CN105519017B

CN105519017B - 用于测试多个数据包信号收发器的系统和方法

Info

Publication number: CN105519017B
Application number: CN201480048362.6A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·沃尔夫·厄尔高
Original assignee: Litepoint Corp
Current assignee: Litepoint Corp
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2017-12-12
Anticipated expiration: 2034-08-07
Also published as: CN105519017A; TW201511484A; JP2016529842A; WO2015034620A1; US8879659B1; KR20160052595A

Abstract

本发明公开一种使用N×N多输入多输出(MIMO)数据包信号收发器以测试多个数据包信号收发器的系统和方法。根据一项示例性实施例，N×N MIMO接入点可用来同时测试多个单输入单输出(SISO)数据包信号收发器。选择性数据包信号损坏(例如，以数据包信号衰减的形式)允许个别测试来自数据包信号收发器的各自每一者的传输信号。

Description

用于测试多个数据包信号收发器的系统和方法

背景技术

本发明涉及测试数据包收发器，尤其是有关于同时测试多个数据包信号收发器。

许多现今的电子装置使用无线技术用于连接及通讯两种目的。因为无线装置传输以及接收电磁能量，且因为两个或多个无线装置可能因其信号频率及功率频谱密度而干扰彼此的运作，这些装置及其使用的无线技术必须遵循各种无线技术标准规格。

在决定此类无线装置时，工程师必须格外小心以确保此类装置将会符合或优于根据其所包括的基于无线技术所规定标准的每一项规格。此外，当这些装置未来大量制造时，其会接受测试以确保制造缺陷不会导致不适当的运作，此测试也包括是否遵循此类已包括的基于无线技术标准的规格。

为了在制造及装配之后测试这些装置，目前的无线装置测试系统采用子系统用于分析来自各装置的信号。一般而言，此类子系统包括至少向量信号产生器(VSG)，用于提供要被传输至受测装置的来源信号，并且包括向量信号分析器(VSA)，用于分析由该受测装置产生的信号。VSG对于测试信号的产生及由VSA执行的信号分析通常是可编程的，以使各自可用于测试各种受测装置是否遵循各种无线技术标准，所述无线技术标准可有不同频率范围、带宽以及信号调变特性。

在无线通讯装置的制造过程中，制造测试有关的成本占了所需生产成本中相当高的一部分。一般而言，测试成本与进行此测试所需时间之间有直接的关联性。因此，可缩短测试时间而不牺牲测试准确度或不增加设备成本(例如，因必要测试设备或多部测试器精密度提升而导致成本增加)的创新技术就显得重要，并可显著节省成本，尤其是对于制造及测试大量此类装置而言。

无线射频(RF)数据包信号收发器的设计及运作的最新发展为，利用多重天线实现的多输入及多输出的使用。换句话说，这些装置，称作多输入多输出(MIMO)装置，使用多重天线用于其数据包信号的无线传输和接收。因此，当测试这些装置时，规定必须使其发挥其MIMO能力以进行测试。例如，这包括：操作该受测装置(DUT)以使得其所有的传输器和接收器均能运作以经由其各自的天线连接分别地传输及接收其各自的数据包串流。因此，所有的传输器和所有的接收器均可同时受测。

然而，对于单输入单输出(SISO)数据包信号收发器而言，此类装置需要更精密的专用测试硬件，以达成多个DUT的此种同时性测试；或者，另一个替代方案为，可使用费时的循序测试，以避免因使用精密测试设备所导致的高额成本。

因此，期望能有一种可用于测试多个SISO装置且其测试速度可比纯粹循序测试更快的技术。

发明内容

根据本发明，提供一种用于使用N×N多输入多输出(MIMO)数据包信号收发器以测试多个数据包信号收发器的系统和方法。根据示例性实施例，N×NMIMO接入点可用来同时测试多个单输入单输出(SISO)数据包信号收发器。选择性数据包信号损坏(例如，以数据包信号衰减的形式)允许个别测试来自数据包信号收发器的各自每一者的传输信号。

根据本发明的一个实施例，具有N×N多输入多输出(MIMO)数据包信号收发器用于测试多个数据包信号收发器的系统包括：

复数N个信号路径，其用于与多个数据包信号收发器受测装置(DUT)进行通讯，以传递来自该多个DUT的复数N个传输数据包信号，并且将复数N个接收数据包信号传递至该多个DUT；

