CN105554783B - 空口测试装置、系统及空口测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空口测试装置、系统及空口测试方法，所述装置包括功分单元以及与所述功分单元相连的移相单元；所述功分单元包括N个第一端口和M个第二端口；所述M大于所述N；所述M和所述N均为大于2的整数；所述移相单元包括M个第三端口和N个第四端口；一个所述第二端口与一个所述第三端口相连，连接形成有M条移相支路；所述移相单元，用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系将输入所述功分单元的信号或所述功分单元输出的信号进行相位偏移；其中，所述正交矩阵包括M个元素，一个所述元素对应一条所述移相支路；所述元素的值与所述相位偏移度数具有映射关系。

Description

空口测试装置、系统及空口测试方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域的空口测试技术，尤其涉及一种空口测试装置、系统及空口测试方法。

背景技术

随着多天线技术的发展，无线通讯越来越多地采用波束成型技术，并朝高速多流的方向演进。但如何以较简便的方式和较低的成本对多流波束空口进行验证和测试成为严重的挑战，现有的多流波束成型空口检测方法一般包括两种：

第一种：路测方式，这需要将终端分布在多个不同的方向进行拉距测试。这种方式比较能反映多流波束成型技术实际应用的真实情况，但工程浩大、费时费力，不能经常采用，也不方便排查定位问题。

第二种：信道模拟方式，但支持多天线波束成型测试的信道模拟仪需要上下行平衡，且需要的通道数也较多。故设备成本不是一般的高，对校准也有较高要求。因此较难大量应用，这不利于通过大样本发现问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种空口测试装置、系统及空口测试方法，以降低硬件成本和简化测试操作。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例第一方面提供一种空口测试装置，所述装置包括功分单元以及与所述功分单元相连的移相单元；

所述功分单元包括N个第一端口和M个第二端口；所述M大于所述N；所述M和所述N均为大于2的整数；

所述移相单元包括M个第三端口和N个第四端口；

一个所述第二端口与一个所述第三端口相连，连接形成有M条移相支路；

所述移相单元，用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系将输入所述功分单元的信号或所述功分单元输出的信号进行相位偏移；

其中，所述正交矩阵包括M个元素，一个所述元素对应一条所述移相支路；所述元素的值与所述相位偏移度数具有映射关系。

优选地，

各所述第一端口均通过所述移相支路与每一个所述第四端口相连。

优选地，

所述功分单元包括至少两个功分器；

每一个所述功分器用于将一路输入信号分成至少两路等相的输出信号或将至少两路输入信号等相地合成一路输出信号。

优选地，

所述移相单元包括至少两个混合耦合器；

每一个所述混合耦合器用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系，将一路输入信号分成至少两路具有一定相位关系的输出信号或将至少两路输入信号按一定的相位关系合成一路输出信号。

优选地，

所述移相单元包括：

功分器，用于将一路输入信号分成至少两路等相的输出信号或将至少两路输入信号等相地合成一路输出信号；

移相模块，用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系对信号进行相位偏移。

优选地，

所述移相模块包括移相器和/或移相电缆。

本发明实施例第二方面提供一种空口测试系统，所述系统包括如上所述的空口测试装置；所述空口测试装置包括N个第一端口和N个第四端口；

一个所述第一端口连接一个终端，一个所述第四端口连接测试基站的一个天线端口；或一个所述第四端口连接一个终端，一个所述第一端口连接测试基站的一个天线端口。

本发明实施例一种空口测试方法，所述方法包括：

接收终端发送的上行信号；

将每一个所述上行信号分成N个上行分量；

对每一个所述上行分量进行相位偏移处理；

将经过相位偏移处理的所述上行分量发送给测试基站；

接收测试基站依据所述上行分量的相位关系经过波束赋形发送的N个下行信号；

将所述N个下行信号分成M个下行分量并对所述M个下行分量进行相位偏移处理；

将所述M个下行分量进行信号合成处理后发送给终端；

其中，在进行所述相位偏移时，依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系将所述上行信号分量或所述下行信号分量进行相位偏移；

所述正交矩阵包括M个元素，一个所述元素对应于一路所述上行信号分量或一路所述下行信号分量；所述元素的值与所述相位偏移度数具有映射关系。

优选地，

所述方法应用于包括N个第一端口和N个第四端口的空口测试装置中；其中，在N个第一端口和N个第四端口之间形成有M条移相支路；一条所述移相支路用于一路所述上行信号分量或一路所述下行信号分量的相位偏移；

其中，当所述空口测试装置从所述第一端口接收所述上行信号时，则通过所述第四端口将所述上行信号分量发送到所述测试基站；当所述空口测试装置从所述第四端口接收上行信号时，则通过所述第一端口将所述上行信号分量发送到所述测试基站。

本发明实施例第四方面提供一种空口测试方法，所述方法包括：

测试终端发送上行信号；

空口测试装置接收所述上行信号，将每一个所述上行信号分成N个上行信号分量，依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系对每一个所述上行信号分量进行相位偏移处理；

空口测试装置将经过相位偏移处理的上行信号分量，发送给测试基站的N个天线端口；

测试基站接收终端发送的上行信号；

测试基站依据上行信号的相位确定下行信号的赋形值；

测试基站依据所述赋形值生成并发送下行信号；

空口测试装置将每一个所述下行信号分成N个下行信号分量，并依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系将每一个下行信号分量进行相位偏移处理；

