CN108702186A - 大型mimo信道仿真器 - Google Patents

大型mimo信道仿真器 Download PDF

Info

Publication number
CN108702186A
CN108702186A CN201780012152.5A CN201780012152A CN108702186A CN 108702186 A CN108702186 A CN 108702186A CN 201780012152 A CN201780012152 A CN 201780012152A CN 108702186 A CN108702186 A CN 108702186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
path
antenna
ota
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780012152.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108702186B (zh
Inventor
梁平
朱登魁
J·布伦特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN108702186A publication Critical patent/CN108702186A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108702186B publication Critical patent/CN108702186B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/0082—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels
    • H04B17/0087—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels using auxiliary channels or channel simulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/0082—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels
    • H04B17/0085—Monitoring; Testing using service channels; using auxiliary channels using test signal generators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391—Modelling the propagation channel
    • H04B17/3912—Simulation models, e.g. distribution of spectral power density or received signal strength indicator [RSSI] for a given geographic region
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提出了一种用于测试大规模多用户多输入多输出(MU‑MIMO)无线通信系统的RF信道仿真器，包括使用空间传输信道连接RF信道仿真器和大规模MU‑MIMO无线通信系统的实例、维持无线信道互易性的校准过程、以及载波聚合的仿真。

Description

大型MIMO信道仿真器
本申请主张申请日为2016年2月18日的第62/296,614号美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明主要涉及用于测试大规模多用户多输入多输出(MU-MIMO)无线通信系统的信道仿真器。
背景技术
为了满足移动数据持续快速增长的需求，无线行业需要能够实现有限频谱资源的高阶空间复用的解决方案。用于增加无线频谱空间复用的一种方法是MIMO，尤其是大规模多用户MIMO(MU-MIMO)，通常被称为大规模MIMO。在无线通信系统中，具有多个天线的无线节点、基站(BS)或用户设备(UE)可以在下行链路(DL)或上行链路(UL)中使用波束成形来增加与其他无线节点的链路上的信噪比(SNR)或信号与干扰加噪声比(SINR)，以及传输速率。具有MU-MIMO的BS可以在频率和时间块中，例如，资源块(RB)中，同时与多个UE进行波束成形，即，使用空间复用来提供容量增长而无需增加频带宽度。在大规模MIMO或大型MIMO系统中，BS可以配备有数十到数百甚至数千个发送(Tx)链和接收(Rx)链，并且同时使用相同的RB对数十个UE进行波束形成。令BS的Tx和Rx链的数量为M并且在RB上同时服务的UE的数量为K。需要能够在实时M×K个RF信道中进行仿真的硬件RF信道仿真器。在TDD系统中，期望这样的仿真器保持空中传输信道(OTA)的互易性，使得BS可以使用UL信令来估计DL OTA信道。这允许在大规模MIMO系统中的信道估计用K来缩放而不是用M，因此显着降低了大型MIMO系统中信道估计的开销。此外，大规模MIMO系统中的天线会被与所述RF电路集成，并且没有天线端口用于使用电缆将BS RF路径连接到信道仿真器。即使BS具有天线端口，使用电缆连接数十个甚至更多RF端口也是一件困难的事。目前没有满足这些需求的现有技术硬件RF信道仿真器出口。本发明提出了用于构建硬件RF信道仿真器的电路和方法，其满足大型MEVIO系统的测试需求。
