CN111224696A - 无线终端的无线性能测试方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线终端的无线性能测试方法，包括以下步骤：获得被测件的多个发射天线的天线方向图信息并导入信道模拟器；被测件发射天线向选定的测试天线发射信号，形成信号测试传播矩阵；选定的测试天线输入端口接收被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成测试天线输入端口信号并发送给所述信道模拟器，信道模拟器接收该信号并进行处理后获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站；模拟基站接收模拟基站馈入信号进行吞吐率测试，实现对被测件上行无线性能测试。本发明还公开了与前述方法相适应的无线终端的无线性能测试系统。本发明的方法和系统可以保证测试的准确性和便捷性，并且实现简单，成本低。

Description

无线终端的无线性能测试方法及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种MIMO无线终端的无线性能的测试方法及测试系统。
背景技术
随着无线移动通信的发展，人们对无线通信速率的要求也越来越高。相比对传统的单输入单输出SISO(Single Input Single Output)系统(比如第二代第三代移动通信)，MIMO(Multiple Input Multiple Output，多个发射天线和多个接收天线)通过在收发端口配置多个天线，借助于天线分集、空间复用、传输分集等可以实现在同等带宽下获得更高的通信速率和更大的系统容量。理论上，理论上一个N×N的MIMO系统，数据传输速率可以达到SISO系统的N倍。基于此，MIMO技术被广泛应用到第四代移动通信系统(4G)以及第五代移动通信系统(5G)。然而，MIMO通信系统的实际传输数据率，取决于很多实际因素，除了空间传播环境以外，MIMO终端的无线性能对于传输速率有很重要的影响。
MIMO终端的无线性能取决于多个因素：终端本身接收机灵敏度，噪声，发射机功率，天线相关性，天线和接收机发射机匹配，基带处理，无线传播环境等等。MIMO终端的OTA(OTA，Over The Air)测试方案，提供了一种在受控环境下评估、测试MIMO终端无线性能的方法和测试系统。MIMO终端的OTA测试，既是移动运营商检验移动终端性能、发放终端入网许可证的依据，也是终端厂商在研发、质量控制过程中的技术手段。OTA测试也是目前国际标准组织3GPP(3rd Generation Partnership Project：第三代合作伙伴计划)和国内标准组织CCSA(China Communications Standards Association：中国通信标准化协会)公认的能够评估MIMO无线终端真实无线性能的测试手段。
具体地，针对MIMO无线终端的接收性能(即下行MIMO性能)，3GPP提供了两种标准的OTA测试方案：多探头法(MPAC：Multiple Probe Anechoic Chamber method)和辐射两步法(RTS：Radiated Two Stage method)。评估下行MIMO性能的最关键指标是吞吐率，MIMO利用分集技术提高通信速率，其中电磁波空间传播环境(即信道模型)是决定其吞吐率的重要因素。图1展示了一个无线MIMO终端所处的多径环境，其中包含了从基站到终端的直视路径，各个建筑物发射路径以及多普勒效应等等。MIMO OTA测试需要模拟出规定的信道模型，然后在模型下测试其吞吐率的大小。MPAC方法采用多个环绕在被测件周围的天线(例如16个)和信道模拟器一起，实现MIMO信道的模拟，是一种直观的方法，但是系统造价非常高、系统校准复杂，如图2所示。辐射两步法第一步获取被测件接收天线方向图，第二步通过获取到的接收方向图与信道模型结合生成吞吐率测试信号，然后将吞吐率测试信号通过辐射的方式馈入到相应的接收机，进而进行吞吐率测试，RTS方法硬件简单高效，系统误差小，稳定性高，如图3所示。RTS由于其各方面优势，已经逐步成为最主流MIMO测试方法。
无线终端测试不仅关心接收性能，发射性能同样重要。目前，下行MIMO测试已经标准化和产业化。然而，针对MIMO无线终端上行MIMO性能测试仍旧在探索之中。由[3]可知，目前的RTS方法分为以下几步：
A、获得所述被测MIMO无线终端的多个天线的天线方向图信息；
B、根据所述被测MIMO无线终端的天线方向图信息与预先设定的MIMO信道传播模型融合，产生测试信号，根据所述测试信号和校准矩阵获得测试用发射信号；
C、将所述测试用发射信号馈入至微波暗室的多个测量天线之中，并通过所述测量天线向所述无线终端发射以对所述无线终端进行测试。
