CN102265664B - 多入多出(mimo)系统的数字通信测试系统 - Google Patents

多入多出(mimo)系统的数字通信测试系统 Download PDF

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Abstract

一种测试多个被测设备(DUT)的数字通信测试系统和方法，其中多组的单个向量信号分析器(VSA)和单个向量信号发生器(VSG)可一起用于并行地进行一个或多个DUT的误差向量幅度(EVM)测量，包括复合EVM测量、切换EVM测量和多入多出(MIMO)EVM测量中的一个或多个。这使得N对VSA和VSG可在与单对VSA和VSG能够测试单个DUT的时间基本上相同的时间内，利用N×N MIMO来测试N个DUT，从而与只利用一组VSA和VSG能够达到的测试吞吐量相比，能够显著提高测试吞吐量。

Description

多入多出(MIMO)系统的数字通信测试系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年11月20日提交的名称为“多入多出(MIMO)系统的数字通信测试系统”的美国临时申请第61/116,510号的优先权，该现有申请在这里通过引用而被并入。
技术领域
本发明涉及数字通信测试系统，尤其涉及测试多入多出(“MIMO”)系统的测试系统。
背景技术
利用常规测试设备来测试具有多信道的MIMO系统带来许多挑战。通常，需要多个测试仪，并且必须使所述多个测试仪在频率和时间方面同步，以产生和分析被测设备(DUT)的MIMO信号。这种系统的一个例子是由Sunnyvale，California的LitePoint公司设计、制造和销售的“IQnxn”测试系统。这种系统使用多个向量信号分析器(VSA)和向量信号发生器(VSG)。然而，这种系统的一个缺点是多个VSA和VSG的附加成本，这常常使这种系统因成本过高而难以用于其中需要多个这种系统的生产。从而，为了使生产测试期间的成本降至最低，提出了允许利用单个VSA和单个VSG来测试MIMO DUT的解决方案。这样的解决方案专注于利用单个VSA来测试DUT发射器。例子包括复合误差向量幅度(EVM)分析或切换EVM分析。在2006年9月21日提出的名称为“Apparatus and Method for Simultaneous Testing of MultipleOrthogonal Frequency Division Multiplexed Transmitters With SingleVector Signal Analyzer”的美国专利申请11/533,971中，可得到复合EVM测试系统和方法的一个例子(该申请的公开内容在此通过引用而并入)。
另一方面，可以进行切换EVM测试，其中通过在不同的DUT发射器之间切换给VSA的输入，能够单独捕获每个发射器的输出。作为结果得到的捕获数据被组合和分析，好像捕获的数据来自同一个分组。
这种测试技术确实使得可以测试DUT的MIMO功能，尽管或许并不完全按照电气和电子工程师协会(IEEE)确定的规范。然而，这样的测试确实通过经不同的DUT发射器来传送多个数据流，以一种挑战性的工作模式来操作DUT。这两种测试技术都会遇到测试MIMO系统的局限性，即，当测试采用空间分集扩展的DUT发射器时，切换EVM测试是成问题的。类似地，除了发射器隔离之外，复合EVM测试还难以测量经多个发射器传送的单个数据流操作。此外，这两种测试技术都需要传送的数据分组中的已知数据。
另外还缺少利用MIMO信号波形来测试MIMO DUT中的多个接收器的有效测试技术。由于只允许生成一个数据流从而相同的数据流将被呈现给所有DUT接收器的单个VSG的使用，存在这种局限性。一种选择是通过比较当单个接收器接收信号时的灵敏度和所有DUT接收器接收相同信号时的灵敏度之间的差异，利用单个数据流来核实DUT的最大比合并(MRC)能力来测试MIMO操作(本领域中众所周知，MRC测试合并来自多个空间分集支路的信号，每个分集支路信号被乘以与信号幅度成比例的加权因子，即，较强的信号被进一步放大，而较弱的信号被衰减)。这测试DUT处理并行接收数据流的能力，并据此提高DUT的灵敏度(理论提高为10＊log10N，其中N是DUT接收器的数目)。然而，为了进行真实的MRC测试，通常必须在各个接收器输入之间比较灵敏度点，以核实真实的MIMO性能。
确定所述灵敏度点通常是较长的过程，与简单的分组差错率(PER)测试相比，需要更多的时间，尽管已提出了一些改进的测试技术，例如2005年6月1日提出的名称为“Method for Measuring Sensitivity of DataPacket Signal Receiver”的美国专利申请10/908,946(该专利申请的公开内容在此通过引用而并入)，和2005年8月12日提出的名称为“Method forMeasuring Multiple Parameters of a Signal Transmitted By a SignalGenerator”的美国专利申请11/161,692(该专利申请的公开内容在此通过引用而并入)。此外，利用单个数据流的MRC测试可能不能测试DUT的真实MIMO能力，因为它不能实行DUT的真实MIMO多数据流处理，从而不能核实最高数据速率下的性能。这样的MRC测试通常只保证MRC信号处理起作用，以及在不同的DUT接收器信号路径之间不存在可能阻碍对于多个数据流的MIMO操作的耦合。因此，通常假定DUT内的信号处理将起作用(因为认为芯片制造商已对其进行了测试)。
通常使用的一种备选技术是包括“参考平台”(即，已被充分测试，通常人工测试的制造单元)作为测试系统的一部分，以确保最大数据速率下的工作。然而作为生产解决方案，这并不理想，因为精确性、可靠性和再现性会通常显著地变化。
