CN116232494A - 多天线终端的性能测试方法及装置 - Google Patents

多天线终端的性能测试方法及装置 Download PDF

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CN116232494A CN202310201689.3A CN202310201689A CN116232494A CN 116232494 A CN116232494 A CN 116232494A CN 202310201689 A CN202310201689 A CN 202310201689A CN 116232494 A CN116232494 A CN 116232494A
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Abstract

本申请公开了一种多天线终端的性能测试方法及装置。其中，多天线终端放置于微波暗室内，该方法包括：获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。本申请解决了相关技术难以对MIMO无线终端的天线性能进行快速测试的技术问题。

Description

多天线终端的性能测试方法及装置
技术领域
本申请涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种多天线终端的性能测试方法及装置。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一，MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)多天线技术凭借可以提高系统容量、覆盖范围和信噪比等优势被认为是未来移动通信与个人通信系统实现高速率数据传输，提高传输质量的重要途径。
近年来，产业数字化应用、物联网等技术蓬勃发展，越来越多的小型化MIMO终端呈现指数级的蓬勃发展，并且这些终端产品的设计，更趋向于产业应用。因此，越来越多的应用产业在“管道”技术的支持下，占据了产业数字化的主角，使得MIMO终端测试的复杂度问题应运而生。
为了解决上述问题，相关技术主要采用以下两种方案，一是趋向于直接继承无线通信产业，又被称为“MIMO终端认证方案”，但该方案的弊端在于，需要前提耗费大量的时间成本、资金成本投资建设和运维环境需求极高的专用实验室；二是直接将行业终端用于现成的测试场景，又被称为“终端应用测试方案”，但该方案的弊端在于，无法完全满足多天线终端测试功能和精度的需求。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种多天线终端的性能测试方法及装置，以至少解决相关技术难以对MIMO无线终端的天线性能进行快速测试的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种多天线终端的性能测试方法，多天线终端放置于微波暗室内，包括：获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
可选地，在获取多天线终端置于微波暗室中每个天线的天线方向图信息之前，该方法还包括：
可选地，设置信道传输测试平台，其中，信道传输测试平台中包括：基站模拟器、信道模拟器和多天线终端。
可选地，基站模拟器的发射天线发射的信号中包括：第一测试信号和第二测试信号，微波暗室内的多天线终端的接收信号中包括：第一接收信号和第二接收信号。
可选地，在获取测试信号之后，该方法还包括：确定第一测试信号经过信道模拟器生成的第一测试用发射信号；确定第二测试信号经过信道模拟器生成的第二测试用发射信号。
可选地，依据天线方向图信息确定校正矩阵，包括：获取天线方向图信息中的任一第一幅度，并基于第一幅度确定第一数值和第二数值；获取天线方向图信息中的任一第一相位，并基于第一相位确定第一目标幅度，其中，第一相位作为第一目标幅度的幅度值，且第一目标幅度的相位值为第三数值；获取天线方向图信息中的任一第二幅度，并基于第二幅度确定第四数值和第五数值；获取天线方向图信息中的任一第二相位，并基于第二相位确定第二目标幅度，其中，第二相位作为第二目标幅度的幅度值，且第二目标幅度的相位值为第六数值；基于第一幅度、第一目标幅度和第一测试用发射信号，以及第二幅度、第二目标幅度和第二测试用发射信号确定校正矩阵。
可选地，获取天线方向图信息中的任一第一相位，基于第一相位确定第一目标幅度，包括：固定第一相位，并将第三数值在第一范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第三目标数值，其中，第一有效接收功率由第一幅度、第四数值和第一有效发射功率确定；固定第三目标数值，并将第一相位在第二范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第一目标相位；基于第一目标相位和第三目标数值确定第一目标幅度。