空口测试装置将所述下行信号分量进行信号合成后发送给终端；

各终端接收所述下行信号；

其中，所述正交矩阵包括M个元素，一个所述元素对应于一路所述上行信号分量或一路所述下行信号分量；所述元素的值与所述相位偏移度数具有映射关系；

终端接收到的所述下行信号用于确定所述测试基站正交波束赋形的效果。

优选地，

当一个终端有接收到发送给其他终端的下行信号的强度大于预设阈值时，则所述测试基站的正交波束赋形出现异常。

本发明实施例所述空口测试装置、系统及空口测试方法，提供了一种由功分单元和移相单元构成的空口测试装置，该装置可以提供多条移相支路，移相支路的相位偏移度数与正交矩阵具有映射关系。该装置用于空口检测时，能够提供互不干扰的传输信道；用于进行空口测试相对于现有的信道模拟仪能够大大的降低硬件成本，且相对于路测方法具有测试简便的优点。

附图说明

图1为本发明实施例所述的空口测试装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例所述的空口测试装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例所述的空口测试系统的结构示意图之一；

图4为本发明实施例所述的空口测试方法的流程示意图之一；

图5为本发明实施例所述的空口测试方法的流程示意图之二；

图6为本发明示例所述的空口测试系统的结构示意图之二；

图7为本发明示例所述的空口测试装置的结构示意图之一；

图8为本发明示例所述的空口测试装置的结构示意图之二；

图9为本发明示例所述的空口测试装置的结构示意图之三；

图10为本发明示例所述的空口测试装置的结构示意图之四；

图11为本发明示例所述的空口测试装置的结构示意图之五；

图12为本发明示例所述的空口测试装置的结构示意图之五。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种空口测试装置，所述装置包括功分单元110以及与所述功分单元110相连的移相单元120；

所述功分单元110包括N个第一端口111和M个第二端口112；所述M大于所述N；所述M和所述N均为大于2的整数；

所述移相单元120包括M个第三端口113和N个第四端口114；

一个所述第二端口112与一个所述第三端口113相连，连接形成有M条移相支路；

所述移相单元120，用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系将输入所述功分单元的信号或所述功分单元输出的信号进行相位偏移；

其中，所述正交矩阵包括M个元素，一个所述元素对应一条所述移相支路；所述元素的值与所述相位偏移度数具有映射关系。

具体的所述正交矩阵是实数特殊化的酉矩阵，在本实施例中所述正交矩阵可由1、-1，i以及-i组成的正交矩阵。

如图2所示的空口测试装置包括4条移相支路，其对应的正交矩阵为

若所述空口测试装置的第一条移相支路与所述正交矩阵中的第1行第1列的元素相对应；所述空口测试装置的第二条移相支路与所述正交矩阵中第2行第1列的元素相对应；所述空口测试装置的第三条移相支路与所述正交矩阵中第1行第2列的元素相对应；所述空口测试装置的第四条移相支路与所述正交矩阵中第2行第2列的元素相对应。若1对应的相位偏移度数为0°；-1对应的相位偏移度数为180°，则第一条移相支路的相位偏移度数为0°，第二条移相支路的相位偏移度数为0°，第三条移相支路的相位偏移度数为180°，第四条移相支路的相位偏移度数为0°。当所述1表示0°，所述-1表示180°时，则所述i可以表示90°，所述-i表示-90°即270°。

在具体的实现过程中，正交矩阵各元素与相位偏移度数的对应关系还可以发送变更，如1表示180°，-1表示0°等。在比如，1表示45°，所述-1表示135°时，则所述i可以表示-135°，所述-i表示-45°。

在具体的实现时，所述第一移相支路也可以是与正交矩阵中的第1行第1列的元素 对应，所述第二移相支路也可以是与正交矩阵中的第1行第2列的元素对应；所述第三移相 支路也可以是与正交矩阵中的第2行第1列的元素对应，所述第四移相支路也可以是与正交 矩阵中的第2行第2列的元素对应；则所述正交矩阵可为

综合上述各条移相支路与正交矩阵中各元素的对应关系可以是事先预定好。如可以将正交矩阵的各元素按行计数，则第1行第1列为第1个元素，第1行第2列的元素的序号第2个元素，第x行第y个为第(x-1)*Y+y个元素；所述Y为每一行的元素个数；则第z条移相支路与第z个元素对应。再比如，如可以将正交矩阵的各元素按列计数，则第1行第1列为第1个元素，第2行第1列的元素的序号第2个元素，第x行第y个为第(y-1)*X+x个元素；所述X为每一列的元素个数；则第z条移相支路与第z个元素对应。

优选地，各个所述第一端口均分别通过N条所述移相支路与每一个所述第四端口相连。采用本实施例所述的空口测试装置，从一个第一端口发出的信号经过所述移相支路后，将被分成N个信号分量分别进入第四端口，其中，每一个所述第四端口都能接收到一个信号分量；从一个第四端口发出的信号经过所述移相支路后，将被分成N个信号分量分别进入第一端口，其中，每一所述第一端口将接收到一个所述信号分量。

优选地，所述功分单元110包括至少两个功分器；

每一个所述功分器用于将一路输入信号分成至少两路等相的输出信号或将至少两路输入信号等相的合成一路输出信号。

所述将一路输入信号分成至少两路等相的输出信号，具体如将一路输入信号分成至少两路相位相同的信号；这两路信号不会由相位偏移。至少两路输入信号等相的合成一路输出信号，若一路输入信号的起始相位为90°、另一路输入信号的起始相位为0°，功分器在不对任何一路输入信号进行相位偏移的前提下进行信号合成。总而言之，该处所述的功分器为将一个信号分成多个信号或将多个信号合成一个信号的装置，但是不会对信号进行相位偏移的处理。

所述移相单元120可包括至少两个混合耦合器(Hybrid coupler)；其中，所述混合耦合器又称为混合桥电路。

每一个所述混合耦合器用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系，将一路输入信号分成至少两路具有一定相位关系的输出信号或将至少两路输入信号按一定的相位关系合成一路输出信号。

