CN108963459A - 一种测量方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种测量方法及设备，涉及通信领域，能够利用小体积的测量系统在近距离内实现等效远场测量效果的同时，节省测量成本，有利于测量系统的广泛部署。包括：针对天线阵列中除目标天线组外的每一个天线组，根据天线组的特征参数与目标天线组的特征参数确定天线组的补偿值，补偿值包括相位补偿值和幅度补偿值；根据天线组的补偿值调整天线组的每一个天线单元所发射的电磁波，使得天线阵列中的每一个天线单元所发射的电磁波到达测量探头的相位相同和/或幅度相同；电磁波用于测量第一设备的空口波束参数，第一设备与第二设备的测量探头之间的距离小于远场边界距离。

Description

一种测量方法及设备
技术领域
本申请实施例涉通信领域，尤其涉及一种测量方法及设备。
背景技术
5G通信系统中广泛应用了基于相控阵天线的大规模多入多出(Massive Multi-input and Multi-output，Massive-MIMO)技术。网络设备、终端设备均可以是由多个可独立控制相位(或时延)的天线单元按照一定的空间布局构成的天线阵列。
通常，可以利用通过空口(Over the Air，OTA)测试技术对网络设备或终端设备的空口波束指标进行测试。具体地，在暗室内部署OTA测量系统获得网络设备或终端设备的空口波束指标。OTA测量系统包括测量探头与被测设备(网络设备或终端设备)，为了获得较为精准的测量结果，通常在远场下测试设备的空口波束指标，即测量探头与被测设备之间的距离较远，这就导致OTA测试系统占据较大的空间，不适合生产上大量部署使用。
为了缩减OTA测试系统占据的空间，可以在近距离内将被测设备发出的球面波通过准直元件转换成平面波，从而满足远场测试要求。但是准直元件需要高精度加工，安装维护复杂，成本高昂。
发明内容
本申请实施例提供一种测量方法及设备，能够利用小体积的测量系统在近距离内实现等效远场测量效果的同时，节省测量成本，有利于测量系统的广泛部署。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
第一方面，公开了一种测量方法，该方法应用于空口测量系统，该空口测量系统包括第二设备以及第一设备，第一设备包括天线阵列，天线阵列包括至少一个天线组，第二设备包括测量探头，其中，第一设备与测量探头之间的距离小于远场边界距离。该方法包括：针对天线阵列中除目标天线组外的每一个天线组，根据所述天线组的特征参数与目标天线组的特征参数确定所述天线组的补偿值，补偿值包括相位补偿值和幅度补偿值；特征参数包括第一特征参数和第二特征参数，第一特征参数用于确定相位补偿值，第二特征参数用于确定幅度补偿值。进一步，还可以根据天线组的补偿值调整天线组的每一个天线单元所发射的电磁波，使得天线阵列中的每一个天线单元所发射的电磁波到达测量探头的相位相同和/或幅度相同，产生相干叠加；第二设备可以对第一设备所发射的电磁波进行测量，获得第一设备的空口波束参数。
本发明实施例中，第一设备的每个天线所发射电磁波幅相在测量探头的相位对齐、幅度对齐，产生相干叠加，达到等效远场各个天线发射的电磁波幅相对齐叠加的效果。也就是说，本发明实施例能够利用小体积的测量系统在近距离内实现等效远场测量效果的同时，节省测量成本，有利于测量系统的广泛部署，另一方面，等效远场下被测量设备所发射的电磁波在测量探头处发生相干叠加，电磁波幅度被放大，进而可以获得准确度更高的测量结果，可见本发明实施例提供的方法可以在中近场下实现远场测量的效果，过得高准确度的测量结果。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据天线组的特征参数与目标天线组的特征参数确定天线组的补偿值具体包括：可以将天线组的中心点到测量探头的距离作为天线组的第一特征参数，计算天线组的第一特征参数与天线阵列中的目标天线组的第一特征参数的距离差值，还可以根据天线组的距离差值计算天线组的相位补偿值。将天线组的中心点到测量探头中心点连线与测量探头法线的方位角和俯仰角作为天线组的第二特征参数；根据天线组对应的方位角获得天线组的增益下降值，根据天线组对应的俯仰角获得测量探头的增益下降值，将天线组的增益下降值与测量探头的增益下降值的总和作为天线组的幅度补偿值。
本发明实施例中可以根据天线组与测量探头的距离计算出天线组的相位补偿，进而可以对天线组所发射电磁波进行相位补偿，还可以根据天线组相对于测量探头的夹角计算出天线组幅度补偿值，进而可以对天线组所发射电磁波进行幅度补偿，如此可以使得各个天线组所发射的电磁波到达测量探头时发生相干叠加，波束强度增加，进而对波束进行测量，可以获得更准确的测量结果。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，根据天线组的距离差值计算天线组的相位补偿值具体包括：相位补偿值Δφ满足：Δφ＝Δd/(λ*360)，其中，Δd为天线组的距离差值，λ为天线阵列发射的电磁波的波长。
本发明实施例中，可以根据上述计算公式准确计算出需要补偿的相位，为后续的相位调整提供依据，在一定程度上确保第一设备所发射的电磁波到达测量探头时可以发生相干叠加。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，第一设备根据天线阵列中的每一个天线组的特征参数确定天线阵列中每一个天线组对应的补偿值具体包括：根据天线组的特征参数与目标天线组的特征参数确定天线组的补偿值具体包括：首先，通过天线阵列的每一个天线组发射电磁波，之后可以获得每一个天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度以及相位。进一步，计算天线组发射的电磁波到达测量探头的相位与目标天线组发射的电磁波到达测量探头的相位的相位差，将相位差作为天线组的相位补偿值。也就是说，天线组发射的电磁波到达测量探头的相位为天线组的第一特征参数，目标天线组发射的电磁波到达测量探头的相位为目标天线的第一特征参数。另外，计算天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度与目标天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度的幅度差，将幅度差作为天线组的幅度补偿值。也就是说，天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度为天线组的第二特征参数，目标天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度为目标天线的第二特征参数。