直到最近，关于生产测试的这些局限性一直或多或少是可接受的，因为典型应用中所需的数据速率远远低于MIMO系统所允许的数据速率。例如，当普通用户接入因特网时，数据速率一般限于来自因特网服务提供商(ISP)的10兆比特/秒(mbps)。因而，允许超过100mbps的MIMO系统将不会被充分运用。从而，如果系统未充分工作，例如，系统不能以其最大数据速率来接收多个数据流，那么用户很可能注意不到，因为借助单个数据流，能够容易地提供10mbps的可用数据速率。
然而，新的设备和应用正在使用MIMO所提供的更高带宽。例如，视频流式传输能够产生大于100mbps的峰值数据速率，需要最高的可能数据速率的一些较新的无线数据存储系统同样能够产生大于100mbps的峰值数据速率，以便在可能的最短时间内完成系统数据备份。
发明内容
按照目前要求保护的发明，提供一种测试多个被测设备(DUT)的数字通信测试系统和方法，其中，多组的单个向量信号分析器(VSA)和单个向量信号发生器(VSG)可被一起用于并行地进行一个或多个DUT的误差向量幅度(EVM)测量，包括复合EVM测量、切换EVM测量和多入多出(MIMO)EVM测量中的一个或多个。这使得N对VSA和VSG可以在单对VSA和VSG能够测试单个DUT的基本上相同的时间内用N×NMIMO来测试N个DUT，从而与只利用一组VSA和VSG所能够达到的测试吞吐量相比，能够显著提高测试吞吐量。
按照目前要求保护的发明的一个实施例，测试多个被测设备(DUT)的数字通信测试系统包括：
多个DUT电极，所述多个DUT电极与多个DUT耦接，传送来自多个DUT的多个DUT发射信号，以及把多个DUT接收信号传给多个DUT；
多个信号组合和分割电路，所述多个信号组合和分割电路与多个向量信号分析器(VSA)和多个向量信号发生器(VSG)耦接，其中，所述多个信号组合和分割电路中的每一个适合于为多个VSA中的一个相应VSA组合多个DUT发射信号中的至少第一和第二DUT发射信号，以及分割来自多个VSG中的一个相应VSG的信号，以提供多个DUT接收信号中的至少第一和第二DUT接收信号；和
多个信号传送控制电路，所述多个信号传送控制电路耦接在多个DUT电极和多个信号组合和分割电路之间，并通过下述操作来响应一个或多个传送控制信号：
把来自多个DUT电极中的一个或多个DUT电极的多个DUT发射信号中的一个或多个所选DUT发射信号传给多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路，以及
把来自多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路的多个DUT接收信号中的一个或多个DUT接收信号传给多个DUT电极中的一个或多个DUT电极。
按照目前要求保护的发明的另一个实施例，测试多个被测设备(DUT)的数字通信测试系统包括：
多个DUT连接器装置，用于传送来自多个DUT的多个DUT发射信号，以及把多个DUT接收信号传给多个DUT；
多个信号组合器和分割器装置，每个信号组合器和分割器装置为多个向量信号分析器(VSA)中的一个相应VSA组合多个DUT发射信号中的至少第一和第二DUT发射信号，以及分割来自多个向量信号发生器(VSG)中的一个相应VSG的信号，从而提供多个DUT接收信号中的至少第一和第二DUT接收信号；以及
多个信号传送控制装置，用于通过下述操作来响应一个或多个传送控制信号：
把来自多个DUT电极中的一个或多个DUT电极的多个DUT发射信号中的一个或多个所选DUT发射信号传给多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路，以及
把来自多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路的多个DUT接收信号中的一个或多个DUT接收信号传给多个DUT电极中的一个或多个DUT电极。
按照目前要求保护的发明的另一个实施例，一种利用多个独立的向量信号分析器(VSA)和多个向量信号发生器(VSG)来便利多个具有多入多出(MIMO)射频(RF)信号发射和接收能力的被测设备(DUT)的测试的方法，包括：
提供用于控制多个RF信号在多个DUT、多个VSA和多个VSG之间的传送的多个可控信号路径；以及
接收多个控制信号，并响应所述控制信号来控制多个可控信号路径中的相应可控信号路径，使得多个可控信号路径的每一个第一部分具有较低的阻抗，以便利多个RF信号中的一个或多个RF信号的传送，以及使得多个可控信号路径的每一个第二部分具有较高的阻抗，以便基本上阻止多个RF信号中的另外一个或多个RF信号的传送，其中，按照多个控制信号，所述多个可控信号路径便利下述中的一个或多个：
基本上同时地把来自多个DUT中的一个DUT的多个RF信号中的第一批多个RF信号传送给多个VSA中的一个VSA，
交替地把来自多个DUT中的另一个DUT的多个RF信号中的第二批多个RF信号传送给多个VSA中的另一个VSA，
基本上同时地把来自多个VSG中的至少第一和第二VSG的多个RF信号中的至少第一和第二RF信号分别传送给多个DUT中的至少第一和第二DUT中的每一个，
交替地把来自多个VSG中的至少第一和第二VSG的多个RF信号中的至少第一和第二RF信号分别传送给多个DUT中的所述至少第一和第二DUT中的每一个，以及
基本上同时地把来自多个DUT中的一个DUT的多个RF信号中的至少第一和第二RF信号传送给多个VSA中的至少第一和第二VSA。
按照目前要求保护的发明的另一个实施例，一种利用多个向量信号分析器(VSA)和多个向量信号发生器(VSG)来测试多个具有多入多出(MIMO)射频(RF)信号发射和接收能力的被测设备(DUT)的方法，包括：
提供用于控制多个RF信号在多个DUT、多个VSA和多个VSG之间的传送的多个可控信号路径；
准备用于RF信号测试的所述多个DUT；
经多个可控信号路径：
利用多个VSA中的一个VSA，接收基本上同时来自多个DUT中的一个DUT的第一批多个RF信号，和/或
利用多个VSA中的另一个VSA，接收来自多个DUT中的另一个DUT的第二批多个RF信号中的交替RF信号；
经多个可控信号路径：
利用多个DUT中的至少第一和第二DUT中的每一个，分别接收至少部分同时来自多个VSG中的至少第一和第二VSG的多个RF信号中的至少第一和第二RF信号，和/或
利用多个DUT中的至少第一和第二DUT中的交替DUT，分别接收来自多个VSG中的至少第一和第二VSG的多个RF信号中的至少第一和第二RF信号。
按照目前要求保护的发明的另一个实施例，一种利用多个向量信号分析器(VSA)和多个向量信号发生器(VSG)来测试多个具有多入多出(MIMO)射频(RF)信号发射和接收能力的被测设备(DUT)的方法，包括：
提供用于控制多个RF信号在多个DUT、多个VSA和多个VSG之间的传送的多个可控信号路径；
准备用于RF信号测试的所述多个DUT；
利用多个VSA，经多个可控信号路径的交替部分接收：
基本上同时来自多个DUT中的一个DUT的多个RF信号中的至少第一和第二RF信号，和/或
基本上同时来自多个DUT中的另一个DUT的多个RF信号中的至少第三和第四RF信号；以及
经多个可控信号路径：
利用所述多个DUT，至少部分同时地接收至少部分同时来自多个VSG的多个RF信号中的至少第五和第六RF信号，和/或
利用多个DUT中的交替DUT，接收来自多个VSG的多个RF信号中的至少第五和第六RF信号。
附图说明
图1是利用按照目前要求保护的发明的一个实施例的测试接口的2×2测试系统的概念操作的功能方框图。
图2是按照目前要求保护的发明的一个实施例的3×3测试系统的测试接口的功能方框图。
图3是按照目前要求保护的发明的另一个实施例的用于测试的2×2测试接口的功能方框图。
图4是按照目前要求保护的发明的另一个实施例的图4的用于测试的2×2接口的功能方框图。
图5是利用图3和4的接口进行测试的流程图。
图6是按照目前要求保护的发明的另一个实施例的用于MIMO测试的2×2测试接口的功能方框图。
图7是利用图6的接口进行测试的流程图。
图8是图解说明按照目前要求保护的发明的备选实施例的切换EVM和真实传送EVM数据流的数据流示图。
图9是图3和4的2×2测试接口的备选实施例的功能方框图。
图10是图3和4的2×2测试接口的另一个备选实施例的功能方框图。
具体实施方式
下面参考附图，详细说明目前要求保护的发明的例证实施例。这样的说明只是例证性的，而不是对本发明范围的限制。足够详细地说明了本发明的实施例，以使本领域的普通技术人员能够实践本发明，显然可以稍加变化地实践其它的实施例，而不脱离本发明的精神或范围。
在整个公开内容中，在没有与上下文相反的明确指示的情况下，显然描述的各个电路元件可以是单数或复数。例如，术语“电路”和“电路系统”可包括单个组件或者多个组件，所述组件是有源组件和/或无源组件，并被连接在一起或者以其它方式耦接在一起(例如，作为一个或多个集成电路芯片)，以提供所述功能。另外，术语“信号”可以指一个或多个电流、一个或多个电压、或者数据信号。在附图中，相同或相关的元件将具有相同或相关的字母、数字或字母数字指示符。此外，尽管在利用离散的电子电路(最好呈一个或多个集成电路芯片的形式)的实现环境中讨论了本发明，然而另一方面，取决于待处理的信号频率或数据速率，这种电路的任意部分的功能也可利用一个或多个适当编程的处理器来实现。
参见图1，按照目前要求保护的发明的一个实施例的概念性图解说明测试操作的测试系统10提供用于测试两个DUT 12a、12b，每个DUT由相应的计算机14a、14b利用一个或多个相应的控制信号15a、15b来控制。DUT 12a、12b与测试系统16耦接，测试系统16包括两个VSA 20aa和20ba、两个信号组合电路18a和18b、以及两个VSG 20ag和20bg。信号组合电路18a、18b最好是能够把任一个输入传给输出，或者进行组合并把两个输入传给输出(例如，用于复合EVM测试)的组合电路，比如公知的双向信号功率组合器(它们由其相关的VSA和VSG共享)。另一方面，组合电路18a、18b可以是能够把选择的输入传给输出(例如，用于切换EVM测试)的信号开关。这样的系统16能够利用单个VSA来测试MIMO发射器。最好利用同步接口21(例如，共享的触发本振源)使VSA/VSG组合20aa/20ag、2Oba/2Obg在时间和频率上相互同步。计算机14a、14b经由信号接口22a、22b、22c以及路由器22相互通信，并与测试系统16通信。另一方面，可以使用单个计算机来控制两个DUT12a、12b。
如下更详细所述，第一DUT 12a能够把其传送信号l3ata和l3atb提供给第一信号组合器18a，同样，第二DUT 12b能够把其传送信号l3bta和l3btb提供给第二信号组合器18b。这将使得能够利用已知的采用单个VSA来测试MIMO发射器的方法，并行地测试两个DUT 12a、12b的发射器。另外，第一VSG 20ag能够把DUT接收信号l3ara、l3bra提供给每个DUT 12a、12b的一个接收器，同样，第二VSG 20bg把能够DUT接收信号13arb、13brb提供给另一个DUT接收器。如上所述，所示的信号连接只是概念性的。然而，按照目前要求保护的发明，可用多种方式来实现这些信号连接，如下更详细所述。
