CN109889239B - 一种用于mimo ota测试的双暗室结构及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构及测试方法，其中双暗室结构包括：第一暗室包含：按照第一被测设备所模拟真实环境分别设置在第一暗室内部的第一被测设备及第一组探头，并且两者之间非接触设置，以辐射的方式传输第一信号；第二暗室包含：按照第二被测设备所模拟真实环境分别设置在第二暗室内部的第二被测设备及第二组探头，并且两者之间非接触设置，以辐射的方式传输第二信号；信道模拟器，包含的一侧的信道端口，通过穿设于第一暗室的第一射频导线，与第一组探头连接，信道模拟器包含的另一侧的信道端口，通过穿设于第二暗室的第二射频导线，与第二组探头连接。

Description

一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构及测试方法

技术领域

本发明涉及多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)设备性能检测技术领域，特别是涉及一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构及测试方法。

背景技术

目前为了保证生产的产品的质量，生产厂家需要在产品研发阶段对产品进行全面的测试。此处产品可以以智能手机为例进行说明。智能终端采用LET协议进行通信，并且LET协议采用了MIMO技术，作为新一代通信的重要技术。而一般MIMO测试方式可以采用空口测试(Over-The-Air Testing，简称OTA)。其中，MIMO OTA测试方法主要包括：多探头暗室(Multi-Probe Anechoic Chamber，简称MPAC)法。

为了大幅度提成频谱效率和网络的性能，随着4G的发展到目前的5G通信中，将大量地采用大规模多入多出(Massive MIMO)和毫米波技术。参见图1所示，图1为相关技术中5G Massive MIMO天线系统的结构示意图。使用MPAC的5G Massive MIMO天线系统包括：处于信道模拟器A3的一端通过探头A6连接于暗室A2，另一端通过射频导线A5连接于终端模拟器A4，将终端模拟器作为一被测设备，设置于暗室内的基站模拟器A1，作为另一被测设备。其中，终端模拟器等同于终端，基站模拟器等同于基站。

对于一个5G Massive MIMO天线系统来说，通常智能终端模拟器会包含数以百计的天线单元，天线众多；并且，5G Massive MIMO天线系统中的5G终端采用射频一体化的天线，虽然基站模拟器可以采用辐射的方式无线连接的，但是，智能终端模拟器仍然是采用射频导线的形式与信道模拟器连接，这样需要破坏射频一体化的天线，使用射频导线对5G终端进行连接通信，进而完成测试。

总之，目前5G Massive MIMO天线系统存在操作复杂的问题，为后期5G MassiveMIMO天线系统的测试增加了难度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构及测试方法，用以解决现有技术中5G Massive MIMO天线系统存在操作复杂的问题，为后期5G MassiveMIMO天线系统的测试增加了难度的技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施提供了一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构，包括：

暗室，所述暗室包含第一暗室、第二暗室；

以及设置于所述第一暗室与所述第二暗室之间的信道模拟器；其中，

所述第一暗室包含：设置于所述第一暗室内部的第一被测设备及第一组探头，所述第一被测设备与所述第一组探头按照所述第一被测设备所模拟真实环境，分别设置在所述第一暗室内部的测试区域中，并且所述第一被测设备与所述第一组探头之间非接触设置，以辐射的方式传输第一信号；

所述第二暗室包含：设置于所述第二暗室内部的第二被测设备及第二组探头，所述第二被测设备与所述第二组探头按照所述第二被测设备所模拟真实环境，分别设置在所述第二暗室内部的测试区域中，并且，所述第二被测设备与所述第二组探头之间非接触设置，以辐射的方式传输第二信号；

所述信道模拟器包含的设置于所述信道模拟器一侧的信道端口，通过穿设于所述第一暗室的第一射频导线，与所述第一组探头连接，所述信道模拟器包含的设置于所述信道模拟器另一侧的信道端口，通过穿设于所述第二暗室的第二射频导线，与所述第二组探头连接。

进一步的，所述第一被测设备为基站模拟器；

所述基站模拟器与所述第一组探头处于所述第一暗室内部相对的两侧，所述第一组探头形成弧面扇形，所述基站模拟器位于所述弧面扇形的中心位置；

所述第二被测设备为智能终端模拟器；

所述第二组探头形成环形，所述智能终端模拟器设置于所述环形的中心位置。

进一步的，所述第一组探头的数量与所述信道模拟器的一侧信道端口的数量相匹配；

所述第二组探头的数量与所述信道模拟器的另一侧信道端口的数量相匹配。

进一步的，所述第一暗室的内部的表面和所述第二暗室内部的表面分别覆盖有吸波材料。

进一步的，所述第一组探头及所述第二组探头的每个探头分别为喇叭天线。

第二方面，本发明实施提供了一种MIMO OTA测试的方法，所述方法包括：

搭建如第一方面所述的双暗室结构；

计算所述双暗室结构中探头功率，以及所述探头功率不为0所在的探头位置，所述探头位置包含：第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置，以及所述探头功率包含：第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率；