附图说明
图1示出了用于使用OTA信道连接BS和RF信道仿真器配置的系统。
图2示出了当在BS和UE之间插入RF信道仿真器，并且所述BS和所述RF信道仿真器之间的连接是OTA时，保持所述OTA信道互易性的校准过程和电路。
图3示出了当在BS和UE之间插入RF信道仿真器，并且所述BS和所述RF信道仿真器之间的连接使用了电缆时，保持所述OTA信道的互易性的校准过程和电路。
图4示出了当所述BS和所述RF信道仿真器之间的连接是OTA时，支持载波聚合测试的RF信道仿真器的配置。
图5示出了当所述BS和所述RF信道仿真器之间的连接使用了电缆时，支持载波聚合测试的RF信道仿真器的配置。
图6示出了RF信道仿真器的系统配置和应用场景。
具体实施方式
现在可以参考附图，其中相同的标号始终表示相同的部件。现在描述本发明的示例性实施例。提供示例性实施例是为了说明本发明的各方面，而不应被解释为限制本发明的范围。当参考框图或流程图描述示例性实施例时，每个框可以表示用于执行方法步骤的方法步骤或装置元件。根据实现方式，相应的装置元件可以配置为硬件、软件、固件或其组合。此后，导频信号可以表示由一个天线发送的信号，用于估计发送天线与一个或多个接收天线之间的信道。它也可以称为参考信号、信道估计信号或测试信号。
在以下描述中，除非上下文另有说明，天线用于指示包括RF电路和天线的RF电路路径，例如，在混合波束形成系统中，一个RF路径可以通过波束形成电路(大多是模拟的)连接到多个天线元件。在这样的系统中，连接到相同RF路径的所有天线元件可以在基带处理中被视为单个等效天线。
连接测试中的BS和RF信道仿真器的OTA信道
为了克服缺乏用于连接电缆的天线端口或连接大量电缆的困难，期望大型MIMOBS和RF信道仿真器之间的连接使用OTA信道。然而，OTA信道不得降低用于连接所述BS和UE的信道的信道矩阵的秩。
假设BS上M个Tx/Rx路径/天线与UE上K个Tx/Rx路径/天线之间的信道矩阵是H，其中H是K×M矩阵。在DL中，yd＝Hxd，其中yd是由UE接收到的K×1信号向量，并且xd是从BS的M个Tx路径中的天线元件发射出的M×1个信号。在UL中，xu＝HTyu，其中yu是从UE的K个天线元件发射的K×1信号向量，并且xu是由BS的M个Rx路径接收的M×1个信号。
此外，让BS上M个Tx/Rx路径/天线与信道仿真器的N个Tx/Rx路径/天线之间的信道矩阵为G，其中N≥M且G是N×M矩阵。让信道仿真器电路实现的信道矩阵为Q，其中Q是K×N矩阵，其可用所述理想环境和应用的信道模型来构建，并能实时更新以反映信道的时间变化。
因此，BS与具有所述RF信道仿真器的UE之间的总信道变为yd＝QGxd＝Hxd，即H＝QG。为了使RF信道仿真器能提供其预期的功能，G矩阵的秩应该是M，或K×K矩阵QG(QG)*应该是满秩，其中(QG)*是QG的共轭转置。在特殊情况下，N＝M并且G矩阵近似于单位矩阵。在一个实施例中，反射器和/或漫射器放置在BS的天线阵列和RF信道仿真器的天线阵列之间，以产生具有所需秩的G矩阵。此外，期望G矩阵是时不变的或具有足够长的相干时间，使得信道变化是由Q矩阵解释和建模的，Q矩阵由RF信道仿真器实现，并能通过RF信道仿真器进行更新。在如图1所示的一个实施例中，BS 2的天线阵列1、RF信道仿真器4的天线阵列3和放置在它们之间用于产生多径的反射器5和/或漫射器6，共同放置在RF室7内，RF室将设备和信道与外部环境隔离，使得G矩阵是时不变的或具有足够长的相干时间。此外，可以估计G矩阵，并且可以在RF信道仿真器应用信道模型矩阵之前消除其影响。在不失一般性的情况下，假设N＝M并考虑DL。BS可以使用其天线将导频信号发送到RF信道仿真器，RF信道仿真器可以使用接收到的导频信号来估计所述BS和RF信道仿真器之间的M×M信道矩阵G。在RF信道仿真操作中，RF信道仿真器接收的信号是zd＝Gxd。RF信道仿真器首先计算pd＝G-1zd＝xd，以重新获得xd，其中G-1的存在是因为反射器和/或漫射器使得所述信道矩阵G满秩。然后，RF信道仿真器将信道模型Q应用于重新获得的信号，并且连接到RF信道仿真器的UE将接收yd＝Qxd＝Hxd，即信道模型H完全归因于RF信道仿真器中的Q矩阵并由其建模。
类似地，在连接到UE的RF信道仿真器一侧，OTA信道可用于将RF信道仿真器与UE连接。在优选实施例中，UE也被放置在RF室内，RF室将设备和信道与外部环境隔离，使得信道变化由RF信道仿真器的Q矩阵解释和建模。类似地，反射器和/或漫射器被放置在RF信道仿真器和UE之间以使信道矩阵满秩，并且可以通过估计信道并使RF信道应用逆矩阵来消除该信道矩阵的影响。实际上，由于连接到UE的RF电路路径的数量远小于大型MIMO BS侧的RF电路路径的数量，因此电缆连接可用于将RF信道仿真器连接到UE。
在图1中，BS和RF信道仿真器放置在RF室外部，但是如果电源可用，它们也可以放置在RF室内。此外，UE也可以放置在RF室内。
在开发过程中，可能需要使用电缆将BS上的天线端口直接连接到RF信道仿真器，而无需使用OTA信道，因此无需反射器和/或漫射器来创建多路径，也不需要RF信道仿真器上的天线阵列。在另一个实施例中，RF信道仿真器具有用于连接到BS上M个端口的M个电缆端口和用于通过具有充分多径的OTA信道连接到BS上的天线阵列AB的天线阵列AE。此外，天线阵列AE可以使用RF信道仿真器上相同的天线端口，其中在一种配置中，移除天线阵列AE，使天线端口暴露，以通过电缆连接到BS上的天线端口，并且在另一种配置中，天线阵AE与RF信道仿真器上的天线端口连接，以通过OTA信道连接BS上的天线阵列AB。
