CN110708125B - 一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统，空口测试系统包括用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和多个空口探头；用户模拟器向信道模拟器发送信号；信道模拟器产生信道脉冲响应，将信道脉冲响应与信号进行卷积运算，得到输出信号，向调幅调相网络设备发送输出信号；调幅调相网络设备按照预设的调幅调相网络矩阵对输出信号进行调幅调相，获得目标信号，通过调幅调相网络设备的多个输出端口分别向多个空口探头发送目标信号；多个空口探头共同构建目标信道。应用本发明实施例提供的技术方案，解决了在空口测试系统中，由于切换开关在切换过程中存在一系列扰动，以致在空口测试系统中无法准确地重构目标信道的问题。

Description

一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统

技术领域

本发明涉及设备测试技术领域，特别是涉及一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统。

背景技术

目前，为保证通信产品的质量，在设备研发阶段和生产阶段均需要对设备进行全面测试。传统的设备测试包括传导测试。然而传统的传导测试方法并不适用对毫米波大规模MIMO(Multiple-input Multiple-output，多输入多输出系统)设备进行测试，主要原因在于，毫米波大规模MIMO设备是一个配备有数百根天线的集成单元，使用传统的传导测试方法设计难度过大，且会浪费大量的射频资源并造成功率损耗。因此，对毫米波大规模MIMO设备的测试主要采用空口测试。

现有的空口测试系统，如图1所示，包括用户模拟器、信道模拟器、切换开关及暗室。在暗室中的探头墙上设置有多个探头，且在暗室内的测试域内放置待测试的毫米波大规模MIMO设备。为实现毫米波频段下对大规模MIMO设备的波束捕获和波束跟踪等性能的测试，需要在多探头的暗室环境中准确重构动态的信道环境。为构建动态的信道环境，如图2所示，图2为切换开关的内部结构示意图，图示A₁，A₂，…，A_K表示切换开关的K个输入端口，B₁，B₂，…B_P表示切换开关的P个输出端口，上述切换开关中包括多个传输线路，用户模拟器向信道模拟器发送信号，信道模拟器接收信号后产生信道脉冲响应，将信道脉冲响应与该信号进行卷积运算，得到输出信号，将输出信号发送至切换开关，切换开关通过控制不同传输线路的通断使输出信号从不同的传输线路经过，并由切换开关的输出端传输至暗室中的多个空口探头以使多个空口探头构建目标信道。但在现有技术中，通常假设切换开关可以在任何时刻进行自由切换，且不存在任何扰动，然而在实际情况中，切换开关在切换过程中存在一系列扰动，以致在空口测试系统中无法准确地构建目标信道。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统，用以解决在空口测试系统中，由于切换开关在切换过程中存在一系列扰动，以致在空口测试系统中无法准确地重构目标信道的问题。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种构建动态目标信道的方法，所述方法应用于空口测试系统，所述空口测试系统包括：用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和暗室；所述暗室内设有探头墙；所述探头墙上设有多个空口探头；

所述方法包括：

所述用户模拟器向所述信道模拟器发送信号；

所述信道模拟器接收所述信号，并产生信道脉冲响应；将所述信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号；向所述调幅调相网络设备发送所述输出信号；

所述调幅调相网络设备接收所述输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口分别向所述多个空口探头发送所述目标信号；

所述多个空口探头接收多个所述目标信号；构建所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道。

可选的，在所述用户模拟器向所述信道模拟器发送信号之前，所述方法还包括：

根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重，所述部署位置用于安装空口探头；

根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上的部署位置。

可选的，所述根据目标信道的目标角度功率谱、构建的目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重包括：