按照所述探头位置，将所述第一组探头设置在第一暗室内部的第一探头位置，并将所述第二组探头设置在第二暗室内部的第二探头位置，得到待校准双暗室结构；

对所述待校准双暗室结构进行校准；

获取信道文件，将所述探头功率作为所述信道文件的探头权重，添加至所述信道文件中；

将添加后的信道文件，导入校准后的信道模拟器中运行，直至校准后的暗室之间的双向链路搭建完成，所述双向链路的下行传输状态和上行传输状态如下：

所述下行传输状态：第一被测设备以辐射的方式向第一组探头发送第一信号，所述第一组探头通过第一射频导线向信道模拟器发送所述第一信号，所述信道模拟器处理所述第一信号，并将处理后的第一信号通过所述第二射频导线，发送给第二组探头，所述第二组探头接收所述处理后的第一信号，并以辐射的方式向第二被测设备发送所述处理后的第一信号；以及

所述上行传输状态：所述第二被测设备以辐射的方式向所述第二组探头发送第二信号，所述第二组探头通过所述第二射频导线向所述信道模拟器发送第二信号，所述信道模拟器处理所述第二信号，并将处理后的第二信号通过所述第一射频导线，发送给所述第一组探头，所述第一组探头接收所述处理后的第二信号，并以辐射的方式向所述第一被测设备发送所述处理后的第二信号；

测得第一被测设备及第二被测设备的通信数据，其中，所述通信数据包含：峰值、吞吐率及波束能力。

进一步的，所述第一被测设备为基站模拟器；

所述基站模拟器与所述第一组探头处于所述第一暗室内部相对的两侧，所述第一组探头形成弧面扇形，所述基站模拟器位于所述弧面扇形的中心位置；

所述第二被测设备为智能终端模拟器；

所述第二组探头形成环形，所述智能终端模拟器设置于所述环形的中心位置；

其中，所述下行传输状态：基站模拟器以辐射的方式向第一组探头发送第一信号，所述第一组探头通过第一射频导线向信道模拟器发送所述第一信号，所述信道模拟器处理所述第一信号，并将处理后的第一信号通过所述第二射频导线，发送给第二组探头，所述第二组探头接收所述处理后的第一信号，并以辐射的方式向智能终端模拟器发送所述处理后的第一信号；以及

所述上行传输状态：所述智能终端模拟器以辐射的方式向所述第二组探头发送第二信号，所述第二组探头通过所述第二射频导线向所述信道模拟器发送第二信号，所述信道模拟器处理所述第二信号，并将处理后的第二信号通过所述第一射频导线，发送给所述第一组探头，所述第一组探头接收所述处理后的第二信号，并以辐射的方式向所述基站模拟器发送所述处理后的第二信号。

进一步的，采用如下步骤第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率，以及第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置：

根据获取的目标信道的结构以及同时对所述第一暗室内部的测试区域和第二暗室内部的测试区域进行采样的虚拟天线对，确定所述第一暗室内部的测试区域和所述第二暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性；

确定OTA环境下信道的空间相关性，所述OTA环境下信道的空间相关性是所述探头功率以及所述探头位置之间的对应关系得到的；

建立所述OTA环境下信道的空间相关性与所述目标空间相关性的优化关系；

对所述优化关系进行优化，确定所述第一探头功率、所述第二探头功率，所述第一探头功率不为0所在的第一探头位置，以及所述第二探头功率不为0所在的探头位置。

进一步的，所述根据所述目标信道的结构，确定暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性，包括：

采用公式：

确定暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性；

其中，

R_t表示在目标信道下所有对虚拟天线中M对发端暗室的虚拟天线和N对收端暗室的虚拟天线全部的空间相关性系数的集合，共计M×N个空间相关性对，M表示所有对虚拟天线中发端暗室的虚拟天线对的总数量，N表示所有对虚拟天线中收端暗室的虚拟天线对的总数量，m表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的一个虚拟天线的序号，n表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线的序号；

表示任两对虚拟天线之间的空间相关性系数，t∈{1,2,3,4}，L表示一个簇内不同的子径的总数量，l表示子径的序号；

TX为在发端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的一个虚拟天线，RX为在收端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线，

为在发端暗室的测试区域内部采样得到的第m对虚拟天线之间的距离，

为在收端暗室的测试区域内部采样得到的第n对虚拟天线之间的距离，

为在发端暗室中第m对虚拟天线的视距方向角，θ_l表示第l个子径的离开角，

为在收端暗室中第n对虚拟天线的视距方向角，φ_l表示第l个子径的到达角；

利用公式

确定OTA环境下信道的空间相关性；

其中，

w_i,j表示将发端暗室的第j个探头到收端暗室的第i个探头之间的所有链路的探头功率，w表示发端暗室所有探头到收端暗室所有探头的链路功率的集合，K_RX表示收端暗室的探头总数，K_TX表示发端暗室的探头总数；