校准以保持OTA信道的互易性
在大型MIMO系统中，如果UL探测和DL传输都使用相同的频率和天线，则通过利用OTA信道的互易性，使用UL探测信号来估计DL信道是有利的。这对于TDD系统通常是正确的，并且对于使用PCT/US14/71752中描述的发明的FDD系统可以成立。因此，RF信道仿真器应该保持BS和UE之间信道的互易性。当在BS和RF信道仿真器之间使用OTA信道时，一个实施例通过估计和校准RF信道仿真器上的每个天线的Tx电路路径和Rx电路路径来维持信道互易性。在一种情况下，在校准中使用参考Tx和Rx对与天线，其中，参考Tx和Rx对与天线可以是RF信道仿真器的天线阵列中的天线之一，或者是专门用于校准目的的专用天线。在使用RF信道仿真器测试MIMO BS之前，校准参考Tx和Rx对以确保其Tx路径tr 8的传递函数和其Rx路径rr9的传递函数匹配，即tr＝rr，如图2所示，这可用数字信号处理(DSP)模块10和/或调谐Tx和Rx电路路径来实现。然后，参考Tx经由参考天线发送导频信号s，用于被RF信道仿真器的天线接收，并且通过第m个Rx路径的接收信号为ym＝μmrmhmrtrs，其中hmr是第m根天线和所述参考天线之间的OTA信道，其为互易的，即hmr＝hrm，并且μm是第m个Rx路径的衰减。接下来，RF信道仿真器的每个Tx路径经由其天线将相同的导频信号s经由相同的参考天线发送到所述参考Rx路径，并且参考的Rx路径接收的信号是yr＝rrhmrtms。通过求比值，可发现
其中获得最后一步是因为参考的Tx和Rx对是匹配的，即
然后，在RF信道仿真器的正常操作期间，首先将由第m个Tx路径发送的信号乘以αm。因此，RF信道仿真器的第m个Tx路径11的有效传递函数变为μmrm，这与RF信道仿真器第m个Rx路径12的传递函数是相同的，如图2中所示。因此保留了信道的互易性。注意，经由电缆连接到UE的Tx和Rx路径不需要校准，因为其不对称性或差异可与UE的不对称或差异混在一起，这些不对称或差异特定于每个UE且不影响波束成形。
当电缆用于连接所述BS的天线部分和所述RF信道仿真器时，一个实施例通过执行用于解释所述RF信道仿真器RF电路路径的相对校准，来实现估计DL信道的信道互易性。可采用于2015年7月10日提交的美国临时专利申请62/190,981中所述的一种相对校准方法。用于解释RF信道仿真器RF电路路径的步骤包括使BS执行其Tx和Rx路径的相对校准，如图3所示，并使用BS Tx电路路径+电缆+RF信道仿真器Rx路径的组合的第m个BS Tx路径作为BS的有效Tx路径，即其中13是BS 13的第m个Tx路径的传递函数，hC是经由电缆在BS的第m个Tx路径和RF信道仿真器14的第m个Rx路径之间的信道，并且是所述RF信道仿真器15的第m个Rx路径的传递函数，并且类似地使用RF信道仿真器Tx电路路径+电缆+BS Rx路径的组合的第m个BS Rx路径作为BS的有效Rx路径，即其中是RF信道仿真器16的第m个Tx路径的传递函数，hC是RF信道仿真器的第m个Tx路径与BS17的第m个Rx路径之间的互易电缆信道，并且是BS 18的第m个Rx路径的传递函数。
当DL信令和UL反馈用于DL信道估计时，例如典型的FDD系统中，RF信道仿真器上的每个天线的Tx电路路径和Rx电路路径的上述校准过程可以被跳过。
仿真载波聚合
载波聚合被广泛用于提高移动网络中的数据速率。因此，期望RF信道仿真器可用于测试使用载波聚合的BS和UE。在一个实施例中，当如上所述在BS 19和RF信道仿真器20之间使用OTA信道时，天线21的第一子集和RF信道仿真器的RF电路路径用于在第一载波中与BS通信，第二子集天线22和RF信道仿真器的RF电路路径用于在第二载波中与BS通信，如图4所示。该实施例可以容易地扩展到聚合两个以上的载波。
在另一个实施例中，当使用电缆连接BS和RF信道仿真器时，RF信道仿真器上的每个RF端口连接到如图5所示的RF组合器/分离器用于聚合两个载波。RF组合器/分离器的单端口侧上的端口连接到BS上的相应RF端口，并且RF组合器/分离器的多端口侧的每个端口在TDD情况下通过RF切换器连接到RF信道仿真器的一对Tx和Rx电路路径，或连接到FDD系统中分离DL和UL信道的双工器或滤波器。在DL中，RF组合器/分离器23将信号分成两个或更多个Rx RF电路路径，每个Rx RF电路路径使用滤波器24选择它被指定处理的载波。RF信道仿真器将信道应用于每个载波上的信号并将其传输到UE。在UL中，RF组合器/分离器26组合来自两个或更多个Tx RF电路路径25的信号以产生发送到BS的聚合信号，每个BS使用滤波器选择它被指定处理的载波。该实施例可以很容易地扩展到聚合两个以上的载波的情况。
在连接到UE的RF信道仿真器一侧，如果是经由OTA信道的连接，类似于在BS侧的连接，第一天线子集和RF信道仿真器的RF电路路径用于在第一载波中与UE通信，并且第二天线子集与RF信道仿真器的RF电路路径用于在第二载波中与UE通信。另一方面，如果RF信道仿真器和UE之间的连接是电缆，则可以使用上述BS侧的RF组合器/分离器电路。
配置和控制RF信道仿真器
在一个实施例中，RF信道仿真器与计算机连接，其中所述计算机可以集成在RF信道仿真器的同一外壳内，也可集成在RF信道仿真器的外部。计算机上提供的用户界面让用户能够配置RF信道仿真器、将信道模型下载到RF信道仿真器中、执行RF信道仿真器的校准和/或获得或监视来自RF信道仿真器的状态和其他数据。计算机使用包括命令、状态和数据格式的预定义协议与RF信道仿真器通信。计算机可以在仿真RF信道之前将所有信道模型下载到RF信道仿真器中，带有或没有时间参数以及不同信道模型随时间的转换，或在仿真RF信道时，将信道模型动态下载到RF信道仿真器中，以支持时变信道模型。