可选地，获取天线方向图信息中的任一第二相位，基于第二相位确定第二目标幅度，包括：固定第二相位，并将第六数值在第一范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小的第六目标数值，其中，第二有效接收功率由第二幅度、第五数值和第二有效发射功率确定；固定第六目标数值，并将第二相位在第三范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小的第二目标相位；基于第二目标相位和第六目标数值确定第二目标幅度。
可选地，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，该方法还包括：基于第一幅度、第一数值和第一有效发射功率确定第三有效接收功率；基于第二幅度、第五数值和第二有效发射功率确定第四有效接收功率；在第三有效接收功率和第四有效接收功率的相等时，确定通过校正矩阵对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵。
可选地，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，该方法还包括：在目标频率带内按照第一频率范围依次采集多天线终端的多个天线的天线方向图信息，得到天线方向图集合；轮询天线方向图集合，确定天线方向图集合内相邻天线方向图信息对应的目标天线的相关系数；在相关系数超过第一预设阈值时，确定目标频率带内平坦。
可选地，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，该方法还包括：对校正矩阵进行时间，和/或空间变量上的重复搜索，确定重复性影响因子，其中，重复性影响因子用于影响校正矩阵的重复性；基于重复性影响因子提升校正矩阵的重复性。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种多天线终端的性能测试装置，包括：获取模块，用于获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；第一确定模块，用于基于预设的信道传输模型确定测试用发射信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；第二确定模块，用于依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；测试模块，用于基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种多天线终端的性能测试系统，包括：信道传输测试平台，用于获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；幅度相位设备，用于基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整。
可选地，通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质包括存储的程序，其中，非易失性存储介质所在设备通过运行该程序执行上述的多天线终端的性能测试方法。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器和处理器，其中，存储器中存储有计算机程序，处理器被配置为通过计算机程序执行上述的多天线终端的性能测试方法。
在本申请实施例中，获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。从而提供了大大减少测试系统的建设成本和运维成本，且有效提升测试效率，进而解决了相关技术难以对MIMO无线终端的天线性能进行快速测试的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是相关技术的一种可选的天线终端的性能测试系统的结构示意图；
图2是相关技术的一种可选的混响室系统的结构示意图；
图3是根据本申请实施例的一种可选的多天线终端的性能测试系统的结构图；
图4是根据本申请实施例的一种可选的多天线终端的性能测试方法的流程图；
图5是根据本申请实施例的一种可选的信道传输测试平台的结构示意图；
图6是根据本申请实施例的一种可选的多天线终端的性能测试装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“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，以便这里描述的本申请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”以及它们的任何变形，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、系统、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
近年来，随着5G网络的全面部署，使得产业数字化应用、物联网等技术蓬勃发展，越来越多的小型化MIMO终端产品的设计不断趋向于产业应用，而传统通信技术企业多数仅提供基础通信组网模组，最终终端的产品形态，部署环境，应用特点均由行业应用内驱形成。主要典型的终端分别分为以下三大类：
(1)广链接、小数据、低成本数据采集类终端：典型的部署是智能水表、智能电表、智能家居；
(2)可移动、实时跟踪、数据频发的定位追踪类终端：典型的部署是数字化物流系统、井下安全、农牧业渔业养殖跟踪；