表示为各虚拟天线对之间的相位偏移，

表示在第(i，j)个探头下，第(m，n)对虚拟天线之间的不同的相位偏移，t∈{1,2,3,4}；

α_j表示收端暗室中第j个探头的角度，β_i表示发端暗室中第i个探头的角度；

采用优化建立关系公式：

建立所述OTA环境下信道的空间相关性与所述目标空间相关性的优化关系；

所述对所述优化关系进行优化，包括：

使用凸函数对所述优化关系进行优化。

本发明实施例提供的一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构及测试方法，第一暗室内部的第一被测设备以辐射的方式与第一组探头传输信号，并且第二暗室内部的第二被测设备以辐射的方式与第二组探头传输信号。相较于现有技术，不需要破坏射频一体化的天线，也不需要确定智能终端的天线数量就可以实现通信，这样采用辐射的方式传输信号，更替了第一被测设备及第二被测设备分别采用射频导线的形式与信道模拟器连接，减少了操作复杂度，进而减少后期MIMO OTA测试的难度。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的相关技术中5G Massive MIMO天线系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供用于MIMO OTA测试的双暗室结构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的应用于双暗室结构的MIMO OTA测试的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例的第一暗室的第一组探头与第二暗室的第一组探头之间的信道环境。

附图标记说明：

A1-基站模拟器；A2-暗室；A3-信道模拟器；A4-终端模拟器；A5-射频导线；A6-探头；1-第一暗室；2-第二暗室；3-信道模拟器；11-第一被测设备；12-第一组探头；21-第二被测设备；22-第二组探头；4-第一射频导线；5-第二射频导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，为了方便理解本发明实施例，在此先介绍一下本发明实施例中下文的使用术语“第一暗室”、“第二暗室”、“第一组探头”、“第二组探头”“第一被测设备”、“第二被测设备”、“第一射频导线”、“第二射频导线”、“第一信号”及“第二信号”、“第一探头位置”、“第二探头位置”、“第一探头功率”及“第二探头功率”“等。

上述术语中的“第一”和“第二”只是为了进行区别，并没有顺序限定。其中，第一暗室和第二暗室的作用分别可以是屏蔽外部环境的无线电干扰，同时暗室内部的吸波材料，可以减少探头的信号反射。第一暗室和第二暗室分别可以是规则的立方体，这样方便布置位于暗室中的设施。

第一组探头和第二组探头分别是指两个以上探头形成的。第一组探头用于与第一被测设备以辐射的方式进行信号传输，第二组探头用于与第二被测设备以辐射的方式进行信号传输。

第一组探头和第一被测设备之间所在的环境共同作用可以用来第一被测设备的模拟真实环境，用于实现第一被测设备处于所模拟真实环境的功能。同理，第二组探头和第二被测设备之间所在的环境的共同作用可以用来第二被测设备的模拟真实环境，用于实现第二被测设备处于所模拟真实环境的功能。

第一射频导线可以用于信道模拟器一侧的信道端口，与第一组探头连接，实现两者之间的信号传输。同理，第二射频导线可以用于信道模拟器另一侧的信道端口与第二组探头连接，实现两者之间的信号传输。

本发明实施例中可以第一被测设备发送的信号，称为第一信号，并且，将第二被测设备发送信号，称为第二信号。为了方便说明，可以将第一信号和第二信号，统称为信号。

下面继续对本发明实施例提供的一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构进行介绍。

如图2所示，本发明实施例所提供的用于MIMO OTA测试的双暗室结构，包括：

暗室，所述暗室包含第一暗室1、第二暗室2以及设置于第一暗室1与第二暗室2之间的信道模拟器3；其中，第一暗室1包含：设置于第一暗室1内部的第一被测设备11及第一组探头12，第一被测设备11与第一组探头12按照第一被测设备11所模拟真实环境，分别设置在第一暗室1内部的测试区域中，并且第一被测设备11与第一组探头12之间非接触设置，以辐射的方式传输第一信号。此处的非接触设置可以是指第一被测设备11与第一组探头12之间存在间隔，没有接触。第一暗室1和第二暗室2内部的表面覆盖有吸波材料，以防止暗室内部信号的反射。

第二暗室2包含：设置于第二暗室2内部的第二被测设备21及第二组探头22，第二被测设备21与第二组探头22按照第二被测设备21所模拟真实环境，分别设置在第二暗室2内部的测试区域中，并且，第二被测设备21与第二组探头22之间非接触设置，以辐射的方式传输第二信号；

信道模拟器3包含的设置于信道模拟器3一侧的信道端口，通过穿设于第一暗室1的第一射频导线4，与第一组探头12连接，信道模拟器3包含的设置于信道模拟器3另一侧的信道端口，通过穿设于第二暗室2的第二射频导线5，与第二组探头22连接。其中，第一暗室和第二暗室分别可以包含有外壳，第一射频导线可以穿设于第一暗室的壳体；第二射频导线可以穿设于第二暗室的壳体。这样可以通过第一暗室和第二暗室的屏蔽外部环境的无线电干扰，同时暗室内部的吸波材料，可以减少探头的信号反射。

