测试配置将对从移动电话到基站的上行信号进行评估。为了简单起见，本文中将DUT接收器测试配置称为下行链路，并且将DUT传输测试配置称为上行链路。为了简单起见，图1的配置是单向的。还采用了双向系统。待测装置(DUT)22位于在电波暗室14的测试空间内的定位器(诸如，转盘)上，该电波暗室14通过RF吸收器内衬墙、地板和天花板与电波暗室14外部的环境隔离。天线12的阵列在各个方向上向DUT辐射电磁能(无线电波)。通过空间信道仿真器18对来自天线12中的每一根天线的辐射信号施加了各种减损(延迟扩展、多普勒、干扰等)以对真实世界环境中的多径衰落进行模拟。通过将接收到的信号数字化的一个或者多个空间信道仿真器18对从无线通信测试仪16接收的信号引入各种减损。空间信道仿真器18对接收的数字化信号的幅度进行延迟和加权。更具体地，空间信道仿真器18可以添加典型辐射通信路径中常见的多径延迟、延迟扩展、衰落、干扰、和其它减损，并且然后将结果转换为模拟信号并将结果上变频为射频RF。因此，空间信道仿真器18的每一个输出可以是根据信道模型定义延迟和加权的输入信号的多个副本的总和，并且将基于对DUT22或中间反射器的相对运动进行建模的运动定义及时变化。还可以通过相对运动来引入多普勒频移。还可以通过添加加性白高斯噪声(AWGN)或者其它噪声以及通过注入特定干扰信号来引入干扰。此处将由信道仿真器进行仿真的全部信道效应统称为减损。在典型配置中，空间信道仿真器18的输入的数量可以与空间信道仿真器18的输出的数量不同。可以将分路器28插在无线通信测试仪16与空间信道仿真器18之间。功率放大器20对空间信道仿真器18的各个输出进行放大并且使其在通常由电缆提供的路径上指向天线12。空间信道仿真器对多个信道进行仿真，各个信道与不同的天线12相关联。需要在空间信道仿真器18与天线12之间进行放大以产生待由下行链路上的DUT接收的足够辐射功率，并将从DUT接收的弱信号放大至高于上行链路上的信道仿真器的接收器灵敏度。无线通信测试仪16对与DUT相对的无线电链路的一端进行仿真。上行链路是信号从DUT22传播到无线通信测试仪16的路径(在图1中未示出这些路径)。无线通信测试仪根据DUT的通信协议生成信号。例如，无线通信测试仪16可以生成针对长期演进(LTE)信令被格式化的传输信号，并且可以从DUT接收针对LTE信令同样被格式化的信号。无线通信测试仪16可以采用其它通信协议，诸如，Wi-Fi。还示出了耦合至低噪声放大器(LNA)的通信天线24，低噪声放大器(LNA)连接至无线通信测试仪16。该通信天线24的目的是在DUT与通信测试仪之间提供交替、未衰落且可能的低损耗通信路径，以便在DUT上测试与度量无关的信号(例如，接收器灵敏度测试期间的数字错误率的闭环反馈)以维持完整的通信链路。图2是RF信道仿真器18的一个示例的实施方式，RF信道仿真器18包括围绕数字信号处理信道仿真器核心34的仿真器接收器(矢量信号分析器)30和仿真器发射器(矢量信号生成器)32。在信道仿真器核心中，可以对各个信号进行减损并且将其添加至其它信号以产生受损信号，从而对在空中传播、被诸如建筑物等障碍物反射、以及以不同幅度和相位到达DUT的一个或者多个信号的效应进行模拟。还可以由信道仿真器核心34来引入多普勒频移。图3示出了仿真器接收器30的常见组件。低噪声放大器36接收可能具有低SNR的RF信号，并且对RF信号进行放大且可选地，将放大的RF信号传递至包括可变增益放大器38的另一放大级。在利用来自本地振荡器(LO)42的LO信号在混频器40中对放大的RF信号进行下变频以产生由滤波器44进行滤波且可能由放大器46进一步放大的中频或者基带信号。放大器46的信号输出是模拟信号，该模拟信号可被模数转换器(ADC)48转换为数字信号。图4示出了仿真器发射器32的常见组件，包括：数模转换器(DAC)50、滤波器52、放大器54。通过这些组件的信号可以处于基带或者处于中频。然后所述信号与来自LO58的本地振荡器信号在混频器56中混合。混频器的输出是可以由可变增益放大器(VGA)60进一步放大的RF信号。图5是位于无线通信测试仪16与DUT22之间的单个仿真下行信道。(为了方便起见，我们将图5中的传播方向称为下行方向)。在下行链路中，无线通信测试仪16生成待由无线装置DUT22在空中接收的传输信号。通过信号路由62a将来自无线通信测试仪的传输信号路由至空间信道仿真器18a，该信号路由62a可以是，例如，同轴电缆和将使得能够切换至校准路径或者其它测试路径(未示出)以根据需要灵活改变配置的开关。应注意，在无线通信测试仪16与空间信道仿真器18之间可以存在任何数量的RF路径以便进行多输入多输出(MIMO)或者分集测试，所有这些RF路径组合成空间信道仿真器18的输出处的每一个天线元件的单个RF路径。