针对每一部署位置，利用以下公式确定该部署位置的空口探头权重；

s.t.‖ω‖₁＝1,其中ω＝[ω₁,ω₂,…ω_K],0≤ω_k≤1

其中，P_t(Ω)为目标信道的目标角度功率谱，P_OTA(Ω)为目标信道的离散角度功率谱,a(Ω)为所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，a^H(Ω)为a(Ω)的共轭转置，Ω_k为第k个部署位置对应的空口探头的空间角，ω_k表示第k个空口探头权重，k＝1,2,3，…，K，K为空口探头数量，h(Ω_k)为相对于Ω_k的阵列相应向量，h^H(Ω_k)为h(Ω_k)的共轭转置，‖ω‖₁表示求ω的1范数，即所有空口探头权重的和，‖ω‖₁＝1等价于ω₁+ω₂+…ω_K＝1。

可选的，所述根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上部署位置的步骤，包括：

去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置；

在去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置之后，所述方法还包括：

判断剩余的部署位置的数量是否大于所述多个第一输出端口的数量；

若是，则返回执行所述根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重；根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上的部署位置的步骤。

可选的，所述信道模拟器具有多个第二输出端口；所述信道模拟器的第二输出端口与所述调幅调相网络设备的输入端口一一对应；

所述信道模拟器产生信道脉冲响应；将所述信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号；向所述调幅调相网络设备发送所述输出信号的步骤，包括：

所述信道模拟器的每一输出端口产生一个信道脉冲响应；将每一输出端口对应的信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到每一输出端口对应的输出信号；针对每一输出端口，通过该输出端口向所述调幅调相网络设备发送对应的输出信号；

所述调幅调相网络设备接收所述输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号的步骤，包括：

所述调幅调相网络设备通过多个输入端口接收输出信号；针对每一输入端口，按照预设的该输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过该输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得该输入端口对应的目标信号；

所述多个空口探头构建与多个所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道的步骤，包括：

所述多个空口探头针对每一输入端口，构建与该输入端口对应的多个目标信号的幅度和相位相符的子信道，作为该输入端口对应的目标子信道，其中，多个输入端口对应的目标子信道组成目标信道。

可选的，所述针对每一输入端口，按照预设的该输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过该输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得该输入端口对应的目标信号的步骤，包括：

针对每一输入端口，根据每一部署位置的空口探头权重、所述信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算该输入端口对应的调幅调相网络矩阵；

利用每一输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过每一输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得每一输入端口对应的目标信号。

可选的，所述根据每一部署位置的空口探头权重、所述信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算该输入端口对应的调幅调相网络矩阵的步骤，包括：

针对不同的目标子信道，利用以下公式，确定所述目标子信道所对应的调幅调相网络矩阵；

其中，B_p(t)表示t时刻内调幅调相网络设备需要调整的幅度和相位，ω_i表示第i个空口探头权重，i＝1,2，3，…，K，K为空口探头数量，G(p,t)表示信道模拟器的输出端口p在t时刻的脉冲响应，H_p(i，t)为所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，i＝1，2，3，…，K。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种空口测试系统，所述空口测试系统包括：用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和暗室；所述暗室内设有探头墙；所述探头墙上设有多个空口探头；

用户模拟器，用于向所述信道模拟器发送信号；

信道模拟器，用于接收所述信号，并产生信道脉冲响应；将所述信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号；向所述调幅调相网络设备发送所述输出信号；

调幅调相网络设备，用于接收所述输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口分别向所述多个空口探头发送所述目标信号；

多个空口探头，用于接收多个所述目标信号；构建与多个所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道。

可选的，所述系统还包括：

计算设备，用于在所述用户模拟器向所述信道模拟器发送信号之前,根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重，所述部署位置用于安装空口探头；根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上的部署位置。