其中，为了实现第一组探头12和第二组探头22的传输信号的功能，上述第一组探头12的数量与信道模拟器3的一侧信道端口的数量相匹配；第二组探头22的数量与信道模拟器3的另一侧信道端口的数量相匹配。信道模拟器的数量没有要求，事实上信道模拟器的数量是由第一组探头12的数量及第二组探头22的数量决定的，所需第一组探头12的数量及第二组探头22的数量是由需要复现的信道(目标信道)的复杂度决定的。若目标信道中簇的个数较少，比如小于5个，则认为目标信道较为简单，信道模拟器的数量可以为一个；若目标信道中簇的个数较多，比如大于5个，则认为目标信道较为复杂，则可以使用两个以上信道模拟器来复现信道。具体的第一组探头12的数量及第二组探头22的数量可以是由目标信道决定的。只需要保证信道模拟器的端口数大于或者等于两侧的探头数量。示例性，信道模拟器3包含的信道端口的数量为16，如果使用所有的信道端口，则第一组探头12的数量为8及第二组探头22的数量为8；如果使用部分的信道端口，假设为10个，则第一组探头12的数量为5及第二组探头22的数量为5。

第一组探头的数量与第二组探头的数量可以相同，也可以不同，具体根据实际需求而定。第一暗室中第一组探头的数量和第二暗室中的第二组探头的数量不一定是相同的，分别用K_TX和K_RX来表示第一暗室中第一组探头的数量和第二暗室中的第二组探头的数量，第一暗室所放置第一组探头和第二暗室所放置第二组探头的角度分别用α＝[α₁，α₂，…，α_i，…α_KTX]^T和β＝[β₁，β₂，…，β_j，…β_KRX]^T来表示，其中，α_i表示第一组探头中第i个探头，1≦i≦K_TX，β_j表示第二组探头中第j个探头，1≦j≦K_RX。

为了能够使用的结构简单、频带宽、功率容量大、调整与使用方便，本发明实施例中第一组探头及第二组探头的每个探头可以但不限于分别为喇叭天线，也可以为其他类型的天线，在此不做限定。一般探头的数量反映信道复现的准确性，探头的数量与信道复现的准确度正相关，探头数量越多，信道复现的越精确。在第一暗室和第二暗室内部放置的探头都和信道模拟器的端口进行连接，经过信道模拟器后的连接如图2所示。在第一暗室的传输端和第二暗室的接收端之间是一个全连接的传输通道，对于一个传输端的第一组探头来说，其信号通过该通道可以传输到各个接收端的第二组探头中，对于任一个第一组探头来说，其接收到的信号也是所有的第一组探头发送信号，经过传输通道各自加权之后的总和。

上述第一组探头12和第一被测设备11之间所在的环境用于实现第一被测设备11处于所模拟真实环境的功能。本发明实施例的MIMO OTA测试的双暗室结构可以是三维的结构，示例性，第一被测设备11可以但不限于为基站模拟器，基站模拟器与第一组探头11处于第一暗室1内部相对的两侧，第一组探头11形成弧面扇形，并且，基站模拟器位于弧面扇形的中心位置，弧面扇形开口正对基站模拟器。这样基站模拟器的作用可以是模拟真实环境中的基站，向第二被测设备21发送第一信号并建立连接。这样基站模拟器与第一组探头之间所在的环境用于模拟真实基站所处的环境，一般基站可以通过一侧的一排天线接收和发射信号。

但是为了简便起见，在本发明实施例中双暗室结构可以是以二维的结构进行说明。第一被测设备11可以但不限于为基站模拟器，基站模拟器与第一组探头11处于第一暗室1内部相对的两侧，第一组探头11形成弧线，并且，基站模拟器位于弧线的中心位置，弧线开口正对基站模拟器。

其中，第一组探头12可以间隔均匀地形成弧面扇形，这样可以使用每个探头接收的信号强度，趋于相同，减少辐射传输信号的损失。

上述第二组探头22和第二被测设备21之间所在的环境用于实现第二被测设备21处于所模拟真实环境的功能。本发明实施例的MIMO OTA测试的双暗室结构可以是三维的结构，但是为了简便起见，在本发明实施例中双暗室结构可以是以二维的结构进行说明。示例性，第二被测设备21可以但不限于为智能终端模拟器；第二组探头22形成环形，智能终端模拟器设置于环形的中心位置。这样智能终端模拟器的作用可以是模拟真实环境中的智能终端，向第一被测设备11发送第二信号并建立连接。其中，智能终端模拟器可以但不限于是智能手机模拟器等。这样智能手机模拟器与第二组探头之间所在的环境用于模拟真实智能手机所处的环境，一般智能手机可以处于室内或者室外，智能手机会向四面八方都可以发射信号。

其中，第二组探头可以间隔均匀地形成环形，这样可以使用每个探头接收的信号强度，趋于相同，减少辐射传输信号的损失。

本发明实施例的MIMO OTA测试的双暗室结构可以是三维的结构，本发明实施例的第二组探头形成球体，智能终端模拟器设置于球体的中心位置。

基于上述发明实施例可知，第一暗室内部的基站模拟器以辐射的方式与第一组探头传输信号，并且第二暗室内部的智能终端模拟器以辐射的方式与第二组探头传输信号。相较于现有技术，不需要破坏射频一体化的天线，也不需要确定智能终端的天线数量就可以实现通信，这样采用辐射的方式传输信号，更替了基站模拟器及智能终端模拟器分别采用射频导线的形式与信道模拟器连接，减少了操作复杂度，进而减少后期MIMO OTA测试的难度。