本发明的实施例基于图6所示的系统，其中RF信道仿真器系统包括连接到RF信道仿真器29的一个或多个计算机或控制器28，以及与一个或多个MU-MIMO BS 30和多个UE 31的有线或无线连接，其中计算机或控制器提供用户接口以配置RF信道仿真器，将信道模型下载到RF信道仿真器中，执行RF信道仿真器的校准和/或获得或监视来自RF信道仿真器的状态和其他数据。
在另一个实施例中，RF信道仿真器包括数字无线电接口——如CPRI、开放无线电接口和RF接口用于连接到BS，并且可以被配置为使用任一接口连接到BS和/或UE。在RF信道仿真器的一种配置中，数字接口用于连接到BS，且RF接口用于连接到UE。在另一种配置中，数字接口的子集用于连接到BS，且数字接口的另一个子集用于连接到UE。在又一种配置中，RF接口的子集用于连接到BS，且RF接口的另一子集用于连接到UE。
在又一个实施例中，RF信道仿真器配备有有线网络端口，例如以太网，或无线网络模块，例如Wifi，用于连接到局域网或广域网，例如，互联网。这允许RF信道仿真器被远程访问、配置和/或监视。此外，RF信道仿真器可以使用与BS和/或UE的有线或无线连接，从BS和/或UE收集信道仿真测试数据，并通过有线网络端口或无线网络模块提供的网络连接将测试数据提供给远程用户。
尽管上述描述展示讨论了本发明的优选实施方式，并图解了本发明的新颖特征和原理，但应当理解的是对于本发明所示的方法、元件或装置的细节，以及其使用形式的各种省略、替换和改变均是本领域的技术人员在不脱离本发明的范围和精神的情况下能够做出的。因此，本发明的保护范围不应当被上述描述所限制。相反，本发明的原理可以被更广地运用在一系列方法、系统和装置中，以获取所述性能优势或满足其他目的、获取其他优势。

Claims (38)

1.一种用于测试多用户多输入多输出(MU-MIMO)无线通信系统的方法，包括使用有线或无线传输(OTA)无线将来自以及发往分别具有一个或多个发送和接收路径的K个测试用户设备(UE)的信号与具有MU-MIMO信道仿真器(M-CE)的相关天线连接，其中K>1；使用有线或无线电连接将来自以及发往具有M个发送和接收路径的基站(BS)的信号与具有M-CE的相关天线连接，其中所述BS能够在相同频率和时间资源上空间复用N个波束，以与K个UE进行通信，其中M>N>K，并且所述BS使用一个或多个空间波束与UE通信；在下行链路的M-CE中，在从所述M个发射路径或BS的所述相关天线所接收的信号中获得基带数字信号，应用于基于在理想环境或应用中从BS到K个UE的信道的一个或多个模型而设计的基带数字信号滤波器，从而将由BS的M个发送路径或相关天线发送的信号集映射到将由所述K个UE的接收路径或相关天线接收的信号集，并且将经滤波后的数字基带信号转换和发送到K个UE的接收路径或相关天线；并且，在上行链路的M-CE中，应用于基于在理想环境或应用中从K个UE到BS的信道的一个或多个模型而设计的基带数字信号滤波器，从而将由K个UE的发送路径或相关天线发送的信号集映射到将由BS的M个接收路径或的相关天线接收的信号集，并且将经滤波后的数字基带信号转换和发送到BS的接收路径或相关天线。
2.权利要求1所述的方法，还包括校准与BS连接的M-CE的发送和接收路径，以实现下行链路和上行链路信道的互易性。
3.权利要求1所述的方法，其在信道仿真操作中进一步还包括，对M-CE的每对发送路径和接收路径中的一个或两者应用校准，以便M-CE的每对发送路径和接收路径的有效传递函数是相同的。
4.权利要求1所述的方法，其中BS和M-CE之间的有线或OTA无线连接生成秩不小于M的信道矩阵，并且M-CE和K个UE之间的有线或无线连接生成秩不小于N的信道矩阵。
5.权利要求1所述的方法，还包括配置BS和M-CE之间的有线或OTA无线连接，以生成秩不小于M的信道矩阵；将导频信号从BS发送到M-CE；估计BS和M-CE之间的信道矩阵；并且将信道矩阵的逆或伪逆矩阵应用于基带数字信号，以消除BS和M-CE之间的连接信道的影响。
6.权利要求5所述的方法，还包括为M-CE配备M个或更多个发送接收路径和相关天线，以确保BS和M-CE之间OTA无线连接的信道矩阵的秩是M。
7.权利要求5所述的方法，还包括使用RF室将BS与M-CE之间OTA无线连接的信道矩阵与外部干扰隔离。
8.权利要求7所述的方法，还包括在RF室内部使用反射器、漫射器和/或其他装置以生成BS和M-CE之间OTA无线连接的满秩信道矩阵。
9.权利要求1所述的方法，还包括提供用户界面来接收用户输入以选择或输入信道模型和/或天线模型的参数。
10.权利要求1所述的方法，还包括在仿真RF信道之前将所有信道模型下载到M-CE的存储器中，并且随时间经过指定不同信道模型之间的时间参数和转换，以仿真信道的时间变化。
11.权利要求1所述的方法，还包括实时更新M-CE中的信道模型以仿真时变信道。
12.权利要求1所述的方法，还包括动态下载新的信道模型到M-CE；并且实时应用新下载的信道模型以仿真时变信道。
13.权利要求1所述的方法，还包括在M-CE上提供有线数字无线电接口和有线模拟RF接口，其可以被配置为使用任一接口连接到BS。
14.权利要求1所述的方法，还包括在M-CE上提供有线模拟RF接口和天线阵列接口，其可以被配置为使用有线接口或OTA无线接口连接到BS。
15.权利要求14所述的方法，还包括将相同的天线端口所述有线模拟RF接口和天线阵列接口两者。
16.权利要求1所述的方法，还包括在BS和M-CE之间的OTA无线连接中使用多个天线阵列连接到M-CE来仿真载波聚合，其中每个天线阵列和相关的发送和接收路径用于以指定的载波频率与BS通信。