(3)高速率传输：典型的部署是高清摄像、直播回传摄像头。
通过上述不难看出，传统通信技术的通信模组逐步变为管道，进而被去应用化。越来越多的应用产业，在“管道”技术的支持下，占据了产业数字化的主角。在这个传统通信行业与新兴产业数字化行业的融合背景下，新型终端的测试认证方法及解决方案的问题，尤其是MIMO终端测试的复杂度问题，应运而生，亟待解决。
为了解决上述问题，当前主流方案主要分为以下两类，下面将对两种主流方案的测试方法进行简要叙述。
(1)MIMO终端认证方案
分别按照要求制定无线终端MIMO OTA(Over The Air，空口测试)测试场地条件、测量参数和测量方法，使得完全兼容国家标准的要求。图1是相关技术的一种可选的天线终端的性能测试系统的结构示意图。
该测试系统内包括：全电波暗室，且该全电波暗室内包含用于测量MIMO OTA性能的多探头系统，如信道仿真器、宽带无线通信测试仪、网络分析仪、测试转台及其控制器，以及专业测试软件。此外，还包括测量用的射频系统及控制系统。其中，实验测试值由计算机进行数据采集处理并存档，并可实时进行数据和结果的分析。
但是该方案的缺点在于：投资造价高；建设环境需求高，需要固定专用的实验室；建设周期长；对于物联网终端而言，该方案的投资额和投资周期成本相比于产品迭代周期不足一个季度的市场总量。
(2)终端应用测试方案
采用混响室测试技术对此类方案进行简要说明。图2是相关技术的一种可选的混响室系统的结构示意图。混响室测试方案的主要工作原理，也是通过基站模拟器发起对待测件的直接通信过程。同时，由混响室壳体内的搅拌器、转台、天线，分别不断的进行搅动、转动、切换，进而形成各类空间场景的充分遍历。最终由上位机统计软件，获取遍历测试的统计结果。完成测试认证过程。
但是该方案的缺点在于：在不同系统之间，测试精度、重复性的可比性不足，因为无法作为行业广泛部署、认证的方案。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种多天线终端的性能测试系统，图3是根据本申请实施例的一种可选的多天线终端的性能测试系统的结构图，如图3所示，该系统内包括信道传输测试平台32和幅度相位设备34，其中：
信道传输测试平台32，用于获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵。
其中，信道传输测试平台32还包括基站模拟器321、信道模拟器322以及多天线终端323。
幅度相位设备34，用于基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整。
进一步地，在幅度相位设备34通过标准矩阵对信道传输测试平台进行调整后，还可以通过调整后的信道传输测试平台32对多天线终端进行性能测试。
在上述多天线终端的性能测试系统下，本申请还提出了更加详细的多天线终端的性能测试方法，下面将对本申请方案进行详细说明。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图4是根据本申请实施例的一种可选的多天线终端的性能测试方法的流程示意图，如图4所示，该方法至少包括步骤S402-S408，其中：
步骤S402，获取多天线终端中多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位。
在本发明上述步骤S402提供的技术方案中，多天线终端为MIMO无线终端。通常，在实际应用中不可能将待测试的多天线终端破坏，打开天线端口，故可以将多天线终端置于微波暗室内，屏蔽环境去除噪声和干扰因素，因此，本申请实施例中获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息是多天线终端被置于微波暗室内各个天线的性能之一。
可选地，可以通过的空口测试系统实现对多天线终端的天线的天线方向图信息的测量。另外，微波暗室内测量天线的个数大于或等于多天线终端的天线的个数。
具体地，空口测试是利用吸波暗室(Anechoic Chamber，暗室)建立一个无反射的自由空间，消除电波的无用反射。其中，基站模拟器(Base Station Emulator)发射的测试信号通过信道仿真器(Channel Emulator，CE)预先定义的信道模型后生成测试用发射信息，经过空间辐射传播到被测设备(Device Under Test，DUT)中心的双极化天线(即多探头)，记录信号衰落过程中被测设备的吞吐量，以便评估该被测设备的天线的无线性能。
另外，多天线终端可以有多种放置的状态，如自由空间、靠近模拟人头、手持等。在实际应用中，可以根据用户需求测试其中任意一种放置状态，或者每一种放置状态下的多天线终端的多个天线的天线方向图。
作为一种可选的实施方式，在本发明上述步骤S402提供的技术方案中，在获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息之前，还可以设置信道传输测试平台，其中，信道传输测试平台中包括：基站模拟器、信道模拟器和多天线终端。
另外，信道传输测试平台还可以包括综合测试仪等、微波暗室等。
