CN111565082A - 一种射频矩阵及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频矩阵及测试系统，所述射频矩阵为M×N射频矩阵；包括M个第一端口和N个第二端口，每个第一端口均连接一个一分N功分/合路器的主口，每个所述一分N功分/合路器的分口与每个一分M功分/合路器的分口一一对应连接；所述M×N射频矩阵还包括双工模块，所述双工模块将M×N射频矩阵分为M×N路上行信道和M×N路下行信道，每路上行信道和每路下行信道均设有移相模块，解决了目前FDD模拟测试设备结构复杂、成本高、效率低下的问题。

Description

一种射频矩阵及测试系统

技术领域

本发明涉及通信测试技术领域，特别涉及一种射频矩阵及测试系统。

背景技术

目前随着多输入多输出系统(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)技术的不断发展，频分双工模式(FDD，Frequency-division Duplex)技术也不断成熟、终端越来越丰富，在全球的越来越广泛。但目前针对FDD的测试解决方案还不够成熟，仍然使用传统FDD(Frequency-division Duplex频分双工)的测试解决方法，但由于FDD信道的复杂性，传统的测试方案较为复杂，且传统的FDD的测试方案没有一套理想的实验室测试系统及环境来模拟这类信道，使得传统FDD的测试方案较为复杂。目前针对FDD的测试解决方案还不够成熟，目前的测试方案均是针对研发阶段测试，结构复杂、操作不便、环境搭建缓慢，性价比较低。尤其针对超大规模天线阵列基站多通道波束合成性能验证，业界没有便捷的、高效的系统解决方案。

因此，针对目前FDD的发展及测试需求，亟需提出一种射频矩阵及测试系统的技术方案，能够简化操作流程、提高测试效率，并且能够服务于全球蜂窝通信，特别业界内的基站设备商、天线设备商、运营商、终端商、科研院所等机构。

发明内容

本发明提供本发明的目的在于提供一种射频矩阵及测试系统，解决传统的测试方案复杂、无法在实验室模拟信道进行测试的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了：

一种射频矩阵，包括M个第一端口和N个第二端口，每个第一端口均连接一个一分N功分/合路器的主口，每个第二端口均连接一个一分M功分/合路器的主口，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间连接有移相模块以形成一个射频信道；

所述射频矩阵还包括双工模块，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间还连接有所述双工模块，或者，每个第一端口和一个一分N功分/合路器的主口之间连接有所述双工模块，每个第二端口和一个一分M功分/合路器的主口之间连接有所述双工模块；

所述双工模块将射频矩阵中的射频信道分为M×N路上行信道和M×N路下行信道，每路上行信道和每路下行信道均连接有移相模块。

进一步地、当双工模块连于所述一分N功分/合路器的分口与所述一分M功分/合路器的分口之间时，所述双工模块的个数为M×N×2个，所述一分N功分/合路器的个数为M个，所述一分M功分/合路器的个数为N个，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间连有两个双工模块，其中，一个双工模块的主口连接一分N功分/合路器的分口，另一个双工模块的主口连接一分M功分/合路器的分口，两个双工模块的分口之间连有两个移相模块以形成上行信道和下行信道。

进一步地、当双工模块连于所述一分N功分/合路器的主口与第一端口之间和所述一分M功分/合路器的主口与第二端口之间时，所述双工模块的个数为M+N个，所述一分N功分/合路器的个数为2×M个，所述一分M功分/合路器的个数为2×N个，每个第一端口均连接一个双工模块的主口且该双工模块的分口连接两个一分N功分/合路器的主口，每个第二端口均连接一个双工模块的主口且该双工模块的分口连接两个一分M功分/合路器的主口。

进一步地、所述双工模块为以下一种：一个双工器、一个环行器。

进一步地、所述双工模块为以下一种：多个环行器的组合、双工器和环行器的组合、双工器和隔离器的组合、环行器和隔离器的组合。

进一步地、所述双工模块包括：单个双工器和两个环行器，两个环行器的一端分别与双工器的输入端和输出端连接。

进一步地、所述双工模块包括：单个环行器和两个隔离器，两个隔离器分别与环行器的不同端连接。

进一步地、所述双工模块包括：单个双工器和两个隔离器，两个隔离器分别与双工器的不同端连接。

进一步地、所述移相模块是以下中的任一种：移相组件、移相衰减组件、移相组件和衰减组件的组合。

另一方面、本发明提供一种测试系统，包括控制装置和上述任一项所述的射频矩阵；

所述控制装置与所述射频矩阵连接，所述控制装置用于获取目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值，并根据各所述每个信道的相位设值调整对应信道的相位值。