N×N MIMO数据包信号收发器，其用于接收该复数N个传输数据包信号的至少一部分，并且提供该复数N个接收数据包信号；和

信号控制电路系统，其耦合在该N×N MIMO数据包信号收发器及该复数N个信号路径之间，并通过损坏以该N×N MIMO数据包信号收发器所接收的该复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的至少一部分来响应于该复数N个传输数据包信号。

根据本发明的另一实施例，以N×N多输入多输出(MIMO)数据包信号收发器测试多个单输入单输出(SISO)数据包信号收发器的方法包括：

提供复数N个信号路径，此类路径用于与多个数据包信号收发器受测装置(DUT)进行通讯，以传递来自该多个DUT的复数N个传输数据包信号，并且将复数N个接收数据包信号传递至该多个DUT；

以N×N MIMO数据包信号收发器接收该复数N个传输数据包信号的至少一部分；

以该N×N MIMO数据包信号收发器提供该复数N个接收数据包信号；以及

通过损坏以该N×N MIMO数据包信号收发器所接收的该复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的至少一部分来响应于该复数N个传输数据包信号。

附图说明

图1根据本发明的示例性实施例描绘了用于测试多个数据包信号收发器的测试环境。

图2根据本发明的另一示例性实施例描绘了用于测试多个数据包信号收发器的测试环境。

图3根据本发明的示例性实施例描绘了传输多个数据包信号收发器的信号测试的信号时序图。

图4根据本发明的另一示例性实施例描绘了接收多个数据包信号收发器的信号测试的信号时序图。

具体实施方式

下列是本发明的示例性实施例于参照附图的详细说明。这些说明意在为说明性的而非限制本发明的范围。此类实施例以足够细节被说明使得本领域具通常知识者得以实施本发明，且应理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可以某些改变来实施其他实施例。

在本公开各处，如无相反于本文的明确指示，可理解所描述的相应电路组件在数目上可为单一的或是复数的。例如，“电路”及“电路系统”一词可包括单一个或多个组件，可为主动和/或被动，且经连接或以其他方式耦合在一起(例如，作为一个或多个集成电路芯片)以提供所述的功能。另外，“信号”一词可代表一个或多个电流、一个或多个电压或数据信号。在说明书附图中，相似或相关的组件会有相似或相关的字母、数字或文数字指示符号。此外，虽然已经讨论使用离散电子电路系统(优选的是以一个或多个集成电路芯片的具体实施方式)的情况下实施本发明，取决于欲处理的信号频率或数据速率，可另外地使用一个或多个经适当编程的处理器实施此类电路系统的任一部分的功能。此外，就图示描述不同实施例的功能区块图的方面而言，此类功能区块不一定指示硬件电路系统之间的分割。

如下所述，根据本发明的示例性实施例，使用N×N MIMO数据包信号收发器(例如，N×N MIMO接入点(AP))，以利用信号路径(如传导性RF信号路径(例如同轴电缆和连接器))在每一个SISO DUT和在MIMO AP上的其各自信号端口之间传递信号来测试多个数据包信号收发器(如多个SISO数据包信号收发器受测装置(DUT))。此类信号路径包括用于控制(例如，改变)信号路径损失或衰减、用于检测数据包信号包络功率，以及用于控制可变信号路径损失的技术手段，以及其他将说明的组件。(虽然下文讨论单一使用者MIMO AP与多个SISO DUT的通讯，但熟知本领域通常技术者人士应理解本文所述的技术也可应用在涉及多位使用者MIMO AP与多个MIMO DUT或多个SISO DUT通讯的测试环境中。)

根据另一示例性实施例，可包括一个或多个数据包信号分析装置，如一个或多个VSA，以执行数据包信号的分析(例如物理层数据包信号特性的分析)。

根据DUT的传输信号测试的示例性实施例，其使用选择性数据包信号损坏，例如增加数据包信号路径损失。因此，尽管所有的SISO DUT和MIMO AP之间均存在信号路径链接，但该MIMO AP仅能感测到一个SISO DUT，因此也只能跟一个SISO DUT进行通讯。因此，在传输测试期间，该MIMO AP会表现出只和单一个SISO DUT链接及通讯。然而，此时所有的SISODUT均会发出响应，例如送出声脉波信号响应。这些响应的损坏(例如，衰减)发生于MIMO AP实际接收到这些响应之前，但是在已依其他方式检测及测量这些响应之后(例如，检测其信号包络功率或是分析其误差向量大小(EVM)特性)才发生这些响应的损坏。因此，可有效地同时测试所有SISO DUT的传输信号功率和物理层数据包的信号特性。