可选的，所述计算设备，具体用于：

针对每一部署位置利用以下公式确定该部署位置的空口探头权重；

s.t.‖ω‖₁＝1,其中ω＝[ω₁,ω₂,…ω_K],0≤ω_k≤1

其中，P_t(Ω)为目标信道的目标角度功率谱，P_OTA(Ω)为目标信道的离散角度功率谱,a(Ω)为所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，a^H(Ω)为a(Ω)的共轭转置，Ω_k为第k个部署位置对应的空口探头的空间角，ω_k表示第k个空口探头权重，k＝1,2,3，…，K，K为空口探头数量，h(Ω_k)为相对于Ω_k的阵列相应向量，h^H(Ω_k)为h(Ω_k)的共轭转置，‖ω‖₁表示求ω的1范数，即所有空口探头权重的和，‖ω‖₁＝1等价于ω₁+ω₂+…ω_K＝1。

可选的，所述系统还包括：

去除设备，用于去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置；

所述去除设备还包括判断单元，所述判断单元用于：

在去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置之后，判断剩余的部署位置的数量是否大于所述多个第一输出端口的数量；

若是，则返回计算设备。

可选的，所述信道模拟器具有多个第二输出端口；所述信道模拟器的第二输出端口与所述调幅调相网络设备的输入端口一一对应；

所述信道模拟器，具体用于：

所述信道模拟器的每一输出端口产生一个信道脉冲响应；将每一输出端口对应的信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到每一输出端口对应的输出信号；针对每一输出端口，通过该输出端口向所述调幅调相网络设备发送对应的输出信号；

所述调幅调相网络设备，具体用于：

所述调幅调相网络设备通过多个输入端口接收输出信号；针对每一输入端口，按照预设的该输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过该输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得该输入端口对应的目标信号；

所述多个空口探头，具体用于：

所述多个空口探头针对每一输入端口，构建与该输入端口对应的多个目标信号的幅度和相位相符的子信道，作为该输入端口对应的目标子信道，其中，多个输入端口对应的目标子信道组成目标信道。

可选的，所述调幅调相网络设备还包括：

调控单元，用于针对每一输入端口，按照预设的该输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过该输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得该输入端口对应的目标信号；

所述调控单元，具体用于：

针对每一输入端口，根据每一部署位置的空口探头权重、所述信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算该输入端口对应的调幅调相网络矩阵；

利用每一输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过每一输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得每一输入端口对应的目标信号。

可选的，所述调控单元还包括计算子单元，所述计算子单元具体用于：

针对不同的目标子信道，利用以下公式，确定所述目标子信道所对应的调幅调相网络矩阵；

其中，B_p(t)表示t时刻内调幅调相网络设备需要调整的幅度和相位，ω_i表示第i个空口探头权重，i＝1,2，3，…，K，K为空口探头数量，G(p,t)表示信道模拟器的输出端口p在t时刻的脉冲响应，H_p(i，t)为所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，i＝1，2，3，…，K。

本发明实施例有益效果：

本发明实施例提供了一种构建动态目标信道的方法及空口测试系统，空口测试系统包括：用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和暗室；暗室中设有测试设备和多个空口探头。信道模拟器在接收用户模拟器发送的信号后，产生信道脉冲响应，并将信道脉冲响应与上述信号进行卷积运算，得到输出信号。信道模拟器向调幅调相网络设备发送该输出信号，调幅调相网络设备接收该输出信号，按照预设的调幅调相网络矩阵对输出信号进行调幅调相，获得目标信号，将目标信号发送给多个空口探头，多个空口探头接收该目标信号，构建与该目标信号的幅度和相位相符的目标子信道，多个目标子信道合成目标信道。由于在上述空口测试系统中，只需对信道模拟器发送的输出信号进行幅度及相位的改变就可以得到用于构建目标子信道的目标信号，不存在切换开关在机械切换过程中产生一系列扰动的问题，不会使在空口测试系统中构建的动态目标信道不够准确。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，对于本领域谱通技术人员来讲，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为现有技术中空口测试系统的结构示意图；

图2为切换开关的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种空口测试系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种构建动态目标信道的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种构建动态目标信道的方法的运行过程示意图；

图6为本发明实施例提供的调幅调相网络设备的内部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种构建信道的方法的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种调幅调相网络设备的结构示意图。