17.权利要求1所述的方法，还包括信道仿真中使用组合器/分离器聚合多于一个的载波频率，其中组合器/分离器上的单端口侧的端口连接到BS上的相应RF端口，并且组合器/分离器上的多端口侧的每个端口连接到M-CE上的RF端口。
18.权利要求1所述的方法，还包括使用与在M-CE的RF端口的BS下行链路和上行链路切换同步的RF切换器，以在与RF端口相关联的发送路径和接收路径之间切换RF端口的连接，从而仿真时分双工(TDD)系统。
19.权利要求1所述的方法，还包括使用在M-CE的RF端口将下行链路和上行链路信道分离为与RF端口关联的接收路径和传输路径的双工器或滤波器，以仿真频分双工(FDD)系统。
20.权利要求1所述的方法，还包括在M-CE中提供网络连接以使其连接到局域网或广域网，以使M-CE能够被远程访问、配置和/或监控。
21.一种用于仿真多用户多输入多输出(MU-MIMO)无线通信系统的装置，包括：用于将所述装置与K个测试用户设备(UE)连接的有线或无线传输(OTA)无线接口，其中K>1，且每个UE具有一个或多个发送和接收路径以及相关联的天线；将所述装置与具有M个发送和接收路径以及相关联的天线的基站(BS)连接的有线或无线传输(OTA)无线接口，能够在相同的频率和时间资源上空间复用N个波束，来与K个UE通信，其中M>N>K，并且BS使用一个或多个空间波束与UE通信；一个或多个用于存储指令和信道模型的存储器；一个或多个将由BS(和/或由K个UE)发送的信号变换为由K个UE(和/或由BS)接收的信号的处理器，来仿真BS与K个UE之间的通信信道；在从BS的M个发送路径或相关天线接收到的信号中获得基带数字信号，并将基带信号发送到一个或多个处理器的模块，这些处理器将其应用于基于在理想的环境或应用中从BS到K个UE的信道的一个或多个模型而设计的基带数字信号滤波器，从而将由BS的M个发送路径或相关天线发送的信号集映射到将由K个UE的接收路径或相关天线的接收的信号集中；将经滤波后的数字基带信号转换并发送给K个UE的接收路径或相关天线的模块；在从K个UE的发送路径或相关天线接收的信号中获得基带数字信号，并将基带信号发送到一个或多个处理器的模块，这些处理器将其应用于基于在理想的环境或应用中从K个UE到BS的信道的一个或多个模型而设计的基带数字信号滤波器，从而将由K个UE的发送路径或相关天线发送的信号集映射到由BS的M个接收路径或相关天线接收的信号集中；和将经滤波后的数字基带信号转换并发送给BS的M个接收路径或相关天线的模块。
22.权利要求21所述的装置，还包括用于校准与BS连接的所述装置的发送和接收路径，以实现下行链路和上行链路信道的互易性的模块。
23.权利要求21所述的装置，其中操作在所述装置的每对发送路径和接收路径中的一个或两者上被接收自或发送到BS的基带信号被操作开启，以便所述装置的每对发送路径和接收路径的有效传递函数是相同的。
24.权利要求21所述的装置，其中用于将所述装置与基站(BS)连接的有线或无线传输(OTA)无线接口生成秩不小于M的信道矩阵，以及用于将所述装置与K个UE连接的有线或OTA无线接口生成秩不小于N的信道矩阵。
25.权利要求21所述的装置，还包括接收从BS传送的一个或多个导频信号，并估计该BS和装置之间的信道矩阵的模块；并将信道矩阵的逆或伪逆矩阵用于基带数字信号以消除该BS和设备之间的连接的信道的影响，其中用于连接所述装置和基站(BS)的有线或无线传输(OTA)无线接口生成秩不小于M的信道矩阵。
26.权利要求25所述的装置，在所述装置上还包括M个或更多个发送和接收路径和相关天线，以确保该BS和该装置之间的OTA无线连接的信道矩阵的秩是M。
27.权利要求21所述的装置，还包括用户接口，用于接受用户输入以选择或输入信道模型和/或天线模型的参数。
28.权利要求21所述的装置，其中，所述一个或多个处理器在仿真RF信道以及基于存储在所述一个或多个存储器中的时序信息随时间经过而在不同信道模型之间转换之前将所有信道模型下载存储到所述一个或多个存储器中，从而仿真信道的时间变化。
29.权利要求21所述的装置，其中，所述一个或多个处理器实时更新所述信道模型以仿真时变信道。
30.权利要求21所述的装置，其中，所述一个或多个处理器实时动态接收新信道模型的下载，并应用所述新下载的信道模型来仿真时变信道。
31.权利要求21所述的装置，还包括有线数字无线电接口和有线模拟RF接口两者，其可以被配置为使用任一接口连接到BS。
32.权利要求21所述的装置，还在M-CE上包括有线模拟RF接口和天线阵列接口，其可以被配置为使用有线接口或OTA无线接口连接到BS。
33.权利要求32所述的装置，其中相同的天线端口用于有线模拟射频接口和天线阵列接口两者。
34.权利要求21所述的装置，还包括连接用于无线连接到BS的多个天线阵列以仿真载波聚合，其中每个天线阵列和相关的发送和接收路径被用于以指定载波频率与所述BS通信。
35.权利要求21所述的装置，还包括在信道仿真中用于聚合超过一个载波频率的组合器/分离器，其中组合器/分离器的单端口侧的端口连接到BS上相应的RF端口，并且组合器/分离器的多端口侧的每个端口连接到所述装置上的RF端口。
36.权利要求21所述的装置，还包括与在所述装置的RF端口处的所述BS下行链路和上行链路切换同步的RF切换器，以在与RF端口相关联的发送路径和接收路径之间切换RF端口的连接，从而仿真时分双工(TDD)系统。
37.权利要求21所述的装置，还包括使用在所述装置的RF端口将下行链路和上行链路信道分离成与RF端口关联的接收路径和发射路径的双工器或滤波器，从而仿真频分双工(FDD)系统。