可见，当前RTS方法仅适用于下行MIMO测试，测试信号流的方式是从基站到信道模型然后进入接收机。
现有技术中鲜有能够准确测试无线终端上行性能(发射性能)的测试方法及测试系统。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。
为了实现上述目的，本发明第一方面提出了一种无线终端的无线性能测试方法，所述被测件(无线终端)具有多个发射天线且被置于微波暗室中，包括以下步骤：
A：获得所述被测件的多个发射天线的天线方向图信息，并将该信息导入信道模拟器；
B：在所述微波暗室中选择与所述被测件发射天线相等数量的测试天线，使所述被测件发射天线向选定的所述测试天线发射信号，形成从所述被测件发射天线输出端口到选定的所述测试天线输入端口的信号测试传播矩阵；
C：选定的所述测试天线输入端口接收所述被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，并将该信号发送给所述信道模拟器，信道模拟器接收该信号并对该信号进行处理后获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站；
D：所述模拟基站接收所述模拟基站馈入信号，进行吞吐率测试，实现对所述被测件上行无线性能测试。
根据本发明的一些实施例，所述发射天线的天线方向图信息包括天线增益信息和相位差信息。
根据本发明的一些实施例，所述获得发射天线的天线方向图信息的方法包括：
测试所述被测件发射天线并获得所述天线方向图信息。
根据本发明的一些实施例，所述获得发射天线的天线方向图信息的方法还包括：
对于收发同频系统，发射天线和接收天线的天线方向图信息相同，测试所述被测件接收天线并获得所述天线方向图信息。
根据本发明的一些实施例，所述被测件发射天线输出端口发出的信号可以被任意选定的所述测试天线输入端口接收。
根据本发明的一些实施例，所述测试传播矩阵具有以下特点：
Figure BDA0001879922330000031
其中axy表示从y被测件发射天线输出端口到第x测试天线输入端口的幅度变化，
Figure BDA0001879922330000032
表示从y被测件发射天线输出端口到第x测试天线输入端口的相位变化，A为测试传播矩阵。
根据本发明的一些实施例，选定的所述测试天线输入端口接收所述被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，当所述发射天线输出端口信号和所述测试天线输入端口信号满足以下关系时：
(Bx1,Bx2)T＝A*(x1,x2)T
其中，被测件发射天线输出端口信号为(x1,x2)，通过测试传播矩阵A获得的测试天线输入端口信号为(Bx1,Bx2)，
所述信道模拟器对接收的测试天线输入端口信号进行后续处理的步骤包括：
C101：信道模拟器对接收的所述测试天线输入端口信号进行加载测试传播矩阵逆矩阵处理，得到待运算信号；
C102：信道模拟器结合导入的所述被测件发射天线的天线方向图信息和预设标准对待运算信号加载信道模型公式运算，获得模拟基站馈入信号；
C103：将模拟基站馈入信号发送至模拟基站。
根据本发明的一些实施例，选定的所述测试天线输入端口接收所述被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，当所述发射天线输出端口信号和所述测试天线输入端口信号满足以下关系时：
(Tx1,Tx2)T＝C*(x1,x2)T
(s1,s2)T＝A*(Tx1,Tx2)T
且A*C＝I
其中，原需测试的发射天线输出端口信号为(x1,x2)，加载测试传播矩阵逆矩阵C处理后的实际发射天线输出端口信号为(Tx1,Tx2)，然后通过测试传播矩阵A获得的测试天线输入端口信号为(s1,s2)，I是单位矩阵，
所述信道模拟器对接收的测试天线输入端口信号进行后续处理的步骤包括：
C201：信道模拟器结合导入的所述被测件发射天线的天线方向图信息和预设标准对接收到的所述测试天线输入端口信号加载信道模型公式运算，获得模拟基站馈入信号；
C202：将模拟基站馈入信号发送至模拟基站。
根据本发明的无线终端的无线性能测试方法，测试传播矩阵是把被测件放进暗室就形成的，所以通过加载测试传播矩阵逆矩阵可以达到消除测试传播矩阵的目的。
本发明第二方面提出了一种无线终端的无线性能测试系统，所述无线终端的无线性能测试系统包括：微波暗室、测试天线、信道模拟器、模拟基站，其中，
所述微波暗室用于放置所述测试天线、被测件；
所述测试天线用于接收所述被测件发射天线发出的信号；
所述信道模拟器用于接收选定的所述测试天线输入端口信号，结合所述被测件发射天线的天线方向图信息和预设标准对该信号进行处理，获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站；
所述模拟基站用于接收所述模拟基站馈入信号，进行吞吐率测试，实现对所述被测件上行无线性能测试。
进一步，根据本发明的一些实施例，所述信道模拟器和模拟基站可以集成在一台测试仪表里，也可以分别构成多台测试仪表。
本发明提出了无线终端上行无线性能测试新方法和系统，可以保证测试准确性、便捷性，并且实现简单，成本低。
本发明具有如下优点：
(1)本发明中，吞吐率的测试是在暗室中进行，通过空中接口加载测试用发射信号，不需要把被测件拿出暗室用电缆连接。这使得测试过程是一个连续的过程，操作过程非常方便；
(2)本方法具有先进性，可实现在一般SISO暗室进行上行MIMO吞吐率测试，系统升级改造的成本低，即使建设新的测量系统，造价也较低；
(3)测试既可以得到被测无线终端的天线方向图信息，也可以进行吞吐率的测试，既满足MIMO终端研发过程的需求，有可以作为最终吞吐率测试用；
(4)可以模拟不同的MIMO空间传播模型，灵活性高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是背景技术无线终端所处的多径环境示意图；
图2是背景技术多探头法无线终端测试方法示意图；
图3是背景技术辐射两步法无线终端测试方法示意图；
图4是根据本发明实施例的无线终端的无线性能测试方法流程图；
图5是根据本发明实施例的发射天线方向图信息获取方法示意图；
图6是根据本发明另一实施例的发射天线方向图信息获取方法示意图；
图7是根据本发明实施例的测试传播矩阵示意图；
图8根据本发明另一实施例的无线终端的无线性能测试方法流程图；
图9根据本发明实施例的无线终端的无线性能测试方法结构示意图；
图10根据本发明另一实施例的无线终端的无线性能测试方法流程图；
图11根据本发明另一实施例的无线终端的无线性能测试方法结构示意图；
图12根据本发明实施例的无线终端的无线性能测试系统示意图。
具体实施方式
下面参考附图描述根据本发明第一方面实施例的无线终端的无线性能测试方法，其中，被测件200(无线终端)具有多个发射天线201，被测件200放置于微波暗室301中。同样放置于微波暗室301的测试天线302的个数等于被测件200的发射天线201的个数。
如图4所示，本发明实施例的无线终端的无线性能测试方法，包括以下步骤：
A：步骤101，获得所述被测件200的多个发射天线201的天线方向图信息，并将该信息导入信道模拟器304；
B：步骤102，在所述微波暗室301中选择与所述被测件200的发射天线201相等数量的测试天线302，使所述被测件200的发射天线201向选定的所述测试天线302发射信号，形成从所述被测件200的发射天线输出端口202到选定的所述测试天线输入端口303的信号测试传播矩阵；
C：步骤103，选定的所述测试天线输入端口303接收所述被测件200的发射天线输出端口202发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，并将该信号发送给所述信道模拟器304，信道模拟器304对该信号进行处理后获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站305；
D：步骤104，所述模拟基站305接收所述模拟基站馈入信号，进行吞吐率测试，实现对所述被测件上行无线性能测试。
以下结合附图对第一方面实施例的无线终端的无线性能测试方法步骤进行详细说明。
步骤101，获得被测件200的多个发射天线201的天线方向图信息，并将该信息导入信道模拟器304。其中，天线方向图是天线的重要的性能指标之一，天线方向图信息包括方向图、天线增益和相位差等信息。下面以2×2的MIMO无线终端被测件200为例，介绍获得被测件200的两个发射天线201的天线方向图信息的方法。
具体地，如图5所示，可以通过转动置于微波暗室301中的被测件200和测试天线302的相对位置，测试被测件200的发射天线201获得天线方向图信息。其中，被测件200具有两个发射天线201，即发射天线2011和发射天线2012，具有两个发射机203，即发射机2031和发射机2032，同时，选定和发射天线201数量相等的测试天线302，即测试天线3021和测试天线3022。
首先，打开被测件200发射机203、发射天线201和测试天线302，获取被测件200的每个发射天线201的增益，即获得发射天线2011和发射天线2012的增益。具体地，被测件200每次单独打开一路发射机203，则与打开的发射机203相对应的发射天线201的天线增益可以通过以下公式(1)计算获得。也就是说，打开发射机2031，可以测试并计算获得发射天线2011的天线增益，打开发射机2032，可以测试并计算获得发射天线2012的天线增益。
G＝Pr-PL-Po, (1)
在上述公式(1)中，发射机203的发射功率为Po，微波暗室301整个路损(包含测试天线302增益、链路损耗等)为PL，测试仪表(如可以是集成信道模拟器304和模拟基站305的测试仪表)的接收功率为Pr，则分别计算得出发射天线2011和发射天线2012的天线增益G。
其次，打开被测件200的发射天线201、发射机203和测试天线302，对置于微波暗室301中的被测件200和测试天线302进行转动，获取转动前后每一个角度上发射天线201发射信号的相位差。如在某一个角度上，打开发射机2031和测试仪表(如可以是集成信道模拟器304和模拟基站305的测试仪表)，得到测试仪表的接收功率P1，打开发射机2032和测试仪表，得到测试仪表的接收功率P2，同时打开两个发射机2031、发射机2032和测试仪表，得到测试仪表的接收功率计Pa，则在这个角度上，发射天线2011和发射天线2012间的相位差θ和P1，P2，Pa关系如公式(2)所示，其中，被测件200和测试天线302可以根据测试需要进行多次转动。
Figure BDA0001879922330000071
通过以上方法获得被测件200的发射天线2011和发射天线2012的天线增益信息，以及获得转动前发射天线2011和发射天线2012间的相位差信息和转动后发射天线2011和发射天线2012间的相位差信息，根据上述信息获得发射天线201的天线方向图信息，并将获得的上述天线方向图信息导入信道模拟器304。
同时，如图6所示，对于收发同频系统，也就是发射和接收共用同一天线和收发机，被测件200的发射天线201和被测件200的接收天线204的天线方向图信息是相同的，因此，也可以通过测试被测件200的接收天线204获得天线方向图信息。也就是说，被测件200的接收天线204的方向图信息和被测件200的发射天线201的方向图信息相同。其中，被测件200具有两个接收天线204，即接收天线2041和接收天线2042，具有两个接收机205，即接收机2051和接收机2052，同时，选定和接收天线201数量相等的测试天线302，即测试天线3021和测试天线3022。
首先，打开被测件200接收机205、接收天线204和测试天线302，获取被测件200的每个接收天线204的增益，即获得接收天线2041和接收天线2042的增益。具体地，只需单独打开一个测试天线302，如打开测试天线3021，读取接收机2051和接收机2052的汇报，通过应用公式(3)，分别计算获得接收天线2041和接收天线2042的增益。
G＝PRss-PL-Pu, (3)
其中PRss是接收机205汇报功率，Pu是测试仪表(如可以是集成信道模拟器304和模拟基站305的测试仪表)发射功率，微波暗室301整个路损(包含测试天线302增益、链路损耗等等)为PL，则分别计算得出接收天线2041和接收天线2042的天线增益G。获得的接收天线2041的增益等于发射天线2011的增益，获得的接收天线2042的增益等于发射天线2012的增益。
其次，打开被测件200接收机205、接收天线204和测试天线302，对置于微波暗室301中的被测件200和测试天线302进行转动，获取转动前后每一个角度上接收天线204接收信号的相位差。接收天线2041和接收天线2042间相位差信息可以直接通过读取接收机2051和接收机2052汇报获得。获得的接收天线2041和接收天线2042间相位差信息等于发射天线2011和发射天线2012间的相位差信息。其中，被测件200和测试天线302可以根据测试需要进行多次转动。
通过以上方法获得被测件200的发射天线2011和发射天线2012的天线增益信息，以及获得转动前发射天线2011和发射天线2012间的相位差信息和转动后发射天线2011和发射天线2012间的相位差信息，根据上述信息获得发射天线201的天线方向图信息，并将获得的上述天线方向图信息导入信道模拟器304。
步骤102，在微波暗室301中选择与被测件200的发射天线201相等数量的测试天线302，使被测件200的发射天线201向选定的测试天线302发射信号，形成从被测件200的发射天线输出端口202到选定的测试天线输入端口303的信号测试传播矩阵。
具体的，如图7所示，以2×2的MIMO无线终端作为被测件200为例，被测件200有两个发射天线2011和发射天线2012，同时，选定与发射天线201相同数量的测试天线302，即测试天线3021和测试天线3022。当发射天线201向选定的测试天线302发射信号时，由于发射天线201发出的信号可以被任意选定的测试天线302接收，也就是说，发射天线输出端口2021发出的信号可以被测试天线输入端口3031和测试天线输入端口3032接收，发射天线输出端口2022发出的信号可以被测试天线输入端口3031和测试天线输入端口3032接收。因此，在信号传播过程中，会形成一个信号传播的测试传播矩阵，如图7中虚线部分所示。
本发明总结出信号传播规律，将信号传播的测试传播矩阵用如下公式(4)表示：
Figure BDA0001879922330000081
其中，axy表示从y被测件发射天线输出端口201到第x测试天线输入端口303的幅度变化，
Figure BDA0001879922330000082
表示从y被测件发射天线输出端口201到第x测试天线输入端口303的相位变化，A为测试传播矩阵。
进一步地，步骤103，选定的测试天线输入端口303接收被测件200的发射天线输出端口202发出的发射天线输出端口信号，形成测试天线输入端口信号，并将该信号发送给信道模拟器304，信道模拟器304对该信号进行处理后获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站305。
具体地，如图8-9所示，以2×2的MIMO无线终端作为被测件200为例，被测件200有两个发射天线2011和发射天线2012，发射天线2011具有发射天线输出端口2021，发射天线2012具有发射天线输出端口2022。同时，选定与发射天线201相同数量的测试天线302，即测试天线3021和测试天线3022，测试天线3021具有测试天线输入端口3031，测试天线3022具有测试天线输入端口3032。
如图9所示，测试天线输入端口3031接收被测件200发射天线输出端口2021和发射天线输出端口2022发出的发射天线输出端口信号x1和x2，并形成测试天线输入端口信号Bx1，同时测试天线输入端口3032接收被测件200发射天线输出端口2021和发射天线输出端口2022发出的发射天线输出端口信号x1和x2，并形成测试天线输入端口信号Bx2，上述信号的形成是因为信号在传播过程中产生了测试传播矩阵A，在测试传播矩阵A的影响下，发射天线输出端口信号(x1,x2)以及和测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)就会满足以下关系，用公式(5)表示：
(Bx1,Bx2)T＝A*(x1,x2)T (5)
如图8所示，在满足上述公式(5)的情况下，测试天线输入端口303将测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)发给信道模拟器304，信道模拟器304对接收的测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)进行后续处理，处理的步骤包括：
C101：步骤1031，信道模拟器304对接收的测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)进行加载测试传播矩阵逆矩阵B处理，得到待运算信号(s1,s2)，其公式(6)如下：
(s1,s2)T＝B*(Bx1,Bx2)T (6)
测试传播矩阵是不能避免的，所以通过加载测试传播矩阵逆矩阵可以达到消除测试传播矩阵的目的。
C102：步骤1032，信道模拟器304结合导入的被测件200发射天线201的天线方向图信息和预设标准对待运算信号(s1,s2)加载信道模型公式运算，获得模拟基站馈入信号(y1,y2)。
具体地，在进行加载信道模型公式运算时，运算需要的被测件200发射天线201的天线方向图信息通过步骤101获得，已导入信道模拟器304。预设标准包括信道模型和基站接收方向图信息等，是现有技术标准已知数据。信道模拟器304结合导入的被测件200发射天线201的天线方向图信息和预设标准对待运算信号(s1,s2)加载信道模型公式运算，相关信道模型运算公式包括公式(7)-(9)，公式(7)-(9)属于现有标准运算公式：
(y1,y2,…,yU)T＝H(t)*(x1,x2,…,xS)T (7)
上述公式表示从S×U的MIMO无线终端被测件200的S个发射天线输出端口202发出的信号(x1,x2,…,xS)到模拟基站305U个端口的信号(y1,y2,…,yU)。
其中H(t)是U×S信道模型，其第u行s列元素hu,s(t)可以表示为：
Figure BDA0001879922330000091
hn,u,s(t)是hu,s(t)中的第n个元素，代表信道模型的一个传播路径。
Figure BDA0001879922330000101
Figure BDA0001879922330000102
和
Figure BDA0001879922330000103
是被测件200第s个发射天线201的增益信息，
Figure BDA0001879922330000104
是信道模型复增益，
Figure BDA0001879922330000105
和
Figure BDA0001879922330000106
是模拟基站305第u个接收天线增益，
Figure BDA0001879922330000107
和
Figure BDA0001879922330000108
是发射天线201发射信号的出发角度和测试天线302接收信号的接收角度，
Figure BDA0001879922330000109
和
Figure BDA00018799223300001010
是发射天线201发射信号的相位和测试天线302接收信号的相位偏移，λ是波长，kv代表多普勒影响。
信道模拟器304结合导入的被测件200发射天线201的天线方向图信息和预设标准对待运算信号(s1,s2)加载上述信道模型公式运算，可以获得模拟基站馈入信号(y1,y2)，相关公式为：
(y1,y2)T＝H(t)*(s1,s2)T (10)
令
B*A＝I (11)
其中I是单位矩阵，H(t)是信道模型，结合公式(5)(6)(10)(11)则
(y1,y2)T＝H(t)*(x1,x2)T (12)
C103：步骤1033，将模拟基站馈入信号(y1,y2)发送至模拟基站305。
根据其他一些实施例，如图10-11所示，以2×2的MIMO无线终端作为被测件200为例，被测件200有两个发射天线2011和发射天线2012，发射天线2011具有发射天线输出端口2021，发射天线2012具有发射天线输出端口2022。同时，选定与发射天线201相同数量的测试天线302，即测试天线3021和测试天线3022，测试天线3021具有测试天线输入端口3031，测试天线3022具有测试天线输入端口3032。
如图11所示，原需测试的发射天线输出端口信号为(x1,x2)，但在发生信号之前，被测件200先对原需测试的发射天线输出端口信号(x1,x2)加载测试传播矩阵逆矩阵C处理后，则实际发射天线输出端口信号为(Tx1,Tx2)，发射天线201将上述实际的发射天线输出端口信号(Tx1,Tx2)发送给测试天线302后，测试天线输入端口3031接收被测件200发射天线输出端口2021和发射天线输出端口2022发出的发射天线输出端口信号Tx1和Tx2,并再次通过测试传播矩阵A的作用形成测试天线输入端口信号S1，同时测试天线输入端口3032接收被测件200发射天线输出端口2021和发射天线输出端口2022发出的发射天线输出端口信号Tx1和Tx2,并再次通过测试传播矩阵A的作用形成测试天线输入端口信号S2。此时，原需测试的发射天线输出端口信号(x1,x2)，实际的发射天线输出端口信号(Tx1,Tx2)以及测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)满足以下关系。如公式(5)表示：
(Tx1,Tx2)T＝C*(x1,x2)T (13)
(s1,s2)T＝A*(Tx1,Tx2)T (14)
且A*C＝I (15)
测试传播矩阵是不能避免的，所以通过在发射信号前先加载测试传播矩阵逆矩阵在发射信号的方式，也可以达到消除测试传播矩阵的目的。
需要说明的是，测试传播矩阵逆矩阵C和前述测试传播矩阵逆矩阵B可以是同一测试传播矩阵逆矩阵，也可以是不同测试传播矩阵逆矩阵，如两者分别为左逆和右逆测试传播矩阵逆矩阵。
如图10所示，在满足上述公式(13)-(15)的情况下，测试天线输入端口303将测试天线输入端口信号(s1,s2)发给信道模拟器304，信道模拟器304对接收的测试天线输入端口信号(s1,s2)进行后续处理，处理的步骤包括：
C201：步骤1034，信道模拟器304结合导入被测件200发射天线201的天线方向图信息和预设标准对接收到的测试天线输入端口信号(s1,s2)加载信道模型公式运算，获得模拟基站馈入信号(y1,y2)。
具体地，在进行加载信道模型公式运算时，运算需要的被测件200发射天线201的天线方向图信息通过步骤101获得，已导入信道模拟器204。预设标准包括信道模型和基站接收方向图信息等，是现有技术标准已知数据。信道模拟器304结合导入的被测件200发射天线201的天线方向图信息和预设标准对待运算信号(s1,s2)加载信道模型公式运算，相关信道模型运算公式包括公式(7)-(9)，相关公式此处不复述。最后可以获得模拟基站馈入信号(y1,y2)，相关公式为：
(y1,y2)T＝H(t)*(s1,s2)T (16)
结合公式(13)-(16)则
(y1,y2)T＝H(t)*(x1,x2)T (17)
C202：步骤1035，将模拟基站馈入信号(y1,y2)发送至模拟基站305。
对比图8、9以及图10、11可以发现，两种方法的可以概括为：前者是测试天线输入端口303接收发射天线输出端口信号(x1,x2)，并形成测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)，信道模拟器304对测试天线输入端口信号(Bx1,Bx2)进行加载测试传播矩阵逆矩阵处理，得到待运算信号(s1,s2)，并对该信号加载信道模型公式运算，得到模拟基站馈入信号(y1,y2)；后者是被测件200对原需测试的发射天线输出端口信号(x1,x2)先进行加载测试传播矩阵逆矩阵处理，得到实际的发射天线输出端口信号(Tx1,Tx2)，测试天线输入端口303接收发射天线输出端口信号(Tx1,Tx2)，并形成测试天线输入端口信号(s1,s2)，信道模拟器304对测试天线输入端口信号(s1,s2)加载信道模型公式运算，得到模拟基站馈入信号(y1,y2)。两者只是加载测试传播矩阵逆矩阵处理的步骤一个在被测件发射信号后，一个在被测件发射信号前，但最终得到的模拟基站馈入信号(y1,y2)是一致的。
进一步的，如图9、11所示，步骤104，模拟基站305接收模拟基站馈入信号(y1,y2)，进行吞吐率测试，实现对所述被测件200上行无线性能测试。
根据本发明实施例的无线终端的无线性能测试方法，模拟基站305接收到的模拟基站馈入信号(y1,y2)完全符合信道模型对MIMO OTA测试的规定。该方法实现了MIMO无线设备上行无线性能测试。本方法具有先进性，可实现在一般SISO暗室进行上行MIMO吞吐率测试。
本发明提出了无线终端上行无线性能测试新方法，可以保证测试准确性、便捷性，并且实现简单，成本低。
本发明具有如下优点：
(1)本发明中，吞吐率的测试是在暗室中进行，通过空中接口加载测试用发射信号，不需要把被测件拿出暗室用电缆连接。这使得测试过程是一个连续的过程，操作过程非常方便；
(2)本方法具有先进性，可实现在一般SISO暗室进行上行MIMO吞吐率测试，系统升级改造的成本低；
(3)测试既可以得到被测无线终端的天线方向图信息，也可以进行吞吐率的测试，既满足MIMO终端研发过程的需求，有可以作为最终吞吐率测试用；
(4)可以模拟不同的MIMO空间传播模型，灵活性高。
下面参考附图描述根据本发明第二方面实施例的无线终端的无线性能测试系统。
如图12所示，无线终端的无线性能测试系统包括微波暗室301、测试天线302、信道模拟器304、模拟基站305。其中，
微波暗室301用于放置测试天线302、被测件200；
测试天线302具有测试天线输入端口303，利用该端口接收所述被测件200发射天线201的发射天线输出端口202发出的发射天线输出端口信号；
信道模拟器304用于接收选定的所述测试天线302的测试天线输入端口303发出的测试天线输入端口信号，结合被测件200发射天线201的天线方向图信息和预设标准对该信号进行处理，获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站305；
模拟基站305用于接收模拟基站馈入信号，进行吞吐率测试，实现对所述被测件200上行无线性能测试。
需要说明的是，信道模拟器304和模拟基站305可以集成在一台测试仪表里，也可以分别构成多台测试仪表。如图12所示，信道模拟器304和模拟基站305分别构成多台测试仪表，如图5、6所示，信道模拟器304和模拟基站305集成在一台测试仪表里。
本发明提出了无线终端上行无线性能测试新系统，可以保证测试准确性、便捷性，并且实现简单，成本低。
本发明具有如下优点：
(1)本发明中，吞吐率的测试是在暗室中进行，通过空中接口加载测试用发射信号，不需要把被测件拿出暗室用电缆连接。这使得测试过程是一个连续的过程，操作过程非常方便；
(2)本方法具有先进性，可实现在一般SISO暗室进行上行MIMO吞吐率测试，系统升级改造的成本低，即使建设新的测量系统，造价也较低；
(3)测试既可以得到被测无线终端的天线方向图信息，也可以进行吞吐率的测试，既满足MIMO终端研发过程的需求，有可以作为最终吞吐率测试用；
(4)可以模拟不同的MIMO空间传播模型，灵活性高。

Claims (10)

1.一种无线终端的无线性能测试方法，被测件为所述无线终端，其特征在于，所述被测件具有多个发射天线且被置于微波暗室中，所述方法包括以下步骤：
A：获得所述被测件的多个发射天线的天线方向图信息，并将该信息导入信道模拟器；
B：在所述微波暗室中选择与所述被测件发射天线相等数量的测试天线，使所述被测件发射天线向选定的所述测试天线发射信号，形成从所述被测件发射天线输出端口到选定的所述测试天线输入端口的信号测试传播矩阵；
C：选定的所述测试天线输入端口接收所述被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，并将该信号发送给所述信道模拟器，信道模拟器接收该信号并对该信号进行处理后获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站；
D：所述模拟基站接收所述模拟基站馈入信号，进行吞吐率测试，实现对所述被测件上行无线性能测试。
2.根据权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述发射天线的天线方向图信息包括天线增益信息和相位差信息。
3.根据权利要求1-2任一项所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述获得发射天线的天线方向图信息的方法包括：
测试所述被测件发射天线并获得所述天线方向图信息。
4.根据权利要求1-2任一项所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述获得发射天线的天线方向图信息的方法还包括：
对于收发同频系统，发射天线和接收天线的天线方向图信息相同，测试所述被测件接收天线并获得所述天线方向图信息。
5.根据权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述被测件发射天线输出端口发出的信号可以被任意选定的所述测试天线输入端口接收。
6.根据权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，所述测试传播矩阵具有以下特点：
Figure FDA0001879922320000011
其中axy表示从y被测件发射天线输出端口到第x测试天线输入端口的幅度变化，
Figure FDA0001879922320000012
表示从y被测件发射天线输出端口到第x测试天线输入端口的相位变化，A为测试传播矩阵。
7.根据权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，选定的所述测试天线输入端口接收所述被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，当所述发射天线输出端口信号和所述测试天线输入端口信号满足以下关系时：
(Bx1,Bx2)T＝A*(x1,x2)T
其中，被测件发射天线输出端口信号为(x1,x2)，通过测试传播矩阵A获得的测试天线输入端口信号为(Bx1,Bx2)，
所述信道模拟器对接收的测试天线输入端口信号进行后续处理的步骤包括：
C101：信道模拟器对接收的所述测试天线输入端口信号进行加载测试传播矩阵逆矩阵处理，得到待运算信号；
C102：信道模拟器结合导入的所述被测件发射天线的天线方向图信息和预设标准对待运算信号加载信道模型公式运算，获得模拟基站馈入信号；
C103：将模拟基站馈入信号发送至模拟基站。
8.根据权利要求1所述的无线终端的无线性能测试方法，其特征在于，选定的所述测试天线输入端口接收所述被测件发射天线输出端口发出的发射天线输出端口信号，形成所述测试天线输入端口信号，当所述发射天线输出端口信号和所述测试天线输入端口信号满足以下关系时：
(Tx1,Tx2)T＝C*(x1,x2)T
(s1,s2)T＝A*(Tx1,Tx2)T
且A*C＝I
其中，原需测试的发射天线输出端口信号为(x1,x2)，加载测试传播矩阵逆矩阵C处理后的实际发射天线输出端口信号为(Tx1,Tx2)，然后通过测试传播矩阵A获得的测试天线输入端口信号为(s1,s2)，I是单位矩阵，
所述信道模拟器对接收的测试天线输入端口信号进行后续处理的步骤包括：
C201：信道模拟器结合导入的所述被测件发射天线的天线方向图信息和预设标准对接收到的所述测试天线输入端口信号加载信道模型公式运算，获得模拟基站馈入信号；
C202：将模拟基站馈入信号发送至模拟基站。
9.一种无线终端的无线性能测试系统，其特征在于，所述无线终端的无线性能测试系统包括：微波暗室、测试天线、信道模拟器、模拟基站，其中，
所述微波暗室用于放置所述测试天线、被测件；
所述测试天线用于接收所述被测件发射天线发出的信号；
所述信道模拟器用于接收选定的所述测试天线输入端口信号，结合所述被测件发射天线的天线方向图信息和预设标准对该信号进行处理，获得模拟基站馈入信号，并将模拟基站馈入信号发送至模拟基站；
所述模拟基站用于接收所述模拟基站馈入信号，进行吞吐率测试，实现对所述被测件上行无线性能测试。
10.根据权利要求9所述的无线终端的无线性能测试系统，其特征在于，所述信道模拟器和模拟基站可以集成在一台测试仪表里，也可以分别构成多台测试仪表。
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