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。

为了解决在空口测试系统中，由于切换开关在切换过程中存在一系列扰动，以致在空口测试系统中无法准确地构建目标信道的问题，本发明实施例提供了一种空口测试系统，参考图3，该系统包括用户模拟器301、信道模拟器302、调幅调相网络设备303和暗室304；暗室304内设有探头墙3041，探头墙3041上设有多个空口探头3042。

用户模拟器301，用于向信道模拟器发送信号；

信道模拟器302，用于接收信号，并产生信道脉冲响应；将信道脉冲响应与信号进行卷积运算，得到输出信号；向调幅调相网络设备发送输出信号；

调幅调相网络设备303，用于接收输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过调幅调相网络设备的多个第一输出端口分别向多个空口探头发送目标信号；

多个空口探头3042，用于接收多个目标信号；构建与多个目标信号的幅度和相位相符的目标信道。

基于上述空口测试系统构建信道时，由于在上述空口测试系统中，只需对信道模拟器发送的输出信号进行幅度及相位的改变就可以得到用于构建目标子信道的目标信号，不存切换开关在切换过程中产生一系列扰动，以致在空口测试系统中无法准确地构建目标信道的问题。

基于上述空口测试系统实施例，本发明实施例还提供了一种构建动态目标信道的方法。参考图4，图4为本发明实施例提供的一种构建信道的方法的流程示意图，应用于空口测试系统，如图3所示的空口测试系统包括：用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和暗室；暗室内设有探头墙；探头墙上设有多个空口探头。该方法包括如下步骤。

步骤401，用户模拟器向信道模拟器发送信号。

本发明实施例中，上述用户模拟器可以理解为信号发射端，可以为手机端也可以为电脑端，用户模拟器向信道模拟器发送信号，以使该信道模拟器对信号进行处理。

步骤402，信道模拟器接收该信号，并产生信道脉冲响应；将信道脉冲响应与该信号进行卷积运算，得到输出信号；向上述调幅调相网络设备发送该输出信号。

为了能够更加准确地构建目标信道，信道模拟器的每一输出端口可以产生一个信道脉冲响应；将每一输出端口对应的信道脉冲响应与上述信号进行卷积运算，得到每一输出端口对应的输出信号；针对每一输出端口，通过该输出端口向上述调幅调相网络设备发送对应的输出信号。

上述每个信道模拟器包括8个输出端口，每个输出端口均对应一个调幅调相网络设备的输入端口，每个输出端口产生不同的信道脉冲响应，不同输出端口的信道脉冲响应与上述信号进行卷积运算产生的输出信号也不同，因此针对每一个输出端口，通过该输出端口向上述的调幅调相网络设备发送该输出端口对应的输出信号。

例如参考图5，用户模拟器与上述信道模拟器的输入端口相连，用户模拟器向信道模拟器发送信号，信道模拟器在接收信号后产生信道脉冲响应，将信道脉冲响应与信号进行卷积运算，得到输出信号。由于信道模拟器的每个输出端口产生的信道脉冲响应都不相同，不同输出端口的信道脉冲响应与上述信号进行卷积运算产生的输出信号也不同，如图5所示，信道模拟器内的1,2，…，P表示信道模拟器的P个输出端口，调幅调相网络设备内的1,2，…，P，表示调幅调相网络设备的P个输入端口，调幅调相网络设备的P个输入端口与信道模拟器的P个输出端口一一对应。图五所示调幅调相网络设备内的1,2，…，K，表示调幅调相网络设备的K个输出端口，与上述K个空口探头相连。

步骤403，调幅调相网络设备接收该输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对该输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过上述调幅调相网络设备的多个第一输出端口分别向多个空口探头发送上述目标信号。

调幅调相网络设备接收从信道模拟器的多个第二输出端口发出的输出信号，按照预设的调幅调相网络矩阵，对接收的输出信号进行调幅调相，获得调幅调相后的目标信号；通过调幅调相网络设备的多个第一输出端口向多个空口探头发送该目标信号；上述每个调幅调相网络设备的第一输出端口均与一个空口探头相连。

