CN108135005B

CN108135005B - 用于复合mimo测量的测量设备和测量方法

Info

Publication number: CN108135005B
Application number: CN201611090614.9A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·斯皮奇卡
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: CN108135005A

Abstract

本发明公开了用于复合MIMO测量的测量设备和测量方法。提供了一种用于分析由被测设备(35)生成的包括多个数据流的多流信号的测量设备(30)。该测量设备包括具有比较器的处理单元(31)，该比较器配置成比较多个数据流的对应符号。该比较器配置成将多个数据流之间的相同对应符号确定为数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及将多个数据流之间的非相同对应符号确定为数据流的至少一个非周期性部分的一部分。测量设备(30)包括分析器，该分析器配置成分析多个数据流的周期性部分以及忽视多个数据流的非周期性部分。

Description

用于复合MIMO测量的测量设备和测量方法

技术领域

本发明涉及在仅需要最小的测量设备时的复合MIMO测量。

背景技术

近年来，在移动通信中朝向更高数据速率的趋势已经导致使用多个数据流改编大量通信标准，以便通过利用空间分集使可达到的吞吐量最大化。这类标准例如为WLAN、LTE、WMAX等。为了测试各个通信设备，同时生成的所有不同的数据流需要被测试。在传统设置中，这实质上需要用于每个单独数据流的整个测量路径，该整个测量路径由被测设备生成。这是不利的，原因是需要非常高的测量硬件工作量。

文献EP 2 434 670 A2示出了测量设备和方法，其允许仅使用单个测量路径来测量多个数据流。在此处所示的方法中，指示各个被测设备生成周期性测量信号。单个测量路径相继地测量每个数据流，同时数据流之间的切换发生在测量信号的整个周期之后。尽管该方法在理论上解决了执行测量需要高的硬件工作量的问题，但实际上达不到该目标。

实际上，不可能获得发射完整周期性测量信号的被测设备。大量的各种通信设备例如将不断增加的号码、每个传输包中的序列号整合在MAC层上。因此，多个包不相同，尽管传输相同的数据。而且，大量的各种通信设备使用扰码器扰乱多个位元在每个传输包中的位置。这导致连续包完全不同地被混合。因此，在重复测量信号的周期之后从一个数据流到下一个数据流的切换不导致用于不同数据流的相当的测量结果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种测量设备和测量方法，其允许测量包括多个数据流的多流信号同时仅需低的测量硬件工作量。

该目的通过针对装置的权利要求1和针对方法的权利要求13的特征来解决。另外，该目的通过针对相关联的计算机程序产品的权利要求14的特征来解决。从属权利要求包含进一步的改进。

提供了一种用于分析由被测设备生成的包括多个数据流的多流信号的测量设备。所述测量设备包括处理单元，所述处理单元包括比较器，所述比较器配置成比较所述多个数据流的对应符号。所述比较器还配置成将所述多个数据流之间的相同对应符号确定为所述数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及将所述多个数据流之间的非相同对应符号确定为所述数据流的至少一个非周期性部分的一部分。

所述测量设备优选地包括分析器，所述分析器配置成分析所述多个数据流的所述至少一个周期性部分以及忽视所述多个数据流的所述至少一个非周期性部分。由此可以在数据流的周期性部分和非周期性部分之前进行区分以及由此达到不同数据流的相当的测量结果。

有利地，所述测量设备还包括接收单元，所述接收单元配置成选择性地接收所述多流信号的所述数据流之一、或所述多流信号的所有数据流的总和。由此可以灵活地执行多个不同的测量。

也有利地，所述测量设备还包括开关单元，所述开关单元包括：开关，所述开关配置成切换选择性地连接到所述接收单元的所述多流信号的所述多个数据流中的一个数据流，以及信号组合器，所述信号组合器配置成将所述多流信号的多个单个的信号组合为组合的多流信号，并将所述组合的多流信号提供到所述接收单元。由此可以非常灵活地测量大量的不同信号而无需高的硬件工作量。