本发明实施例中，也可以过逐个测量每个天线组到达测量探头的幅相值，得到各个天线组先的的幅度差、相位差，设置的幅度补偿值需要补偿在此得到的幅度差，设置的相位补偿值需要补偿在此得到的相位差，保证各个天线组的信号在测量探头处的幅相是对齐的。
结合第一方面或第一方面的第一至第三种可能的实现方式中的任意一种，在第一方面的第四种可能的实现方式中，方法还包括：根据天线组对应的补偿值调整天线组的每一个天线单元所接收的电磁波，使得天线阵列中的每一个天线单元所接收的电磁波的相位相同和/或幅度相同，根据天线阵列中的每一个天线单元接收的信号测量第一设备的空口波束参数。
本发明实施例还可以对测量探头所发射的电磁波进行测量，以获得第二设备的空口波束参数。
结合第一方面或第一方面的第一至第四种可能的实现方式中的任意一种，在第一方面的第五种可能的实现方式中，本发明实施例的空口波束参数包括有效全向辐射功率EIRP、误差向量幅度EVM、邻道泄露比ACLR、频率误差以及有效全向灵敏度EIS中的至少一个。
第二方面，公开了一种设备，该设备为第一设备，第一设备属于空口测量系统，空口测量系统还包括第二设备，第一设备包括天线阵列，天线阵列包括至少一个天线组，第二设备包括测量探头，第一设备与测量探头之间的距离小于远场边界距离，第一设备包括：处理模块，用于针对天线阵列中除目标天线组外的每一个天线组，获取天线组的特征参数以及目标天线组的特征参数，根据天线组的特征参数与目标天线组的特征参数确定天线组的补偿值；补偿值包括相位补偿值和幅度补偿值；特征参数包括第一特征参数和第二特征参数，第一特征参数用于确定相位补偿值，第二特征参数用于确定幅度补偿值；处理模块还用于，根据天线组的补偿值调整天线组的每一个天线单元所发射的电磁波，使得天线阵列中的每一个天线单元所发射的电磁波到达测量探头的相位相同和/或幅度相同；电磁波用于测量第一设备的空口波束参数。
本发明实施例中，第一设备的每个天线所发射电磁波幅相在测量探头的相位对齐、幅度对齐，产生相干叠加，达到等效远场各个天线发射的电磁波幅相对齐叠加的效果。也就是说，本发明实施例能够利用小体积的测量系统在近距离内实现等效远场测量效果的同时，节省测量成本，有利于测量系统的广泛部署，另一方面，等效远场下被测量设备所发射的电磁波在测量探头处发生相干叠加，电磁波幅度被放大，进而可以获得准确度更高的测量结果，可见本发明实施例提供的方法可以在中近场下实现远场测量的效果，过得高准确度的测量结果。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，处理模块具体用于，将天线组的中心点到测量探头的距离作为天线组的第一特征参数；计算天线组的第一特征参数与天线阵列中的目标天线组的第一特征参数的距离差值；根据天线组的距离差值计算天线组的相位补偿值；将天线组的中心点到测量探头中心点连线与测量探头法线的方位角和俯仰角作为天线组的第二特征参数；根据天线组对应的方位角获得天线组的增益下降值，根据天线组对应的俯仰角获得测量探头的增益下降值，将天线组的增益下降值与测量探头的增益下降值的总和作为天线组的幅度补偿值。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，相位补偿值Δφ满足：Δφ＝Δd/(λ*360)，其中，Δd为天线组的距离差值，λ为天线阵列发射的电磁波的波长。
结合第二方面，在第二方面的第三种可能的实现方式中，处理模块具体用于，获得天线阵列的每一个天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度以及相位；计算天线组发射的电磁波到达测量探头的相位与目标天线组发射的电磁波到达测量探头的相位的相位差，将相位差作为天线组的相位补偿值；天线组发射的电磁波到达测量探头的相位为天线组的第一特征参数，目标天线组发射的电磁波到达测量探头的相位为目标天线的第一特征参数；计算天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度与目标天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度的幅度差，将幅度差作为天线组的幅度补偿值；天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度为天线组的第二特征参数，目标天线组发射的电磁波到达测量探头的幅度为目标天线的第二特征参数。
结合第二方面或第二方面的第一至第三种可能的实现方式中的任意一种，在第二方面的第四种可能的实现方式中，处理模块还用于，根据天线组对应的补偿值调整天线组的每一个天线单元所接收的电磁波，使得天线阵列中的每一个天线单元所接收的电磁波的相位相同和/或幅度相同；根据天线阵列中的每一个天线单元接收的信号测量第一设备的空口波束参数。
结合第二方面或第二方面的第一至第四种可能的实现方式中的任意一种，在第二方面的第五种可能的实现方式中，空口波束参数包括有效全向辐射功率EIRP、误差向量幅度EVM、邻道泄露比ACLR、频率误差以及有效全向灵敏度EIS中的至少一个。
附图说明
图1为本申请实施例提供的空口测量系统的架构图；
图2为本发明实施例提供的远场测量的示意图；
图3为本发明实施例提供的中近场测量的示意图；