具体地，图5是根据本申请实施例的一种可选的信道传输测试平台的结构示意图，其中，该信道传输测试平台为2*2-MIMO，即发射天线和接收天线均为两个，信道模拟器为2通道入4通道出，综合测试仪为2通道，微波暗室内包含2个测试天线(圆极化天线端子以及相应的线缆及极化合路器)，DUT终端为多天线终端。
其中，信道模拟器设置为4通道出，具体可以将其进行1/3和2/4分别合路后，分2路分别进入微波暗室的圆极化天线端子进行输出。
可选地，基站模拟器的发射天线发射的信号中包括：第一测试信号和第二测试信号，微波暗室内的多天线终端的接收信号中包括：第一接收信号和第二接收信号。
步骤S404，获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵。
作为一种可选的实施方式，在本发明上述步骤S404提供的技术方案中，该方法包括：确定第一测试信号经过信道模拟器生成的第一测试用发射信号；确定第二测试信号经过信道模拟器生成的第二测试用发射信号。
具体地，如图5所示的信道传输测试平台，测试信号分别为基站模拟器发射的第一测试信号x1(f，t)和第二测试信号x2(f，t)。接着，第一测试信号x1(f，t)和第二测试信号x2(f，t)分别经过信道模拟器，由于信道模拟器为2通道入4通道出，因此，第一测试信号x1(f，t)经过信道模拟器可以得到第一测试用发射信号s1(f，t)，并建立第一测试用发射信号s1(f，t)到第一接收信号y1(f，t)的第一无线电缆传输；同时，第二测试信号经过信道模拟器可以得到第二测试用发射信号s2(f，t)，并建立第二测试用发射信号s2(f，t)到第二接收信号y2(f，t)的第二无线电缆传输。
另外，在确定第一接收信号y1(f，t)和第二接收信号y2(f，t)之后，可以进一步地确定多天线终端接收测试信号的第一矩阵。故可以将第一矩阵表示为：
Figure BDA0004109267750000081
另外，由于多天线终端接收测试信号的第一矩阵为y为复杂矩阵，因此，对于终端性能测试的分析难度较大，因此，可以通过步骤S406对第一矩阵进行归一化处理，降低性能测试难度。
步骤S406，依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵。
作为一种可选的实施方式，结合图5所示的信道传输测试平台，并通过步骤S4061-S4065对校正矩阵的构建进行说明，其中：
步骤S4061，获取天线方向图信息中的任一第一幅度，并基于第一幅度确定第一数值和第二数值。
其中，可以在获取的多天线终端的多个天线方向图信息中选取任一第一幅度，记作c1，其中，c1也可以根据信道传输测试平台的最佳灵敏度进行设置。
具体地，可以按照如下方法建立第一测试用发射信号s1(f，t)到第一接收信号y1(f，t的第一无线电缆传输：令信道模拟器的输出端口分别传输s1(f，t)和w1s1(f，t)(也即信道模拟器的端口1和端口2)，并关闭信道模拟器的输出端口传输s2(f，t)和w2s2(f，t)(也即信道模拟器的端口3和端口4)，从而将第一幅度c1设置为一个可以为多天线终端的端口提供良好信号的值。此时多天线终端的两个接收天线接收信号的RSRP(Reference SignalReceiving Power，参考信号接收功率)分别为：
RS1P1(w1)＝|c1|2|b11|2P(x1)
RSRP2(w1)＝|c1|2|b21|2P(x1)
其中，RSRP1(w1)和RSRP2(w1)分别表示第一测试信号x1(f，t)传输至多天线终端的两个接收天线时，每个接收天线接收测试信号的参考信号接收功率。且P(x1)为第一测试信号x1(f，t)的平均功率。
另外，上述第一数值b11和第二数值b21分别为：
b11＝c1(a11-w1a12)
b21＝c1(a21+w1a22)
其中，aij为第j发射天线到第i接收天线的路径复增益。
步骤S4062，获取天线方向图信息中的任一第一相位，并基于第一相位确定第一目标幅度，其中，第一相位作为第一目标幅度的幅度值，且第一目标幅度的相位值为第三数值。
可选地，可以通过如下方式确定第一目标幅度：固定第一相位，并将第三数值在第一范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第三目标数值，其中，第一有效接收功率由第一幅度、第四数值和第一有效发射功率确定；固定第三目标数值，并将第一相位在第二范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第一目标相位；基于第一目标相位和第三目标数值确定第一目标幅度。
具体地，可以将第一目标幅度记为w1，且
Figure BDA0004109267750000091
首先，固定w1的第一相位α1，将第三数值
Figure BDA0004109267750000092
在[0°，360°]之间进行轮询，并不断记录第一有效接收功率RSRP2(w1)的数值变化，其中，当a21和a22之间的相位差为180°时，可以得到使第一有效接收功率RSRP2(w1)最小的/>
Figure BDA0004109267750000097
为第三目标数值，并记作/>
Figure BDA0004109267750000093
然后，固定第三目标数值
Figure BDA0004109267750000094