进一步有利地，在训练模式下，所述开关单元配置成相继地将基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流中的数据流连接到所述接收单元。然后所述接收单元配置成相继地接收所述基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流中的数据流。然后所述比较器配置成将所述基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流之间的相同对应符号确定为所述数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及将所述基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流之间的非相同符号确定为所述数据流的至少一个非周期性部分的一部分。这允许测量设备的训练。在该训练模式下，获得关于多流信号的知识。这使得测量设备能够对实际的被测制造测试设备执行后续测量而不必须执行训练测量。此外，这实现组合测量而不必须利用实际被测设备在不同数据流之间进行切换。

进一步有利地，在测量模式下，信号组合器配置成将被测制造测试设备的所述多流信号的多个单个的信号组合为组合的多流信号，并将所述组合的多流信号提供到所述接收单元。然后所述接收单元配置成接收所述组合的多流信号。然后分析器配置成分析所述组合的多流信号内的所述多个数据流的所述至少一个周期性部分以及忽视所述组合的多流信号内的所述多个数据流的所述至少一个非周期性部分。这允许被测制造测试设备的非常快速且高效的测量。

进一步有利地，所述被测设备包括扰码器，所述扰码器配置成扰乱符号在所述多个数据流中的数据流内的位置。所述处理单元包括通信单元，所述通信单元配置成与所述被测设备通信以及指示所述被测设备与所述扰码器断开连接。这允许在数据流内实现高百分比的周期性部分。这导致更少的测量时间。

有利地，所述被测设备还包括数据库，所述数据库配置成存储关于所述多流信号的所述多个数据流中的数据流的哪些部分为周期性部分和非周期性部分的信息。这允许对基准被测设备仅执行一次训练测量而在测量模式期间具有非常短的测量时间。

进一步有利地，每个数据流包括至少一个周期性部分和至少一个非周期性部分。通过使用周期性部分，可以针对每个数据流实现相当的测量状况。

进一步有利地，每个数据流包括前导码，且数据流的所有前导码彼此正交。这些前导码为非周期性部分的一部分且因此针对测量忽视这些前导码。知道前导码的位置允许非常快速地识别周期性部分。

进一步有利地，所述被测设备为无线通信设备，所述无线通信设备具有用于所述多流信号的所述多个数据流中的每个数据流的单个的发送器。有利地，所述被测设备为WLAN设备或3G设备或4G设备或5G设备或WiMax设备或IOT设备。由此可以实现非常高的测量灵活性。

此外，提供了一种用于分析由被测设备生成的包括多个数据流的多流信号的测量方法。在第一步骤中，比较所述多个数据流的对应符号。特别地，将所述多个数据流之间的相同对应符号确定为所述数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及将所述多个数据流之间的非相同对应符号确定为所述数据流的至少一个非周期性部分的一部分。此外，分析所述多个数据流的所述至少一个周期性部分，同时忽视所述多个数据流的所述至少一个非周期性部分。由此可以在数据流的周期性部分和非周期性部分之间进行区分以及由此达到不同数据流的相当的测量结果。

附图说明

现在参照附图仅通过示例方式进一步阐述本发明的示例性实施方式，其中：

图1示出两个示例性数据流；

图2示出包括周期性部分和非周期性部分的示例性数据流；

图3示出本发明的测量设备的第一实施方式；

图4示出本发明的测量设备的第二实施方式的细节；

图5a示出本发明的测量设备的第三实施方式的细节；

图5b示出本发明的测量设备的第四实施方式的细节；

图5c示出本发明的测量设备的第五实施方式的细节；

图6示出本发明的测量方法的第一实施方式；以及

图7示出本发明的测量方法的第二实施方式。

具体实施方式

首先参照图1和图2展示原理并匹配本发明。参照图3至图5c描述本发明的测量设备的不同实施方式。最后参照图6和图7示出本发明的测量方法的不同实施方式的功能。已经部分省略了不同附图中的类似实体和附图标记。