所述混合耦合器同样具有将一个信号分成多个信号或将多个信号合成一个信号的作用，与上述功分器不同的是，所述耦合器还将根据正交矩阵与相位偏移角度的映射关系对每一条移相支路中的信号进行相位偏移。

在具体实现时，所述移相单元还可包括功分器和移相模块构成；其中，所述移相模块可以是移相器及移相电缆的至少其中之一。

所述功分器用于将一路输入信号分成至少两路等相的输出信号或将至少两路输入信号等相地合成一路输出信号；所述移相模块用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系对信号进行相位偏移。

此外，所述移相器还可以由移相电缆替代与所述功分器共同构成所述移相单元。

本实施例提供了一种简易的空口测试装置，该装置的相对于现有的昂贵的信道模拟仪来将，通过功分单元和移相单元等可以由造价成本低及结构简单的电子设备构成的电子元器件构成，具有成本低的优点，且不用进行繁琐的路测。

实施例二：

如图3所示，本实施例提供一种空口测试系统，所述系统包括上一实施例中任意技术方案所述的空口测试装置100；所述空口测试装置包括N个第一端口和N个第四端口；

一个所述第一端口连接一个终端，一个所述第四端口连接测试基站200的一个天线端口；

或

一个所述第四端口连接一个终端，一个所述第一端口连接测试基站200的一个天线端口。

其中，所述测试基站至少包括N个天线端口。

在图3中，所述空口测试装置100包括2个第一端口和2个第四端口；第一端口和第四端口之间形成有4条移相支路，分别是第一移相支路、第二移相支路、第三移相支路及第四移相支路。在图3所示的系统中，连接有2个终端3101、3201和1个具有至少两个天线端口的测试基站200。

在具体测试时，所述终端通过所述空口测试装置100向测试基站发送上行信号；所述上行信信号经过功分单元110的处理后，将变成M个信号；M个型号经过移相支路的处理后将形成进行了相位偏移的N个信号传输到测试基站200；测试基站200根据接收到的上行信号的相位关系，确定赋形值，依据所述赋形值向终端发送下行信号；所述下行信号经过所述空口测试装置100处理后，发送到终端；下行信号被分成的M个信号分量通过功分单元110处理时，同相相加反向相抵，若波束赋形值正确(即测试基站的波束赋形效果好)则终端将仅接收到其对应的信号，不会接收到测试基站本来发送给另一终端的信号，否则可能出现了波束赋形异常。

进一步地，所述系统还包括N个第一衰减器；

所述空口测试装置通过所述第一衰减器与所述测试基站连接。

其中，所述第一衰减器用于对每一个上行传输到测试基站的信号进行上行衰减，模拟真实无线环境中的信号衰减。所述衰减器可以为可调衰减器。

再进一步地，所述系统还包括N个第二衰减器；

所述空口测试装置通过所述第二衰减器与所述终端连接。所述第二衰减器可为可调衰减器。

实施例三：

如图4所示，本实施例提供一种空口测试方法，所述方法包括：

步骤S110：接收终端发送的上行信号；

步骤S120：将每一个所述上行信号分成N个上行分量；

步骤S130：对每一个所述上行分量进行相位偏移处理；

步骤S140：将经过相位偏移处理的所述上行分量发送给测试基站；

步骤S150：接收测试基站依据所述上行分量的相位关系经过波束赋形发送的N个下行信号；

步骤S160：将所述N个下行信号分成M个下行分量并对所述M个下行分量进行相位偏移处理；

步骤S170：将所述M个下行分量进行信号合成处理后发送给终端；

其中，在进行所述相位偏移时，依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系将所述上行信号分量或所述下行信号分量进行相位偏移；

所述正交矩阵包括M个元素，一个所述元素对应于一路所述上行信号分量或一路所述下行信号分量；所述元素的值与所述相位偏移度数具有映射关系。

所述方法应用于包括N个第一端口和N个第四端口的空口测试装置(具体如实施例一中任意技术方案所述的空口测试装置)中；其中，在N个第一端口和N个第四端口之间形成有M条移相支路；一条所述移相支路用于一路所述上行信号分量或一路所述下行信号分量的相位偏移；

当所述空口测试装置从所述第一端口接收所述上行信号时，则通过所述第四端口将所述上行信号分量发送到所述测试基站；当所述空口测试装置从所述第四端口接收上行信号时，则通过所述第一端口将所述上行信号分量发送到所述测试基站。

本实施例所述的方法，是基于实施例一中所述的空口测试装置，在进行空口检测时进行的信号处理操作。

具体如，终端3101和终端3201分别通过第一端口向空口测试装置100发送了上行信号；空口测试装置100接收所述上行信号，并将每一个上行信号分为2个上行信号分量，并将这些上行信号分量通过不同的移相支路进行移相处理后通发送到测试基站的每一天线端口，测试基站根据各个天线端口接收的2个上行信号的分量的相位关系，确定波束赋形值，并通过空口测试装置100向终端发送下行信号。其中一个天线端口将发送一个下行信号，且通常这个下行信号分量为一个复合信号，及所述复合信号中有信号分量是发送给终端3101，有信号分量是发送给终端3201；空口测试装置100接收到下行信号后，将每一个信号分成2个下行信号分量，共形成4个下行信号分量，一个下行信号分量由一条移相支路进行传输，并通过移相单元的相位偏移处理后，再进行信号合成中的同相相加，反相抵消，最终将发送到终端3101和终端3201。

在测试基站接收到的上行信号的相位正确的前提下，若测试基站的波束赋形正常，在理想状态下则终端3101将仅能接收到基站发给终端3101的信号，终端3201将仅能接收到基站发给终端3201的信号，否则就是波束赋形出现异常。在具体实现过程中，由于信号处理的一些误差因素，若终端3101接收到基站发送给终端3201的信号，若信号强度低于一定的阈值，也可认为测试基站的波束赋形是正常的。