38.权利要求21所述的装置，还包括网络连接模块，用于连接到局域网或广域网，以使所述装置能够被远程访问、配置和/或监视。
CN201780012152.5A 2016-02-18 2017-02-17 大型mimo信道仿真器 Active CN108702186B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662296614P 2016-02-18 2016-02-18
US62/296,614 2016-02-18
PCT/US2017/018518 WO2017143297A1 (en) 2016-02-18 2017-02-17 Massive mimo channel emulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108702186A true CN108702186A (zh) 2018-10-23
CN108702186B CN108702186B (zh) 2021-09-03

Family

ID=59625502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780012152.5A Active CN108702186B (zh) 2016-02-18 2017-02-17 大型mimo信道仿真器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10454594B2 (zh)
CN (1) CN108702186B (zh)
WO (1) WO2017143297A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9917628B2 (en) * 2015-01-16 2018-03-13 RF DSP Inc. Beamforming in a MU-MIMO wireless communication system with relays
EP3410768B1 (en) * 2016-03-31 2022-07-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Signal transmitting method for terminal apparatus, and terminal apparatus
CN107515335A (zh) * 2017-09-01 2017-12-26 江苏爱吉亚电子科技有限公司 利用mu‑mimo技术的ota测试系统
US10756828B2 (en) * 2017-12-11 2020-08-25 RF DSP Inc. Millimeter wave RF channel emulator
US10505646B2 (en) * 2017-12-15 2019-12-10 Keysight Technologies, Inc. Systems and methods for testing a wireless device having a beamforming circuit
KR102003877B1 (ko) * 2018-04-12 2019-07-25 주식회사 이노와이어리스 빔 스페이스 방식의 매시브 ｍｉｍｏ용 채널 에뮬레이터
CN109104221B (zh) * 2018-06-19 2021-04-30 南京纳特通信电子有限公司 基于3D Massive MIMO的基站测试系统、方法及存储介质
EP3637826A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-15 Mentor Graphics Corporation Apparatus, system and method for testing radio equipment
CN113132038A (zh) * 2021-03-30 2021-07-16 清华大学 一种大规模mimo系统的仿真测试系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102124663A (zh) * 2008-08-22 2011-07-13 高通股份有限公司 采用多输入多数出(mimo)技术的系统和方法
CN102355291A (zh) * 2011-07-18 2012-02-15 北京邮电大学 一种基于放大转发的多流双向中继传输方法
CN102916735A (zh) * 2012-10-17 2013-02-06 东南大学 利用大规模天线阵列的无线通信方法
CN103532606A (zh) * 2007-12-03 2014-01-22 艾利森电话股份有限公司 空间复用多天线发射机的预编码器
US20150009892A1 (en) * 2014-05-28 2015-01-08 Chang Donald C D Active Scattering for Bandwidth Enhanced MIMO
CN104486046A (zh) * 2014-12-12 2015-04-01 中国电子科技集团公司第五十四研究所 多输入多输出sc-fdma系统多用户检测方法及装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280810B2 (en) * 2005-08-03 2007-10-09 Kamilo Feher Multimode communication system