在图1中，示出了多流信号10的两个示例性数据流11、12。数据流11、数据流12中的每一者包括前导码和多个符号。在此处所示的示例中，被测设备不操作扰码器，使得将对应的符号放置在数据流11、数据流12内的相同位置处。如果使用扰码器，则多个单个的符号和可能的前导码可能处于在不同的数据流11、数据流12之间的不同位置。

由于在此前导码和符号相对于两个数据流11、12处于相同位置，因此可以检测数据流11、数据流12的哪些部分是相同的且因此属于数据流的周期性部分以及哪些部分是不同的且因此属于数据流的非周期性部分。在此处所示的示例中，前导码、符号1和符号n是不同的且因此属于数据流11、数据流12的非周期性部分。同时，符号2和符号3在不同的数据流11、数据流12之间是相同的且因此属于数据流11、数据流12的周期性部分。

重要的是要注意，当符号被称为数据流之间的对应符号时，意味着这些符号在数据流11、数据流12内处于相同位置。因此，数据流内的相同对应符号指的是在数据流内处于相同位置的、其内容相同的符号。

在图2中，示出了图1的数据流11、数据流12之间的比较的结果。在此，可以清楚地看出，前导码、符号1和符号n属于数据流的非周期性部分21，以及符号2和符号3属于数据流的周期性部分22。

使用非周期性部分21对不同数据流执行连续测量会导致错误测量。而且，非周期性部分21不能被用于组合测量，这是因为符号是不同的且因此会导致大的干扰。然而同时，周期性部分22可以被用于对单个的数据流的连续测量以及最重要地被用于组合测量。这将参照如下附图来更详细地阐述。

在图3中，示出了本发明的测量设备30的第一实施方式。测量设备30包括处理单元31、接收单元32、开关单元33和数据库34。处理单元31连接到接收单元32、开关单元33和数据库34。此外，图3示出被测设备35，该被测设备35通过具有多条单独连接线的RF(射频)连接而连接到开关单元33。例如，被测设备为具有多个MIMO天线和处理路径的WLAN路由器。被测设备35的每个单独发送器连接到开关单元33的端口。

此外，可选地，被测设备35通过数字连接而连接到测量设备30的处理单元31。通过使用该数字连接，可以控制被测设备35的功能，以及例如指示该被测设备35开始发送信号、设置待发送的信号的类型、以及尤其停用扰乱器(如果被测设备35具有这类扰乱器)。

为了执行测量，处理单元31指示被测设备35开始发送多流信号，该多流信号被开关单元33接收。开关单元33被设置用于将多流信号的数据流中的单一数据流传送到接收单元32、或将多流信号的所有数据流组合在一起并将组合的多流信号传送到接收单元32。接收单元32接收由开关单元33传送的信号以及对该信号执行RF处理。例如，接收单元32执行滤波、频率降低(通过混合到中频)、以及模数转换。形成的数字信号被传送到处理单元31。

首先，在训练模式下，基准被测设备连接到开关单元33。执行由基准被测设备生成的基准多流信号的单个的数据流的连续测量。在该情况下，开关单元33相继地将数据流之一连接到接收单元32。这在图5b和图5c中示出，其中开关51在不同数据流之间切换。尽管在图5b和图5c中示出了开关的仅两个不同位置，但是应当理解，该开关可以将数据流中的任一者连接到接收单元32。尤其在训练模式下，也可以比较多个连续突发脉冲的数据流以便确定周期性部分和非周期性部分。

当各个数据流连接到接收器时，基准数据流被接收器32接收且然后被处理单元31处理。形成的数字信号可以被存储在数据库34中用以进一步处理。

在多流基准信号的所有数据流已经被测量之后，处理单元31比较不同的数据流以便确定周期性部分和非周期性部分，如参照图1和图2所阐述。关于多流信号的周期性部分和非周期性部分的知识被存储在数据库34内以备后续使用。