将第一相位α1的合适范围内进行轮询，并不断记录第一有效接收功率RSRP2(w1)的数值变化，其中，当a11和a12之间的相位差为180°，且振幅相等时，可以得到使第一有效接收功率RSRP2(w1)最小的α为第一目标相位，并记作/>
Figure BDA0004109267750000095
其中，RSRP2(w1)越小，多天线终端的两个接收天线之间的干扰影响越小。
最后，第一目标幅度w1可以写作：
Figure BDA0004109267750000096
同样地，可以按照上述步骤S4061-S4062确定第一目标幅度w2。
步骤S4063，获取天线方向图信息中的任一第二幅度，并基于第二幅度确定第四数值和第五数值。
其中，可以在获取的多天线终端的多个天线方向图信息中选取任一第二幅度，记作c2，其中，c2也可以根据信道传输测试平台的最佳灵敏度进行设置。
具体地，可以按照如下方法建立第二测试用发射信号s2(f，t)到第二接收信号y2(f，t的第一无线电缆传输：令信道模拟器的输出端口分别传输s2(f，t))和w2s2(f，t)(也即信道模拟器的端口3和端口4)，并关闭信道模拟器的输出端口传输s1(f，t)和w1s1（f，t)(也即信道模拟器的端口1和端口2)，从而将第二幅度c2设置为一个可以为多天线终端的端口提供良好信号的值。此时多天线终端的两个接收天线接收信号的RSRP分别为：
RSRP2(w2)＝|c2|2|b22|2P(x2)
RSRP1(w2)＝|c2|2|b12|2P(x2)
其中，RSRP2(w2)和RSRP2(w1)分别表示第二测试信号x2(f，t)传输至多天线终端的两个接收天线时，每个接收天线接收测试信号的参考信号接收功率。且P(x2)为第二测试信号x2(f，t)的平均功率。
另外，上述第一数值b22和第二数值b12分别为：
b22＝c2(a11+w1a12)
b12＝c2(a21+w1a22)
其中，aij为第j发射天线到第i接收天线的路径复增益。
步骤S4064，获取天线方向图信息中的任一第二相位，并基于第二相位确定第二目标幅度，其中，第二相位作为第二目标幅度的幅度值，且第二目标幅度的相位值为第六数值。
可选地，可以通过如下方式确定第二目标幅度：固定第二相位，并将第六数值在第一范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小的第六目标数值，其中，第二有效接收功率由第二幅度、第五数值和第二有效发射功率确定；固定第六目标数值，并将第二相位在第三范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小第二目标相位；基于第二目标相位和第六目标数值确定第二目标幅度。
具体地，可以将第二目标幅度记为w2，且
Figure BDA0004109267750000101
首先，固定w2的第二相位α2，将第六数值
Figure BDA0004109267750000102
在[0°，360°]之间进行轮询，并不断记录第二有效接收功率RSRP1(w2)的数值变化，其中，当a11和a12之间的相位差为180°时，可以得到使第二有效接收功率RSRP1(w2)最小的/>
Figure BDA0004109267750000103
为第六目标数值，并记作/>
Figure BDA0004109267750000104
然后，固定第六目标数值
Figure BDA0004109267750000105
将第二相位α2的合适范围内进行轮询，并不断记录第二有效接收功率RSRP1(w2)的数值变化，其中，当a21和a22之间的相位差为180°，且振幅相等时，可以得到使第二有效接收功率RSRP1(w2)最小的α为第二目标相位，并记作/>
Figure BDA0004109267750000106
其中，RSRP1(w2)越小，多天线终端的两个接收天线之间的干扰影响越小
最后，第二目标幅度w2可以写作：
Figure BDA0004109267750000107
步骤S4065，基于第一幅度、第一目标幅度和第一测试用发射信号，以及第二幅度、第二目标幅度和第二测试用发射信号确定校正矩阵。
具体地，可以将校正矩阵记作G，则其表达式可以写作：
Figure BDA0004109267750000111
进一步地，在确定G矩阵之后，还可以通过下式确定多天线终端各个接收天线的隔离级别：
Figure BDA0004109267750000112
Figure BDA0004109267750000113
其中，RSRP2(w1)、RSRP1(w2)越小，I1、I2的隔离级别越高，说明对应接收天线隔离干扰信号的能力越强。
由于每个接收天线接收测试信号的能力相同，且在传导过程中有电缆损耗，因此，需要确保直接链路(即b11和b22)传播系数是平衡的。因此，在天线方向图信息确定校正矩阵之后，还可以基于第一幅度、第一数值和第一有效发射功率确定第三有效接收功率；基于第二幅度、第五数值和第二有效发射功率确定第四有效接收功率；在第三有效接收功率和第四有效接收功率的相等时，确定通过校正矩阵对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵。
其中，将第三有效接收功率记作RSRP1(w1)，第四有效接收功率记作RSRP2(w2)，且要求RSRP1(w1)和RSRP2(w2)近似相等时，确定上述G矩阵为所求的校正矩阵，并确定通过校正矩阵对第一矩阵进行归一化处理得到标准矩阵。