本发明提供的一种双工制式的射频矩阵及测试系统，具有如下有益效果：

(1)本发明提供的测试系统能够在有限的试验环境下模拟FDD制式的传输特性，精确测试FDD制式下基站或终端的相关性能。

(2)利用本发明提供的测试系统能够通过用户输入的目标波束角度，反向计算出每个信道的相位值，在调节角度的同时，得到终端上报的相关测试数据，分析测试数据是否符合预期，用户操作简单。

(3)本发明提供的测试系统中利用双工模块将上行信道和下行信道分离，对外仍是一个整体M×N的射频矩阵，实际是有两路M×N的信道，上行信道与下行信道不会相互干扰，测试精度高。

综上所述，本发明提供的一种射频矩阵及测试系统通过一分N功分/合路器、双工模块、移相模块及一分M功分/合路器等设备，搭建了FDD模拟测试设备，解决了目前FDD模拟测试设备结构复杂、成本高、效率低下的问题，提高了测试效率的同时保证了测试结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。

图1为本发明实施例提供的第一种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第三种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第四种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第五种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第六种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第七种双工制式的射频矩阵的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第一种双工模块的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第二种双工模块的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的第三种双工模块的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的第四种双工模块的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的第五种双工模块的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的第六种双工模块的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的一种信息流方向的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种基站天线振源排布示意图；

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的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。

本发明针对FDD的现阶段测试需求，开发的一种模拟频分双工(FDD)制式的传输特性的射频矩阵、性能测试系统和方法，服务于全球蜂窝通信业界。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

如图1-7所示，本发明提供一种射频矩阵，所述射频矩阵为M×N射频矩阵；包括M个第一端口和N个第二端口，每个第一端口均连接一个一分N功分/合路器的主口，每个第二端口均连接一个一分M功分/合路器的主口，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间连接有移相模块以形成一个射频信道，其中，功分/合路器即可将多路信号合成一路，也可以将一路信号分为多路信号。

一分N功分/合路器用于将一个第一端口传输的一路原始信号分为N路信号传输至每个一分M功分/合路器的一个分口，或将每个一分M功分/合路器的一个分口的N路原始信号合为一路信号传输至第一端口；一分M功分/合路器用于将一个第二端口传输的一路原始信号分为M路信号传输至每个一分N功分/合路器的一个分口，或将每个一分N功分/合路器的一个分口的M路原始信号合为一路信号传输至第二端口。

所述射频矩阵还包括双工模块，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间还连接有所述双工模块，或者，每个第一端口和一个一分N功分/合路器的主口之间连接有所述双工模块，每个第二端口和一个一分M功分/合路器的主口之间连接有所述双工模块。

所述双工模块将射频矩阵中的射频信道分为M×N路上行信道和M×N路下行信道，每路上行信道和每路下行信道均连接有移相模块。

M×N射频矩阵用于将基站发出的M路下行原始信号通过M×N路下行信道转换为N路下行接收信号发送给终端；M×N射频矩阵还用于将终端发出的N路上行原始信号通过M×N路上行信道转换为M路上行接收信号发送给基站。

其中，双工模块具有一个主口和两个分口，其中，主口是公共口，能接收和发射信号，一个分口用于接收信号，另一个分口用于发射信号。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，当双工模块连于所述一分N功分/合路器的分口与所述一分M功分/合路器的分口之间时，所述双工模块的个数为M×N×2个，所述一分N功分/合路器的个数为M个，所述一分M功分/合路器的个数为N个，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间连有两个双工模块，其中，一个双工模块的主口连接一分N功分/合路器的分口，另一个双工模块的主口连接一分M功分/合路器的分口，两个双工模块的分口之间连有两个移相模块以形成上行信道和下行信道。

具体的，所述射频矩阵包括：依次连接的M个一分N功分/合路器、N×M个第一双工模块、N×M×2个移相模块、M×N个第二双工模块和N个一分M功分/合路器；

示例地、如图1-3所示，每个一分N功分/合路器的主口通过第一端口均可以与基站的振源连接，其连接方式可以是传导通信的方式连接，每个一分N功分/合路器的N个分口可以与N个第一双工模块的主口一一对应连接，本说明书实施例以双工器为例，每个第一双工模块的分口可以与一个第一移相模块的一端一一对应连接，第一移相模块的另一端可以与第二双工模块的分口连接，第二双工模块的主口按照所述一分N功分/合路器的通信地址与对应的一分M功分/合路器的分口连接，一分M功分/合路器的主口在将所有对应的第二双工模块传输的信号进行合路并传输至目标终端。图14为本发明实施例提供的一种信息流方向的结构示意图，如图14所示，基站的振源发送下行的原始信号经过一分N功分/合路器拆分成N条相同的信号，每条信号经过第一双工模块、移相模块和第二双工模块传输至对应的一分M功分/合路器，经过一分M功分/合路器的整合再传输至目标终端，以构成M×N路下行信道。目标终端发送上行的原始信号时，经过一分M功分/合路器拆分成M条相同的信号，每条信号经过第二双工模块、移相模块和第一双工模块传输至对应的一分N功分/合路器，经过一分N功分/合路器的整合在传输至基站，以构成M×N路上行信道。

在上述实施例基础上，本说明书另一个实施例中，当双工模块连于所述一分N功分/合路器的主口与第一端口之间和所述一分M功分/合路器的主口与第二端口之间时，所述双工模块的个数为M+N个，所述一分N功分/合路器的个数为2×M个，所述一分M功分/合路器的个数为2×N个，每个第一端口均连接一个双工模块的主口且该双工模块的分口连接两个一分N功分/合路器的主口，每个第二端口均连接一个双工模块的主口且该双工模块的分口连接两个一分M功分/合路器的主口。

示例地、如图5-7所示，所述射频矩阵包括：依次连接的M个第三双工模块、2×M个一分N功分/合路器、N×M×2个移相模块、2×N个一分M功分/合路器和N个第四双工模块；

每个第三双工模块的主口通过第一端口均可以与基站的振源连接，其连接方式可以是传导通信的方式连接，每个第三双工模块的分口可以与一个一分N功分/合路器的主口一一对应连接，一分N功分/合路器的分口一一对应连接第二移相模块的一端，第二移相模块的另一端按照一分N功分/合路器的通信地址对应连接一分M功分/合路器的分口，一分M功分/合路器的主口按照第三双工模块的通信地址连接第四双工模块的分口，第四双工模块的主口第二端口连接目标终端。基站的振源发送下行的原始信号经过第三双工模块传输至一分N功分/合路器，经过一分N功分/合路器拆分成N条相同的信号，每条信号经过移相模块后经过一分M功分/合路器的汇聚传输至对应的第四双工模块，经过第四双工模块后在传输至目标终端，以构成M×N路下行信道。目标终端发送上行的原始信号经过第四双工模块传输至一分N功分/合路器，经过一分N功分/合路器拆分成M条相同的信号，每条信号经过移相模块后经过一分M功分/合路器的汇聚传输至对应的第四双工模块，经过第四双工模块后在传输至基站，以构成M×N路上行信道。

可以理解的是，一分N功分/合路器和一分M功分/合路器均可以将一路信号进行拆分成两路或多路输出相等或不相等的信号，也可以将两路或多路输出相等或不相等的信号汇聚成一路信号。

需要说明的是，M个一分N功分/合路器、N×M个第一双工模块、N×M×2个移相模块、M×N个第二双工模块和N个一分M功分/合路器之间，或M个第三双工模块、2×M个一分N功分/合路器、N×M×2个移相模块、2×N个一分M功分/合路器和N个第四双工模块之间均采用射频电缆的方式进行连接。

本发明提供的双工性能测试系统能够在有限的试验环境下模拟FDD制式的传输特性，精确测试FDD制式下基站或终端的相关性能。利用本发明提供的双工性能测试系统能够通过用户输入的目标波束角度，反向计算出每个信道的相位值，在调节角度的同时，得到终端上报的相关测试数据，分析测试数据是否符合预期，用户操作简单。本发明提供的双工性能测试系统中利用双工模块将上行信道和下行信道分离，对外构成一个M×N射频矩阵，实际是有两路M×N的信道，上行信道与下行信道不会相互干扰，测试精度高。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述双工模块为以下一种：一个双工器、一个环行器。

具体的，图8为本发明实施例提供的第一种双工模块的结构示意图，如图8所示，所述双工模块可以是一个双工器，双工器有3个端，定义上行信道是端a和端b之间的通道，定义下行是端c和端a之间的通道。上行信道和下行信道允许通过的信号不同，达到双工的目的。

所述双工模块可以是一个环行器，图9为本发明实施例提供的第二种双工模块的结构示意图，如图9所示，环行器有3个端，定义下行信道是端d至端e的通道，定义上行信道是端f至端d的通道，定义中间信道是端e至端f的通道。通道上行信道、中间信道和下行信道均为单向通道，达到双工的目的。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述双工模块为以下一种：多个环行器的组合、双工器和环行器的组合、双工器和隔离器的组合、环行器和隔离器的组合。

可以理解的是，双工模块可以是多个环行器组合、双工器和环行器的组合、双工器和隔离器的组合、环行器和隔离器的组合。通过组合，可以提高信道间的隔离度。

示例地，如图10所示，图10为本发明实施例提供的第三种双工模块的结构示意图；双工模块可以为三个环形器的组合，即双工模块包括第一环形器、第二环形器和第三环形器，第一环形器的第一端d可以连接第一端口或一分N功分/合路器的N个输出端口中的一个或连接M个第一端口，第一环形器的第二端e与第二环形器的第一端d连接，第一环形器的第三端f与第三环形器的第一端d连接，第二环形器的第二端e与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接，第二环形器的第三端f与第三环形器的第二端e均连接负载，第三环形器的第三端f与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述双工模块包括：单个双工器和两个环行器，两个环行器的一端分别与双工器的输入端和输出端连接。

具体的，如图11所示，图11为本发明实施例提供的第四种双工模块的结构示意图，双工模块可以为一个双工器和两个环形器的组合，即双工模块包括双工器、第一环形器和第二环形器，双工器的第一端a可以连接第一端口或一分N功分/合路器的N个输出端口中的一个或连接M个第一端口，双工器的第二端b与第一环形器的第一端d连接，双工器的第三端c与第二环形器的第一端d连接，第一环形器的第二端e与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接，第一环形器的第三端f与第二环形器的第二端e均连接负载，第二环形器的第三端f与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述双工模块包括：单个环行器和两个隔离器，两个隔离器分别与环行器的不同端连接。

具体的，如图12所示，图12为本发明实施例提供的第五种双工模块的结构示意图，双工模块可以为一个环形器和两个隔离器的组合，即双工模块包括环形器、第一隔离器和第二隔离器，环形器的第一端d可以连接第一端口或一分N功分/合路器的N个输出端口中的一个或连接M个第一端口，环形器的第二端e与第一隔离器的第一端g1连接，环形器的第三端f与第二隔离器的第二端g2连接，第一隔离器的第二端g2与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接，第二隔离器的第一端g1与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述双工模块包括：单个双工器和两个隔离器，两个隔离器分别与双工器的不同端连接。

具体的，如图13所示，图13为本发明实施例提供的第六种双工模块的结构示意图，双工模块可以为一个双工器和两个隔离器的组合，即双工模块包括双工器、第一隔离器和第二隔离器，环形器的第一端a可以连接第一端口或一分N功分/合路器的N个输出端口中的一个或连接M个第一端口，双工器的第二端b与第一隔离器的第一端g1连接，双工器的第三端c与第二隔离器的第二端g2连接，第一隔离器的第二端g2与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接，第二隔离器的第一端g1与移相模块、一分N功分/合路器的输入端或输出端连接。

本说明书实施例提供的双工制式的射频矩阵能够保证上行信道和下行信道传播的无线环境受频率选择性衰落较低，保证测试结果的准确性。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述第一移相模块和所述第二移相模块为以下一种：移相组件、移相组件及衰减组件、移相衰减组件。

具体的，第一移相模块和第二移相模块可以是能够调节原始波束角度的移相组件，也可以是能够调节原始波束角度和增益的移相组件及衰减组件、移相衰减组件，可以理解的是移相衰减组件为移相组件及衰减组件集成在一个组件中的组件。

本说明书实施例中第一移相模块和第二移相模块既可以调整原始信号的相位值和增益，能够提高双工制式的射频矩阵的适应性内部连接结构的稳定性。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，如图2和图6所示，当所述第一移相模块和所述第二移相模块为所述移相组件时，还包括：N个第一衰减组件，每个所述第一衰减组件的一端与所述第一一分M功分/合路器一一对应连接，所述第一衰减组件的另一端用于连接所述目标终端；

或，还包括：2×N个第二衰减组件，所述第二衰减组件的一端与所述第二一分M功分/合路器一一对应连接，所述第二衰减组件的另一端用于连接所述目标终端。

可以理解的是，第二衰减组件的个数可以是N个或2×N个，具体的设置位置可以根据实际需要进行设置，可以设置在基站、第一一分N功分/合路器、第一双工模块、第一移相模块、第二双工模块、第一一分M功分/合路器和目标终端的任意位置，也可以设置在基站、第三双工模块、第二一分N功分/合路器、第二移相模块、第二一分M功分/合路器、第四双工模块和目标终端的任意位置。

本说明书实施例中第一移相模块和第二移相模块既可以调整原始波束的相位值和增益，能够提高双工制式的射频矩阵的适应性内部连接结构的稳定性。

实施例2

一种测试系统包括控制装置、实施例1中的M×N射频矩阵、供电系统和机箱框架。

所述控制装置与所述M×N射频矩阵连接，所述控制装置用于获取目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值，并根据各所述每个信道的相位设值调整对应信道的移相及衰减模块或移相模块的相位值。

M×N射频矩阵包括M×N射频矩阵，M×N射频矩阵包括M个第一端口和N个第二端口。M个第一端口连接基站，N个第二端口连接终端，基站发出M路原始信号，M×N射频矩阵接收基站发出的M路原始信号并将M路原始信号转换为N路接收信号，并经N个第二端口发送给终端。

M×N射频矩阵还包括双工模块、移相模块、分路器。分路器包括一分N功分/合路器和一分M功分/合路器，本实施例中一分N功分/合路器为一分N射频一分N功分/合路器，一分M功分/合路器为1/M射频一分M功分/合路器。

每个第一端口处都设有一分N射频一分N功分/合路器，一分N射频一分N功分/合路器的主口接收一路原始信号，并将这一路原始信号分为N路信号，M个第一端口处设有M个一分N射频一分N功分/合路器，每个一分N射频一分N功分/合路器将每个第一端口的原始信号分为N路信号；每个第二端口处都设有1/M射频一分M功分/合路器，1/M射频一分M功分/合路器的主口将M路原始信号合为一路接收信号。

双工模块将M×N射频矩阵分为M×N路上行信道和M×N路下行信道。M×N射频矩阵对外看似是M×N的射频矩阵，实际是由两个M×N路信道+双工模块组成，包含了M×N×2路信道，其中一路为M×N上行信道，一路为M×N路下行信道。

基站发出的M路下行原始信号通过M×N路下行信道转换为N路下行接收信号发送给终端；终端发出的N路上行原始信号通过M×N路上行信道转换为M路上行接收信号发送给基站。

在实施例2中，每路上行信道和每路下行信道均设有移相模块。优选地，在本实施例中，双工模块位于一分N功分/合路器和一分M功分/合路器之间，即每个一分N功分/合路器和移相模块之间设有双工模块，且每个一分M功分/合路器和移相模块之间均设有双工模块。具体地，参见图1所示，一分N射频一分N功分/合路器的每个分口均接一双工器的主口，双工器的每个分口接移相模块，1/M射频一分M功分/合路器的每个分口均接一个双工器，双工器的每个分口接上述的移相模块。

由于每路上行信道和每路下行信道均设有移相模块，所以本发明中M×N射频矩阵包括M×N×2路移相模块。优选地，M×N射频矩阵中，M为2、4、8、16、32、64、128、256中的一种，N为2、4、8、16、32、64、128、256中的一种。

控制装置与M×N射频矩阵连接，控制装置用于获取目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值，并根据各信道的相位设值调整对应信道的移相模块的相位值。

优选地，预设模型为：

PS＝(j-1)×2π×Di/λ×SIN(θ)+(i-1)×2π×Dj/λ×SIN(φ)

其中，与M个第一端口对接的基站天线的振源为i×j的面阵，Di为横向相邻振源的间距，Dj为纵向相邻振源的间距，θ为波束的水平方向角度，φ为波束的垂直方向角度，λ为波长。

参见图15，基站天线振源排布示意图，与M个第一端口对接的基站天线的振源为i×j的面阵，其中i×j等于M。

此外，供电系统用于向控制装置和M×N射频矩阵供电，上述控制装置、M×N射频矩阵和供电系统均安装在机箱框架内，共同构成了频分双工制式性能测试系统。

本系统在使用时，测试方法包括以下内容。

将M个第一端口连接基站设备的T/R端口，用于接收基站设备发出的M路下行(DL)原始信号，或用于将上行(UL)接收信号传递给基站设备；将N个第二端口连接终端设备的每个T/R端口或R端口，用于将下行(DL)接收信号传递给终端，或用于将上行(UL)原始信号传递给终端设备。

参见图14，信息流的传递方向为基站设备发出的M路下行原始信号通过M×N路下行信道转换为N路下行接收信号发送给终端；将终端发出的N路上行原始信号通过M×N路上行信道转换为M路上行接收信号发送给基站。

其中，用户在控制装置中输入目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值；根据各所述每个信道的相位设值调整对应信道的移相模块的相位值。

在测试时，输入不同的目标波束角度，调节对应通道的相位值，得到终端上报的测试数据，测试数据包括吞吐率、信噪比、误码率、MCS值等参数及参数变化，将所述测试数据与预期数据进行对比，分析基站或终端性能。

本发明提供的测试系统能够在有限的试验环境下模拟FDD制式的传输特性，精确测试FDD制式下基站或终端的相关性能。利用本发明提供的测试系统能够通过用户输入波束角度，反向计算出每个信道的相位值，在调节角度的同时，得到终端上报的相关测试数据，分析所述测试数据是否符合预期，用户操作简单。本发明提供的测试系统中利用双工模块将上行信道和下行信道分离，对外仍是一个整体M×N的射频矩阵，实际是有两路M×N信道和双工模块组成，上行信道与下行信道不会相互干扰，测试精度高。

实施例3

参见图2，在第二实施例的基础上，在N个第二端口的位置加N个衰减模块，此时M×N射频矩阵包括M×N×2路移相模块和N路衰减模块。

此时，控制装置还用于获取目标增益，并根据目标增益实时调整对应衰减模块的衰减值。

本系统在使用时，还可以根据目标增益，手动调节对应衰减模块的衰减值，直至达到目标增益。

实施例4

参考图3，在第二实施例的基础上，将第二实施例的移相模块替换为移相和衰减模块，此时M×N射频矩阵包括M×N×2路移相和衰减模块，移相和衰减模块集移相和衰减功能，此时无需设置衰减模块。

在第四实施例中，控制装置还用于获取目标增益，并根据目标增益实时调整对应信道的衰减值。

上述第三实施例和第四实施例，与第二实施例的使用过程类似。

将M个第一端口连接基站设备的T/R端口，用于接收基站设备发出的M路下行(DL)原始信号，或用于将上行(UL)接收信号传递给基站设备；将N个第二端口连接终端设备的每个T/R端口或R端口，用于将下行(DL)接收信号传递给终端，或用于将上行(UL)原始信号传递给终端设备。

参见图14，信息流的传递方向为基站设备发出的M路下行原始信号通过M×N路下行信道转换为N路下行接收信号发送给终端；将终端发出的N路上行原始信号通过M×N路上行信道转换为M路上行接收信号发送给基站。

其中，用户在控制装置中输入目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值；根据各所述每个信道的相位设值调整对应信道的移相模块的相位值。

在测试时，输入不同的目标波束角度，调节对应通道的相位值，得到终端上报的测试数据，测试数据包括吞吐率、信噪比、误码率、MCS值等参数及参数变化，将测试数据与预期数据进行对比，分析基站或终端性能。

其中，还可以根据目标增益，手动调节对应信道的衰减值，直至达到目标增益。得到终端上报的测试数据，将测试数据与预期数据进行对比，分析基站或终端性能。

实施例三和实施例四提供的测试系统能够在有限的试验环境下模拟FDD制式的传输特性，精确测试FDD制式下基站或终端的相关性能。利用本发明提供的测试系统能够通过用户输入波束角度，反向计算出每个信道的相位值，同时再根据实时的增益调整信道的衰减值，以达到目标增益的设置。在调节角度和增益的同时，得到终端上报的相关测试数据，分析所述测试数据是否符合预期，用户操作简单。本发明提供的测试系统中利用双工模块将上行信道和下行信道分离，对外仍是一个整体M×N的射频矩阵，实际是有两路M×N信道和双工模块组成，上行信道与下行信道不会相互干扰，测试精度高。