现在在制造测试中，被测制造测试设备连接到测量设备30且由处理单元31指示开始发送多流信号。可以仅使用信号的周期性部分来分析而忽视非周期性部分对单个的数据流执行连续测量。

另一方面，可以通过使用开关单元33内的加法器将多流信号的所有数据流组合为单个组合的多流信号。这参照图5a来示出。加法器50连接到所有的数据流以及对各个信号求总和。形成的组合的多流信号然后由接收单元32和处理单元31联合处理。由于组合的多流信号的单个的数据流的内容是已知的，因此可以确定数据流中的任一者或组合的多流信号通常是否为错误的，以及被测制造测试设备必须被提交以供进一步测试或被丢弃。

在图4中示出了测量设备30的其它细节。特别地，在此更详细地示出处理单元31的结构。处理单元31包括比较器40、分析器41、控制单元42、数据库通信单元43、被测设备通信单元44和接收单元通信单元45。单元40、单元41、单元43、单元44和单元45全部连接到控制单元42，该控制单元42控制各个单元。此外，控制单元42连接到开关单元33。此外，数据库通信单元43连接到数据库34。此外，接收单元通信单元45连接到接收单元32。此外，被测设备通信单元44连接到被测设备35。

数据库通信单元43配置成执行与数据库34的通信。接收单元通信单元45配置成从接收单元32接收测量信号。被测设备通信单元44配置成通过数字接口与被测设备35进行通信。比较器40配置成执行不同数据流之间的比较，如参照图1和图2所示。此外，分析器41配置成分析数据流的形成的周期性部分。

此外，控制单元42控制开关单元33的功能。特别地，控制单元42指示开关单元33，其用一个或多个信号通知连接到接收单元32，如参照图3所阐述。

重要的是要注意，在图3和图4中，在基准被测设备和被测制造测试设备之间不进行区分。而且，使用相同的附图标记。然而这些设备将不被理解为相同的。关于其是否满足由基准被测设备设置的标准而测试该被测制造测试设备。

在图6中示出了根据本发明的测量方法的第一实施方式。在第一步骤60中，将多个数据流之间的相同对应符号确定为数据流的至少一个周期性部分的一部分。在第二步骤61中，将多个数据流之间的非相同对应符号确定为数据流的至少一个非周期性部分的一部分。值得注意的是，尽管在此以顺序方式示出，但是第一步骤60和第二步骤61实际上同时发生。

在第三步骤62中，分析多个数据流的至少一个周期性部分，同时忽视多个数据流的至少一个非周期性部分。

在图7中示出了根据本发明的测量方法的第二更详尽的实施方式。在第一步骤70中，将基准被测设备的多流信号的多个数据流中的单个的数据流连接到测量设备的接收单元。这例如通过使用开关单元来完成。在第二步骤71中，测量单个的数据流。这例如通过提及的接收单元以及例如处理单元来完成。针对多流信号的多个数据流中的所有数据流重复步骤70和步骤71。

在第三步骤72中，比较测量的数据流。特别地，在第四步骤73中，将多个数据流之间的相同对应符号确定为数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及在第五步骤74中，将多个数据流之间的非相同对应符号确定为数据流的至少一个非周期性部分的一部分。重要的是要注意，步骤72的比较以及步骤73和步骤74对周期性部分和非周期性部分的确定同时发生，尽管在此被示出成按顺序发生。

在第六步骤75中，将被测制造测试设备的多流信号的多个数据流中的所有数据流的总和连接到测量设备的接收单元。这再次例如通过切换单元来完成。在最后的第七步骤76中，分析组合的多流信号的多个数据流的至少周期性部分，同时忽视非周期性部分。