空间信道仿真器18a复制从通信测试仪16接收到的每一个信号，以不同方式对各个副本进行减损，并且组合受损副本以产生信道的受损信号。应注意，所应用的减损可以对多路径效应以及多普勒频移和其它与时间和频率相关的效应进行模拟。由空间信道仿真器18a输出的受损信号是通过信号路由62b耦合至放大器64以待放大的RF信号。通过信号路由62c将放大器64的输出路由至天线12的电波暗室14。天线12将受损信号辐射到待测装置22。应注意，由信号路由(此处统称为信号路由62)携带的信号是RF信号，因此，可能出现重大的损耗。图6是位于DUT22与无线通信测试仪16之间的单个仿真下行信道。(为了方便起见，我们将图6的传播方向称为上行方向)。天线12接收由DUT22辐射的信号，天线12将电磁辐射(无线电波)转换为由低噪声放大器(LNA)36进行放大的RF信号。通过信号路由62d将LNA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁测量系统，配置为在室中测试待测装置DUT，所述系统包括：室；室内的多根天线；在室内的、针对多根天线中的每一天线的以下装置：通信测试仪，其配置为生成至少一个传输信号；第一仿真器核心，其配置为在至少一个传输信号中的每一个中引入减损以产生第一受损信号和第二受损信号；以及第一发射器，其配置为将第一受损信号转换为待由天线根据第一极化传输的第一射频RF信号；第二发射器，其配置为将第二受损信号转换为待由天线根据第二极化传输的第二RF信号。

【技术特征摘要】
2016.07.28 US 15/221,9591.一种电磁测量系统，配置为在室中测试待测装置DUT，所述系统包括：室；室内的多根天线；在室内的、针对多根天线中的每一天线的以下装置：通信测试仪，其配置为生成至少一个传输信号；第一仿真器核心，其配置为在至少一个传输信号中的每一个中引入减损以产生第一受损信号和第二受损信号；以及第一发射器，其配置为将第一受损信号转换为待由天线根据第一极化传输的第一射频RF信号；第二发射器，其配置为将第二受损信号转换为待由天线根据第二极化传输的第二RF信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，针对多根天线中的每一天线，所述第一发射器和第二发射器包括将受损信号从数字形式转换为模拟形式的数模转换器。3.根据权利要求1所述的系统，其中每根天线包括一对正交极化的天线元件。4.根据权利要求1所述的系统，减损包括振幅加权和时移中的至少一个。5.根据权利要求1所述的系统，室为电波暗室和混响室中的一个。6.根据权利要求1所述的系统，在室内，针对多根天线中的每一天线，所述系统还包括：第一接收器，其配置为根据第一极化从天线接收第一RF信号并且将该接收到的第一RF信号转换为第一下变频信号；第二接收器，其配置为根据第二极化从天线接收第二RF信号并且将来自天线的第二RF信号转换为第二下变频信号；第二仿真器核心，其配置为在第一下变频信号和第二下变频信号的至少一个副本中的每一个中引入减损以产生至少一个输出信号；以及所述通信测试仪，其配置为接收并且处理至少一个输出信号。7.一种电磁测量系统，用于在室中测试待测装置DUT，在室内，针对至少一个仿真信道中的每一个，所述系统包括：第一接收器，其配置为根据第一极化从天线接收第一RF信号并且将该接收到的第一RF信号转换为第一下变频信号；第二接收器，其配置为根据第二极化从天线接收第二RF信号并且将来自天线的第二RF信号转换为第二下变频信号；第一仿真器核心，其用于在第一下变频信号和第二下变频信号的至少一个副本中的每一个中引入不同的延迟扩展以产生至少一个输出信号；以及通信测试仪，其用于接收并且处理至少一个输出信号。8.根据权利要求7所述的系统，在室内，针对多根天线中的每一天线，所述系统还包括：所述通信测试仪，其配置为生成至少一个传输信号；所述第一仿真核心，其配置为在至少一个传输信号中的每一个中引入减损以产生第一受损信号和第二受损信号；以及第一发射器，其配置为将第一受损信号转换为待由天线根据第一极化传输的第一射频RF信号；第二发射器，其配置为将第二受损信号转换为待由天线根据第二极化传输的第二RF信号。9.一种电磁测量系统，配置为测试待测装置(DUT)，所述系统包括：紧邻多根天线中的每一根的以下装置：无线通信测试仪，其配置为进行以下操作中的至少其中之一：生成并且传输通...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·D·福格利，
申请(专利权)人：美国电磁兼容测试系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US