US8331869B2 (en) * 2006-07-24 2012-12-11 Ets Lindgren, L.P. Systems and methods for over the air performance testing of wireless devices with multiple antennas
WO2008026891A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Posdata Co., Ltd. Apparatus and method for estimating and compensating time offset and/or carrier frequency offset in mimo system based ofdm/ofdma
IL181207A0 (en) * 2007-02-07 2007-07-04 Eci Telecom Ltd Method for estimating crosstalk interferences in a communication network
US8005131B2 (en) * 2007-09-21 2011-08-23 Intel Corporation Delay compensation for transmit/receive chain calibration and multiuser MIMO
US7890821B2 (en) * 2007-10-04 2011-02-15 Veriwave, Inc. Channel impairment emulator systems and methods
CA2738111A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Elektrobit System Test Oy Over-the-air test
CN101883383A (zh) * 2009-05-08 2010-11-10 中兴通讯股份有限公司 下行测量导频的发送方法
US9002287B2 (en) * 2009-10-09 2015-04-07 Apple Inc. System for testing multi-antenna devices
US8787900B2 (en) * 2009-11-24 2014-07-22 Spirent Communications, Inc. Methods and systems for testing cell phones with multiple antennas
US9225482B2 (en) * 2011-10-17 2015-12-29 Golba Llc Method and system for MIMO transmission in a distributed transceiver network
US9178590B2 (en) * 2011-12-27 2015-11-03 Industrial Technology Research Institute Channel information feedback method and wireless communication device using the same
CN103931245A (zh) * 2012-03-27 2014-07-16 日电（中国）有限公司 用于无线通信系统中的外环链路自适应的方法和装置
KR20140067780A (ko) * 2012-11-27 2014-06-05 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 mimo 전송 방법 및 장치
US9172454B2 (en) * 2013-11-01 2015-10-27 Magnolia Broadband Inc. Method and system for calibrating a transceiver array
US9325533B2 (en) * 2013-11-06 2016-04-26 Ixia Systems and methods for improved wireless channel estimation
GB201401580D0 (en) * 2014-01-30 2014-03-19 Ucl Business Plc Apparatus and method for calibrating a wireless access point comprising an array of multiple antennas
US9246607B2 (en) * 2014-02-10 2016-01-26 Spirent Communications, Inc. Automatic phase calibration
US10523348B2 (en) * 2015-01-16 2019-12-31 RF DSP Inc. Uplink signal to interference plus noise ratio estimation for massive MIMO communication systems
GB2536539B (en) * 2015-01-19 2017-07-19 Keysight Technologies Inc System and method for testing multi-user, multi-input/multi-output systems