信道模拟器3的作用是模拟真实的传输信道，它能够复现信道的各项参数，例如时延、多普勒扩展以及极化等。信道模拟器的所有端口被分为信道模拟器3的一侧信道端口以及信道模拟器3的另一侧信道端口，每一个探头分别与信道模拟器的一个端口连接。

其中信道模拟器的数量为两个以上，每个信道模拟器的所有端口是根据实际产品需求确定的。本发明实施例中每个信道模拟器的一侧信道端口，以及每个信道模拟器的另一侧信道端口的总数量不超过16个。这样能够满足目前需求。

一般信号经过信道模拟器会衰落，为了减少路径损耗，本发明实施例还可以包括：在第一组探头和信道模拟器之间设置一个功率放大器(Power Amplifier，简称PA)，用来补偿第一信号在第一组探头和第二被测设备之间的路径损耗；在第二组探头和信道模拟器之间设置一个功率放大器(Power Amplifier，简称PA)，用来补偿第二信号在第二组探头和第一被测设备之间的路径损耗。

本发明实施例中的信道模拟器支持双向链路模式，这样本发明实施例的MIMO OTA测试的双暗室结构支持双向链路同时进行测试。第二被测设备接收到来自第一被测设备的信号之后，能够立即发送信号上传给第一被测设备，因此信道模拟器的每一个端口既是输入端口又是输出端口，第一组探头及第二组探头的每个探头在发送信号的同时也会接收信号。

本发明实施例中，第一暗室内部的第一被测设备以辐射的方式与第一组探头传输信号，并且第二暗室内部的第二被测设备以辐射的方式与第二组探头传输信号。相较于现有技术，不需要破坏射频一体化的天线，也不需要确定智能终端的天线数量就可以实现通信，这样采用辐射的方式传输信号更替了第一被测设备及第二被测设备分别采用射频导线的形式与信道模拟器连接，减少了操作复杂度，进而减少后期MIMO OTA测试的难度。

参见图3所示，图3为本发明实施例提供的应用于双暗室结构的MIMO OTA测试的方法的流程示意图。针对现有技术中5G Massive MIMO天线系统存在操作复杂的问题，为后期5G Massive MIMO天线系统的测试增加了难度的技术问题，本发明实施例提供一种MIMOOTA测试的方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤110，搭建第一方面的双暗室结构；

步骤120，计算双暗室结构中探头功率，以及探头功率不为0所在的探头位置，探头位置包含：第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置，以及探头功率包含：第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率；其中，探头功率不为0所在的探头位置反映出探头数量，也就是说，探头功率不为0所在的一个探头位置对应的一个探头。

所有探头位置原本已知位于双暗室结构内，从已知的所有探头位置处，按照探头功率不为0时，分布用户需求探头位置，也就是探头功率不为0所在的探头位置。

步骤130，按照探头位置，将第一组探头设置在第一暗室内部的第一探头位置，并将第二组探头设置在第二暗室内部的第二探头位置，得到待校准双暗室结构；待校准双暗室结构是指需要进行校准的双暗室结构。

步骤140，对待校准双暗室结构进行校准，这样可以完成整个待校准双暗室结构的校准。

步骤150，获取信道文件，将探头功率作为信道文件的探头权重，添加至信道文件中；信道文件可以但不限于与单暗室中的信道文件相同，在此不再赘述。

步骤160，将添加后的信道文件，导入校准后的信道模拟器中运行，直至校准后的暗室之间的双向链路搭建完成，双向链路的下行传输状态和上行传输状态如下：

下行传输状态：第一被测设备以辐射的方式向第一组探头发送第一信号，第一组探头通过第一射频导线向信道模拟器发送第一信号，信道模拟器处理第一信号，并将处理后的第一信号通过第二射频导线，发送给第二组探头，第二组探头接收处理后的第一信号，并以辐射的方式向第二被测设备发送处理后的第一信号；以及

上行传输状态：第二被测设备以辐射的方式向第二组探头发送第二信号，第二组探头通过第二射频导线向信道模拟器发送第二信号，信道模拟器处理第二信号，并将处理后的第二信号通过第一射频导线，发送给第一组探头，第一组探头接收处理后的第二信号，并以辐射的方式向第一被测设备发送处理后的第二信号；

步骤170，测得第一被测设备及第二被测设备的通信数据，其中，通信数据包含但不限于：峰值、吞吐率及波束能力。本步骤170，可以采用频谱仪、矢量网络分析仪、第一被测设备的软件显示仪器，第二被测设备的软件显示仪器，测得第一被测设备及第二被测设备的通信数据。

本发明实施例中，第一暗室内部的第一被测设备以辐射的方式与第一组探头传输信号，并且第二暗室内部的第二被测设备以辐射的方式与第二组探头传输信号。相较于现有技术，不需要破坏射频一体化的天线，也不需要确定智能终端的天线数量就可以实现通信，这样采用辐射的方式传输信号更替了第一被测设备及第二被测设备分别采用射频导线的形式与信道模拟器连接，减少了操作复杂度，进而减少后期MIMO OTA测试的难度。