使用上述调幅调相网络设备，只需要通过对接收的输出信号的幅度及相位进行调控即可得到用于构建目标信道的目标信号。参考图6，图6为本发明实施例提供的调幅调相网络设备的内部结构示意图，图示A₁，A₂，…，A_K表示该调幅调相网络设备的K个输出端口，B₁，B₂，…，B_P表示该调幅调相网络设备的P个输入端口，调幅调相网络设备的每个输入端口均与上述信道模拟器的一个第二输出端口相连，调幅调相网络设备的每个输入端口都通过多条路径与调幅调相网络设备的多个第一输出端口交叉相连，上述多个第一输出端口与多个空口探头相连。上述目标信号同时通过多条路径传输至调幅调相网络设备的多个第一输出端口，并通过多个第一输出端口发送给多个空口探头。

上述每个调幅调相网络设备的输入端口对应的多条路径之间相互独立。因此在对从某一输入端口接收的输出信号进行调控及传输时，不会对调幅调相网络设备内其他输入端口对应的多条路径产生影响，不会产生机械开关在切换过程中的共振现象，所以不会对空口测试系统中的其他部分造成损坏。

在调幅调相网络设备对信号进行调控前，要对上述调幅调相网络设备进行复位，该过程由一个校验箱完成，该校验箱不包含在上述空口测试系统内，在构建目标信道前对调幅调相网络设备进行复位，在复位后将上述调幅调相网络设备放置在空口测试系统中。

在本发明的一个实施例中，针对每一调幅调相网络设备的输入端口，可以根据每一部署位置的空口探头权重、信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算得出与该输入端口相对应的调幅调相网络矩阵。然后利用每一输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过每一输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得每一输入端口对应的目标信号。

在本发明的一个实施例中，可以针对每一输入端口，根据每一部署位置的空口探头权重、信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算得出上述输入端口对应的调幅调相网络矩阵。利用每一输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过每一输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得每一输入端口对应的目标信号。

步骤404，多个空口探头接收目标信号；构建与目标信号的幅度和相位相符的目标信道。

在本发明的一个实施例中，为了更加准确的构建目标信道，该目标信道可以为毫米波动态信道或其他信道，多个空口探头在接收目标信号后，多个空口探头针对每一调幅调相网络设备的输入端口，构建与该输入端口对应的多个目标信号的幅度和相位相符的子信道，作为该输入端口对应的目标子信道，其中，多个输入端口对应的目标子信道组成目标信道。空口探头的数量越多，则构建的目标信道就越准确。

上述目标子信道可以称之为簇，簇由同一时间到达的多个信号对应的子径组成，多个簇组成目标信道。

在本发明的一个实施例中，构建目标子信道的目标信号由输出信号根据调幅调相网络矩阵调幅调相后获得，一个目标子信道对应一个调幅调相网络矩阵，针对不同的目标子信道，可以利用以下公式，计算得出上述目标子信道对应的调幅调相网络矩阵。

其中，B_p(t)表示t时刻内调幅调相网络设备需要调整的幅度和相位，ω_i表示第i个空口探头权重，i＝1,2，3，…，K，K为空口探头数量，G(p,t)表示信道模拟器的输出端口p在t时刻的脉冲响应，H_p(i，t)为t时刻调幅调相网络设备的第i个输出端口的独立同分布脉冲响应，i＝1，2，3，…，K。