图4为本发明实施例提供的测量方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的天线组的特征参数的示意图；
图6为本发明实施例提供的测量系统的示意图；
图7为本发明实施例提供的第一设备的结构框图；
图8为本发明实施例提供的第一设备的另一结构框图；
图9为本发明实施例提供的第一设备的另一结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种空口测量系统，可以在中近场距离内测量设备所发射电磁波的空口波束参数。参考图1，所述空口测量系统包括第一设备10、第二设备20以及系统控制器30，第二设备20可以在空口测量第一设备10发射的电磁波，获得第一设备10所发射电磁波的空口波束参数。系统控制器30可以对第一设备10、第二设备20进行控制，完成整个测量流程。
其中，第一设备10与第二设备20之间的距离小于远场边界距离。远场边界距离等于2d2/λ，其中，d为第一设备的天线口径，λ为第一设备所发射电磁波的波长。具体地，参考图1，第一设备10是有源天线产品，包括天线阵列101、幅相调节模块102以及计算模块103。幅相调节模块102以及计算模块103可以统称为处理模块。天线阵列包括以矩阵形式排布的天线单元，天线单元可以是相控阵天线。另外，一个或多个天线单元构成一个天线组。计算模块103与所有幅相调节模块102连接，一个幅相调节模块102与一个天线组连接，用于调整一个天线组所发射电磁波的幅度、相位。
具体实现中，计算模块103用于计算每个天线组的幅度补偿值和/或相位补偿值，随后将天线组的幅度补偿值和/或相位补偿值发送给与该天线组连接的幅相调节模块102，该幅相调节模块102对与其连接的天线组中的多个天线发射的电磁波分别进行幅相调整，调整后再进行叠加，获得最终的发射信号。在一些实施例中，一个天线组可以包括两个天线。另外，每一个幅相调节模块102都通过控制接口与系统控制器103连接。
参考图1，第二设备20包括测量探头201和数据处理模块202，测量探头201用于接收第一设备发射的电磁波，数据处理模块202用于根据接收到的电磁波获得空口波束参数，如：有效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power，EIRP)、误差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)、邻道泄露比(Adjacent Channel Leakage Ratio，ACLR)、频率误差以及有效全向灵敏度(Effective Isotropic Sensitivity，EIS)等。当然，本发明实施例所述的空口波束参数不限于上述参数，还可以是其他通过本发明实施例获得的参数。
具体实现中，计算模块103计算每一个天线组幅相调节模块102可以包括模拟衰减器和移相器，幅相调节模块102利用衰减器和移相器在模拟域对发射的电磁波进行幅相调整。当然，幅相调节模块102也可以包括通过数字方式直接实现调幅调相。即第一设备20在发射电磁波时，在数字域进行幅相调整，然后再进入数字模拟转换器(Digital to analogconverter，DAC)变成模拟信号。接收时，在ADC以后，在数字域进行幅相调整，然后再进行信号的叠加。需要说明的是，幅相调节模块102还可以通过模拟和数字混合的方式来实现幅相的调整，本发明实施例对此不做限制。
数据处理单元202可以是测试仪表，如：频谱仪、功率计、信号发生器或者综测仪等。需要说明的是，若第一设备的天线是有源天线，幅相调节模块102可以内置在第一设备中；若第一设备的天线是无源天线，幅相调节模块102则需要外置于所述第一设备。
本发明实施例提供一种测量方法，应用于图1所示的空口测量系统，可以在中近场测试距离内通过空口测量设备发射的电磁波。具体地，被测量设备(即本发明实施例所述的第一设备)可以调整每一个天线组所发射电磁波的幅度或相位，使得被测量设备的每个天线所发射电磁波幅相在测量探头的相位对齐、幅度对齐，产生相干叠加，达到等效远场各个天线发射的电磁波幅相对齐叠加的效果。也就是说，本发明实施例能够利用小体积的测量系统在近距离内实现等效远场测量效果的同时，节省测量成本，有利于测量系统的广泛部署，另一方面，等效远场下被测量设备所发射的电磁波在测量探头处发生相干叠加，电磁波幅度被放大，进而可以获得准确度更高的测量结果，可见本发明实施例提供的方法可以在中近场下实现远场测量的效果，过得高准确度的测量结果。
首先，对本发明实施例涉及的术语进行解释说明：
1、空口波束参数：即通过探头或者测量天线在电磁场空间去接收或发射信号，对接收到的电磁波波束进行测量所获得的参数。
2、相干叠加：频率、极化方向和传播方向相同的电磁波在空间相遇，电磁波的幅度会随着电磁波信号的相位的变化增大或减少。
3、远场测试：测量设备的测量探头与被测设备的天线阵列之间的距离较远，如：超过了远场边界距离。参考图2，远场测试下测试距离较远，被测量设备的每个天线到测量探头的距离相差较小，测量探头与天线之间的夹角也较小。进而，被测量设备在理想状态下等幅相发射电磁波时，主波束方向各个天线发送的电磁波的相位近似相同，电磁波在空间产生相干叠加，电磁波的幅度被增强。在达到远场边界距离后，测试距离的增加不会显著改变各个天线发射电磁波的相位关系，远场区域电磁波的幅度趋于稳定，在远场进行空口波束参数测量，有利于获得准确、稳定的测量结果。
4、中近场测试：测量设备的测量探头与被测设备的天线阵列之间的距离较近，如：小于了远场边界距离。参考图3，中近场测试下测试距离较近，被测量设备的每个天线到测量探头的距离相差较大，测量探头与天线之间的夹角也较大。即被测量设备在理想状态下等幅相发射电磁波，主波束方向各个天线发送的电磁波到达测量探头时的相位相差大，相干叠加产生的幅度增强效果远不如远场测试下的增强效果，甚至可能造成电磁波的幅度降低。如此，在中近场进行空口波束参数测量，测量结果的准确性、稳定性较差。
本发明实施例提供一种测量方法，应用于空口测量系统，如图4所示，所述方法包括以下步骤：