在一种可能的实现方式中，第一被测设备为基站模拟器；

基站模拟器与第一组探头处于第一暗室内部相对的两侧，第一组探头形成弧面扇形，基站模拟器位于弧面扇形的中心位置；

第二被测设备为智能终端模拟器；

第二组探头形成环形，智能终端模拟器设置于环形的中心位置；

其中，下行传输状态：基站模拟器以辐射的方式向第一组探头发送第一信号，第一组探头通过第一射频导线向信道模拟器发送第一信号，信道模拟器处理第一信号，并将处理后的第一信号通过第二射频导线，发送给第二组探头，第二组探头接收处理后的第一信号，并以辐射的方式向智能终端模拟器发送处理后的第一信号；以及

上行传输状态：智能终端模拟器以辐射的方式向第二组探头发送第二信号，第二组探头通过第二射频导线向信道模拟器发送第二信号，信道模拟器处理第二信号，并将处理后的第二信号通过第一射频导线，发送给第一组探头，第一组探头接收处理后的第二信号，并以辐射的方式向基站模拟器发送处理后的第二信号。

只要能够使用本发明实施例的方法，实现复现出目标信道，也就是复现链路两端第一暗室内部的测试区域和第二暗室内部的测试区域的空间相关性，均属于本发明实施例保护的范围。并且，可以采用多种可能的实现方式，确定第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率，以及第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置，以下实现方式为多种可能的实现方式中的一种可能的实现方式，但并不限于此，采用如下步骤第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率，以及第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置：

第一步，根据获取的目标信道的结构以及同时对第一暗室内部的测试区域和第二暗室内部的测试区域进行采样的虚拟天线对，确定第一暗室内部的测试区域和第二暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性；

本第一步中的目标信道就是需要进行复现的信道。一般在标准化测试中，选取的是第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3GPP)中TR.38901中的标准信道模型，或者可以根据实际测量得到。目标信道的结构可以是但不限于用户需要的结构，一般是指真实的信道环境功能，具体的参数可以根据用户需求进行获取，具体目标信道的结构可以是信道-簇-子径的层次结构。其中“簇”指的是标准信道模型(3GPPTR38901)中的一个概念，一个簇由多个子径构成，信道是由多个簇Cluser构成的。

第二步，确定OTA环境下信道的空间相关性，OTA环境下信道的空间相关性是探头功率以及探头位置之间的对应关系得到的；OTA环境下信道是指本发明实施例中需要调整信道参数，从而拟合复现目标信道。

第三步，建立OTA环境下信道的空间相关性与目标空间相关性的优化关系；这里的优化关系，可以是指建立基于多个四元组的空间相关性的优化模型。

第四步，对优化关系进行优化，确定第一探头功率、第二探头功率，第一探头功率不为0所在的第一探头位置，以及第二探头功率不为0所在的探头位置。使用这步骤中的优化，得到的探头能够在第一暗室和第二暗室中，分别对应搭建第一被测设备与第二被测设备的之间的端到端的通信链路，同时对第一暗室测试区域和第二暗室内部的测试区域的空间相关性进行重构，支持第一被测设备与第二被测设备之间的通信。这样最后实现OTA环境下信道能够接近目标信道的参数，复现出目标信道，也就是复现链路两端第一暗室内部的测试区域和第二暗室内部的测试区域的空间相关性。

本第4步可以采用多种优化方法，对优化关系进行优化，优化方法并不限于凸函数。

与单暗室PFS相同的是，在测试区域内部进行采样，选取虚拟天线对来计算目标信道和OTA环境信道下的空间相关性，并通过最小化两者之间的误差来求解探头的探头功率。在双暗室方案中，需要考虑到两个暗室的影响。因此，在双暗室条件下，需要在两个暗室的测试区域内部分别采样得到两对虚拟天线，再进行空间相关性的计算。在一种可能的实现方式中，参见图4所示，发端暗室可以是第一暗室，也可以是第二暗室，同理，收端暗室可以是第一暗室，也可以是第二暗室，第一暗室与第二暗室每次通信时为不同暗室。ray₁到ray_L分别表示的是一个簇内L个不同的子径。

根据目标信道的结构，确定暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性，包括：

采用公式：

确定暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性；

其中，

R_t表示在目标信道下所有对虚拟天线中M对发端暗室的虚拟天线和N对收端暗室的虚拟天线全部的空间相关性系数的集合，共计M×N个空间相关性对，M表示所有对虚拟天线中发端暗室的虚拟天线对的总数量，N表示所有对虚拟天线中收端暗室的虚拟天线对的总数量，m表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的一个虚拟天线的序号，n表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线的序号；

表示任两对虚拟天线之间的空间相关性系数，t∈{1,2,3,4}，L表示一个簇内不同的子径的总数量，l表示子径的序号，

TX为在发端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的一个虚拟天线，RX为在收端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线，