本实施例采用实施例一所述的空口测试装置进行空口检测，相对于现有的路测方法，具有实现简便的优点，相对于现有的采用常见的信道模拟仪的测量方法，具有硬件成本低的优点。

本实施例中空口装置进行相位偏移的相位偏移角度关系可以参见实施例一中的详细描述。

实施例四：

如图5所示，本实施例提供一种空口测试方法，所述方法包括：

步骤S210：测试终端发送上行信号；

步骤S220：空口测试装置接收所述上行信号，将每一个所述上行信号分成N个上行信号分量，依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系对每一个所述上行信号分量进行相位偏移处理；

步骤S230：空口测试装置将经过相位偏移处理的上行信号分量，发送给测试基站的N个天线端口；

步骤S240：测试基站接收终端发送的上行信号；

步骤S250：测试基站依据上行信号的相位确定下行信号的赋形值；

步骤S260：测试基站依据所述赋形值生成并发送下行信号；

步骤S270：空口测试装置将每一个所述下行信号分成N个下行信号分量，依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系并将每一个下行信号分量进行相位偏移处理；

步骤S280：空口测试装置将所述下行信号分量进行信号合成后发送给终端；

步骤S290：各终端接收所述下行信号；

各终端接收到的所述下行信号用于确定所述测试基站正交波束赋形的效果。

在具体实现时，若所述测试基站通过P个天线端口发送了P个下行信号，则空口测试装置将形成P*N个下行信号分量，在向终端发送下行信号时，又会将该P*N个下行信号分量合成P个信号发送给终端。

当一个终端有接收到发送给其他终端的下行信号的强度大于预设阈值时，则所述测试基站的波束赋形的正交性出现异常。

例如，当第m+n终端有接收到发送给第m终端的第m下行信号，且该第m下行信号的强度大于预设阈值时，则所述测试基站的波束赋形出现异常；

例如所述第m+n为大于1且不大于所述空口测试装置能够连接的终端总数的整数；所述m和所述n均为小于1的整数。

此处，是依据终端接收到的各下行信号的强度来确定所述测试基站的正交波束赋形效果。

当一个终端将接收到测试基站发送给其他终端的信号视为噪声时，所述方法还可包括确定每一个终端接收到的下行信号的信噪比；所述下行信号的信噪比用于确定所述测试基站的正交波束赋形的效果；通常信噪比越高，说明所述测试基站正交波束赋形的效果好。

当测试基站第一次由一个天线接口向一个终端发送下行信号；第二次由多个天线端口分别向该终端发送下行信号；可以通过比较这两次该终端接收到的下行信号的强度，确定下行信号的增益；依据该增益确定测试基站正交波束赋形的效果。若增益小于预设值，则可能所述测试基站正交波束赋形的效果差。

本实施例所述的方法，是基于实施例一所述的空口测试装置进行空口检测，相对于现有的路测方法，具有实现简便的优点，相对于现有的采用常见的信道模拟仪的测量方法，具有硬件成本低的优点。

在具体的实现过程中，所述上行信号可以通过衰减器处理后发送到空口测试装置，再由空口测试装置处理后发送衰减器，再有衰减器经过衰减处理后发送给测试基站。所述下行信号也可以通过衰减器处理后发送给空口测试装置，再由空口测试装置处理后发送衰减器，再有衰减器经过衰减处理后发送给终端。

如图6所示的空口测试系统，包括基站、终端1、终端2、终端3、终端4及由虚线框围成的空口测试装置。此外，所述系统还包括可调的与终端连接的衰减器1、衰减器2、衰减器3及衰减器4、连接在基站连接的衰减器a、衰减器b、衰减器c及衰减器d。本发明所述适合多流波束成型空口测试简便装置的应用框图见附图1。

虚框中的结构即为所述空口测试装置的端口a、b、c和d分别接多天线基站的天线端口(通过衰减器)。空口测试装置的端口1、2、3和4分别接终端(通过可调的衰减器)。各终端上行信号经本空口测试装置后分为4路，并分别保持一定的相位关系进入基站各天线端口，基站按波束成型的原理，根据各天线端口上行信号的相位关系，确定各天线下行信号的赋形值，赋形后的各路下行信号经本装置后，由于各自的相位关系分别同相相加或反向抵消，最终在各终端天线口形成对应于该终端的数据流信号，若基站赋形值正确的话，则将屏除对应于其他终端的下行信号，因而可用于多流波束成型的空口测试。

虽然空口测试装置的a、b、c和d端口分别接基站的天线端口而1、2、3和4端口分别接终端，但实际上空口测试装置的1、2、3和4端口接基站的天线端口而a、b、c和d端口接终端也是可行的。

以下结合上述任一实施例提供几个具体示例：

示例1：

参见图7，本示例提供的空口检测装置的结构如下：

90度耦合器(201)的90度支路接90度耦合器(205)，90度耦合器(201)的0度支路接90度耦合器(206)。90度耦合器(205)的90度支路接功分器(213)，90度耦合器(205)的0度支路及90度耦合器(206)的90度支路分别接功分器(214)和功分器(216)，90度耦合器(206)的0度支路接功分器(215)。

90度耦合器(202)的90度支路接90度耦合器(207)，90度耦合器(202)的0度支路接90度耦合器(208)。90度耦合器(207)的90度支路接功分器(214)，90度耦合器(207)的0度支路及90度耦合器(208)的90度支路分别接功分器(213)和接功分器(215)，90度耦合器(208)的0度支路接功分器(216)。