作为一种可选的实施方式，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，还可以对相干带宽进行验证，以确认频率带内是否平坦。
可选地，在目标频率带内按照第一频率范围依次采集多天线终端的多个天线的天线方向图信息，得到天线方向图集合；轮询天线方向图集合，确定天线方向图集合内相邻天线方向图信息对应的目标天线的相关系数；在相关系数超过第一预设阈值时，确定目标频率带内平坦。
其中，上述第一预设阈值可以选择0.8，此处对第一预设阈值的取值不多做限制，具体可以结合实际应用场景进行设定。
作为另一种可选的实施方式，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，还可以对校正矩阵，即G矩阵进行重复性验证，从而避免微小测试操作对最终测试平台准确性的影响。
可选地，对校正矩阵进行时间，和/或空间变量上的重复搜索，确定重复性影响因
子，其中，重复性影响因子用于影响校正矩阵的重复性；基于重复性影响因子提升校正矩阵的重复性。
步骤S408，基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
具体地，按照标准矩阵利用幅度相位设备调整信道传输测试平台，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试，其中，幅度相位设备可以为2*2通道的射频开关箱，且射频开关箱的每个通道均由1个可编程幅度变化器和1个可编程相位变化器构成。
本发明具有以下优点：
(1)根据本发明实施例提供的多天线终端的性能测试方法，在测试过程中不需要用电缆连接待测试的多天线终端，可以保证待测试的多天线终端的实际工作状态，从而评估待测试的多天线终端自身的噪声、干扰对MIMO无线终端性能的影响；
(2)根据本发明实施例提供的多天线终端的性能测试方法，既可以得到待测试的多天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；
(3)充分利用现有SISO(Single-Input Single-Output，单发单收)的OTA测试系统，系统升级改造成本低，及时重新搭建的测试系统，其所需要耗费的建设成本较少、建设周期较短；
(4)根据本发明实施例提供的多天线终端的性能测试方法，可以确保最终测试结果的绝对精度和相对重复性满足预期要求，同时最终测试结果也满足第三方认证能力。
在本申请实施例中，获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。从而提供了大大减少测试系统的建设成本和运维成本，且有效提升测试效率，进而解决了相关技术难以对MIMO无线终端的天线性能进行快速测试的技术问题。
实施例2
根据本申请实施例，还提供了一种用于实现上述多天线终端的性能测试方法的多天线终端的性能测试装置，图6是根据本申请实施例的一种可选的多天线终端的性能测试装置的结构示意图，如图6所示，该多天线终端的性能测试装置中至少包括获取模块61，第一确定模块62，第二确定模块63和测试模块64，其中：
获取模块61，用于获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位。
具体地，多天线终端为MIMO无线终端。通常，在实际应用中不可能将待测试的多天线终端破坏，打开天线端口，故可以将多天线终端置于微波暗室内，屏蔽环境去除噪声和干扰因素，因此，本申请实施例中获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息是多天线终端被置于微波暗室内各个天线的性能之一。
可选地，获取模块61可以通过的空口测试系统实现对多天线终端的天线的天线方向图信息的测量。另外，微波暗室内测量天线的个数大于或等于多天线终端的天线的个数。
作为一种可选的实施方式，获取模块61在获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息之前，还可以设置信道传输测试平台，其中，信道传输测试平台中包括：基站模拟器、信道模拟器和多天线终端。
另外，信道传输测试平台还可以包括综合测试仪等、微波暗室等。
第一确定模块62，用于基于获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵。
可选地，基站模拟器的发射天线发射的信号中包括：第一测试信号和第二测试信号，微波暗室内的多天线终端的接收信号中包括：第一接收信号和第二接收信号。
作为一种可选的实施方式，第一确定模块62还可以确定第一测试信号经过信道模拟器生成的第一测试用发射信号；确定第二测试信号经过信道模拟器生成的第二测试用发射信号。
具体地，如图5所示的信道传输测试平台，测试信号分别为基站模拟器发射的第一测试信号x1(f，t)和第二测试信号x2(f，t)。接着，第一测试信号x1(f，t)和第二测试信号x2(f，t)分别经过信道模拟器，由于信道模拟器为2通道入4通道出，因此，第一测试信号x1(f，t)经过信道模拟器可以得到第一测试用发射信号s1(f，t)，并建立第一测试用发射信号s1(f，t)到第一接收信号y1(f，t)的第一无线电缆传输；同时，第二测试信号x2(f，t经过信道模拟器可以得到第二测试用发射信号s2(f，t)，并建立第二测试用发射信号s2(f，t)到第二接收信号y2(f，t)的第二无线电缆传输。
