一种多通道射频收发器相位一致性测试平台及方法技术

本发明专利技术涉及一种多通道射频收发器相位一致性测试平台及方法，包括信号发生器、功分器、收发器、基带处理电路及多通道相位差计算模块，可测试单个收发器的多个通道的相位一致性，也可测试多个并行的收发器的各通道的相位一致性；并行的多个收发器数量取决于时钟和逻辑信号的驱动能力；对于单个收发器的多通道相位一致性测试。本发明专利技术不仅满足常见的单个收发器的多个通道的相位一致性测试，也可进行多个并行的收发器的各通道的相位一致性测试。并行的收发器的各通道的相位一致性测试。并行的收发器的各通道的相位一致性测试。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道射频收发器相位一致性测试平台及方法


[0001]本专利技术涉及一种多通道射频收发器相位一致性测试平台及方法，属于测试


技术介绍

[0002]对于宽度无线通信系统，多输入多输出(MIMO)操作和RF波束形成已被证明是有利于最大化吞吐量和高效频谱利用的技术。目前的集成器件，如多通道射频收发器，由于同时拥有多通道RX和TX能力，使得开发包含高性能高线性度集成收发器以及合成器的MIMO系统成为一项更简单的工作。
[0003]有些系统可能需要比组合多个器件更复杂的配置。对于那些独立工作没有任何数据时序调整机制的器件来说，令多个器件一起工作同时试图调谐各个器件各个通道的做法是不切实际的。要成功实现这种功能，就需要数据同步进出多个器件。
[0004]多通道射频收发器可以提供这种必要的同步机制以实现多通道系统。该器件包含用来同步基带采样时钟和数据时钟的外部控制输入和内部电路，因此支持在系统设计中利用多器件并行工作来获得一个单器件的等效性能。
[0005]多通道射频收发器电路利用基带PLL模块中的小数
‑
N综合器产生系统需要的采样时钟。通过任意符合参考时钟输入指定频率范围的参考时钟来生成ADC采样时钟、DAC采样时钟和基带数字时钟。对于要求多于两个输入和两个输出通道的MIMO系统，需要多个多通道射频收发器电路和一个公共的参考振荡器。
[0006]多通道射频收发器电路可接收外部参考时钟，并且利用一个简单的控制逻辑就可以与其他器件同步工作。SYNC_IN逻辑脉冲输入可以用于调整具有公共参考源的各个器件的数据时钟。从而实现不同器件之间的基带PLL同步，同时使整个工作过程中各个器件之间的RF相位关系保持恒定。
[0007]以上的多通道射频收发器相位一致性测试同步通道较多，参考时钟要求较高，传输数据量巨大，所需测试设备数量大且成本高。现常用的相位测量方法是使用示波器同时观察各个芯片的时钟信号来验证数据同步情况。若成功同步，各路波形将会重合。此方法需要对仪器进行多次操作，对仪器要求较高，测量结果受环境影响较大，且只能测试信号的局部相位差，无法同时测试多路信号。