90度耦合器(203)的90度支路接90度耦合器(209)，90度耦合器(203)的0度支路接90度耦合器(210)。90度耦合器(209)的90度支路接功分器(215)，90度耦合器(209)的0度支路和90度耦合器(210)的90度支路分别接功分器(214)和功分器(216)，90度耦合器(210)的0度支路接功分器(213)。

90度耦合器(204)的90度支路接90度耦合器(211)，90度耦合器(204)的0度支路接90度耦合器(212)。90度耦合器(211)的90度支路接功分器(216)，90度耦合器(211)的0度支路和90度耦合器(212)的90度支路分别接功分器(213)和功分器(215)，90度耦合器(212)的0度支路接功分器(214)。

图7中所示装置a、b、c和d端口为上述实施例中所述的第四端口，用于与接基站的天线端口，本示例中的1、2、3和4端口为上述实施例中的第一端口，分别接终端1、终端2、终端3和终端4。

记终端1到达基站各天线a、b、c和d端口的相位依次为M1a、M1b、M1c、M1d，那么各相位之间的相位关系：M1a＝π/2+π/2＝π，M1b＝0+π/2＝π/2，M1c＝0+0＝0，M1d＝0+π/2＝π/2。

同样可以得到终端2到基站各天线a、b、c和d端口的相位关系依次为：M2a＝π/2，M2b＝π，M2c＝π/2，M2d＝0。

终端3到基站各天线a、b、c和d端口的相位关系依次为：M3a＝0，M3b＝π/2，M3c＝π，M3d＝π/2。

终端4到基站各天线a、b、c和d端口的相位关系依次为：M4a＝π/2，M4b＝0，M4c＝π/2，M4d＝π。

假定基站发送给终端1、2、3和4的下行信号分别为T1、T2、T3、T4，根据多流波束成型的工作原理，基站天线a实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTa＝T1*exp(-M1a*i)+T2*exp(-M2a*i)+T3*exp(-M3a*i)+T4*exp(-M4a*i)＝-T1-iT2+T3-iT4。

基站天线b实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTb＝T1*exp(-M1b*i)+T2*exp(-M2b*i)+T3*exp(-M3b*i)+T4*exp(-M4b*i)＝＝-iT1-T2-iT3+T4。

基站天线c实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTc＝T1-iT2-T3-iT4。

基站天线d实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTd＝-iT1+T2-iT3-T4。

基站各天线下行信号经本示例空口测试装置后到达终端1的下行信号为：ANTa*exp(π/2+π/2)+ANTb*exp(π/2+0)+ANTc*exp(0+0)+ANTd*exp(π/2+0)＝4T1

到达终端2的信号为：

ANTa*exp(π/2+0)+ANTb*exp(π/2+π/2)+ANTc*exp(π/2+0)+ANTd*exp(0+0)＝4T2。

到达终端3的信号为：

ANTa*exp(0+0)+ANTb*exp(0+π/2)+ANTc*exp(π/2+π/2)+ANTd*exp(0+π/2)＝4T3

到达终端4的信号为

ANTa*exp(0+π/2)+ANTb*exp(0+0)+ANTc*exp(0+π/2)+ANTd*exp(π/2+π/2)＝4T4。

这样通过本发明测试装置，如果基站对各终端上行信号的相位检测正确，并且对各终端下行信号的赋形值正确，则可在各终端端口能得到独立的未受干扰下行信号。

本示例是示例7的一个子集。

示例2：

参见图8，本示例所述的空口测试装置的结构如下：

功分器(301)的2个支路分别接180度耦合器(305)和同相耦合器(306)。180度耦合器(305)的180度支路接功分器(316)，180度耦合器(305)的0度支路及同相耦合器(306)的两个支路分别接功分器(313)、功分器(314)和功分器(315)。

功分器(302)的2个支路分别接180度耦合器(307)和同相耦合器(308)。180度耦合器(307)的180度支路接功分器(315)，180度耦合器(307)的0度支路及同相耦合器(308)的两个支路分别接功分器(313)、功分器(314)和功分器(316)。

功分器(303)的2个支路分别接180度耦合器(309)和同相耦合器(310)。180度耦合器(309)的180度支路接功分器(314)，180度耦合器(309)的0度支路及同相耦合器(310)的两个支路分别接功分器(313)、功分器(315)和功分器(316)。

功分器(304)的2个支路分别接180度耦合器(311)和同相耦合器(312)。180度耦合器(311)的180度支路接功分器(313)，180度耦合器(311)的0度支路及同相耦合器(312)的两个支路分别接功分器(314)、功分器(315)和功分器(316)。

本示例可为是示例5的一个子集。

示例3：

参见图9，本示例所述的空口测试装置的结构如下：

90度耦合器(401)的90度支路接同相耦合器(405)，90度耦合器(401)的0度支路接180度耦合器(406)。同相耦合器(405)的2个支路分别接功分器(414)和功分器(416)。180度耦合器(406)的180度支路接功分器(413)，180度耦合器(406)的0度支路接功分器(415)。

90度耦合器(402)的90度支路接同相耦合器(407)，90度耦合器(402)的0度支路接180度耦合器(408)。同相耦合器(407)的2个支路分别接功分器(413)和功分器(415)。180度耦合器(408)的180度支路接功分器(414)，180度耦合器(408)的0度支路接功分器(416)。

90度耦合器(403)的90度支路接同相耦合器(409)，90度耦合器(403)的0度支路接180度耦合器(410)。同相耦合器(409)的2个支路分别接功分器(414)和功分器(416)。180度耦合器(410)的180度支路接功分器(415)，180度耦合器(410)的0度支路接功分器(413)。

90度耦合器(404)的90度支路接同相耦合器(411)，90度耦合器(404)的0度支路接180度耦合器(412)。同相耦合器(411)的2个支路分别接功分器(413)和功分器(415)。180度耦合器(412)的180度支路接功分器(416)，180度耦合器(412)的0度支路接功分器(414)。