参见图2，可利用如图所示互连的3个信号组合器102a、102b、102c和18个单刀双掷信号开关104aa、104ab、104ac、104ba、104bb、104bc、104ca、104cb、104cc、106aa、106ab、106ac、106ba、106bb、106bc、106ca、106cb、106cc，来实现提供3个DUT 112a、112b、112c和3个并行VSA/VSG组件110a、110b、110c之间的3×3接口的测试接口100。另外，9个信号衰减器l08aa、108ab、108ac、108ba、108bb、108bc、108ca、108cb、108cc可被用于比例缩放或控制，例如平衡DUT 112a、112b、112c传送或接收的信号113aa、113ab、113ac、113ba、113bb、113bc、113ca、113cb、113cc的幅度。另外，可借助一个或多个衰减控制信号109aa、109ab、109ac、109ba、109bb、109bc、109ca、109cb、109cc对这些衰减器108编程。
按照公知的原理，通过(在幅度方面)把在其单个信号端口提供的信号在其多个信号端口分成基本上相等的信号，同时(在幅度方面)把在其多个信号端口的信号在其单个信号端口组合成复合信号，信号组合器102是双向的。例如，第一信号组合器102a把输入信号111ab分成3个(在幅度方面)基本上相等的输出信号103aa、103ab、103ac。相反，信号组合器102a还把多个输入信号103aa、103ab、103ac组合成复合输出信号111ab。
此外，按照公知的原理，信号开关104、106按照它们各自的开关控制信号105aa、105ab、105ac、105ba、105bb、105bc、105ca、105cb、105cc、107aa、107ab、107ac、107ba、107bb、107bc、107ca、107cb、107cc，交替地提供信号组合器102的相应信号端口和DUT 112之间的闭合信号连接。例如，第一组开关104aa、106aa能够提供两个闭合信号路径116a、116b之一。类似地，与另一组信号开关104bb、106bb结合的第二组信号开关104ab、106ab能够交替地提供第一和第二组合器102a、102b的各个端口和第一和第二DUT 112a、112b之间的四个闭合信号路径116c、116d、116i、116j。
信号开关104、106耦接在信号组合器102的各个端口和DUT 112之间，以便提供开路和闭合信号路径116的多种组合，使得每个DUT 112的每个单独的射频(RF)信号端口能够直接与单个VSA 110aa、110bc、110ca通信。例如，每个单独的信号113aa、113ab、113ac按照其相关信号开关104aa、106aa、104ab、106ab、104ac、106ac的适当设定，经闭合信号路径116a、116c、116e传送，并在信号组合器102a中组合，从而产生复合信号111ab，所述复合信号111ab经信号路由器(例如，开关)110ab，作为输入信号111aa被引导到相同的VSA 110aa。这使得能够实现复合EVM测试。另一方面，通过把相关开关中的两个开关切换到它们的另一个位置，从而断开信号路径，使得只有一个发射器连接到功率组合器，通过每次接通一个信号路径，能够进行切换EVM测试。类似地，通过其相关的信号开关104ba、106ba、104bb、106bb、104bc、106bc，利用其VSA 110ba，能够对第二DUT 112b进行复合和切换EVM测试，以及通过其相关的信号开关104ea、106ea、104cb、106cb、104cc、106cc，利用其VSA 110ca，能够对第三DUT 112c进行复合和切换EVM测试。
另外，信号开关104、106(以及测试系统开关110ab、110bb、110cb)的适当设定确保了每个VSG 110ag、110bg、110cg能够把信号传送给每个DUT 112a、112b、112c的至少一个RF信号端口。例如，第一VSG 110ag能够把其信号111ag经相关的信号开关104aa、106aa传送给第一DUT112a，经相关的信号开关104ab、106bb传送给第二DUT 112b，以及经相关的信号开关104ac、106cb传送给第三DUT 112c。在其余的VSG110bg、110cg和DUT 112a、112b、112c之间可以提供类似的连接。
本领域的普通技术人员易于认识到，使两个掷相互连接的信号开关104aa、106aa、104ba、106ba、104ca、106ca的配对被实现成单刀双掷开关，以便与其余开关104、106一致，然而可用单刀单掷开关来替换，或者另一方面，可被实现成对其来说“断开”和“接通”信号路径分别等同于设计更高和更低信号衰减的可编程信号衰减器。另外，进一步易于认识到，不但在2×2实现中，而且可通过利用信号开关和具有对应数目的信号组合端口的信号组合器的其它组合，在这里图解说明的3×3实现之外，实现另外的实施例(如下更详细所述)。
参见图3，按照目前要求保护的发明的另一个实施例，2×2测试接口可被配置成利用已知的单VSA测量技术来进行MIMO发射测试。如图所示，在测试DUT 112a、112b时，两个单独的VSA 110aa、110ba相互独立地工作。在经由闭合信号路径116a、116c提供第一DUT 112a的两个发射信号113aa/115aa、113ab/115ab并通过信号组合器102a进行组合的情况下，第一VSA 110aa进行复合EVM测试。在来自第二DUT 112b的第一发射信号113ba/115ba经闭合信号路径116g被提供给信号组合器102b之后，相关的信号开关106ba、106bb被编程以切换它们的连接，从而断开第一信号路径116g并接通第二信号路径116i以测试第二发射信号113bb/115bb的情况下，第二VSA 110ba进行切换EVM测试(这样的信号指示符，比如113aa/115aa，指示对象信号可以是DUT信号113aa或者衰减信号115aa，取决于是否使用衰减器108)。