同样地，在已接收的信号测试期间，数据包由MIMO AP送至SISO DUT，但是从SISODUT回送至MIMO AP的确认数据包会经选择性损坏，使得(再次说明)该MIMO AP仅能感测到和单一SISO DUT进行通讯。然而，如先前所述，这些确认数据包在损坏之前已由例如数据包信号包络功率检测器所检测及计数。因此，如先前所述，将可有效平行测试所有的SISODUT。

参照图1，用于采用根据本发明的示例性实施例的测试系统和方法的测试环境10包括：N×N MIMO AP 12和对应数量的N个信号调节电路14、信号分割器(或分裂器或耦合器)16、及功率测量电路18，再加上用于测试对应数量的N个DUT 100的控制电路系统(或者控制逻辑部件)20。视需要，此类DUT可由各自的屏蔽包封102个别地隔离，且再连同由信号调节电路14所形成的信号路径以及信号分割器16一起被包括在另一个屏蔽包封104内。此外，可包括VSG 22以提供一个或多个来源信号23，用于MIMO AP 12用于提供DUT 100的接收数据信号。

针对本文所述的范例而言，该N×N系统为4×4系统，其中使用4×4MIMO AP连同包括四个信号调节电路14的四个信号路径及信号分割器16一起用于测试四个DUT 100。然而，熟悉本技术者人士应可轻易理解，可调高或减少此系统的MIMO信号端口及信号路径的数量。

根据众所周知的无线技术(例如使用RF信号电缆和连接器)，该MIMO AP 12和DUT100经由信号路径13、15、17进行通讯，其依次在MIMO AP 12、信号调节电路14、信号分割器16及DUT 100之间提供信号通讯。MIMO AP 12将接收数据包信号13ar、13br、13cr、13dr提供至信号调节电路14，信号调节电路14将实质上无损坏的信号15ar、15br、15cr、15dr传递至信号分割器16，以进一步传递17ar、17br、17cr、17dr至DUT 100(优选的是在此信号方向中只有些许或完全无信号分割发生)。

同样地，DUT 100a、100b、100c、100d将各自的传输数据包信号17at、17bt、17ct、17dt提供至信号分割器16a、16b、16c、16d。此类信号被分成用于信号调节电路14a、14b、14c、14d的入射传输数据包信号15at、15bt、15ct、15dt，以及用于功率测量电路18a、18b、18c、18d的测量的复制(或样本)数据包信号25a、25b、25c、25d。此类功率测量电路18检测各自复制信号25的信号包络功率，且提供功率测量信号19，此类功率测量信号19指示此类复制数据包信号25a、25b、25c、25d每一者的各自幅度、起始时间和结束时间中的一者或多者。这些数据信号19a、19b、19c、19d由控制逻辑部件20所处理，以提供用于信号调节电路14的控制信号21。

根据此类控制信号21，此类信号调节电路14a、14b、14c、14d选择性地再损坏另外一个入射传输数据包信号15at、15bt、15ct、15dt(优选为除了一个信号以外的所有信号)，以下会更详细描述。所得的已损坏及无损坏的传输数据包信号13at、13bt、13ct、13dt会传递至MIMO AP 12。

当MIMO AP 12提供此类接收数据包信号13ar、13br、13cr、13dr时，其还提供一个或多个控制信号27，此类控制信号指示这些信号13ar、13br、13cr、13dr中的每一者的起始时间和结束时间中的一者或多者。此动作使得该控制逻辑部件20能够确保其控制信号21会让该信号调节电路14以实质上无损坏的方式(例如，以最小信号衰减(如果有任何信号衰减的话))，传递此类接收数据包信号至此类信号分割器16。