示例4：

参见图10，本示例的空口测试装置的结构如下：

同相耦合器(501)的2个支路分别接功分器(503)和功分器(504)。

180度耦合器(502)的180度支路接功分器(504)，180度耦合器(502)的0度支路接功分器(503)。

本示例可看作示例2和5的基础，示例2和5可认为是本示例的变形。

示例5：

参见图11，本示例所述的空口测试装置的结构如下：

功分器(601)的4个支路分别接同相耦合器(609)、(610)和180度耦合器(611)、(612)。同相耦合器(609)、(610)的各支路和180度耦合器(611)、(612)的0度支路分别接功分器(641)、(642)、(643)、(645)、(646)、(647)。180度耦合器(611)、(612)的180度支路分别接功分器(644)、(648)。

功分器(602)的4个支路分别接同相耦合器(613)、(614)和180度耦合器(615)、(616)。同相耦合器(613)、(614)的各支路和180度耦合器(615)、(616)的0度支路分别接功分器(641)、(642)、(644)、(645)、(646)、(648)。180度耦合器(615)、(616)的180度支路分别接功分器(643)、(647)。

功分器(603)的4个支路分别接同相耦合器(617)、(618)和180度耦合器(619)、(620)。同相耦合器(617)、(618)的各支路和180度耦合器(619)、(620)的0度支路分别接功分器(641)、(643)、(644)、(645)、(647)、(648)。180度耦合器(619)、(620)的180度支路分别接功分器(642)、(646)。

功分器(604)的4个支路分别接同相耦合器(621)、(622)和180度耦合器(623)、(624)。同相耦合器(621)、(622)的各支路和180度耦合器(623)、(624)的0度支路分别接功分器(642)、(643)、(644)、(646)、(647)、(648)。180度耦合器(623)、(624)的180度支路分别接功分器(641)、(645)。

功分器(605)的4个支路分别接180度耦合器(625)、(626)、(627)、(628)。180度耦合器(625)、(626)、(627)、(628)的0度支路分别接功分器(641)、(642)、(643)、(648)。180度耦合器(625)、(626)、(627)、(628)的180度支路分别接功分器(644)、(645)、(646)、(647)。

功分器(606)的4个支路分别接180度耦合器(629)、(630)、(631)、(632)。180度耦合器(629)、(630)、(631)、(632)的0度支路分别接功分器(641)、(642)、(644)、(647)。180度耦合器(629)、(630)、(631)、(632)的180度支路分别接功分器(643)、(645)、(646)、(648)。

功分器(607)的4个支路分别接180度耦合器(633)、(634)、(635)、(636)。180度耦合器(633)、(634)、(635)、(636)的0度支路分别接功分器(641)、(643)、(644)、(646)。180度耦合器(633)、(634)、(635)、(636)的180度支路分别接功分器(642)、(645)、(647)、(648)。

功分器(608)的4个支路分别接180度耦合器(637)、(638)、(639)、(640)。180度耦合器(637)、(638)、(639)、(640)的0度支路分别接功分器(642)、(643)、(644)、(645)。180度耦合器(637)、(638)、(639)、(640)的180度支路分别接功分器(641)、(646)、(647)、(648)。

假设图11中本示例空口测试装置a、b、c、d、e、f、g、h端口分别接基站的天线端口，本示例空口测试装置1、2、3、4、5、6、7、8端口分别接终端1、终端2、终端3、终端4、终端5、终端6、终端7、终端8。

记终端1到达基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位依次为M1a、M1b、M1c、M1d、M1e、M1f、M1g、M1h，那么不难得到它们之间的相位关系：M1a＝0，M1b＝0，M1c＝0，M1d＝π，M1e＝0，M1f＝0，M1g＝0，M1h＝π。

同样可以得到终端2到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M2a＝0，M2b＝0，M2c＝π，M2d＝0，M2e＝0，M2f＝0，M2g＝π，M2h＝0。

终端3到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M3a＝0，M3b＝π，M3c＝0，M3d＝0，M3e＝0，M3f＝π，M3g＝0，M3h＝0。

终端4到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M4a＝π，M4b＝0，M4c＝0，M4d＝0，M4e＝π，M4f＝0，M4g＝0，M4h＝0。

终端5到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M5a＝0，M5b＝0，M5c＝0，M5d＝π，M5e＝π，M5f＝π，M5g＝π，M5h＝0。

终端6到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M6a＝0，M6b＝0，M6c＝π，M6d＝0，M6e＝π，M6f＝π，M6g＝0，M6h＝π。

终端7到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M7a＝0，M7b＝π，M7c＝0，M7d＝0，M7e＝π，M7f＝0，M7g＝π，M7h＝π。

终端8到基站各天线a、b、c、d、e、f、g、h端口的相位关系依次为：M8a＝π，M8b＝0，M8c＝0，M8d＝0，M8e＝0，M8f＝π，M8g＝π，M8h＝π。

假定基站发送给终端1、终端2、终端3、终端4、终端5、终端6、终端7、终端8的下行信号分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8，根据多流波束成型的工作原理，基站天线a实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTa＝T1+T2+T3-T4+T5+T6+T7–T8。

基站天线b实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTb＝T1+T2-T3+T4+T5+T6-T7+T8。

基站天线c实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTc＝T1-T2+T3+T4+T5-T6+T7+T8。

基站天线d实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTd＝-T1+T2+T3+T4-T5+T6+T7+T8。

基站天线e实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTe＝T1+T2+T3-T4-T5-T6-T7+T8。

基站天线f实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTf＝T1+T2-T3+T4-T5-T6+T7-T8。

