基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統，包括有：基站模擬器：用于將產生的N路信號發送至信道仿真分組單元；信道仿真分組單元：用于對所述N路信號進行處理，并將形成的K條多徑信號分為L組后通過其輸出端口輸出給探針天線分配單元；所述探針天線分配單元：用于將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接；測試單元，用于將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能；本發明能夠進行真實環境下的多天線設備射頻性能的測試。本發明還提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬方法。
【專利說明】基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域，特別涉及一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法。
【背景技術】
[0002]單天線OTA測試作為一種有源測試，主要是測試在微波暗室里自由空間和人頭模型左右耳三種情況下終端整機的總輻射功率TRP和總全向靈敏度TIS兩個指標，直接地反映了終端整機在三維空間各個方向上的輻射性能表現，為定量分析和優化人體對終端整機射頻性能的影響等提供了依據，受到終端生產廠家的重視和認可。
[0003]隨著4G時代的到來，多天線技術被廣泛應用到各類無線通信產品中，由于多天線技術在很大程度上依賴于復雜的多徑信道，過去的單天線OTA測試方法已經不能滿足多天線射頻測試的需求，而對于MMO OTA測試，國際上尚未達成一個統一的標準。
[0004]基于此，本發明提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法，使得可以進行真實環境下的多天線設備射頻性能的測試。
[0006]為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現:
[0007]本發明提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統，包括有:
[0008]基站模擬器:用于產生N路信號，并將所述N路信號發送至信道仿真分組單元；
[0009]所述信道仿真分組單元:用于對所述N路信號進行處理，形成K條多徑信號，并將所述K條多徑信號分為L組后通過其輸出端口輸出給探針天線分配單元；
[0010]所述探針天線分配單元:用于根據全消聲暗室中實際使用的探針天線配置信息，將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接；
[0011]測試單元，用于將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并利用所述基站模擬器對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能。
[0012]其中，所述信道仿真分組單元進一步包括:
[0013]信道多徑仿真子單元:用于將所述N路信號通過多徑信道處理為K條多徑信號后，將其發送至多徑信號分組子單元；
[0014]通道配置控制器:用于根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規則；
[0015]所述多徑信號分組子單元:用于根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分為L組后，經輸出端口輸出給所述探針天線分配單元。
[0016]其中，所述探針天線分配單元進一步包括:
[0017]暗室配置控制器:用于存儲所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息，并反饋給所述通道配置控制器；[0018]多徑分配控制子單元:用于確定探針天線的分配規則；
[0019]探針天線連接子單元:根據所述探針天線的分配規則，用于將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接。
[0020]優選的，所述多徑信號分組規則為:
[0021]將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組；
[0022]其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360°。
[0023]優選的，所述探針天線的分配規則為:
[0024]根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接；
[0025]其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。
[0026]本發明還提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬方法，包括以下步驟:
[0027]S1、根據信道模型，將N路信號進行處理，形成K條多徑信號，并將所述K條多徑信號分為L組后輸出；
[0028]S2、根據全消聲暗室中實際使用的探針天線配置信息，將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接；
[0029]S3、將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能。
[0030]其中，所述步驟SI進一步包括:
[0031]SI 1、根據信道模型，將所述N路信號通過多徑信道處理，形成K條多徑信號；
[0032]S12、根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規則；
[0033]S13、根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分成L組后輸出。
[0034]其中，所述步驟S2進一步包括:
[0035]S21、對所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息進行存儲；
[0036]S22、確定探針天線的分配規則；
[0037]S23、根據所述探針天線的分配規則，將輸出的所述L組多徑信號與探針天線進行連接。
[0038]優選的，所述多徑信號分組規則為:
[0039]將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組；
[0040]其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360°。
[0041]優選的，所述探針天線的分配規則為:
[0042]根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接；
[0043]其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。[0044]本發明通過提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法，在基于全消聲暗室的基礎上，通過對多徑信號進行分組處理，從而可以復用信道仿真分組單元的輸出端口，降低了因設備端口數不夠而添加設備數量的成本；通過對分組后的多徑信號進行動態的探針天線資源分配，復現了真實的無線多徑傳播環境，從而可以得到待測設備在多天線場景下的射頻性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0045]圖1為本發明一實施例的系統結構示意圖；
[0046]圖2為本發明一實施例的流程圖；
[0047]圖3為本發明一實施例的另一流程圖；
[0048]圖4為本發明一實施例中探針天線位置及編號示意圖。
【具體實施方式】
[0049]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0050]如圖1所以，本發明提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統，當信道仿真設備的輸出端口數與所述全消聲暗室的天線數不匹配時，包括有:
[0051]基站模擬器1:用于產生N路信號，并將所述N路信號發送至信道仿真分組單元2 ；
[0052]所述信道仿真分組單元2:用于對所述N路信號進行處理，形成K條多徑信號，并將所述K條多徑信號分為L組后通過輸出端口輸出給探針天線分配單元3 ;所述信道仿真分組單元2進一步包括:
[0053]信道多徑仿真子單元21:用于將所述N路信號通過多徑信道處理為K條多徑信號后，將其發送至多徑信號分組子單元23 ；
[0054]通道配置控制器22:用于根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規貝U，并進一步控制多徑信號分組子單元23 ；
[0055]所述多徑信號分組子單元23:用于根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分為L組后，經輸出端口輸出給所述探針天線分配單元3。
[0056]優選的，所述多徑信號分組規則為:
[0057]將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組；
[0058]其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360°。
[0059]所述探針天線分配單元3:用于根據全消聲暗室中實際使用的探針天線配置信息，將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接；所述探針天線分配單元3進一步包括:
[0060]暗室配置控制器31:用于存儲所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息，并反饋給所述通道配置控制器22 ；
[0061]多徑分配控制子單元32:用于確定探針天線的分配規則；
[0062]探針天線連接子單元33:根據所述探針天線的分配規則，用于將輸入的所述L組多徑信號通過其AOA值與探針天線進行連接，完成所述L組多徑信號到相應角度探針天線的分配。
[0063]優選的，所述探針天線的分配規則為:
[0064]根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接；
[0065]其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。
[0066]測試單元4，用于將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并利用所述基站模擬器I對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性倉泛。
[0067]如圖2所示，本發明還提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬方法，包括以下步驟:
[0068]S1、根據信道模型，將N路信號進行處理，形成K條多徑信號，并將所述K條多徑信號分為L組后輸出；所述步驟SI進一步包括:
[0069]S11、根據信道模型，將所述N路信號通過多徑信道處理，形成K條多徑信號；
[0070]S12、根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規則；
[0071]S13、根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分為L組后輸出。其中，所述多徑信號分組規則為:
[0072]將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組；
[0073]其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360° ;即若所述探針天線數為24時，則其對應的所述角度模擬步長為15°。
[0074]S2、根據全消聲暗室中實際使用的探針天線配置信息，將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接；所述步驟S2進一步包括:
[0075]S21、對所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息進行存儲；
[0076]S22、確定探針天線的分配規則；
[0077]S23、根據所述探針天線的分配規則，將輸出的所述L組多徑信號通過其AOA值與探針天線進行連接，完成所述L組多徑信號到相應角度探針天線的分配；其中，所述探針天線的分配規則為:
[0078]根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接；
[0079]其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。
[0080]S3、將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能。
[0081]結合圖3，對本實施例的方法流程作進一步闡述:
[0082]步驟101:根據信道模型，將N路信號通過多徑信道處理，形成K條多徑信號；
[0083]其中，每條多徑信號由20條優選的子徑信號合成得到，以此模擬信號從基站天線端到待測設備天線前的空間多徑衰落情況。
[0084]步驟102:根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規則；
[0085]所述全消聲暗室的一般配置如下:多探針天線數目一般為24、32、64，且均水平均勻分布于待測設備周圍，探針天線數目代表了全消聲暗室所能達到的角度模擬精度。通過在不同時間、·空間位置發送不同功率的信號，模擬多徑環境中的時延、到達角度、PAS等多徑信息。
[0086]將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組；
[0087]其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360°。
[0088]以24根探針天線配置為例:角度模擬步長S=( 360° /24)=15°，角度模擬精度A=(360° /24)/2=7.5° ;根據角度模擬步長S確定分組方法為:將每條多徑信號的AOA值規定為最接近每條多徑信號AOA實際值的15°的整數倍(0°，土15°，土30°，……±180° )，然后將具有相同AOA值的多徑信號歸為一組，每組內所有多徑信號的AOA均為15°的整數倍；另外，根據探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度(Α0Α值)給每根天線編號pn，n e [-11，+12]，參考線取為p0與pl2的連線，見圖4。
[0089]步驟103:根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分為L組，并將該L組多徑信號經所述信道仿真分組單元的輸出端口輸出，記錄所述每個輸出端口上多徑信號的AOA值；
[0090]以SCM、ITU-R M.2135、WINNER II定義的信道模型為例，其中包含主徑的數目一般為10-20，而信道仿真分組單元的輸出端口數一般少于10，所以需要把多徑信號以一定的規則進行分組，從而可以復用信道仿真分組單元的輸出端口，確保在不增加信道仿真分組單元數目的前提下，多徑信息都能傳遞到探針天線上；
[0091]其中，所述L等于實際啟用的所述信道仿真分組單元輸出端口數；將所述K條多徑信號分組，解決了多徑數與所述信道仿真分組單元輸出端口數不匹配的問題，既保留了多徑信號的角度信息，又解決了所述信道仿真分組單元輸出端口個數有限的問題。
[0092]步驟104:對所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息進行存儲；
[0093]步驟105:確定探針天線的分配規則；所述探針天線的分配規則為:
[0094]根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接；
[0095]其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。
[0096]步驟106:根據所述探針天線的分配規則，將輸出的所述L組多徑信號根據其AOA值與探針天線進行連接；完成所述L組多徑信號到相應角度探針天線的分配；
[0097]步驟107:將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能。
[0098]本發明通過提供一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統及方法，存在以下有益效果:
[0099]I)在基于全消聲暗室的基礎上，通過對多徑信號進行分組處理，從而可以復用信道仿真分組單元的輸出端口，保留了多徑信號的角度信息的同時解決了所述信道仿真分組單元輸出端口個數有限的問題，降低了因設備端口數不夠而添加設備數量的成本；
[0100]2)通過對分組后的多徑信號進行動態的探針天線資源分配，復現了真實的無限多徑傳播環境，從而可以得到待測設備在多天線場景下的射頻性能。
[0101]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬系統，其特征在于，包括有: 基站模擬器:用于產生N路信號，并將所述N路信號發送至信道仿真分組單元； 所述信道仿真分組單元:用于對所述N路信號進行處理，形成K條多徑信號，并將所述K條多徑信號分為L組后通過其輸出端口輸出給探針天線分配單元； 所述探針天線分配單元:用于根據全消聲暗室中實際使用的探針天線配置信息，將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接； 測試單元，用于將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并利用所述基站模擬器對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述信道仿真分組單元進一步包括: 信道多徑仿真子單元:用于將所述N路信號通過多徑信道處理為K條多徑信號后，將其發送至多徑信號分組子單元； 通道配置控制器:用于根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規則；所述多徑信號分組子單元:用于根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分為L組后，經輸出端口輸出給所述探針天線分配單元。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述探針天線分配單元進一步包括: 暗室配置控制器:用于存儲所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息，并反饋給所述通道配置控制器； 多徑分配控制子單元:用于確定探針天線的分配規則； 探針天線連接子單元:根據所述探針天線的分配規則，用于將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述多徑信號分組規則為: 將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組； 其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360°。
5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述探針天線的分配規則為: 根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接； 其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。
6.一種基于全消聲暗室的多天線信道環境模擬方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、根據信道模型，將N路信號進行處理，形成K條多徑信號，并將所述K條多徑信號分為L組后輸出； 52、根據全消聲暗室中實際使用的探針天線配置信息，將輸入的所述L組多徑信號與探針天線進行連接； 53、將所述L組多徑信號通過所述探針天線發送給待測設備，并對所述待測設備處理后的信號進行測量，得到所述待測設備的射頻性能。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟SI進一步包括: .511、根據信道模型，將所述N路信號通過多徑信道處理，形成K條多徑信號； .512、根據所述全消聲暗室的配置信息，確定多徑信號分組規則；S13、根據所述多徑信號分組規則，將接收的所述K條多徑信號分成L組后輸出。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括: 521、對所述全消聲暗室實際使用的探針天線配置信息進行存儲； 522、確定探針天線的分配規則； 523、根據所述探針天線的分配規則，將輸出的所述L組多徑信號與探針天線進行連接。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述多徑信號分組規則為: 將所述每條多徑信號的AOA值規定為:最接近該多徑信號的AOA實際值的角度模擬步長的整數倍；將具有相同AOA值的多徑信號劃分為一組； 其中，所述角度模擬步長與配置的探針天線數的乘積為360°。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述探針天線的分配規則為: 根據所述信道仿真分組單元的每個輸出端口多徑分組的角度信息，將每組多徑信號與其對應模擬角度的探針天線進行連接； 其中，所述探針天線模擬的角度為該探針天線與所述待測設備的連線在探針天線構成的平面內相對于參考線的角度，所述參考線為所述探針天線構成的圓周內的一條直徑。
【文檔編號】H04B17/00GK103441785SQ201310317370
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月25日 優先權日:2013年7月25日
【發明者】王強, 邵棟, 張建華, 陳海云, 張康樂, 李忠楠, 張平 申請人:北京郵電大學