401、针对所述天线阵列中除目标天线组外的每一个天线组，根据所述天线组的特征参数与所述目标天线组的特征参数确定所述天线组的补偿值，所述补偿值包括相位补偿值和幅度补偿值。
其中，可以是第一设备的计算模块103来确定每个天线组的补偿值，天线组的特征参数包括第一特征参数和第二特征参数，所述第一特征参数用于确定相位补偿值，所述第二特征参数用于确定幅度补偿值。另外，所述第一设备与所述测量探头之间的距离小于远场边界距离。
具体实现中，第一设备的天线是以矩阵方式排列的相控阵天线，示例的，第一设备的天线阵列包括N行M列个相控阵天线，其中，每一列上的每多个天线构成一个天线组获得每一个独立的天线就可以是一个天线组。在一些实施例中，天线组的第一特征参数可以是天线组的中心与测量探头中心的距离。
需要说明的是，天线组的中心指其相位中心，一般情况下其相位中心与几何中心重合。在不重合时，可根据测量或仿真得出相位中心与几何中心的偏移量，再根据几何中心推导得出相位中心。在实际部署测量系统时，可以创建一个三维坐标系，根据近场测量的要求部署第一设备以及第二设备，可以获得每一个天线单元的三维坐标以及测量探头的三维坐标，可以是天线组中的所有天线单元的坐标来确定天线组的几何中心的坐标。
参考图5，矩阵中一列上的每两个天线构成一个天线组，天线组的中心是两个天线所在直线的中心点A，天线组的第一特征参数可以是中心点A到测量探头的中心的距离。
在一些实施例中，天线组的第二特征参数可以是天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线P的夹角。具体地，天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线P的夹角可以分为方向角α和俯仰角β。在本发明实施例中，天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线P的方位角指的是上述连线L在水平面的投影与测量探头法线P的夹角。天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线P的俯仰角指的是，上述连线L在竖直平面上的投影与测量探头法线P的夹角。
在一些实施例中，若天线组的第一特征参数是天线组的中心到测量探头的中心的距离，即天线组的第一特征参数指示的是天线组与测量探头的距离，可以根据天线组的第一特征参数以及目标天线组的第一特征参数来获得该天线组的相位补偿值。具体地，可以根据各个天线组的中心到测量探头的中心的距离计算各个天线组的相位补偿值。首先，需要确定每一个天线组的中心点到测量探头的中心点的距离，在所有的天线组中选择一个天线组作为目标天线组，如：将位于第一设备的天线阵列的中心位置的一个天线组作为目标天线组。进一步，计算所述天线阵列的天线组中除目标天线组外的每一个天线组的特征参数与所述目标天线组的特征参数的距离差值，示例的，共有A、B、C、D、E、F六个天线组，这六个天线组与测量探头中心的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，将天线组D指定为目标天线组，A、B、C、E、F与D的距离差值分别为|S1-S4|、|S2-S4|、|S3-S4|、|S5-S4|、|S6-S4|。随后，可以根据每一个天线组对应的距离差值计算每一个天线组的相位补偿值。具体地，天线组对应的相位补偿值Δφ满足：Δφ＝Δd/(λ*360)，其中，Δd为该天线组对应的距离差值，λ为所述天线阵列发射的电磁波的波长。
参考以上示例，将A、B、C、E、F与D的距离差值分别代入Δφ＝Δd/(λ*360)，计算出A、B、C、E、F的相位补偿值分别为：(S1-S4)/(λ*360)、(S2-S4)/(λ*360)、(S3-S4)/(λ*360)、(S5-S4)/(λ*360)、(S6-S4)/(λ*360)。
本发明实施例中，以目标天线组与测量探头的距离作为基准计算各个天线组的波程差，进而可以确定各个天线组的相位调整值，根据确定出的相位调整值对各个天线组发射的电磁波进行调整，使得各个天线组发射的电磁波到达测量探头的相位对齐，以便产生相干叠加。
在一些实施例中，天线组的第二特征参数可以是天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线P的夹角，如：方位角、俯仰角，即天线组的第二特征参数指示的是天线组与测量探头的距离。可以根据天线组的第二特征参数以及目标天线组的第二特征参数来获得该天线组的幅度补偿值。具体地，根据天线组的中心到测量探头的中心的连线L与测量探头法线P的夹角来计算天线组的幅度补偿值。具体包括：首先需要确定每一个天线组的中心点到所述测量探头中心点连线与所述测量探头法线的方位角和俯仰角。进一步，通过对比天线组的方向图，可以获得天线组的方位角对应的一个增益下降值以及天线组的俯仰角对应的一个增益下降值，这两个增益下降值之和即为天线组的增益下降值▽1。其中，天线组的增益下降值可以认为由于天线与主波束方向与测量探头的夹角所导致的天线的发射增益损耗。另外，通过对比测量探头的方向图，获得天线组的俯仰角对应的一个增益下降值以及天线组的俯仰角对应的一个增益下降值，这两个增益下降值之和即为测量探头的增益下降值▽2。其中，测量探头的增益下降值可以认为由于天线与主波束方向与测量探头的夹角所导致的测量探头的接收增益损耗。将所述天线组的增益下降值▽1与所述测量探头的增益下降值▽2的总和作为天线组的幅度补偿值。需要说明的是，天线组的方向图记录有天线的夹角与发射增益损耗的对应关系，根据所确定的天线的夹角对比天线组的方向图可以确定发射增益损耗；测量探头的方向图记录有天线的夹角与接收增益损耗的对应关系，根据所确定的天线的夹角对比测量探头的方向图可以确定接收增益损耗。