参见图4，按照目前要求保护的发明的另一个实施例，开关104、106、110ab、110bb(图2)可被编程，以测试DUT 112a、112b的接收操作。对于接收器测试来说，易于认识到一个VSG信号可被提供给多个DUT，因为通常需要VSG和DUT之间的有限交互。例如，一个或多个数据分组被发给DUT，响应于此，DUT将回传确认信号(ACK)。从而，能够进行在功率组合器102之前的确认信号的简单检测，以记录确认数据分组的单独计数。在2006年4月14日提交的名称为“Method for TestingEmbedded Wireless Transceiver With Minimal Interaction BetweenWireless Transceiver 15 and Host Processor During Testing”的美国专利申请11/279,778(该专利申请的公开内容在此通过引用而并入)，和2007年8月16日提交的名称为“System for Testing an Embedded WirelessTransceiver”的美国专利申请11/839,814(该专利申请的公开内容在此通过引用而并入)中，可找到这种测试的一些例子。控制这样的DUT的计算机(未示出)还能够询问已收到多少数据分组，从而在知道多少数据分组已被发送的情况下，计算PER。
例如，来自第一VSG 110ag的信号111ag/111ab经其信号组合器102a、信号路径116a、116d和相关的信号开关104aa、106aa、104ab、106bb，被提供给每个DUT 112a、112b的一个接收器。类似地，第二VSG 110bg提供的信号111bg/111bb可经其信号组合器102b、信号路径116h、116j和相关的信号开关104ba、106ba、104bb、106ab，被提供给DUT 112a、112b的另一个接收器端口。这允许每个VSG 110ag、110bg并行地提供多个数据分组流之一，可以使所述多个数据分组流在时间方面同步，使得这两个数据分组流作为真实的MIMO数据分组被同时发送。通过传送来自VSG 110ag、110bg的不同数据分组流，能够实现真实MIMO接收器功能的测试。此外，通过适当地对VSG 110ag、110bg编程以产生代表不同相位的基带信号，能够生成VSG信号以模拟真实MIMO信号通道，使得产生的MIMO信号模拟正常的DUT将看到的信号，即，以不同的相位到达两个DUT接收器端口的两个数据分组流的组合。
另一方面，利用经组合器102、信号路径116和信号开关104、106可得到的这种扩展互连，来自VSG 110ag、110ab的信号111ag/111ab、111bg/111bb能够被交替地传给DUT 112a、112b。例如，在第一时间间隔内，来自第一VSG 110ag的信号111ag/111ab能够经其信号组合器102a、信号路径116a和相关的信号开关104aa、106aa被提供给第一DUT112a的一个接收器，而来自第二VSG 110bg的信号111bg/111bb能够经其信号组合器102b、信号路径116j和相关的信号开关104bb、106ab被提供给第一DUT 112a的另一个接收器端口。之后，在第二时间间隔内，来自第一VSG 110ag的信号111ag/111ab能够经其信号组合器102a、信号路径116d和相关的信号开关104ab、106bb被提供给第二DUT 112b的一个接收器，而来自第二VSG 110bg的信号111bg/111bb能够经其信号组合器102b、信号路径116h和相关的信号开关104ba、106ba被提供给第二DUT 112b的另一个接收器端口。然而易于认识到，对测试两个DUT 112a、112b来说，与基本上同时地把来自VSG 110ag、110ab的两个信号111ag/111ab、111bg/111bb传给两个DUT 112a、112b相比，这将需要更长的时间。
参见图5，按照目前要求保护的发明的另一个实施例，上面关于图3和4讨论的测试流程如图所示。在第一步骤202中，准备DUT。在下一个步骤204中，每个系统110独立进行发射测试。继续这些发射测试，直到在判定步骤206中判定所有测试已完成。之后，系统进入等待状态，在等待状态中，已完成它们各自的发射测试的所有系统都等待，直到所有其它系统准备好进行接收器测试。在下一个步骤210中，进行接收器测试。继续这些接收测试，直到在判定步骤212中判定所有测试都已完成。在大多数情况下，将在相同的频率下工作并且利用大体上相似的数据分组流的同时，测试两个DUT。从而，关于两个DUT的测试时间应大体上相似，从而使所述测试是大体上并行的测试操作。
一些MIMO系统包括不对称配置，例如，两个发射器和三个接收器，在这种情况下，如上所述的系统将支持较少数目的数据分组流，同时每个接收器需要一个VSG。例如，如果系统不对称，使得它能够传送两个数据分组流和接收三个数据分组流，那么将需要三个VSG。另一方面，如果三个接收器并行地工作，但是它们最多只能处理两个数据分组流，那么只需要两个VSG，在这种情况下，如果利用三个VSG来传送两个数据分组流，那么可能漏检有缺陷的接收器。换句话说，如果系统借助这三个接收器只能够处理两个数据分组流，那么应隔离并单独测试每个接收器，以确保该接收器是功能完全的，因为如果这两个数据分组流被提供给两个起作用的接收器，那么DUT能够通过测试，然而由于一个无功能的接收器的缘故，该DUT并不是功能完全的。每次可以测试两个接收器，同时任何不用的接收器使其输入端口被恰当地端接，尽管需要更复杂的开关矩阵。作为另一种备选方案，可以关于RSSI(接收信号强度指示)测试各个接收器，或者一个接收器可接收一个数据分组流，而其它的接收器均接收第二数据分组流。在任何情况下，按照目前要求保护的发明，只要测试接口包括数目与发射器的数目和接收器的数目中的较大者相同的信号组合器和相关信号开关，实际上就能够对对称MIMO系统和不对称MIMO系统进行任意测试组合。