本发明不限于这些示例且尤其不限于提及的这些类型的通信设备。可以按任何有利组合来使用示例性实施方式的特征。

Claims

1.一种用于分析由被测设备生成的包括多个数据流的多流信号的测量设备，

其中，所述测量设备包括处理单元，所述处理单元包括比较器，所述比较器配置成：

-比较所述多个数据流内的相同位置的符号，

-将所述多个数据流之间的相同对应符号确定为所述数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及

-将所述多个数据流之间的非相同对应符号确定为所述数据流的至少一个非周期性部分的一部分。

2.根据权利要求1所述的测量设备，

其中，所述测量设备包括分析器，所述分析器配置成分析所述多个数据流的所述至少一个周期性部分以及忽视所述多个数据流的所述至少一个非周期性部分。

3.根据权利要求2所述的测量设备，

其中，所述测量设备包括接收单元，所述接收单元配置成选择性地接收所述多流信号的所述多个数据流中的一个数据流、或所述多流信号的所有数据流的总和。

4.根据权利要求3所述的测量设备，

其中，所述测量设备包括开关单元，所述开关单元包括：

-开关，所述开关配置成切换选择性地连接到所述接收单元的所述多流信号的所述多个数据流中的一个数据流，以及

-信号组合器，所述信号组合器配置成将所述多流信号的多个单个的数据流组合为组合的多流信号，并将所述组合的多流信号提供到所述接收单元。

5.根据权利要求4所述的测量设备，

其中，在训练模式下，

-所述开关配置成相继地将基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流中的数据流连接到所述接收单元，

-所述接收单元配置成相继地接收所述基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流中的数据流，以及

-所述比较器配置成：

-将所述基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流之间的相同对应符号确定为所述数据流的至少一个周期性部分的一部分，以及

-将所述基准被测设备的所述多流信号的所述多个数据流之间的非相同符号确定为所述数据流的至少一个非周期性部分的一部分。

6.根据权利要求5所述的测量设备，

其中，在测量模式下，

-所述信号组合器配置成将被测制造测试设备的所述多流信号的所述多个数据流组合为组合的多流信号，并将所述组合的多流信号提供到所述接收单元，

-所述接收单元配置成接收所述组合的多流信号，以及

-所述分析器配置成分析所述组合的多流信号内的所述多个数据流的所述至少一个周期性部分以及忽视所述组合的多流信号内的所述多个数据流的所述至少一个非周期性部分。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的测量设备，

其中，所述被测设备包括扰码器，所述扰码器配置成扰乱符号在所述多个数据流中的数据流内的位置，

其中，所述处理单元包括通信单元，所述通信单元配置成：

-与所述被测设备通信，以及

-指示所述被测设备与所述扰码器断开连接。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的测量设备，

其中，所述被测设备包括数据库，所述数据库配置成存储关于所述多流信号的所述多个数据流中的数据流的哪些部分为周期性部分和非周期性部分的信息。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的测量设备，

其中，每个数据流包括至少一个周期性部分和至少一个非周期性部分。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的测量设备，

其中，每个数据流包括前导码，且其中，所有数据流的所述前导码彼此正交。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的测量设备，

其中，所述被测设备为无线通信设备，所述无线通信设备具有用于所述多流信号的所述多个数据流中的每个所述数据流的单个的发送器。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的测量设备，

其中，所述被测设备为WLAN设备或3G设备、或4G设备或5G设备、或WiMax设备或物联网IOT设备。

13.一种用于分析由被测设备生成的包括多个数据流的多流信号的方法，

其中，所述方法包括：

-比较所述多个数据流内的相同位置的符号，

14.根据权利要求13所述的方法，

其中，所述方法还包括：

-分析所述多个数据流的所述至少一个周期性部分，以及

-忽视所述多个数据流的所述至少一个非周期性部分。

15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，如果在计算机或数字信号处理器上执行所述程序，则所述程序用于执行根据权利要求13所述的所有步骤。