US9661517B2 (en) * 2015-06-22 2017-05-23 Ixia Systems and methods for mobility testing of MU-MIMO

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103532606A (zh) * 2007-12-03 2014-01-22 艾利森电话股份有限公司 空间复用多天线发射机的预编码器
CN102124663A (zh) * 2008-08-22 2011-07-13 高通股份有限公司 采用多输入多数出(mimo)技术的系统和方法
CN102355291A (zh) * 2011-07-18 2012-02-15 北京邮电大学 一种基于放大转发的多流双向中继传输方法
CN102916735A (zh) * 2012-10-17 2013-02-06 东南大学 利用大规模天线阵列的无线通信方法
US20150009892A1 (en) * 2014-05-28 2015-01-08 Chang Donald C D Active Scattering for Bandwidth Enhanced MIMO
CN104486046A (zh) * 2014-12-12 2015-04-01 中国电子科技集团公司第五十四研究所 多输入多输出sc-fdma系统多用户检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10454594B2 (en) 2019-10-22
CN108702186B (zh) 2021-09-03
US20190074913A1 (en) 2019-03-07
WO2017143297A1 (en) 2017-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108702186A (zh) 大型mimo信道仿真器
US7890821B2 (en) Channel impairment emulator systems and methods
US9859995B2 (en) System and method for testing multi-user, multi-input/multi-output systems
CN110071749B (zh) 一种天线选择指示方法、装置和系统
CN109617638B (zh) 具有动态可变信道模型的无线信道仿真器
Jiang et al. Channel reciprocity calibration in TDD hybrid beamforming massive MIMO systems
EP3657702A1 (en) Systems and methods for mobility testing of mu-mimo
CN110366252A (zh) 一种通信方法、终端及基站
US11641222B2 (en) System and method for emulation of wireless channels and multi-antenna transmit and receive circuits
CN108352873A (zh) 在波束子集上进行预编码
CN103188022B (zh) 一种天线相关性的测试方法和系统
CN109075839A (zh) 用于具有空中传输连接的大型mimo信道仿真器的空中传输信道状态信息获取
EP3584960B1 (en) Antenna test system and method for testing an antenna
Harris et al. Serving 22 users in real-time with a 128-antenna massive MIMO testbed
WO2015196725A1 (zh) 一种信道仿真装置及方法、计算机存储介质
CN107819527B (zh) 一种大规模天线基站设备的测试装置及测试方法
CN106034308B (zh) 用于测试多用户多入多出系统的系统和方法
Yetis et al. Interference alignment testbeds
CN111082911A (zh) 一种参考信号的接收、发送方法及装置
US11777617B2 (en) Testing of radio equipment
CN105227251B (zh) 基于分布式架构的多天线双向信道测量装置的校准方法
Pinola et al. A systematic and flexible approach for testing future mobile networks by exploiting a wrap-around testing methodology
CN107820268A (zh) 基于多探头的wifi mimo设备的吞吐量测试方法以及测试系统
WO2023104326A1 (en) Method and apparatus for calibrating a wireless communication device having a plurality of antennas
Mahboob Antenna preselection for massive MIMO, multi-channel sounder concept, and fibre-fed test-bed, for 5G

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant