CN104283624B - 一种基于信道仿真器的多探头mimo-ota测试系统下行信号相位校准方法 - Google Patents

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一种基于信道仿真器的多探头MIMO‑OTA测试系统下行信号相位校准方法，其特征在于：在信道仿真器中增加一个参考测量信号解调模块，用于监控所输入的下行码流间的相位差，并与相位差理论值相比较，根据实测值与理论值的差异，对下行基带数字信号进行相位实时校准。本发明利用信道仿真器对基站下行信号的解调测量，监控基站下行信号相位的变化，并自适应地对下行信号进行相位补偿，保证了输入信道仿真单元的基站下行信号相位的稳定性，从而提高了整个测试系统的测试结果稳定度。

Description

一种基于信道仿真器的多探头MIMO-OTA测试系统下行信号相位校准方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，特别是针对多探头MIMO-OTA测试系统中基站下行信号相位漂移的问题，提出的一种基于信道仿真器的下行信号相位校准方法。
背景技术
多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)是4G无线通信系统中的关键技术之一，通过在发射机和接收机端同时配置多根天线从而显著提高系统吞吐量。近年来，4G蜂窝技术的商用带动了多天线移动终端天线技术的研发演进。为了对终端MIMO天线的设计结果进行有效测控，需要研究有源多输入多输出空间射频(Multi-Input Multi-Output Over-The-Air,MIMO)MIMO-OTA检测方法，对多天线终端的MIMO接收性能进行评估。
多探头全电波暗室法是主流的MIMO-OTA检测方法，其测量系统主要由多探头暗室、信道仿真器、基站模拟器等部分组成。多探头暗室内配置多个测量天线，成环状布置在测试区域周围。在测试过程中，由基站模拟器输出的多路下行信号首先进入信道仿真器；信道仿真器根据系统所配置的信道场景，对来自基站模拟器的下行信号进行衰落处理，计算出经过指定信道模型衰落后的多径下行信号在终端周围的入射角、功率延迟、角度扩展、极化特性等等，并将具有不同入射角的信号分别映射到暗室内相应的探头上；暗室内多个探头根据信道仿真器的加载结果同时发射，从而在暗室中测试区域内模拟出不同来波角度、不同功率、极化、延迟特性的多径下行信号。
然而最近的研究实验表明，基站模拟器所输出的多路下行码流的载波相位差异并不为零，并且这种差异随时间会发生一定的漂移。这种多路下行码流之间的相位差异将影响信道仿真器对信道模型加载的准确度，并影响最终测试结果。因此，为了保证多探头MIMO-OTA测试结果的稳定性和准确性，需要找到一种简单可靠的方法对输入信道仿真器的多路下行码流进行相位校准。
发明内容
本发明的目的是针对多探头MIMO-OTA测试系统中基站下行信号相位漂移的问题，提出一种基于信道仿真器的多探头MIMO-OTA测试系统下行信号相位校准方法。
本发明的目的是这样实现的：一种基于信道仿真器的多探头MIMO-OTA测试系统下行信号相位校准方法，其特征在于：在信道仿真器中增加一个参考测量信号解调模块，用于监控所输入的下行码流间的相位差，并与相位差理论值相比较，根据实测值与理论值的差异，对下行基带数字信号进行相位实时校准。
本发明的目的还可以这样实现：具体实现步骤如下：
步骤1：在信道仿真器中添加参考测量信号解调模块，针对下变频后的基带下行信号，对指定时频位置上的下行参考测量信号进行解调；
步骤2：比较不同码流上的参考测量信号相位差，并与相关射频协议中的理论值进行比较，实测相位差与理论值之间的差异即为系统仪表硬件因素导致的下行码流的相位漂移；
步骤3：根据步骤2中的实测相位差与理论值之间的差异对下行基带信号进行相位调整运算，实现对下行基带数字信号的相位实时校准。
本发明具有以下显著技术进步：利用信道仿真器对基站下行信号的解调测量，监控基站下行信号相位的变化，并自适应地对下行信号进行相位补偿，保证了输入信道仿真单元的基站下行信号相位的稳定性，从而提高了整个测试系统的测试结果稳定度。
附图说明
图1为现有技术信道仿真器工作原理框图
图2为本发明基于信道仿真器对基站下行信号进行相位补偿的原理框图
具体实施方式
在经典的多探头MIMO-OTA测试系统中，信道仿真器首先对输入的基站下行信号进行下变频，得到基带信号后，针对下行基带信号进行信道衰落处理，然后将衰落后的信号重新调制为射频信号，并映射到暗室内各个测量探头上，如图1所示。
本发明在上述信道仿真器结构基础上，通过以下改进方案实现信道仿真器对输入信号的相位校准功能。首先，保证使用相同的载波信号对输入的多路下行码流进行载波解调下变频操作，如此来自基站的多路码流之间的载波相位差异将等效转换为多路基带信号之间的相位差异；其次，在对基带信号进行信道衰落处理之前，通过检测下行信号中的参考测量信号，检测多路下行基带信号之间的相位差异；最后，根据检测得到的相位差异对多路下行基带信号进行相位补偿，如图2所示。其中由于经过下变频后的基带信号一般都是以数字信号的形式存储在缓存中，因此对其相位补偿操作较为简单，可以直接对缓存中的数据乘以一个相位偏转因子来实现相位补偿，而不需要借助额外的诸如锁相环之类的硬件电路。
本发明具体实现步骤如下：
步骤1：在信道仿真器中添加参考测量信号解调模块，针对下变频后的基带下行信号，对指定时频位置上的下行参考测量信号进行解调；
步骤2：比较不同码流上的参考测量信号相位差，并与相关射频协议中的理论值进行比较，实测相位差与理论值之间的差异即为系统仪表硬件因素导致的下行码流的相位漂移；
步骤3：根据步骤2中的结果对下行基带信号进行相位调整运算。假设理论上第1路与第2路下行码流之间参考测量信号相位差理论值应为θ1-θ2＝Δθ，其中θ1与θ2分别为两路下行码流参考测量信号的相位理论值，而实测二者之间相位差为θ′1-θ′2＝Δθ+δ，则相应地应将第2路下行码流的相位增加δ，可以为第2路下行基带码流统一乘以一个相位偏转因子ejδ。

Claims (1)

1. 一种基于信道仿真器的多探头MIMO-OTA测试系统下行信号相位校准方法，在信道仿真器中增加一个参考测量信号解调模块，用于监控所输入的下行码流间的相位差，并与相位差理论值相比较，根据实测值与理论值的差异，对下行基带数字信号进行相位实时校准；其特征在于：具体实现步骤如下：
步骤1：在信道仿真器中添加参考测量信号解调模块，针对下变频后的基带下行信号，对指定时频位置上的下行参考测量信号进行解调；
步骤2：比较不同码流上的参考测量信号相位差，并与相关射频协议中的理论值进行比较，实测相位差与理论值之间的差异即为系统仪表硬件因素导致的下行码流的相位漂移；
步骤3：根据步骤2中的实测相位差与理论值之间的差异对下行基带信号进行相位调整运算，实现对下行基带数字信号的相位实时校准。
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