在一些实施例中，第一设备还可以先测量各个天线组到达测量探头幅度、相位，进而可以测量结果得到每一个天线组的相位补偿值、幅度补偿值。在这种实现方式中，天线组的第一特征参数是天线组所发射的电磁波到达测量探头的相位，天线组的第二特征参数是天线组所发射的电磁波到达测量探头的幅度，同样，可以根据一个天线组的第一特征参数和目标天线组的第一特征参数来获得该天线组的相位补偿值，根据该天线组的第二特征参数和目标天线组的第二特征参数来获得该天线组的幅度补偿值。具体地，所述第一设备首先通过每一个天线组发射电磁波，测量所述每一个天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度以及相位。进一步，在所有的天线组中选择一个天线组作为目标天线组，如：将位于第一设备的天线阵列的中心位置的一个天线组作为目标天线组。随后，计算所述天线阵列的天线组中除目标天线组外的每一个天线组与所述目标天线组的幅度差作为幅度补偿值；计算所述天线阵列的天线组中除所述目标天线组外的每一个天线组与所述目标天线组的相位差作为相位补偿值。
示例的，共有A、B、C、D、E、F六个天线组，将天线组D指定为目标天线组。这六个天线组到达测量探头的相位分别为A、B、C、E、F的相位补偿值分别为这六个天线组到达测量探头的相位分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6，A、B、C、E、F的相位补偿值分别为(A1-A4)、(A2-A4)、(A3-A4)、(A5-A4)、(A6-A4)。
需要说明的是，当天线组中心到测量探头中心的连线L与测量探头法线P的夹角较小，测量探头和天线组的方向图主瓣较宽，由于天线组中心到测量探头中心的连线L与测量探头法线P的夹角导致的增益损耗很小，可以忽略由于天线组中心到测量探头中心的连线L与测量探头法线P的夹角导致的增益损耗。进一步，可以只考虑各个天线组的相位补偿值，只对天线组所发射电磁波进行相位调整，无需调整天线组所发射电磁波的幅度。
402、根据所述天线组的补偿值调整所述天线组的每一个天线单元所发射的电磁波，使得所述天线阵列中的每一个天线单元所发射的电磁波到达所述测量探头的相位相同和/或幅度相同；所述电磁波用于测量所述第一设备的空口波束参数。
具体实现中，第一设备向每一个天线组所连接的幅相调节模块102发送控制信号，指示幅相调节模块102所连接的天线组对应的幅度补偿值和/或相位补偿值，幅相调节模块102接收到控制信号后可以根据第一设备的处理器的指示对连接的天线组发射的电磁波的幅度、相位进行相应的调整。幅相调节模块102可以包括移相器，通过移相器实现对天线组所发射的电磁波的相位调整，相位补偿值为正，则增加天线组所发射电磁波的相位，相位补偿值为负，则减少天线组所发射电磁波的相位。幅相调节模块102还可以包括衰减器，通过衰减器实现对天线组所发射的电磁波的幅度调整，幅度补偿值为正，则增加天线组所发射电磁波的幅度，幅度补偿值为负，则减少天线组所发射电磁波的幅度。当然，幅相调节模块102也可以不包括硬件器件，可以通过数字方式实现对天线组所发射的电磁波的幅度调整以及相位调整。当天线组包括多个天线，幅相调节模块102可以分别对每个天线单元所发射的电磁波进行调整，之后再将调整后获得的电磁波加权获得天线组的电磁波。
需要说明的是，第一设备可以对目标天线组所发射的电磁波不作调整，根据天线组对应的幅度补偿值调整天线组所发射电磁波的幅度，根据天线组对应的相位补偿值调整天线组所发射电磁波的相位，对除目标天线组外的各个天线组的电磁波进行幅度调整、相位调整后，所有天线组发射的电磁波到达测量探头时相位对齐，和/或幅度对齐，达到等效远场各个天线发射的电磁波幅相对齐叠加的效果。
另外，本发明实施例中对第一设备的天线阵列发射的电磁波进行调整可以理解为对电磁波转化的电信号进行幅度调整、相位调整，使得电磁波可以在空间相位对齐、幅度对齐，产生相干叠加。
403、第二设备通过测量探头接收第一设备发射的电磁波，对接收到的电磁波进行测量，获得第一设备的空口波束参数。
需要说明的是，本发明是实施例中第二设备对接收到的电磁波进行测量获得的空口波束参数可以是有效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power，EIRP)、误差向量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)、邻道泄露比(Adjacent Channel LeakageRatio，ACLR)、频率误差以及有效全向灵敏度(Effective Isotropic Sensitivity，EIS)中的至少一个。
本发明实施例中，测量系统中第一设备与第二设备的测量探头的距离小于远场边界距离，通过对天线组所发射电磁波进行幅相调整，使得各个天线组发射的电磁波到达测量探头时相位对齐和/或幅度对齐，产生相干叠加。在中近场距离内达到了等效远场的效果，电磁波的幅度趋于稳定，进行空口波束参数测量，有利于在中近场测量中获得准确、稳定的测量结果。可见，本发明实施例能够利用小体积的测量系统在近距离内实现等效远场测量效果的同时，节省测量成本，同时，较小体积的测量系统不再受限于占地面积、占据空间等因素的限制，有利于测量系统的广泛部署。
在一些实施例中，第一设备还可以对第二设备所发射的电磁波进行测量，获得第二设备的空口波束参数，具体包括：第一设备控制各个幅相调节模块102根据天线组对应的补偿值调整所述天线组的每一个天线所接收的电磁波，使得所述天线阵列中的每一个天线单元所接收的电磁波的相位相同和/或幅度相同。具体地，第一设备向每一个天线组所连接的幅相调节模块102发送控制信号，指示幅相调节模块102所连接的天线组对应的幅度补偿值和/或相位补偿值，幅相调节模块102接收到控制信号后可以根据第一设备的指示对连接的天线组接收到的电磁波的幅度、相位进行相应的调整，使得各个天线组接收到的电磁波相位对齐和/或幅度对齐，产生相干叠加。然后再对所有天线组的接收信号进行相加得到整个天线阵列的接收信号，可以用所述接收信号来测量第一设备的空口波束参数。在中近场距离内达到了等效远场的效果，电磁波的幅度趋于稳定，进行空口波束参数测量，有利于获得准确、稳定的测量结果。
需要说明的是，本发明实施例中对第一设备的天线阵列接收的电磁波进行调整可以理解为对电磁波转化的电信号进行幅度调整、相位调整，使得电磁波可以在空间相位对齐、幅度对齐，产生相干叠加。