参照图2，根据另一示例性实施例，可包括一个或多个VSA 30，以分析此类复制数据包信号25的各种信号特性。也可包括附加信号分割器32a、32b、32c、32d，以进一步分割此类复制传输数据包信号25，用于提供充分隔离的复制传输数据包信号31a、31b、31c、31d用于VSA30处理。另外，在另一替代实施例中，VSG 22也可连接至主要信号分割器16(例如，经由信号切换或耦合电路系统)，或连接至附加信号分割器32a、32b、32c、32d(其将会当作VG信号方向中的信号合并器或耦合器)，用于提供DUT 100的接收数据信号。

如下文更详细说明，此类信号调节电路14会根据其各自的控制信号21，改变信号路径损失到一等级，在该等级会发生足够的数据包信号衰减，致使此类已衰减的数据包信号无法正确地被MIMO AP 12接收。优选的是，此类数据包信号衰减于该数据包信号内的调训序列结束时但在数据承载之前开始。此动作将确认对应的MIMO AP 12接收信道已开始接收该信号，且其自动增益控制(AGC)电路系统(图中未示出)在此信号衰减期间已选定及建立数据包信号增益，由此确保AGC不会进一步的调整及错误地致使该通道经由未知或非所欲的泄漏信号路径接收其它端口/信道信号。此时，在MIMO AP 12仅有效地与一个DUT 100进行通讯的此期间，功率测量电路18仍可在没有数据包损坏的传输数据包信号上执行功率测量，该功率测量电路18是信号调节电路14的上游(相对于DUT传输信号而言)。

参照图3，在传输信号测试期间，MIMO AP 12提供初始数据包13ri，以起始与各自的DUT 100的通讯链路。为了响应于这些初始数据包13ri，DUT 100传输请求数据包13tr，以建立与MIMO AP 12的各自通讯链路。如上所述，该功率测量电路18检测DUT传输信号13tr(例如，其开始时间t1、结束时间t3和数据包持续时间t3-t1中的一者或多者)，接着该控制逻辑部件20提供适当控制信号21，使得所有的传输数据包信号13tra、13trb、13trc(除了13trd之外)受到损坏(例如在数据包开始时间t1之后的时间t2处，以确保接收路径具有选定的AGC)，由此确保仅有一个MIMO AP 12信号端口与一个DUT 100进行通讯。通讯(例如与MIMO AP 12之通讯)持续进行，接着是来自所有N个端口的声脉波数据包、由DUT 100提供的确认数据包13ta以及声脉波响应数据包13tp、损坏的对应数据包，以便维持一个MIMO AP12信号端口和其对应DUT 100d之间最初建立的通讯链路。

同样地，参照图4，在接收信号测试期间，由DUT 100传输的数据包13tr、13ta选择性地遭到损坏，以确保在MIMO AP 12的一个信号端口和其对应DUT 100d之间建立信号通讯链路。即使在MIMO AP12传输了数据包13rdb、13rdd但未被其对应的DUT 100b、100d所接收，及因此未以对应的应答(ACK)数据包13tab、13tad所确认的情况下，仍然可使用功率测量电路18进行数据包计数而确认这些数据包13rdb、13rdd的存在，这是因为尽管其各自DUT100b、100d的接收故障，这些数据包13rdb、13rdd仍可被功率测量电路18检测到。因此，可针对所有N个DUT 100同时执行接收信号测试。另外，如果使用VSA 30(图2)，仍可捕获及分析先前自MIMO AP 12发送至DUT 100而未被适当接收(即，未引发对应之应答数据包13tab、13tad)的数据包，以判断这些数据包13rdb、13rdd是否故障，或者对应的DUT 100b、100d是否因某些原因而未能够接收、检测或响应原为事实上良好的数据包。

对熟悉本项领域者而言，在不悖离本发明的实质和范围的情况下，可显而易见地在本发明的结构和操作方法中构思出各种其他修改及替换。尽管已通过特定优选实施例说明本发明，应理解本发明如所申请的不应解释为不适当地受限于该优选实施例。我们意在以下列的权利要求书限定本发明的范围以及该权利要求书内的结构与方法从而涵盖此类结构与方法的等同物。

Claims

1.一种具有N×N多输入多输出(MIMO)数据包信号收发器用于测试多个数据包信号收发器的系统，所述系统包括：

复数N个信号路径，所述复数N个信号路径用于与多个数据包信号收发器受测装置(DUT)进行通讯，以传递来自所述多个DUT的复数N个传输数据包信号，并且将复数N个接收数据包信号传递至所述多个DUT；