基于图4所示的构建信道的方法，为提高构建的动态信道的准确性，且不对资源造成浪费，本发明实施例还提供了一种构建动态目标信道的方法，参考图7，可包括如下步骤。

步骤701，根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重。

在本发明的一种实施例中，针对每一部署位置的空口探头，可利用以下公式确定该部署位置的空口探头权重：

s.t.‖ω‖₁＝1,其中ω＝[ω₁,ω₂,…ω_K],0≤ω_k≤1

其中，P_t(Ω)为目标信道的目标角度功率谱，P_OTA(Ω)为构建的目标信道的离散角度功率谱,a(Ω)为探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，a^H(Ω)为a(Ω)的共轭转置，Ω_k为第k个部署位置对应的空口探头的空间角，ω_k表示第k个空口探头权重，k＝1,2,3，…，K，K为空口探头数量，h(Ω_k)为相对于Ω_k的阵列相应向量，h^H(Ω_k)为h(Ω_k)的共轭转置，‖ω‖₁表示求ω的1范数，即所有空口探头权重的和，‖ω‖₁＝1等价于ω₁+ω₂+…ω_K＝1。

上述目标信道的目标角度功率谱为预设的固定值，可利用以下公式计算得出：

P_t(Ω)＝^H(Ω)R_ta(Ω)

其中，Ω为部署位置对应的空口探头的空间角，a(Ω)为探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，a^H(Ω)为a(Ω)的共轭转置，R_t为天线接收信号的协方差矩阵。

上述目标角度功率谱还需要满足以下条件：

其中，Ω为部署位置对应的空口探头的空间角，θ为部署位置对应的空口探头的仰角，

为部署位置对应的空口探头的方位角，Ω由仰角θ与方位角

组成，P_t(Ω)为目标角度功率谱，p_t(θ)为针对于仰角的概率密度函数，

为针对于方位角的概率密度函数。

上述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量可以利用以下公式计算得出：

其中，Ω为部署位置对应的空口探头的空间角，M为预设的天线振子数，o为中心原点，

为来波方向到中心原点o的导向矢量，

为天线振子到中心原点o的位置向量，m＝1,2,3，…，M。

上述天线接收信号的协方差矩阵可以利用以下公式计算得出：

其中p_t(Ω)为目标角度概率密度函数，h(Ω)为相对于Ω的阵列相应向量，h^H(Ω)为hΩ的共轭转置。

一个示例中，可以使用角度功率谱来评估上述目标信道构建的准确性，目标信道的离散角度功率谱越接近上述目标角度功率谱的值，则代表构建的目标信道越准确，使用角度功率谱对目标信道构建的准确性进行评估更加的准确。

另一个示例中，可以使用空间相关性来评估上述目标信道构建的准确性，上述空间相关性为接收信号的相似性的统计测量，使用空间相关性对目标信道构建的准确性进行评估更加的简洁直观。

步骤702，去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置。

为了在能够准确的构建目标信道的同时，不对资源造成浪费，需要对空口探头的位置及数量进行优化，在多个空口探头对应的部署位置中，删除部署位置对应的探头权重最小的部署位置。

步骤703，判断剩余的部署位置的数量是否大于调幅调相网络设备的多个输出端口的数量，若是，则返回执行步骤701，若否，则确定当前部署位置为最佳部署位置，然后执行步骤704。

若剩余的部署位置的数量大于调幅调相网络设备的多个输出端口的数量，则代表剩余的部署位置中仍存在不需要的部署位置，则需要继续删除。由于在步骤702中，部署位置的总数量已经发生变化，为了更加精确地选择合适的部署位置，要对多个部署位置对应的探头权重重新进行计算，对多个部署位置重新进行筛选。若剩余的部署位置的数量等于调幅调相网络设备的多个第一输出端口的数量，则代表当前的部署位置的集合就是最佳的部署位置集合，每个空口探头都对应一个调幅调相网络设备的第一输出端口，资源被充分利用，不会产生浪费，节约成本。

上述信道模拟器的每个第二输出端口都对应一个调幅调相网络设备的输入端口，而调幅调相网络设备的每个输入端口都与调幅调相网络设备的多个第一输出端口交叉相连，多个第一输出端口与多个空口探头相连，因此，若根据不同的实际情况，需要增加探头数量时，只需对调幅调相网络设备进行更改，不需要增加信道模拟器的数量，节约了空口测试系统的成本。