参见图6，按照目前要求保护的发明的另一个实施例，可通过并行地利用所有VSA来捕获来自一个DUT的传送数据分组，来进行真实的MIMO发射EVM测试。例如，在2×2系统中，第一VSA 110aa经其信号组合器102a、信号路径116a和相关信号开关104aa、106aa接收包含来自第一DUT 112a的数据分组流113aa/115aa的信号111aa/111ab。同时，第二VSA 110ba经其信号组合器102b、信号路径116j和相关信号开关104bb、106ab接收包含来自第一DUT 112a的相同数据分组流113ab/115ab的信号111ba/111bb。在完成第一DUT 112a的测试之后，通过变更信号开关连接，使得第一VSA 110aa经其信号组合器102a、信号路径116d和相关信号开关104ab、106bb接收数据分组流113bb/115bb，第二VSA 110ba经其信号组合器102b、信号路径116g和相关信号开关104ba、106ba接收相同数据分组流113ba/115ba，能够测试第二DUT112b。这允许真实MIMO EVM的顺序测试。
参见图7，可如图所示表示该测试流程。对发射测试来说，DUT并行地工作，但共享对测试系统的接入。因此，在第一步骤302中，为测试准备两个DUT。在下一个步骤304中，两个DUT请求接入测试系统，之后，一个DUT得以接入并开始测试，而另一个DUT保持在等待状态，直到测试系统重新变得可用。在下一个步骤306中，接入的DUT进行其发射测试，之后，在步骤308，释放测试系统。在下一个步骤310，如果需要更多的发射测试，那么DUT进入等待测试系统可用的等待状态304。在两个DUT都已完成它们各自的发射测试之后，系统进入等待接收测试准备就绪的等待状态312。当就绪时，在下一个步骤314中，进行接收测试，同时如果在步骤316需要的话，进行另外的接收测试。另一方面，借助足够快速的信号开关104、106，能够等待两个系统就绪，之后，通过首先捕获一个DUT 112a的数据、重置适当的开关、随后捕获另一个DUT 112b的数据，来开始数据捕获(有效数据捕获的识别有效地作为指示准备好进行切换以接收另一个DUT输出的握手)。
切换EVM测试一般是通过利用相同的测试系统110来捕获多个连续的数据分组，然而为每个数据分组选择不同的DUT发射器来进行的。在数据分组的捕获之后，数据分组被组合和分析。例如，在支持两个发射器的系统中，捕获两个连续的数据分组(每个数据分组分别来自一个DUT发射器)。类似地，在支持三个发射器的系统中，将捕获三个数据分组。将此与测量仅仅捕获一个数据分组的真实MIMO EVM相比将得到相似的结果。如上所述，利用切换EVM测试允许在具有并行的多组VSA和VSG的系统中并行地测试多个DUT。对同时测试三个3×3DUT的系统来说，三个VSA中的每一个都需要捕获三个数据分组(每个DUT发射器的一个数据分组)。由于系统能够实现快速信号切换，因此能够对每个DUT进行真实的发射MIMO数据捕获。如果并行地操作DUT，即，以相同的频率传送相同的数据分组，但不一定在时间上同步，那么捕获MIMO数据实质上将花费与进行切换EVM相同的时间，并将传送相同量的数据。
参见图8，按照目前要求保护的发明的另一个实施例，将更好地理解切换EVM和真实MIMO测试技术的比较。图8的上部图解说明了切换EVM测试方案，而下部图解说明了真实MIMO测试方案。在这两个例子中，DUT 112a、112b、112c分别在三个数据分组时间间隔P1、P2、P3内传送各自的数据分组113a、113b、113c。第一VSA 110aa分别在数据分组时间间隔P1、P2、P3内捕获第一发射器输出113aa、第二发射器输出113ab、和第三发射器输出113ac。这是通过在数据分组113a、113b、113c之间如上所述切换数据开关104、106来实现的。同时并行地，第二VSA 110ba分别在数据分组时间间隔P1、P2、P3内捕获第二DUT112b的第一发射器输出113ba、第二发射器输出113bb、和第三发射器输出113bc。类似地，同样并行地，第三VSA 110ca分别在数据分组时间间隔P1、P2、P3内捕获第三DUT 112c的第一发射器输出113ca、第二发射器输出113cb、和第三发射器输出113cc。在捕获所有这些数据分组之后，捕获的数据分组被传给分析软件以便处理。
在MIMO测试期间，DUT 112a、112b、112c也在数据分组时间间隔P1、P2、P3中传送它们各自的数据分组113a、113b、113c。借助如上所述的信号开关104、106的适当控制，第一VSA 110aa在所述三个数据分组时间间隔P1、P2、P3中捕获三个DUT 112a、112b、112c的第一发射器输出113aa、113ba、113ca。类似地，第二VSA 110ba和第三VSA110ca分别在所述三个数据分组时间间隔P1、P2、P3中捕获DUT 112a、112b、112c的第二发射器输出113ab、113bb、113cb和第三发射器输出113ac、113bc、113cc。换句话说，在第一数据分组时间间隔P1中，第一VSA 110aa、第二VSA 110ba和第三VSA 110ca分别捕获第一DUT112a的第一发射器输出113aa、第二发射器输出113ab和第三发射器输出113ac。类似地，在第二数据分组时间间隔P2中，第一VSA 110aa、第二VSA 110ba和第三VSA 110ca分别捕获第二DUT 112b的第一发射器输出113ba、第二发射器输出113bb和第三发射器输出113bc。此外，类似地，在第三数据分组时间间隔P3中，第一VSA 110aa、第二VSA110ba和第三VSA 110ca分别捕获第三DUT 112c的第一发射器输出113ca、第二发射器输出113cb和第三发射器输出113cc。
随后可以组合三个VSA 110aa、110ba、110ca中的捕获数据分组，使得控制第一DUT 112a的分析软件接收与第一DUT 112a相关的三个捕获数据分组。类似地，控制第二DUT 112b和第三DUT 112c的分析软件分别接收与第二DUT 112b和第三DUT 112c相关的数据分组。
参见图9，按照目前要求保护的发明的另一个实施例，如果只需要真实MIMO发射EVM测试，那么可以简化信号开关的配置。例如，两组单刀双掷开关104、106可用一组单刀单掷开关120来代替，因为只需要交替地断开和接通单个路径。对接收器测试来说，所有开关120被接通，从而能够实现真实的并行接收器测试，因为每个DUT 12a、12b接收来自每个VSG 110ag、110bg的信号。对发射器测试来说，上部的开关120aa、120ab被接通，下部的开关120ba、120bb被断开，以便测试第一DUT 12a，而上部的开关120aa、120ab被断开，下部的开关120ba，120bb被接通，以便测试第二DUT 12b。易于认识到，可在开关120和信号组合器102a上的信号端口的数目方面扩展这种配置，以支持大于这种2×2系统的系统。另外易于认识到代替开关，能够通过利用分别具有可编程的较高和较低信号衰减的信号衰减器，来有效地断开和接通信号路径。
参见图10，按照目前要求保护的发明的关于2×2系统的另一个实施例，可利用可编程的信号衰减器122和信号检测器124，来实现对最接近信号组合器102的信号路径的控制。借助这种实现，能够实现一定程度的自动控制，因为信号检测器124(例如，功率耦合电路)能够检测来自DUT 12a、12b的发射信号的存在。例如，当检测到有效发射信号的存在时，每个信号检测器124aa、124ab、124ba、124bb能够启动指示发射信号的这种存在的检测信号125aa、125ab、125ba、125bb(例如，使检测信号有效)。借助一个或多个控制信号129，同样受计算机控制的监测这些检测信号125aa、125ab、125ba、125bb的控制器126向信号衰减器122提供适当的衰减器控制信号127。例如，如果第一信号检测器124aa指示发射信号的存在，而其余的信号检测器124ab、124ba、124bb未能检测到任何发射信号，并且希望经与检测到的信号相同的路径接收的后续数据分组被传给第一VSA 110aa以便测试，那么控制器能够借助其控制信号127aa对第一信号衰减器122aa编程，以便实现低较的或者最小的信号衰减，同时借助控制信号127ab、127ba、127bb对其余的信号衰减器122ab、122ba、122bb编程，以便实现较高的、或者最大的信号衰减。
按照目前要求保护的发明的另一个实施例，上面讨论的测试接口可用于支持同时在两个频带中工作，例如，以2×2MIMO配置或更高的配置在2.4千兆赫兹(GHz)下，以及以2×2或更高的MIMO配置在5GHz下同时工作的Wi-Fi MIMO设备的测试。这种设备可被顺序测试，然而这种测试不保证该设备能够同时在两个频带中工作(例如，由于串扰或者信道间耦合的影响)。通过利用按照目前要求保护的发明的测试接口，能够以伪并行的方式测试这种设备。
重新参见图3，两个DUT 112a、112b可被看作具有作为2.4GHz信道的第一DUT部分112a和作为5GHz信道的第二DUT部分112b的单个DUT。如果VSA 110aa、110ba不能同时在相隔超过2GHz的两个频率下同时工作，那么可在2.4GHz频带中进行真实发射EVM测试，之后在5.0GHz频带中进行类似的测试。在任何情况下，可并行地进行切换和复合EVM测试。类似地，可以进行对接收器的单个数据流测试。另外，利用伪链路测试(其中当收到良好的分组时，DUT返回确认信号)，可以测试灵敏度(即，不是PER)，从而使得能够测试同时的发射和接收操作的灵敏度。当然，如果VSA 110aa、110ba和VSG 110ag、110bg能够在相隔超过2GHz的频率下同时工作，那么可以避免这种限制。
对本领域的技术人员来说，本发明的结构和操作方法方面的各种其它修改和变更将是显而易见的，而不脱离本发明的范围和精神。尽管结合具体的优选实施例说明了本发明，然而应明白要求保护的发明不应不适当地局限于这样的具体实施例。下面的权利要求限定了本发明的范围，从而覆盖在这些权利要求及其等同物的范围内的结构和方法。

Claims (8)

1.一种包括用于测试多个被测设备(DUT)的数字通信测试系统的设备，包括：
多个DUT电极，所述多个DUT电极与多个DUT耦接，传送来自所述多个DUT的多个DUT发射信号，以及把多个DUT接收信号传给所述多个DUT；
多个信号组合和分割电路，所述多个信号组合和分割电路与多个向量信号分析器(VSA)和多个向量信号发生器(VSG)耦接，其中，所述多个信号组合和分割电路中的每一个适合于为所述多个VSA中的一个相应VSA组合所述多个DUT发射信号中的至少第一和第二DUT发射信号，以及分割来自所述多个VSG中的一个相应VSG的信号以提供所述多个DUT接收信号中的至少第一和第二DUT接收信号；和
多个信号传送控制电路，所述多个信号传送控制电路耦接在所述多个DUT电极和所述多个信号组合和分割电路之间，在发射测试中通过把来自所述多个DUT电极中的一个或多个DUT电极的所述多个DUT发射信号中的一个或多个所选DUT发射信号传给所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路，来响应一个或多个传送控制信号，并且在接收测试中通过把来自所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路的所述多个DUT接收信号中的一个或多个DUT接收信号传给所述多个DUT电极中的一个或多个DUT电极，来响应一个或多个传送控制信号。