技术实现思路

[0008]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种多通道射频收发器相位一致性测试平台及方法，不仅满足常见的单个收发器的多个通道的相位一致性测试，也可进行多个并行的收发器的各通道的相位一致性测试。
[0009]本专利技术解决技术的方案是：
[0010]一种多通道射频收发器相位一致性测试平台，包括信号发生器、功分器、收发器、基带处理电路及多通道相位差计算模块，
[0011]可测试单个收发器的多个通道的相位一致性，也可测试多个并行的收发器的各通道的相位一致性；并行的多个收发器数量取决于时钟和逻辑信号的驱动能力；
[0012]对于单个收发器的多通道相位一致性测试：信号发生器包括信号发生器A和信号发生器B，信号发生器A通过功分器将信号分别输入收发器的各接收通道，信号发生器B为收发器提供本振信号，收发器各通道接收后的信号数据传输至多通道相位差计算模块；
[0013]对于两个及两个以上的N个收发器相位一致性测试：信号发生器包括信号发生器A、信号发生器B和信号发生器C，收发器中设置同步控制模块，信号发生器A通过功分器分别连接至收发器的各接收通道；信号发生器B通过功分器分为N路，分别连接至收发器的本振接收通道；信号发生器C通过功分器将发出的信号分为N+1路，其中N路信号输入至收发器的锁相环，剩下的一路信号输入至基带处理电路，作为系统时钟；基带处理电路输出连接至各收发器的同步控制模块，实现多个收发器同步；N个收发器的多个通道接收到的信号数据传输至多通道相位差计算模块。
[0014]进一步的，多通道相位差计算模块，用于处理收发器多通道接收的I/Q数据，计算得到任意两个通道之间的相位差，量化反映多通道射频收发器相位一致性的性能。
[0015]进一步的，信号发生器B和信号发生器C共用同一个参考振荡器，使二者可发出同步信号。
[0016]进一步的，多通道相位差计算模块工作流程包括以下步骤：
[0017]步骤1，导入各通道的I/Q数据，将收发器接收端各通道接收到的信号数据文件转换为I数据，Q数据导入多通道相位差测试模块，截取某一时刻的信号进行数据采样或者周期性或非周期性截取多时刻信号，各时刻采样数据个数保持一致；
[0018]步骤2，对通道N的I
N
/Q
N
数据进行频谱分析，分别对每一个通道的I/Q数据组进行快速傅里叶变换；
[0019]步骤3，根据各通道每组I/Q的幅值，获得多通道间的幅度最大差值；
[0020]步骤4，处理每个通道每组I/Q数据，获得每两个通道间关联I/Q数据组；
[0021]步骤5，根据每两个通道间关联I/Q数据组值计算得到每两个通道间的相位差值。
[0022]进一步的，步骤3中，计算每一个通道的每组I/Q值的幅值，取最大值作为每一个通道的幅值abs1,abs2,
…
,absN；
[0023]得到该收发器通道间的最大增益差为：
[0024]Diff_Gain＝Max(abs1,abs2,...,absN)
‑
Min(abs1,abs2,...,absN)。
[0025]进一步的，步骤4中，获得每两个通道间关联I/Q数据组采用的方法为：对于通道a和通道b的关联I/Q数据组ddc_ab，
[0026]ddc_ab＝(I
a
+j*Q
a
).*(I
b
‑
j*Q
b
),其中,I
a
为通道a的I数据，I
b
为通道b的I数据,Q
a
为通道a的Q数据，Q
b
为通道b的Q数据，j为复数。
[0027]进一步的，步骤5中，任意两个通道a和通道b间的相位差值为Diff_Phase，
[0028][0029][0030]一种多通道射频收发器相位一致性测试方法，采用权利要求1所述的多通道射频
收发器相位一致性测试平台，具体包括如下步骤：
[0031]S1，将所有收发器的接收通道通过功分器连接到同一个信号发生器A；
[0032]S2，将所有收发器的本振接收通道通过功分器连接到同一个信号发生器B；
[0033]S3，将所有收发器的时钟输入连接到同一个信号发生器C；
[0034]S4，多通道射频收发器相位一致性测试平台上电，通过基带处理电路为每个收发器的锁相环配置相同频率；
[0035]S5，进行标准寄存器配置，使其产生相同的内部采样时钟并写入各个收发器；
[0036]S6，打开各个收发器的同步位，启用收发器中的同步控制模块；
[0037]S7，信号发生器C连接基带处理电路，基带处理电路为每个收发器同步输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道射频收发器相位一致性测试平台，其特征在于，包括信号发生器、功分器、收发器、基带处理电路及多通道相位差计算模块，多通道相位差计算模块，用于处理收发器多通道接收的I/Q数据，计算得到任意两个通道之间的相位差，量化反映多通道射频收发器相位一致性的性能；对于单个收发器的多通道相位一致性测试：信号发生器包括信号发生器A和信号发生器B，信号发生器A通过功分器将信号分别输入收发器的各接收通道，信号发生器B为收发器提供本振信号，收发器各通道接收后的信号数据传输至多通道相位差计算模块；对于两个及两个以上的N个收发器相位一致性测试：信号发生器包括信号发生器A、信号发生器B和信号发生器C，收发器中设置同步控制模块，信号发生器A通过功分器分别连接至收发器的各接收通道；信号发生器B通过功分器分为N路，分别连接至收发器的本振接收通道；信号发生器C通过功分器将发出的信号分为N+1路，其中N路信号输入至收发器的锁相环，剩下的一路信号输入至基带处理电路，作为系统时钟；基带处理电路输出连接至各收发器的同步控制模块，实现多个收发器同步；N个收发器的多个通道接收到的信号数据传输至多通道相位差计算模块。2.根据权利要求1所述的一种多通道射频收发器相位一致性测试平台，其特征在于，能够测试单个收发器的多个通道的相位一致性，也能够测试多个并行的收发器的各通道的相位一致性；并行的多个收发器数量取决于时钟和逻辑信号的驱动能力。3.根据权利要求1所述的一种多通道射频收发器相位一致性测试平台，其特征在于，信号发生器B和信号发生器C共用同一个参考振荡器，使二者可发出同步信号。4.根据权利要求1所述的一种多通道射频收发器相位一致性测试平台，其特征在于，多通道相位差计算模块工作流程包括以下步骤：步骤1，导入各通道的I/Q数据，将收发器接收端各通道接收到的信号数据文件转换为I数据，Q数据导入多通道相位差测试模块，截取某一时刻的信号进行数据采样或者周期性或非周期性截取多时刻信号，各时刻采样数据个数保持一致；步骤2，对通道N的I
N
/Q
N
数据进行频谱分析，分别对每一个通道的I/Q数据组进行快速傅里叶变换；步骤3，根据各通道每组I/Q的幅值，获得多通道间的幅度最大差值；步骤4，处理每个通道每组I/Q数据，获得每两个通道间关联I/Q数据组；步骤5，根据每两个通道间关联I/Q数据组值计算得到每两个通道间的相位差值。5.根据权利要求4所述的一种多通道射频收发器相位一致性测试平台，其特征在于，步骤3中，计算每一个通道的每组I/Q值的幅值，取最大值作为每一个通道的幅值abs1,abs2,
…
,absN；得到该收发器通道间的最大增益差为：Diff_Gain＝Max(abs1,abs2,...,absN)
‑
Min(abs1,abs...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋艳，陈雷，覃媛媛，佟颖，侯训平，文武，段冲，马志远，崔旭彤，
申请(专利权)人：北京微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：