其中，对于部署位置的确定也可以通过一次性删除多个部署位置中部署位置对应的探头权重最小的几个部署位置，使剩余的部署位置的数量等于调幅调相网络设备的多个第一输出端口的数量。上述方法更加简洁便利，不需要多次进行繁琐的计算。

步骤704，用户模拟器向信道模拟器发送信号。

步骤705，信道模拟器接收该信号，并产生信道脉冲响应；将信道脉冲响应与该信号进行卷积运算，得到输出信号；向上述调幅调相网络设备发送该输出信号。

步骤706，调幅调相网络设备接收该输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对该输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过上述调幅调相网络设备的多个第一输出端口分别向多个空口探头发送上述目标信号。

步骤707，多个空口探头接收多个目标信号；构建与多个目标信号的幅度和相位相符的目标信道。

步骤704-707与步骤401-404相同。

本发明实施例还提供了一种调幅调相网络设备，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，

存储器803，用于存放计算机程序；

处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现如下步骤：

接收输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口同时向多个空口探头发送所述目标信号，以使所述多个空口探头接收所述目标信号；构建与所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道，所述输出信号为信道模拟器在接收到用户模拟器发送的信号后，将自身产生的信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号。

上述调幅调相网络设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信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。

多个输入及输出端口用于上述调幅调相网络设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

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，对于调幅调相网络设备及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法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 (6)

1.一种构建动态目标信道的方法，其特征在于，所述方法应用于空口测试系统，所述空口测试系统包括：用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和暗室；所述暗室内设有探头墙；所述探头墙上设有多个空口探头；

所述方法包括：

所述用户模拟器向所述信道模拟器发送信号；

所述信道模拟器接收所述信号，并产生信道脉冲响应；将所述信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号；向所述调幅调相网络设备发送所述输出信号；

所述调幅调相网络设备接收所述输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口同时向所述多个空口探头发送所述目标信号；

所述多个空口探头接收所述目标信号；构建与所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道；

其中，其特征在于，在所述用户模拟器向所述信道模拟器发送信号之前，所述方法还包括：

根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重，所述部署位置用于安装空口探头；

根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上的部署位置；

其中，所述根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重的步骤，包括：

针对每一部署位置，利用以下公式确定该部署位置的空口探头权重；

s.t.‖ω‖₁＝1,其中ω＝[ω₁,ω₂,…ω_K],0≤ω_k≤1

其中，P_t(Ω)为目标信道的目标角度功率谱，P_OTA(Ω)为构建的目标信道的离散角度功率谱,a(Ω)为所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，a^H(Ω)为a(Ω)的共轭转置，Ω_k为第k个部署位置对应的空口探头的空间角，ω_k表示第k个空口探头权重，k＝1,2,3，…，K，K为空口探头数量，h(Ω_k)为相对于Ω_k的阵列相应向量，h^H(Ω_k)为h(Ω_k)的共轭转置，‖ω‖₁表示求ω的1范数，即所有空口探头权重的和，‖ω‖₁＝1等价于ω₁+ω₂+…ω_K＝1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上部署位置的步骤，包括：

去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置；

在去除当前多个部署位置中空口探头权重最小的部署位置之后，所述方法还包括：

判断剩余的部署位置的数量是否大于所述多个第一输出端口的数量；

若是，则返回执行所述根据目标信道的目标角度功率谱、构建的目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重；根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上的部署位置的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道模拟器具有多个第二输出端口；所述信道模拟器的第二输出端口与所述调幅调相网络设备的输入端口一一对应；

所述信道模拟器产生信道脉冲响应；将所述信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号；向所述调幅调相网络设备发送所述输出信号的步骤，包括：

所述信道模拟器的每一输出端口产生一个信道脉冲响应；将每一输出端口对应的信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到每一输出端口对应的输出信号；针对每一输出端口，通过该输出端口向所述调幅调相网络设备发送对应的输出信号；

