CN113612545B - 开关矩阵和测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种开关矩阵与测试系统，属于无线通信发射和接收信道切换测试技术领域。该开关矩阵为M×N射频矩阵，M×N射频矩阵包括M×N条射频通道，以及在每条射频通道上连接的至少一个放大器模块和一个衰减器模块；其中，放大器模块，用于对M×N射频矩阵通道上的插损进行补偿；衰减器模块，用于对M×N射频矩阵通道的一致性进行补偿。本发明的开关矩阵包括的衰减器模块可以对射频矩阵通道的一致性进行补偿，以实现动态自适应调整开关矩阵信道的增益，以及动态自适应调整开关矩阵信道的一致性，并且，通过设置的放大器模块对射频矩阵通道上的插损进行补偿，补偿了传统矩阵插损对信号链路的性能影响。

Description

开关矩阵和测试系统

技术领域

本发明属于无线通信发射和接收信道切换测试技术领域，具体涉及一种开关矩阵以及一种测试系统。

背景技术

无线通信设备从2天线发展到8天线，再到现在的64天线，甚至128天线。无线通信设备的通道数规模增加，为了实现信号的多通道切换，从而实现可靠传输及信号测试测量。

发明人长期研究发现，传统的开关矩阵仅仅实现信道切换，无法实现信道的链路增益补偿和多通道的插损一致性调整，由于开关矩阵的插损引入到系统中，系统上下行链路增益不合适一直是测试测量领域的一个痛点。基于此，有必要提出一种新的开关矩阵和测试系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种开关矩阵以及一种测试系统。

本发明的一方面，提供一种开关矩阵，所述开关矩阵为M×

N射频矩阵，所述M×N射频矩阵包括M×N条射频通道，以及在每条所述射频通道上连接的至少一个放大器模块和一个衰减器模块；其中，

所述放大器模块，用于对所述M×N射频矩阵通道上的插损进行补偿；

所述衰减器模块，用于对所述M×N射频矩阵通道的一致性进行补偿。

可选的，所述M×N射频矩阵包括M个第一端口和N个第二端口；其中，

任意一个所述第一端口均可切换到任意一个所述第二端口。

可选的，所述M×N射频矩阵还包括2*M个SPDT开关；其中，

每条所述射频通道上的两个所述SPDT开关之间连接有至少一个所述放大器模块；以及，

其中一个所述SPDT开关的一端与所述第一端口连接，另外一个所述SPDT开关的一端与所述衰减器模块的一端连接。

可选的，所述M×N射频矩阵包括2*M个所述放大器模块与M个所述衰减器模块；其中，

每条所述射频通道均包括两个所述放大器模块与一个所述衰减器模块。

可选的，当M≤N时，在M条所述射频通道的端口上分别串联一个所述衰减器模块以及一个所述放大器模块。

可选的，所述M×N射频矩阵还包括M个SPNT开关和N个SPMT开关；其中，

每条所述射频通道中的所述SPNT开关设置在所述第一端口内侧，且所述SPNT开关一端与所述衰减器模块的另一端连接，所述SPNT开关另一端与所述SPMT开关一端连接；以及，

每条所述射频通道中的所述SPMT开关设置在所述第二端口内侧，且与所述第二端口连接。

可选的，任意一条所述射频通道中的所述SPNT开关均与其余条所述射频通道中的所述SPMT开关连接；以及，

任意一条所述射频通道中的所述SPMT开关均与其余条所述射频通道中的所述SPNT开关连接。

可选的，所述第一端口为输入端口，以及，所述第二端口为输出端口。

本发明的另一方面，提供一种测试系统，包括前文记载的所述开关矩阵。

可选的，还包括与所述开关矩阵连接的控制处理单元；其中，

所述控制处理单元用于设定所述M×N射频矩阵信号的传输方向；还用于控制所述M×N射频矩阵通道插损的补偿值，以及控制所述衰减器模块的衰减值。

本发明提供一种开关矩阵，该开关矩阵为M×N射频矩阵，M×N射频矩阵包括M×N条射频通道，以及在每条射频通道上连接的至少一个放大器模块和一个衰减器模块；其中，放大器模块，用于对M×N射频矩阵通道上的插损进行补偿；衰减器模块，用于对M×N射频矩阵通道的一致性进行补偿。本发明的开关矩阵包括的衰减器模块可以对射频矩阵通道的一致性进行补偿，以实现动态自适应调整开关矩阵信道的增益，以及动态自适应调整开关矩阵信道的一致性，并且，通过设置的放大器模块对射频矩阵通道上的插损进行补偿，补偿了传统矩阵插损对信号链路的性能影响，从而实现射频矩阵插损及通道一致性补偿功能。