进一步地，第一确定模块62可以基于测试信号确定多天线终端接收测试信号的第一矩阵。故可以将第一矩阵表示为：
Figure BDA0004109267750000141
第二确定模块63，用于依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵。
作为一种可选的实施方式，第二确定模块63可以按照如下方式确定校正矩阵：依据天线方向图信息确定校正矩阵，包括：获取天线方向图信息中的任一第一幅度，并基于第一幅度确定第一数值和第二数值；获取天线方向图信息中的任一第一相位，并基于第一相位确定第一目标幅度，其中，第一相位作为第一目标幅度的幅度值，且第一目标幅度的相位值为第三数值；获取天线方向图信息中的任一第二幅度，并基于第二幅度确定第四数值和第五数值；获取天线方向图信息中的任一第二相位，并基于第二相位确定第二目标幅度，其中，第二相位作为第二目标幅度的幅度值，且第二目标幅度的相位值为第六数值；基于第一幅度、第一目标幅度和第一测试用发射信号，以及第二幅度、第二目标幅度和第二测试用发射信号确定校正矩阵。
可选地，可以通过如下方式确定第一目标幅度：固定第一相位，并将第三数值在第一范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第三目标数值，其中，第一有效接收功率由第一幅度、第四数值和第一有效发射功率确定；固定第三目标数值，并将第一相位在第二范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第一目标相位；基于第一目标相位和第三目标数值确定第一目标幅度。
可选地，可以通过如下方式确定第二目标幅度：固定第二相位，并将第六数值在第一范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小的第六目标数值，其中，第二有效接收功率由第二幅度、第五数值和第二有效发射功率确定；固定第六目标数值，并将第二相位在第三范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小第二目标相位；基于第二目标相位和第六目标数值确定第二目标幅度。
由于每个接收天线接收测试信号的能力相同，且在传导过程中有电缆损耗，因此，需要确保直接链路(即b11和b22)传播系数是平衡的。因此，在天线方向图信息确定校正矩阵之后，还可以基于第一幅度、第一数值和第一有效发射功率确定第三有效接收功率；基于第二幅度、第五数值和第二有效发射功率确定第四有效接收功率；在第三有效接收功率和第四有效接收功率的相等时，确定通过校正矩阵对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵。
其中，将第三有效接收功率记作RSRP1(w1)，第四有效接收功率记作RSRP2(w2)，且要求RSRP1(w1)和RSRP2(w2)近似相等时，确定上述G矩阵为所求的校正矩阵，并确定通过校正矩阵对第一矩阵进行归一化处理得到标准矩阵。
作为一种可选的实施方式，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，还可以对相干带宽进行验证，以确认频率带内是否平坦。
可选地，在目标频率带内按照第一频率范围依次采集多天线终端的多个天线的天线方向图信息，得到天线方向图集合；轮询天线方向图集合，确定天线方向图集合内相邻天线方向图信息对应的目标天线的相关系数；在相关系数超过第一预设阈值时，确定目标频率带内平坦。
其中，上述第一预设阈值可以选择0.8，此处对第一预设阈值的取值不多做限制，具体可以结合实际应用场景进行设定。
作为另一种可选的实施方式，在依据天线方向图信息确定校正矩阵之后，还可以对校正矩阵，即G矩阵进行重复性验证，从而避免微小测试操作对最终测试平台准确性的影响。
可选地，对校正矩阵进行时间，和/或空间变量上的重复搜索，确定重复性影响因子，其中，重复性影响因子用于影响校正矩阵的重复性；基于重复性影响因子提升校正矩阵的重复性。
测试模块64，用于基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
具体地，测试模块64首先按照标准矩阵利用幅度相位设备调整信道传输测试平台，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试，其中，幅度相位设备可以为2*2通道的射频开关箱，且射频开关箱的每个通道均由1个可编程幅度变化器和1个可编程相位变化器构成。，从而实现在不限制测试环境的情况下，支持对MIMO无线终端进行性能测试，同时在投资最少的建设成本和建设工期的基础上，得到精确度最高的性能测试结果。
需要说明的是，本申请实施例中的多天线终端的性能测试装置中的各模块与实施例1中的多天线终端的性能测试方法的各实施步骤一一对应，由于实施例1中已经进行了详尽的描述，本实施例中部分未体现的细节可以参考实施例1，在此不再过多赘述。
实施例3
根据本申请实施例，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质包括存储的程序，其中，非易失性存储介质所在设备通过运行该程序执行实施例1中的多天线终端的性能测试方法。