实施例5

参见图4和图5，本实施例提供一种测试系统，在第四实施例的基础上，改变了双工模块的位置，将双工模块设置在一分N功分/合路器之前和一分M功分/合路器之后，具体地将双工模块设置在分路器与基站之间以及分路器与终端之间。

具体地，一种测试系统包括控制装置、M×N射频矩阵、供电系统和机箱框架。

M×N射频矩阵包括M×N射频矩阵，M×N射频矩阵包括M个第一端口和N个第二端口。M个第一端口连接基站，N个第二端口连接终端，M×N射频矩阵用于接收基站发出的M路原始信号并将M路原始信号转换为N路接收信号，并经N个第二端口发送给终端。

M×N射频矩阵还包括双工模块、移相模块及分路器。分路器包括一分N功分/合路器和一分M功分/合路器。

双工模块将M×N射频矩阵分为M×N路上行信道和M×N路下行信道。M×N射频矩阵是由两路M×N信道和双工模块组成，即共包含了M×N×2路信道，其中一路为M×N上行信道，一路为M×N路下行信道。

每个第一端口处都通过双工模块连接有分路器。其中，每个双工模块即连接有一分N功分/合路器又连接有一分M功分/合路器。每个第二端口处都通过双工模块连接有分路器，其中每个双工模块即连接有一分N功分/合路器又连接有一分M功分/合路器。

基站发出的M路下行原始信号通过M×N路下行信道转换为N路下行接收信号发送给终端；终端发出的N路上行原始信号通过M×N路上行信道转换为M路上行接收信号发送给基站。

在实施例5中，每路上行信道和每路下行信道均设有移相和衰减模块，此外，移相和衰减模块可以替换为移相模块。

在本实施例中，双工模块设置在分路器与基站之间以及分路器与终端之间。即将双工模块设置在分路器之前和分路器之后，分路器包括一分N功分/合路器和一分M功分/合路器。此时，每个第一端口中的下行信号流通顺序是：基站、双工模块、一分N功分/合路器、移相和衰减模块、一分M功分/合路器、双工模块、终端。每个第一端口中的上行信号流通顺序是：终端、双工模块、一分N功分/合路器、移相和衰减模块、一分M功分/合路器、双工模块、基站。

本发明中M×N射频矩阵包括M×N×2路移相和衰减模块。优选地，M×N射频矩阵中，M为2、4、8、16、32、64、128、256，N为2、4、8、16、32、64、128、256。

控制装置与M×N射频矩阵连接，控制装置用于获取目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值，并根据各信道的相位设值调整对应信道的移相模块的相位值。

优选地，预设模型为：

PS＝(j-1)×2π×Di/λ×SIN(θ)+(i-1)×2π×Dj/λ×SIN(φ)

其中，与M个第一端口对接的基站天线的振源为i×j的面阵，Di为横向相邻振源的间距，Dj为纵向相邻振源的间距，θ为波束的水平方向角度，φ为波束的垂直方向角度，λ为波长。

参见图15，基站天线振源排布示意图，与M个第一端口对接的基站天线的振源为i×j的面阵，其中i×j等于M。

此外，供电系统用于向控制装置和M×N射频矩阵供电，上述控制装置、M×N射频矩阵和供电系统均安装在机箱框架内，共同构成了测试系统。

本系统在使用时，测试方法包括以下内容。

将M个第一端口连接基站设备的T/R端口，用于接收基站设备发出的M路下行(DL)原始信号，或用于将上行(UL)接收信号传递给基站设备；将N个第二端口连接终端设备的每个T/R端口或R端口，用于将下行(DL)接收信号传递给终端，或用于将上行(UL)原始信号传递给终端设备。

参见图14，信息流的传递方向为基站设备发出的M路下行原始信号通过M×N路下行信道转换为N路下行接收信号发送给终端；将终端发出的N路上行原始信号通过M×N路上行信道转换为M路上行接收信号发送给基站。