进一步，第一设备可以测量所述天线阵列中的每一个天线所接收到的电磁波，获得所述第二设备的空口波束参数，如：EIRP、EVM、ACLR、EIS中的至少一个。
以下以包含160个相控阵天线的基站作为示例，详细介绍本发明实施例提供的测量方法。参考图6，基站的160个相控阵天线按照10行*16列排布，可以发射电磁波，也可以接收电磁波。每两个相控阵天线之间的间距为0.6λ；其中，λ为测试频点所发射电磁波在传输介质中的波长。测试频点可以是被测量的设备，如：本发明实施例中的第一设备、基站等。
需要说明的是，本发明实施例中各个天线组的相位补偿值/幅度补偿值可以由第一设备来计算，进而将相位补偿值/幅度补偿值发送给幅相调节模块102对发射的电磁波进行调整。在一些实施例中，各个天线组的相位补偿值/幅度补偿值也可以是由第二设备来计算，第二设备还可以通过系统控制器30将获得的相位补偿值/幅度补偿值传递给第一设备，第一设备根据接收到的相位补偿值/幅度补偿值对相应的天线组发射的电磁波进行调整。在另一些实施例中，各个天线组的相位补偿值/幅度补偿值也可以是由系统控制器30来计算，系统控制器30将获得的相位补偿值/幅度补偿值传递给第一设备以进行电磁波的幅相调整，本发明实施例对计算相位补偿值/幅度补偿值的设备不作具体限定。
参考图6，在竖直方向上每两个天线构成一个天线组，每个天线组与一个幅相调节单元102连接，可以对该天线组所发射电磁波的幅度和/或相位进行调整。
图6所示的测量系统中，测量探头置于基站的相控阵天线的正前方1米处，测量探头与基站的相控阵天线之间的距离小于远场边界距离，属中中近场测试。第一设备按照如下三个步骤计算每个天线组的补偿值：
S1、根据几何关系计算出每个天线组中心到测量探头的距离。
如图6所示，天线组中心可以认为是天线组的两个天线的间距的0.3λ处。具体地，Lx,y表示第x行，第y列的天线组到测量探头的距离，即第x行，第y列的天线组的第一特征参数。另外，在部署测量系统时，确定了每个天线的位置以及测量探头的位置。示例的，可以创建一个三维坐标系，设置各个天线的坐标以及测量探头的坐标，进一步可以根据设置好的三维坐标部署整个测量系统。在本发明实施例中，可以根据天线组的两个天线的三维坐标计算中该天线组的中心的三维坐标，进一步根据该天线组的中心的三维坐标和测量探头的三维坐标可以计算出天线组的中心与测量探头的距离。
S2、根据各个天线组与测量探头的距离Lx,y计算出每个天线组的相位补偿值。
示例的，以第3行第6列的天线组作为目标天线组。计算公式如下：ΔPx,y＝(Lx,y-Lx,y)/(λ*360)；其中，ΔPx,y为第x行第y列的天线组的相位补偿值附加相位值，结果以度为单位。
S3、可以根据几何关系计算出各个天线组中心到测量探头中心连线L相对于测量探头法线P的方位角φx,y，和俯仰角θx,y。根据方位角φx,y，和俯仰角θx,y计算幅度补偿值。
φx,y代表第x行第y列的天线组对应的方位角，θx,y代表第x行第y列的天线组对应的俯仰角，方位角φx,y，和俯仰角θx,y第x行第y列的天线组的第二特征参数。根据φx,y比对天线组的方向图，确定此方向上第x行第y列天线组的增益下降ΔGantx,y，根据θx,y比对测量探头的方向图，确定测量探头增益下降量为ΔGprobex,y。第x行第y列的天线组的幅度补偿值为(ΔGantx,y+ΔGprobex,y)。当然，如果φx,y、θx,y较小，相应地天线组的增益下降值很小，测量探头的增益下降值很小，可以忽略天线组中心到测量探头中心连线L相对于测量探头法线P的夹角对测量结果的影响，对天线组所发射电磁波的幅度不做调整。
具体实现中，基站先将各个天线组的幅相设为发射法向波束的额定幅相值，各个单元组等幅相发射，进一步通过幅相调节模块对第x行第y列的天线组所发射的电磁波进行调整，让第x行第y列的天线组所发射的电磁波相位提前ΔPx,y，幅度提高(ΔGantx,y+ΔGprobex,y)。
随后，测量设备的测量探头接收基站发射的电磁波，测量设备的仪表采集测量探头接收到的信号进行空口波束测试。
图6所示的测量系统只提及法向发射波束的空口波束参数测试，在其他方向扫描波束测试时，需要改变测量探头位置，测试步骤和方法根据上述实施例类推。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图7示出上述实施例中所涉及的第一设备的一种可能的结构示意图。所述第一设备属于空口测量系统，所述空口测量系统还包括第二设备，所述第一设备包括天线阵列，所述天线阵列包括至少一个天线组，所述第二设备包括测量探头，所述第一设备与所述测量探头之间的距离小于远场边界距离。如图7所示，第一设备包括处理模块701和通信模块702。其中，处理模块701可以包括至少一个幅相调节模块102以及计算模块103。
处理模块701，用于支持该终端设备执行上述实施例中的步骤401、步骤402，和/或用于本文所描述的技术的其它过程；
需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
本发明实施例本发明实施例提供的测量方法可应用于是图8中所示的第一设备。如图8所示，该第一设备可以包括至少一个处理器801，存储器802、收发器803以及通信总线804。
下面结合图8对该第一设备的各个构成部件进行具体的介绍：
处理器801是第一设备的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器801是一个中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digital signalprocessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。
其中，处理器801可以通过运行或执行存储在存储器802内的软件程序，以及调用存储在存储器802内的数据，执行第一设备的各种功能。
在具体的实现中，作为一种实施例，处理器801可以包括一个或多个CPU，例如图8中所示的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，第一设备可以包括多个处理器，例如图8中所示的处理器801和处理器805。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个第一设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
存储器802可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储第一设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储第一设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储第一设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器802可以是独立存在，通过通信总线804与处理器801相连接。存储器802也可以和处理器801集成在一起。
其中，所述存储器802用于存储执行本发明方案的软件程序，并由处理器801来控制执行。
收发器803，用于与第二设备之间的通信。收发器803可以是第一设备的天线阵列。当然，收发器803还可以用于与通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio accessnetwork，RAN)，无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)等。收发器803可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。
通信总线804，可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部第一设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
图8中示出的第一设备结构并不构成对第一设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
图8所示的第一设备中，收发器803可以是天线阵列；处理器801可以通过数字方式对第一设备的天线阵列所发射的电磁波进行幅度调整、相位调整。
当然，基于图8所示的结构，参考图9，第一设备还可以包括幅相调节器806。幅相调节器806可以包括衰减器8061以及移相器8062。衰减器8061可以对第一设备的天线阵列所发射的电磁波进行幅度调整，移相器8062可以对第一设备的天线阵列所发射的电磁波进行相位调整。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将数据库访问装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的数据库访问装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的数据库访问装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的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，数据库访问装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种测量方法，应用于空口测量系统，所述空口测量系统包括第二设备以及第一设备，所述第一设备包括天线阵列，所述天线阵列包括至少一个天线组，所述第二设备包括测量探头，所述第一设备与所述测量探头之间的距离小于远场边界距离，其特征在于，包括：
针对所述天线阵列中除目标天线组外的每一个天线组，根据所述天线组的特征参数与所述目标天线组的特征参数确定所述天线组的补偿值，所述补偿值包括相位补偿值和幅度补偿值；所述特征参数包括第一特征参数和第二特征参数，所述第一特征参数用于确定相位补偿值，所述第二特征参数用于确定幅度补偿值；
根据所述天线组的补偿值调整所述天线组的每一个天线单元所发射的电磁波，使得所述天线阵列中的每一个天线单元所发射的电磁波到达所述测量探头的相位相同和/或幅度相同；所述电磁波用于测量所述第一设备的空口波束参数。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述天线组的特征参数与所述目标天线组的特征参数确定所述天线组的补偿值具体包括：
将所述天线组的中心点到所述测量探头的距离作为所述天线组的第一特征参数；计算所述天线组的第一特征参数与所述天线阵列中的目标天线组的第一特征参数的距离差值；根据所述天线组的距离差值计算所述天线组的相位补偿值；
将所述天线组的中心点到所述测量探头中心点连线与所述测量探头法线的方位角和俯仰角作为所述天线组的第二特征参数；根据所述天线组对应的方位角获得所述天线组的增益下降值，根据所述天线组对应的俯仰角获得所述测量探头的增益下降值，将所述天线组的增益下降值与所述测量探头的增益下降值的总和作为所述天线组的幅度补偿值。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述天线组的距离差值计算所述天线组的相位补偿值具体包括：
相位补偿值Δφ满足：Δφ＝Δd/(λ*360)，其中，Δd为所述天线组的距离差值，λ为所述天线阵列发射的电磁波的波长。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述天线组的特征参数与所述目标天线组的特征参数确定所述天线组的补偿值具体包括：
通过所述天线阵列的每一个天线组发射电磁波，获得所述每一个天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度以及相位；