2.按照权利要求1所述的设备，其中，所述多个信号传送控制电路通过把来自所述多个DUT电极中的一个或多个DUT电极的所述多个DUT发射信号中的一个或多个所选DUT发射信号传给所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路，来响应所述一个或多个传送控制信号，以便利所述多个VSA中的一个或多个VSA对所述多个DUT中的一个或多个DUT的一种或多种误差向量幅度(EVM)测量，所述误差向量幅度(EVM)测量包括复合EVM测量、切换EVM测量和多入多出(MIMO)EVM测量中的一个或多个。
3.按照权利要求1所述的设备，其中，所述多个信号传送控制电路包括多个信号开关电路，所述多个信号开关电路通过在所述多个DUT电极中的一个或多个所选DUT电极和所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个所选信号组合和分割电路之间提供一个或多个闭合信号连接，来响应所述一个或多个传送控制信号，以传送所述多个DUT发射信号中的所述一个或多个所选DUT发射信号和所述多个DUT接收信号中的一个或多个所选DUT接收信号。
4.按照权利要求1所述的设备，其中，所述多个信号传送控制电路包括多个信号衰减电路，所述多个信号衰减电路通过在所述多个DUT电极中的相应DUT电极和所述多个信号组合和分割电路中的相应信号组合和分割电路之间提供多个信号路径，来响应所述一个或多个传送控制信号，所述多个信号路径中的一个或多个信号路径具有相应较高的信号衰减，所述多个信号路径中的其余信号路径具有相应较低的信号衰减，以传送所述多个DUT发射信号中的所述一个或多个所选DUT发射信号和所述多个DUT接收信号中的一个或多个所选DUT接收信号。
5.按照权利要求1所述的设备，还包括信号检测和控制电路，所述信号检测和控制电路与所述多个DUT电极和所述多个信号传送控制电路耦接，并通过把所述多个DUT发射信号中的一个或多个检测到的DUT发射信号传给所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路，来响应检测到所述多个DUT发射信号中的一个或多个DUT发射信号。
6.按照权利要求5所述的设备，其中，所述信号检测和控制电路包括：
多个信号检测器，所述多个信号检测器通过提供一个或多个信号检测信号，来响应检测到所述多个DUT发射信号中的一个或多个DUT发射信号；和
控制电路，所述控制电路与所述多个信号检测器耦接，并通过提供所述一个或多个传送控制信号，来响应所述一个或多个信号检测信号。
7.按照权利要求1所述的设备，其中：
所述多个DUT电极中的相应各组至少第一和第二DUT电极适合于与所述多个DUT中的相应一个DUT耦接，传送来自所述多个DUT中的所述相应一个DUT的所述多个DUT发射信号中的相应各组至少第一和第二DUT发射信号，以及把所述多个DUT接收信号中的相应各组至少第一和第二DUT接收信号传给所述多个DUT中的所述相应一个DUT；以及
所述多个信号传送控制电路通过提供下述中的一个或多个来响应一个或多个传送控制信号：
通过所述多个DUT发射信号的所述至少第一和第二DUT发射信号的基本同时传送，把所述多个DUT发射信号的所述相应各组至少第一和第二DUT发射信号中的至少一组传给所述多个信号组合和分割电路之一，
通过所述多个DUT发射信号的所述至少第一和第二DUT发射信号的基本互斥传送，把所述多个DUT发射信号的所述相应各组至少第一和第二DUT发射信号中的至少一组传给所述多个信号组合和分割电路之一，
通过基本上同时地把所述多个DUT发射信号中的至少第一和第二DUT发射信号中的每一个传给所述多个信号组合和分割电路中的至少第一和第二信号组合和分割电路中的相应信号组合和分割电路，把所述多个DUT发射信号的所述相应各组所述至少第一和第二DUT发射信号中的至少一组传给所述多个信号组合和分割电路中的所述至少第一和第二信号组合和分割电路，以及
通过所述多个DUT接收信号中的至少第一和第二DUT接收信号的基本同时传送，把来自所述多个信号组合和分割电路的相应多个信号组合和分割电路的所述多个DUT接收信号中的至少第一和第二DUT接收信号传给所述多个DUT电极的所述相应各组至少第一和第二DUT电极中的一组或多组。
8.一种包括用于测试多个被测设备(DUT)的数字通信测试系统的设备，包括：
多个DUT连接器装置，用于传送来自多个DUT的多个DUT发射信号，以及把多个DUT接收信号传给所述多个DUT；
多个信号组合器和分割器装置，每个信号组合器和分割器装置为多个向量信号分析器(VSA)中的一个相应VSA组合所述多个DUT发射信号中的至少第一和第二DUT发射信号，以及分割来自多个向量信号发生器(VSG)中的一个相应VSG的信号以提供所述多个DUT接收信号中的至少第一和第二DUT接收信号；以及
多个信号传送控制装置，用于在发射测试中通过把来自所述多个DUT电极中的一个或多个DUT电极的所述多个DUT发射信号中的一个或多个所选DUT发射信号传给所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路，来响应一个或多个传送控制信号，并且在接收测试中通过把来自所述多个信号组合和分割电路中的一个或多个信号组合和分割电路的所述多个DUT接收信号中的一个或多个DUT接收信号传给所述多个DUT电极中的一个或多个DUT电极，来响应一个或多个传送控制信号。
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