其中，用户在控制装置中输入目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值；根据各所述每个信道的相位设值调整对应信道的移相和衰减模块的相位值。

在测试时，输入不同的目标波束角度，调节对应通道的相位值，同时，根据目标增益，手动调节对应信道的衰减值，直至达到目标增益。得到终端上报的测试数据，测试数据包括吞吐率、信噪比、误码率、MCS值等参数及参数变化，将所述测试数据与预期数据进行对比。

本发明提供的测试系统能够在有限的试验环境下模拟FDD制式的传输特性，精确测试FDD制式下基站或终端的相关性能。利用本发明提供的测试系统能够通过用户输入波束角度，反向计算出每个信道的相位值，在调节角度和增益的同时，得到终端上报的相关测试数据，分析所述测试数据是否符合预期，用户操作简单。本发明提供的测试系统中利用双工模块将上行信道和下行信道分离，对外仍是一个整体M×N的射频矩阵，实际是有两路M×N信道和双工模块组成，上行信道与下行信道不会相互干扰，测试精度高。

本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述方法实施例提供的方法。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本发明实施例所提供测试方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

上述功能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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明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部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种射频矩阵，其特征在于，包括M个第一端口和N个第二端口，每个第一端口均连接一个一分N功分/合路器的主口，每个第二端口均连接一个一分M功分/合路器的主口，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间连接有移相模块以形成一个射频信道；

所述射频矩阵还包括双工模块，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间还连接有所述双工模块；或者，每个第一端口和一个一分N功分/合路器的主口之间连接有所述双工模块，每个第二端口和一个一分M功分/合路器的主口之间连接有所述双工模块；

所述双工模块将射频矩阵中的射频信道分为M×N路上行信道和M×N路下行信道，每路上行信道和每路下行信道均连接有移相模块。

2.根据权利要求1所述的射频矩阵，其特征在于，当双工模块连于所述一分N功分/合路器的分口与所述一分M功分/合路器的分口之间时，所述双工模块的个数为M×N×2个，所述一分N功分/合路器的个数为M个，所述一分M功分/合路器的个数为N个，每个一分N功分/合路器的一个分口和每个一分M功分/合路器的一个分口之间连有两个双工模块，其中，一个双工模块的主口连接一分N功分/合路器的分口，另一个双工模块的主口连接一分M功分/合路器的分口，两个双工模块的分口之间连有两个移相模块。

3.根据权利要求1所述的射频矩阵，其特征在于，当双工模块连于所述一分N功分/合路器的主口与第一端口之间和所述一分M功分/合路器的主口与第二端口之间时，所述双工模块的个数为M+N个，所述一分N功分/合路器的个数为2×M个，所述一分M功分/合路器的个数为2×N个，每个第一端口均连接一个双工模块的主口且该双工模块的分口连接两个一分N功分/合路器的主口，每个第二端口均连接一个双工模块的主口且该双工模块的分口连接两个一分M功分/合路器的主口。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的射频矩阵，其特征在于，所述双工模块为以下一种：一个双工器、一个环行器。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的射频矩阵，其特征在于，所述双工模块为以下一种：多个环行器的组合、双工器和环行器的组合、双工器和隔离器的组合、环行器和隔离器的组合。

6.根据权利要求5所述的射频矩阵，其特征在于，所述双工模块包括：单个双工器和两个环行器，两个环行器的一端分别与双工器的输入端和输出端连接。

7.根据权利要求5所述的射频矩阵，其特征在于，所述双工模块包括：单个环行器和两个隔离器，两个隔离器分别与环行器的不同端连接。

8.根据权利要求5所述的射频矩阵，其特征在于，所述双工模块包括：单个双工器和两个隔离器，两个隔离器分别与双工器的不同端连接。

9.根据权利要求1所述的射频矩阵，其特征在于，所述移相模块是以下中的任一种：移相组件、移相衰减组件、移相组件和衰减组件的组合。

10.一种测试系统，其特征在于：包括控制装置和如权利要求1至9任一项所述的射频矩阵；

所述控制装置与所述射频矩阵连接，所述控制装置用于获取目标波束角度，根据目标波束角度和预设模型，获取M×N路上行信道和M×N路下行信道中每个信道的相位设值，并根据各所述每个信道的相位设值调整对应信道的相位值。

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