计算所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位与所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位的相位差，将所述相位差作为所述天线组的相位补偿值；所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位为所述天线组的第一特征参数，所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位为所述目标天线的第一特征参数；
计算所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度与所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度的幅度差，将所述幅度差作为所述天线组的幅度补偿值；所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度为所述天线组的第二特征参数，所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度为所述目标天线的第二特征参数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述天线组对应的补偿值调整所述天线组的每一个天线单元所接收的电磁波，使得所述天线阵列中的每一个天线单元所接收的电磁波的相位相同和/或幅度相同，根据所述天线阵列中的每一个天线单元接收的信号测量所述第一设备的空口波束参数。
6.根据权利要求1-5任一项所述的测量方法，其特征在于，所述空口波束参数包括有效全向辐射功率EIRP、误差向量幅度EVM、邻道泄露比ACLR、频率误差以及有效全向灵敏度EIS中的至少一个。
7.一种设备，所述设备为第一设备，所述第一设备属于空口测量系统，所述空口测量系统还包括第二设备，所述第一设备包括天线阵列，所述天线阵列包括至少一个天线组，所述第二设备包括测量探头，所述第一设备与所述测量探头之间的距离小于远场边界距离，其特征在于，所述第一设备包括：
处理模块，用于针对所述天线阵列中除目标天线组外的每一个天线组，根据所述天线组的特征参数与所述目标天线组的特征参数确定所述天线组的补偿值；所述补偿值包括相位补偿值和幅度补偿值；所述特征参数包括第一特征参数和第二特征参数，所述第一特征参数用于确定相位补偿值，所述第二特征参数用于确定幅度补偿值；
处理模块还用于，根据所述天线组的补偿值调整所述天线组的每一个天线单元所发射的电磁波，使得所述天线阵列中的每一个天线单元所发射的电磁波到达所述测量探头的相位相同和/或幅度相同；所述电磁波用于测量所述第一设备的空口波束参数。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理模块具体用于，将所述天线组的中心点到所述测量探头的距离作为所述天线组的第一特征参数；计算所述天线组的第一特征参数与所述天线阵列中的目标天线组的第一特征参数的距离差值；根据所述天线组的距离差值计算所述天线组的相位补偿值；
将所述天线组的中心点到所述测量探头中心点连线与所述测量探头法线的方位角和俯仰角作为所述天线组的第二特征参数；根据所述天线组对应的方位角获得所述天线组的增益下降值，根据所述天线组对应的俯仰角获得所述测量探头的增益下降值，将所述天线组的增益下降值与所述测量探头的增益下降值的总和作为所述天线组的幅度补偿值。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，
相位补偿值Δφ满足：Δφ＝Δd/(λ*360)，其中，Δd为所述天线组的距离差值，λ为所述天线阵列发射的电磁波的波长。
10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，
所述处理模块具体用于，获得所述天线阵列的每一个天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度以及相位；
计算所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位与所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位的相位差，将所述相位差作为所述天线组的相位补偿值；所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位为所述天线组的第一特征参数，所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的相位为所述目标天线的第一特征参数；
计算所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度与所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度的幅度差，将所述幅度差作为所述天线组的幅度补偿值；所述天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度为所述天线组的第二特征参数，所述目标天线组发射的电磁波到达所述测量探头的幅度为所述目标天线的第二特征参数。
11.根据权利要求7-10任一项所述的设备，其特征在于，所述处理模块还用于，根据所述天线组对应的补偿值调整所述天线组的每一个天线单元所接收的电磁波，使得所述天线阵列中的每一个天线单元所接收的电磁波的相位相同和/或幅度相同；
根据所述天线阵列中的每一个天线单元接收的信号测量所述第一设备的空口波束参数。
12.根据权利要求7-11任一项所述的设备，其特征在于，所述空口波束参数包括有效全向辐射功率EIRP、误差向量幅度EVM、邻道泄露比ACLR、频率误差以及有效全向灵敏度EIS中的至少一个。
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