N×N MIMO数据包信号收发器，所述N×N MIMO数据包信号收发器用于接收所述复数N个传输数据包信号的至少一部分，并且提供所述复数N个接收数据包信号；和

信号控制电路系统，所述信号控制电路系统耦合在所述N×N MIMO数据包信号收发器与所述复数N个信号路径之间，并通过损坏以所述N×N MIMO数据包信号收发器所接收的所述复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的至少一部分来响应于所述复数N个传输数据包信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述复数N个信号路径包括复数N个传导性射频(RF)信号路径。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个DUT的至少一部分中的每一者包括单输入单输出(SISO)DUT。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述N×N MIMO数据包信号收发器包括多用户N×NMIMO数据包信号收发器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述N×N MIMO数据包信号收发器包括N×N MIMO接入点。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述N×N MIMO数据包信号收发器用于同时接收所述复数N个传输数据包信号的所述至少一部分，并且同时提供所述复数N个接收数据包信号。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号控制电路系统通过以实质上无损坏的方式传递所述复数N个接收数据包信号来进一步响应于来自所述N×N MIMO数据包信号收发器的一个或多个控制信号。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个控制信号指示所述复数N个接收数据包信号中的每一者的至少开始时间。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号控制电路系统包括：

信号测量电路系统，所述信号测量电路系统通过提供一个或多个第一控制信号来响应于所述复数N个传输数据包信号；和

信号调节电路系统，所述信号调节电路系统耦合至所述信号测量电路系统，并且通过损坏以所述N×N MIMO数据包信号收发器所接收的所述复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的所述至少一部分来响应于所述一个或多个第一控制信号。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述一个或多个第一控制信号指示所述复数N个传输数据包信号中的每一者的幅度、开始时间和结束时间中的至少一者。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述信号调节电路系统通过以实质上无损坏的方式传递所述复数N个接收数据包信号来进一步响应于来自所述N×N MIMO数据包信号收发器的一个或多个第二控制信号。

12.一种以N×N多输入多输出(MIMO)数据包信号收发器来测试多个单输入单输出(SISO)数据包信号收发器的方法，包括：

提供复数N个信号路径，以用于与多个数据包信号收发器受测装置(DUT)进行通讯，来传递来自所述多个DUT的复数N个传输数据包信号，并且将复数N个接收数据包信号传递至所述多个DUT；

以N×N MIMO数据包信号收发器接收所述复数N个传输数据包信号的至少一部分；

以所述N×N MIMO数据包信号收发器提供所述复数N个接收数据包信号；以及

通过损坏以所述N×N MIMO数据包信号收发器所接收的所述复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的至少一部分来响应于所述复数N个传输数据包信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述提供复数N个信号路径包括提供复数N个传导性射频(RF)信号路径。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个DUT的至少一部分中的每一者包括单输入单输出(SISO)DUT。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述N×N MIMO数据包信号收发器包括多用户N×N MIMO数据包信号收发器。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述N×N MIMO数据包信号收发器包括N×NMIMO接入点。

17.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述以N×N MIMO数据包信号收发器接收所述复数N个传输数据包信号的至少一部分包括同时接收所述复数N个传输数据包信号的所述至少一部分；以及

所述以所述N×N MIMO数据包信号收发器提供所述复数N个接收数据包信号包括同时提供所述复数N个接收数据包信号。

18.根据权利要求12所述的方法，进一步包括通过以实质上无损坏的方式将所述复数N个接收数据包信号提供至所述多个DUT来响应于来自所述N×N MIMO数据包信号收发器的一个或多个控制信号。

19.根据权利要求12所述的方法，其中所述通过损坏以所述N×N MIMO数据包信号收发器所接收的所述复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的至少一部分来响应于所述复数N个传输数据包信号包括：

测量所述复数N个传输数据包信号中的每一者的至少一个信号特性，并且据以提供一个或多个第一控制信号来作响应；以及

通过损坏以所述N×N MIMO数据包信号收发器所接收的所述复数N个传输数据包信号中的一者或多者中的每一者的所述至少一部分来响应于所述一个或多个第一控制信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个第一控制信号指示所述复数N个传输数据包信号中的每一者的幅度、开始时间和结束时间中的至少一者。