附图说明

图1为本发明一实施例的开关矩阵的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的测试系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

除非另外具体说明，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示技术特征的数量与顺序。

在发明的一些描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”或者“固定”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系。以及，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1所示，本发明的一方面，提供一种开关矩阵，该开关矩阵为M×N射频矩阵，M×N射频矩阵包括M×N条射频通道，以及在每条射频通道上连接的至少一个放大器模块(PA)和一个衰减器模块(DSA)。其中，放大器模块，用于对M×N射频矩阵通道上的插损进行补偿。衰减器模块，用于对M×N射频矩阵通道的一致性进行补偿。

本发明人经过长期研究发现，目前开关矩阵仅仅能实现信道切换，无法实现信道的链路增益补偿和多通道的插损一致性调整，由于开关矩阵的插损引入到系统中时，系统上下行链路增益不合适，进而影响测试测量领域的应用。基于此，发明人提出在射频矩阵中设置放大器模块与衰减器模块，可以动态的根据系统链路接收和发射信号的大小，对射频矩阵通道插损以及一致性进行自适应补偿。

具体的，如图1所示，本实施例的M×N射频矩阵包括M个第一端口(如图中所示的IN1、IN2......INM)和N个第二端口(如图中所示的Out1、Out2......OutN)；其中，任意一个第一端口均可切换到任意一个第二端口。

需要说明的是，本实施例的第一端口为输入端口，以及，第二端口为输出端口，也就是说，任意一个输入端口均可切换到任意一个输出端口。

进一步的，如图1所示，M×N射频矩阵还包括2*M个SPDT开关(1切2开关)；其中，每条射频通道上的两个SPDT开关之间连接有至少一个放大器模块；以及，其中一个SPDT开关的一端与第一端口连接，另外一个SPDT开关的一端与衰减器模块的一端连接。也就是说，其中一个SPDT开关一端与第一端口连接，SPDT开关另一端与放大器模块的一端连接，另外一个SPDT开关一端与放大器模块的另一端连接，SPDT开关另一端与衰减器模块连接。

更进一步的，如图1所示，M×N射频矩阵包括2*M个放大器模块与M个衰减器模块；其中，每条射频通道均包括两个放大器模块与一个衰减器模块，也就是说，两个放大器模块均与两个SPDT开关的其中一端连接，即两个放大器模块并联连接在任意一个SPDT开关的一端，以及任一个放大器模块均与SPDT开关串联连接。

可选的，在另一些实施例中，当M≤N时，在M条射频通道的端口上分别串联一个控制该通道幅度的数控衰减器模块和一个用于插损补偿的功率放大器模块。

更进一步的，如图1所示，M×N射频矩阵还包括M个SPNT开关(1切N开关)和N个SPMT开关(1切M开关)；其中，每条射频通道中的SPNT开关设置在第一端口内侧，且SPNT开关一端与衰减器模块的另一端连接，SPNT开关另一端与SPMT开关一端连接。以及，每条射频通道中的SPMT开关设置在第二端口内侧，且与第二端口连接。值得注意的是，任意一条射频通道中的SPNT开关还均与其余条射频通道中的SPMT开关连接；以及，任意一条射频通道中的SPMT开关还均与其余条射频通道中的SPNT开关连接。也就是说，所射频矩阵网络输入端内侧设置有M个对输入信号进行切换的SPNT开关，射频矩阵网络输出端内侧设置有N个对输出信号进行切换的SPMT开关，这样，输入端开关与输出端开关之间形成M×N条切换通道。

基于上述结构，本实施例的M×N射频矩阵设置有M×N条射频通道，包括：M个1切N开关(SPNT)、N个1切M开关(SPMT)、2*M个1切2开关(SPDT)、2*M个放大器模块(PA)、M路数控衰减器模块(DSA)组成。