所述调幅调相网络设备接收所述输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号的步骤，包括：

所述调幅调相网络设备通过多个输入端口接收输出信号；针对每一输入端口，按照预设的该输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过该输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得该输入端口对应的目标信号；

所述多个空口探头构建与多个所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道的步骤，包括：

所述多个空口探头针对每一输入端口，构建与该输入端口对应的多个目标信号的幅度和相位相符的子信道，作为该输入端口对应的目标子信道，其中，多个输入端口对应的目标子信道组成目标信道。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针对每一输入端口，按照预设的该输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过该输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得该输入端口对应的目标信号的步骤，包括：

针对每一输入端口，根据每一部署位置的空口探头权重、所述信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算该输入端口对应的调幅调相网络矩阵；

利用每一输入端口对应的调幅调相网络矩阵，对通过每一输入端口接收的输出信号进行调幅调相，获得每一输入端口对应的目标信号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据每一部署位置的空口探头权重、所述信道模拟器的多个第二输出端口在总采样时间范围内产生的信道脉冲响应、及所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，计算该输入端口对应的调幅调相网络矩阵的步骤，包括：

针对不同的目标子信道，利用以下公式，确定所述目标子信道所对应的调幅调相网络矩阵；

其中，B_p(t)表示t时刻内调幅调相网络设备需要调整的幅度和相位，ω_i表示第i个空口探头权重，i＝1,2，3，…，K，K为空口探头数量，G(p,t)表示信道模拟器的输出端口p在t时刻的脉冲响应，H_p(i，t)为所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口的独立同分布脉冲响应，i＝1，2，3，…，K。

6.一种空口测试系统，其特征在于，所述空口测试系统包括：用户模拟器、信道模拟器、调幅调相网络设备和暗室；所述暗室内设有探头墙；所述探头墙上设有多个空口探头；

用户模拟器，用于向所述信道模拟器发送信号；

信道模拟器，用于接收所述信号，并产生信道脉冲响应；将所述信道脉冲响应与所述信号进行卷积运算，得到输出信号；向所述调幅调相网络设备发送所述输出信号；

调幅调相网络设备，用于接收所述输出信号；按照预设的调幅调相网络矩阵对所述输出信号进行调幅调相，获得目标信号；通过所述调幅调相网络设备的多个第一输出端口分别向所述多个空口探头发送所述目标信号；

多个空口探头，用于接收多个所述目标信号；构建与多个所述目标信号的幅度和相位相符的目标信道；

所述系统还包括：

计算设备，用于在所述用户模拟器向所述信道模拟器发送信号之前,根据目标信道的目标角度功率谱、目标信道的离散角度功率谱、所述探头墙上不同部署位置的空口探头空间角、以及所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，计算每一部署位置的空口探头权重，所述部署位置用于安装空口探头；根据所述每一部署位置的空口探头权重，重新确定所述探头墙上的部署位置；

其中，所述计算设备，具体用于：

针对每一部署位置，利用以下公式确定该部署位置的空口探头权重；

s.t.‖ω‖₁＝1,其中ω＝[ω₁,ω₂,…ω_K],0≤ω_k≤1

其中，P_t(Ω)为目标信道的目标角度功率谱，P_OTA(Ω)为构建的目标信道的离散角度功率谱,a(Ω)为所述探头墙上空口探头空间来波方向的归一化导向矢量，a^H(Ω)为a(Ω)的共轭转置，Ω_k为第k个部署位置对应的空口探头的空间角，ω_k表示第k个空口探头权重，k＝1,2,3，…，K，K为空口探头数量，h(Ω_k)为相对于Ω_k的阵列相应向量，h^H(Ω_k)为h(Ω_k)的共轭转置，‖ω‖₁表示求ω的1范数，即所有空口探头权重的和，‖ω‖₁＝1等价于ω₁+ω₂+…ω_K＝1。

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