基站天线g实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTg＝T1-T2+T3+T4-T5+T6-T7-T8。

基站天线h实际发送的赋形后的复合下行信号为：ANTh＝-T1+T2+T3+T4+T5-T6-T7-T8

基站各天线下行信号经本示例空口测试装置后到达终端1的下行信号为：ANTa+ANTb+ANTc-ANTd+ANTe+ANTf+ANTg–ANTh＝8T1。

到达终端2的信号为：ANTa+ANTb-ANTc+ANTd+ANTe+ANTf-ANTg+ANTh＝8T2。

到达终端3的信号为：ANTa-ANTb+ANTc+ANTd+ANTe-ANTf+ANTg+ANTh＝8T3。

到达终端4的信号为：-ANTa+ANTb+ANTc+ANTd-ANTe+ANTf+ANTg+ANTh＝8T4。

到达终端5的信号为：ANTa+ANTb+ANTc-ANTd-ANTe-ANTf-ANTg+ANTh＝8T5。

到达终端6的信号为：ANTa+ANTb-ANTc+ANTd-ANTe-ANTf+ANTg-ANTh＝8T6。

到达终端7的信号为：ANTa-ANTb+ANTc+ANTd-ANTe+ANTf-ANTg-ANTh＝8T7。

到达终端8的信号为：-ANTa+ANTb+ANTc+ANTd+ANTe-ANTf-ANTg-ANTh＝8T8。

这样通过本发明测试装置，如果基站对各终端上行信号的相位检测正确，并且对各终端下行信号的赋形值正确，则可在各终端端口能得到独立的未受干扰下行信号；若波束赋形值异常，则终端6可能接收到其他终端接收到信号，具体如T1、T2或T3等信号。

示例6：

参见图12，本示例所述的空口测试装置的结构如下：

90度耦合器(701)的90度支路接功分器(703)，90度耦合器(701)的0度支路接功分器(704)。

90度耦合器(702)的90度支路接功分器(704)，90度耦合器(702)的0度支路接功分器(703)。

示例7：

参见图8，本示例所述的空口测试装置的结构如下：

功分器(801)的2个支路分别接180度耦合器(809)和同相耦合器(810)。180度耦合器(809)的180度支路接90度耦合器(825)。180度耦合器(809)的0度支路和同相耦合器(810)的2个支路分别接90度耦合器(826)、(827)、(828)。90度耦合器(825)的90度支路接功分器(864)。90度耦合器(825)的0度支路接功分器(857)。90度耦合器(826)、(827)、(828)的90度支路分别接功分器(858)、(860)、(862)。90度耦合器(826)、(827)、(828)的0度支路分别接功分器(859)、(861)、(863)。

功分器(802)的2个支路分别接180度耦合器(811)和同相耦合器(812)。180度耦合器(811)的180度支路接90度耦合器(829)。180度耦合器(811)的0度支路和同相耦合器(812)的2个支路分别接90度耦合器(830)、(831)、(832)。90度耦合器(829)的90度支路接功分器(863)。90度耦合器(829)的0度支路接功分器(858)。90度耦合器(830)、(831)、(832)的90度支路分别接功分器(857)、(859)、(861)。90度耦合器(830)、(831)、(832)的0度支路分别接功分器(860)、(862)、(864)。

功分器(803)的2个支路分别接180度耦合器(813)和同相耦合器(814)。180度耦合器(813)的180度支路接90度耦合器(833)。180度耦合器(813)的0度支路和同相耦合器(814)的2个支路分别接90度耦合器(834)、(835)、(836)。90度耦合器(833)的90度支路接功分器(862)。90度耦合器(833)的0度支路接功分器(859)。90度耦合器(834)、(835)、(836)的90度支路分别接功分器(858)、(860)、(864)。90度耦合器(834)、(835)、(836)的0度支路分别接功分器(857)、(861)、(863)。

功分器(804)的2个支路分别接180度耦合器(815)和同相耦合器(816)。180度耦合器(815)的180度支路接90度耦合器(837)。180度耦合器(815)的0度支路和同相耦合器(816)的2个支路分别接90度耦合器(838)、(839)、(840)。90度耦合器(837)的90度支路接功分器(861)。90度耦合器(837)的0度支路接功分器(860)。90度耦合器(838)、(839)、(840)的90度支路分别接功分器(857)、(859)、(863)。90度耦合器(838)、(839)、(840)的0度支路分别接功分器(858)、(862)、(864)。

功分器(805)的2个支路分别接180度耦合器(817)和同相耦合器(818)。180度耦合器(817)的180度支路接90度耦合器(841)。180度耦合器(817)的0度支路和同相耦合器(818)的2个支路分别接90度耦合器(842)、(843)、(844)。90度耦合器(841)的90度支路接功分器(860)。90度耦合器(841)的0度支路接功分器(861)。90度耦合器(842)、(843)、(844)的90度支路分别接功分器(858)、(862)、(864)。90度耦合器(842)、(843)、(844)的0度支路分别接功分器(857)、(859)、(863)。

功分器(806)的2个支路分别接180度耦合器(819)和同相耦合器(820)。180度耦合器(819)的180度支路接90度耦合器(845)。180度耦合器(819)的0度支路和同相耦合器(820)的2个支路分别接90度耦合器(846)、(847)、(848)。90度耦合器(845)的90度支路接功分器(859)。90度耦合器(845)的0度支路接功分器(862)。90度耦合器(846)、(847)、(848)的90度支路分别接功分器(857)、(861)、(863)。90度耦合器(846)、(847)、(848)的0度支路分别接功分器(858)、(860)、(864)。