为在发端暗室的测试区域内部采样得到的第m对虚拟天线之间的距离，

为在收端暗室的测试区域内部采样得到的第n对虚拟天线之间的距离，

为在发端暗室中第m对虚拟天线的视距方向角，θ_l表示第l个子径的离开角，

为在收端暗室中第n对虚拟天线的视距方向角，φ_l表示第l个子径的到达角，

利用公式

确定OTA环境下信道的空间相关性；

其中，

w_i,j表示将发端暗室的第j个探头到收端暗室的第i个探头之间的所有链路的探头功率，w表示发端暗室所有探头到收端暗室所有探头的链路功率的集合，K_RX表示收端暗室的探头总数，K_TX表示发端暗室的探头总数；

表示为各虚拟天线对之间的相位偏移，

表示在第(i，j)个探头下，第(m，n)对虚拟天线之间的不同的相位偏移，t∈{1,2,3,4}；

α_j表示收端暗室中第j个探头的角度，β_i表示发端暗室中第i个探头的角度；

采用优化建立关系公式：

建立OTA环境下信道的空间相关性与目标空间相关性的优化关系；

对优化关系进行优化，包括：

使用凸函数对优化关系进行优化。

本发明实施例中MIMO OTA测试的方法的核心是在暗室条件下复现真实的信道环境，而采用空间相关性，作为信道复现的好坏的评价因子。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对方法实施例而言，由于其基本相似于结构实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见结构实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于MIMO OTA测试的双暗室结构，其特征在于，包括：

暗室，所述暗室包含第一暗室、第二暗室；

以及设置于所述第一暗室与所述第二暗室之间的信道模拟器；其中，

所述第一暗室包含：设置于所述第一暗室内部的第一被测设备及第一组探头，所述第一被测设备与所述第一组探头按照所述第一被测设备所模拟真实环境，分别设置在所述第一暗室内部的测试区域中，并且所述第一被测设备与所述第一组探头之间非接触设置，以辐射的方式传输第一信号；

所述第二暗室包含：设置于所述第二暗室内部的第二被测设备及第二组探头，所述第二被测设备与所述第二组探头按照所述第二被测设备所模拟真实环境，分别设置在所述第二暗室内部的测试区域中，并且，所述第二被测设备与所述第二组探头之间非接触设置，以辐射的方式传输第二信号；

所述信道模拟器包含的设置于所述信道模拟器一侧的信道端口，通过穿设于所述第一暗室的第一射频导线，与所述第一组探头连接，所述信道模拟器包含的设置于所述信道模拟器另一侧的信道端口，通过穿设于所述第二暗室的第二射频导线，与所述第二组探头连接；

其中，计算所述双暗室结构中探头功率，以及所述探头功率不为0所在的探头位置，所述探头位置包含：第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置，以及所述探头功率包含：第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率；

其中，通过采用如下步骤，计算第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率，以及第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置：

采用公式：

确定暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性；

其中，

R_t表示在目标信道下所有对虚拟天线中M对发端暗室的虚拟天线和N对收端暗室的虚拟天线全部的空间相关性系数的集合，共计M×N个空间相关性对，M表示所有对虚拟天线中发端暗室的虚拟天线对的总数量，N表示所有对虚拟天线中收端暗室的虚拟天线对的总数量，m表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的一个虚拟天线的序号，n表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线的序号；

表示任两对虚拟天线之间的空间相关性系数，t∈{1,2,3,4}，L表示一个簇内不同的子径的总数量，l表示子径的序号；

TX为在发端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的一个虚拟天线，RX为在收端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线，

为在发端暗室的测试区域内部采样得到的第m对虚拟天线之间的距离，

为在收端暗室的测试区域内部采样得到的第n对虚拟天线之间的距离，

为在发端暗室中第m对虚拟天线的视距方向角，θ_l表示第l个子径的离开角，

为在收端暗室中第n对虚拟天线的视距方向角，φ_l表示第l个子径的到达角；

利用公式

确定OTA环境下信道的空间相关性；

其中，

w_i,j表示将发端暗室的第j个探头到收端暗室的第i个探头之间的所有链路的探头功率，w表示发端暗室所有探头到收端暗室所有探头的链路功率的集合，K_RX表示收端暗室的探头总数，K_TX表示发端暗室的探头总数；