结合如图1所示，基于本实施例设置的放大器模块和衰减器模块可以实现对射频通道增益的动态调整，在对上下行射频通道进行选通时具体操作过程如下：

S10、根据用户信号传输方向设定矩阵放大器的方向(从IN到OUT，或者从OUT到IN)；

S20、根据信号通道的链路增益要求，配置导通通道的增益值；

S30、根据多路信号通道的链路增益一致性要求，调整M通道的增益一致性；

S40、开始上行或者下行的链路信号传输。

应当理解的是，本实施例的放大器模块与衰减器模块可以与测试系统的控制处理单元协同使用，例如，控制处理单元根据射频通道的上下行链路增益要求，动态控制如图数控衰减器模块(DSA)的衰减值，从而实现了动态补偿下行和上行场景的增益，以及进一步实现自适应自动控制射频通道插损的补偿值，进而实现动态调整M通道的增益一致性。

本发明的另一方面，如图2所示，提供一种测试系统，包括前文记载的开关矩阵，该开关矩阵具体结构参考前文记载，在此不再赘述。

具体的，本实施例的测试系统还包括与开关矩阵连接的控制处理单元；其中，控制处理单元用于设定M×N射频矩阵信号的传输方向；还用于控制M×N射频矩阵通道插损的补偿值，以及控制衰减器模块的衰减值。

一并结合图2所示，利用控制处理单元设定信号传输方向，具体如图SPDT开关切换接入矩阵的放大器方向来决定矩阵信号传输方向，从而实现了矩阵兼容下行和上行场景使用。

本实施例的控制处理单元可以根据上下行链路增益要求，动态控制如图DSA数控衰减器的衰减值，从而实现了动态补偿下行和上行场景的增益，以及实现自适应自动控制射频通道插损的补偿值，进而实现动态调整M通道的增益一致性。

相比现有技术，本发明公开一种可实现插损及通道一致性补偿的开关矩阵基测试系统，具有以下有益效果：

第一、本发明的开关矩阵支持无线通信终端或者基站设备的端到端无线性能测试。

第二、本发明的开关矩阵可以动态自适应调整开关矩阵信道的增益。

第三、本发明的开关矩阵可以动态自适应调整开关矩阵信道的一致性。

第四、本发明的开关矩阵补偿了传统矩阵插损对信号链路的性能影响。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种开关矩阵，其特征在于，所述开关矩阵为M×N射频矩阵，所述M×N射频矩阵包括M×N条射频通道、M个第一端口和N个第二端口以及2*M个SPDT开关、M个衰减器模块，在每条所述射频通道上连接有至少一个放大器模块和一个衰减器模块；其中，

所述放大器模块，用于对所述M×N射频矩阵通道上的插损进行补偿；

所述衰减器模块，用于对所述M×N射频矩阵通道的一致性进行补偿；任意一个所述第一端口均可切换到任意一个所述第二端口；

每条所述射频通道上的两个所述SPDT开关之间连接有至少一个所述放大器模块，以及，

其中一个所述SPDT开关的一端与所述第一端口连接，另外一个所述SPDT开关的一端与所述衰减器模块的一端连接。

2.根据权利要求1所述的开关矩阵，其特征在于，所述M×N射频矩阵包括2*M个所述放大器模块；其中，

每条所述射频通道均包括两个所述放大器模块，两个所述放大器模块并联连接在任意一个SPDT开关的一端，以及任一个所述放大器模块均与SPDT开关串联连接。

3.根据权利要求1所述的开关矩阵，其特征在于，当M≤N时，在M条所述射频通道的端口上分别串联一个所述衰减器模块以及一个所述放大器模块。

4.根据权利要求2所述的开关矩阵，其特征在于，所述M×N射频矩阵还包括M个SPNT开关和N个SPMT开关；其中，

每条所述射频通道中的所述SPNT开关设置在所述第一端口内侧，且所述SPNT开关一端与所述衰减器模块的另一端连接，所述SPNT开关另一端与所述SPMT开关一端连接；以及，

每条所述射频通道中的所述SPMT开关设置在所述第二端口内侧，且与所述第二端口连接。

5.根据权利要求4所述的开关矩阵，其特征在于，任意一条所述射频通道中的所述SPNT开关均与其余条所述射频通道中的所述SPMT开关连接；以及，

任意一条所述射频通道中的所述SPMT开关均与其余条所述射频通道中的所述SPNT开关连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的开关矩阵，其特征在于，所述第一端口为输入端口，以及，所述第二端口为输出端口。

7.一种测试系统，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的开关矩阵。

8.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于，还包括与所述开关矩阵连接的控制处理单元；其中，

所述控制处理单元用于设定所述M×N射频矩阵信号的传输方向；还用于控制所述M×N射频矩阵通道插损的补偿值，以及控制所述衰减器模块的衰减值。