功分器(807)的2个支路分别接180度耦合器(821)和同相耦合器(822)。180度耦合器(821)的180度支路接90度耦合器(849)。180度耦合器(821)的0度支路和同相耦合器(822)的2个支路分别接90度耦合器(850)、(851)、(852)。90度耦合器(849)的90度支路接功分器(858)。90度耦合器(849)的0度支路接功分器(863)。90度耦合器(850)、(851)、(852)的90度支路分别接功分器(860)、(862)、(864)。90度耦合器(850)、(851)、(852)的0度支路分别接功分器(857)、(859)、(861)。

功分器(808)的2个支路分别接180度耦合器(823)和同相耦合器(824)。180度耦合器(823)的180度支路接90度耦合器(853)。180度耦合器(823)的0度支路和同相耦合器(824)的2个支路分别接90度耦合器(854)、(855)、(856)。90度耦合器(853)的90度支路接功分器(857)。90度耦合器(853)的0度支路接功分器(864)。90度耦合器(854)、(855)、(856)的90度支路分别接功分器(859)、(861)、(863)。90度耦合器(854)、(855)、(856)的0度支路分别接功分器(858)、(860)、(862)。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种空口测试装置，其特征在于，

所述装置包括功分单元以及与所述功分单元相连的移相单元以提供互不干扰的传输信道；

所述功分单元包括N个第一端口和M个第二端口，所述移相单元包括M个第三端口和N个第四端口，一个所述第二端口与一个所述第三端口相连，连接形成有M条移相支路，使得一个所述第一端口连接一个终端，一个所述第四端口连接测试基站的一个天线端口，或者，一个所述第四端口连接一个终端，一个所述第一端口连接测试基站的一个天线端口；其中，所述M大于所述N；所述M和所述N均为大于2的整数；

所述移相单元，包括至少两个混合耦合器，用于依照相位的正交矩阵中的每个元素与相位偏移度数的映射关系，将经由每个所述元素对应的一条所述移相支路输入所述功分单元的信号或所述功分单元输出至每个所述元素对应的一条所述移相支路的信号进行相位偏移，得到相位偏移后的信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

各所述第一端口均通过所述移相支路与每一个所述第四端口相连。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

所述功分单元包括至少两个功分器；

每一个所述功分器用于将一路输入信号分成至少两路等相的输出信号或将至少两路输入信号等相地合成一路输出信号。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

每一个所述混合耦合器用于依照正交矩阵与相位偏移度数的映射关系，将一路输入信号分成至少两路具有一定相位关系的输出信号或将至少两路输入信号按一定的相位关系合成一路输出信号。

5.一种空口测试系统，其特征在于，

所述系统包括如权利要求1至4任一项所述的空口测试装置、测试基站和终端；

所述空口测试装置包括N个第一端口和N个第四端口，一个所述第一端口连接一个终端，一个所述第四端口连接测试基站的一个天线端口；或一个所述第四端口连接一个终端，一个所述第一端口连接测试基站的一个天线端口。

6.一种空口测试方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-4任意一项所述空口测试装置中，所述方法包括：

接收终端发送的上行信号；

将每一个所述上行信号分成N个上行分量；

对每一个所述上行分量进行相位偏移处理，在进行所述相位偏移处理时，依照相位的正交矩阵中的每个元素与相位偏移度数的映射关系，将经过每个所述元素对应的一条移相支路的所述上行分量进行相位偏移，得到相位偏移后的上行分量；

将经过相位偏移处理的所述上行分量发送给测试基站；

接收测试基站依据所述上行分量的相位关系经过波束赋形发送的N个下行信号；

将经过波束赋形的所述N个下行信号分成M个下行分量并对所述M个下行分量进行相位偏移处理，在进行所述相位偏移处理时，依照相位的正交矩阵中的每个元素与相位偏移度数的映射关系，将经过每个所述元素对应的一条移相支路的所述下行分量进行相位偏移，得到相位偏移后的下行分量；

将经过相位偏移处理的所述M个下行分量进行信号合成处理后发送给终端，以供终端确定所述测试基站正交波束赋形的效果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

当所述空口测试装置从所述第一端口接收所述上行信号时，则通过所述第四端口将所述上行信号分量发送到所述测试基站；当所述空口测试装置从所述第四端口接收上行信号时，则通过所述第一端口将所述上行信号分量发送到所述测试基站。

8.一种空口测试方法，其特征在于，应用于上述权利要求5所述的空口测试系统中，所述方法包括：

测试终端发送上行信号；

空口测试装置接收所述上行信号，将每一个所述上行信号分成N个上行信号分量，对每一个所述上行分量进行相位偏移处理，在进行所述相位偏移处理时，依照相位的正交矩阵中的每个元素与相位偏移度数的映射关系，对经过每个所述元素对应的一条移相支路的所述上行信号分量进行相位偏移处理，得到相位偏移后的上行分量；

空口测试装置将经过相位偏移处理的上行分量，发送给测试基站的N个天线端口；

测试基站接收终端发送的上行信号；

测试基站依据上行信号的相位确定下行信号的赋形值；

测试基站依据所述赋形值生成并发送下行信号；

空口测试装置将每一个依据波束赋形生成的所述下行信号分成N个下行分量，对每一个所述下行分量进行相位偏移处理，在进行所述相位偏移处理时，依照相位的正交矩阵中的每个元素与相位偏移度数的映射关系，将经过每个所述元素对应的一条移相支路的所述下行分量进行相位偏移处理，得到相位偏移后的下行分量；

空口测试装置将经过相位偏移处理的所述下行分量进行信号合成后发送给终端；

各终端接收所述下行信号，以便依据所述下行信号确定所述测试基站正交波束赋形的效果。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

当一个终端有接收到发送给其他终端的下行信号的强度大于预设阈值时，则所述测试基站的正交波束赋形出现异常。

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