表示为各虚拟天线对之间的相位偏移，

表示在第(i，j)个探头下，第(m，n)对虚拟天线之间的不同的相位偏移，t∈{1,2,3,4}；

α_j表示收端暗室中第j个探头的角度，β_i表示发端暗室中第i个探头的角度；

采用优化建立关系公式：

建立所述OTA环境下信道的空间相关性与所述目标空间相关性的优化关系；

对所述优化关系进行优化，确定所述第一探头功率、所述第二探头功率，所述第一探头功率不为0所在的第一探头位置，以及所述第二探头功率不为0所在的探头位置。

2.如权利要求1所述的用于MIMO OTA测试的双暗室结构，其特征在于，所述第一被测设备为基站模拟器；

所述基站模拟器与所述第一组探头处于所述第一暗室内部相对的两侧，所述第一组探头形成弧面扇形，所述基站模拟器位于所述弧面扇形的中心位置；

所述第二被测设备为智能终端模拟器；

所述第二组探头形成环形，所述智能终端模拟器设置于所述环形的中心位置。

3.如权利要求1所述的用于MIMO OTA测试的双暗室结构，其特征在于，

所述第一组探头的数量与所述信道模拟器的一侧信道端口的数量相匹配；

所述第二组探头的数量与所述信道模拟器的另一侧信道端口的数量相匹配。

4.如权利要求3所述的用于MIMO OTA测试的双暗室结构，其特征在于，所述第一暗室的内部的表面和所述第二暗室内部的表面分别覆盖有吸波材料。

5.如权利要求1或2所述的用于MIMO OTA测试的双暗室结构，其特征在于，所述第一组探头及所述第二组探头的每个探头分别为喇叭天线。

6.一种MIMO OTA测试的方法，其特征在于，所述方法包括：

搭建如权利要求1至5任一项所述的MIMO OTA测试的双暗室结构；

计算所述双暗室结构中探头功率，以及所述探头功率不为0所在的探头位置，所述探头位置包含：第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置，以及所述探头功率包含：第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率；

按照所述探头位置，将所述第一组探头设置在第一暗室内部的第一探头位置，并将所述第二组探头设置在第二暗室内部的第二探头位置，得到待校准双暗室结构；

对所述待校准双暗室结构进行校准；

获取信道文件，将所述探头功率作为所述信道文件的探头权重，添加至所述信道文件中；

将添加后的信道文件，导入校准后的信道模拟器中运行，直至校准后的暗室之间的双向链路搭建完成，所述双向链路的下行传输状态和上行传输状态如下：

所述下行传输状态：第一被测设备以辐射的方式向第一组探头发送第一信号，所述第一组探头通过第一射频导线向信道模拟器发送所述第一信号，所述信道模拟器处理所述第一信号，并将处理后的第一信号通过所述第二射频导线，发送给第二组探头，所述第二组探头接收所述处理后的第一信号，并以辐射的方式向第二被测设备发送所述处理后的第一信号；以及

所述上行传输状态：所述第二被测设备以辐射的方式向所述第二组探头发送第二信号，所述第二组探头通过所述第二射频导线向所述信道模拟器发送第二信号，所述信道模拟器处理所述第二信号，并将处理后的第二信号通过所述第一射频导线，发送给所述第一组探头，所述第一组探头接收所述处理后的第二信号，并以辐射的方式向所述第一被测设备发送所述处理后的第二信号；

测得第一被测设备及第二被测设备的通信数据，其中，所述通信数据包含：峰值、吞吐率及波束能力；

其中，通过采用如下步骤，计算第一组探头的第一探头功率及第二组探头的第二探头功率，以及第一组探头的第一探头位置及第二组探头的第二探头位置：

采用公式：

确定暗室内部的测试区域的空间相关性，作为目标空间相关性；

其中，

R_t表示在目标信道下所有对虚拟天线中M对发端暗室的虚拟天线和N对收端暗室的虚拟天线全部的空间相关性系数的集合，共计M×N个空间相关性对，M表示所有对虚拟天线中发端暗室的虚拟天线对的总数量，N表示所有对虚拟天线中收端暗室的虚拟天线对的总数量，m表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的一个虚拟天线的序号，n表示所有对虚拟天线中任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线的序号；

表示任两对虚拟天线之间的空间相关性系数，t∈{1,2,3,4}，L表示一个簇内不同的子径的总数量，l表示子径的序号；

TX为在发端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的一个虚拟天线，RX为在收端暗室的测试区域内部采样得到任两对虚拟天线中的另一个虚拟天线，

为在发端暗室的测试区域内部采样得到的第m对虚拟天线之间的距离，

为在收端暗室的测试区域内部采样得到的第n对虚拟天线之间的距离，

为在发端暗室中第m对虚拟天线的视距方向角，θ_l表示第l个子径的离开角，

为在收端暗室中第n对虚拟天线的视距方向角，φ_l表示第l个子径的到达角；

利用公式

确定OTA环境下信道的空间相关性；

其中，

w_i,j表示将发端暗室的第j个探头到收端暗室的第i个探头之间的所有链路的探头功率，w表示发端暗室所有探头到收端暗室所有探头的链路功率的集合，K_RX表示收端暗室的探头总数，K_TX表示发端暗室的探头总数；

表示为各虚拟天线对之间的相位偏移，

表示在第(i，j)个探头下，第(m，n)对虚拟天线之间的不同的相位偏移，t∈{1,2,3,4}；

α_j表示收端暗室中第j个探头的角度，β_i表示发端暗室中第i个探头的角度；

采用优化建立关系公式：

建立所述OTA环境下信道的空间相关性与所述目标空间相关性的优化关系；

对所述优化关系进行优化，确定所述第一探头功率、所述第二探头功率，所述第一探头功率不为0所在的第一探头位置，以及所述第二探头功率不为0所在的探头位置。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一被测设备为基站模拟器；

所述基站模拟器与所述第一组探头处于所述第一暗室内部相对的两侧，所述第一组探头形成弧面扇形，所述基站模拟器位于所述弧面扇形的中心位置；

所述第二被测设备为智能终端模拟器；

所述第二组探头形成环形，所述智能终端模拟器设置于所述环形的中心位置。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述优化关系进行优化，包括：

使用凸函数对所述优化关系进行优化。

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