可选地，非易失性存储介质所在设备通过运行该程序执行实现以下步骤：获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
根据本申请实施例，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行实施例1中的多天线终端的性能测试方法。
可选地，程序运行时执行实现以下步骤：获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
根据本申请实施例，还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器和处理器，其中，存储器中存储有计算机程序，处理器被配置为通过计算机程序执行实施例1中的多天线终端的性能测试方法。
可选地，处理器被配置为通过计算机程序执行实现以下步骤：获取多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于测试信号确定多天线终端的第一矩阵；依据天线方向图信息确定校正矩阵，其中，校正矩阵用于对第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；基于标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的信道传输测试平台对多天线终端进行性能测试。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元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，本申请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全部或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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种多天线终端的性能测试方法，其特征在于，所述多天线终端放置于微波暗室内，包括：
获取所述多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，所述天线方向图信息中包括：幅度和相位；
获取测试信号，并基于所述测试信号确定所述多天线终端的第一矩阵；
依据所述天线方向图信息确定校正矩阵，其中，所述校正矩阵用于对所述第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；
基于所述标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的所述信道传输测试平台对所述多天线终端进行性能测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述多天线终端置于微波暗室中每个天线的天线方向图信息之前，所述方法还包括：
设置所述信道传输测试平台，其中，所述信道传输测试平台中包括：基站模拟器、信道模拟器和所述多天线终端。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站模拟器的发射天线发射的信号中包括：第一测试信号和第二测试信号，所述微波暗室内的所述多天线终端的接收信号中包括：第一接收信号和第二接收信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取测试信号之后，所述方法还包括：
确定所述第一测试信号经过所述信道模拟器生成的第一测试用发射信号；
确定所述第二测试信号经过所述信道模拟器生成的第二测试用发射信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，依据所述天线方向图信息确定校正矩阵，包括：
获取所述天线方向图信息中的任一第一幅度，并基于所述第一幅度确定第一数值和第二数值；
获取所述天线方向图信息中的任一第一相位，并基于所述第一相位确定第一目标幅度，其中，所述第一相位作为所述第一目标幅度的幅度值，且所述第一目标幅度的相位值为第三数值；
获取所述天线方向图信息中的任一第二幅度，并基于所述第二幅度确定第四数值和第五数值；
获取所述天线方向图信息中的任一第二相位，并基于所述第二相位确定第二目标幅度，其中，所述第二相位作为所述第二目标幅度的幅度值，且所述第二目标幅度的相位值为第六数值；
基于所述第一幅度、所述第一目标幅度和所述第一测试用发射信号，以及所述第二幅度、所述第二目标幅度和所述第二测试用发射信号确定所述校正矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述天线方向图信息中的任一第一相位，基于所述第一相位确定第一目标幅度，包括：
固定所述第一相位，并将所述第三数值在第一范围内进行轮询，以确定使第一有效接收功率最小的第三目标数值，其中，所述第一有效接收功率由所述第一幅度、所述第四数值和所述第一有效发射功率确定；
固定所述第三目标数值，并将所述第一相位在第二范围内进行轮询，以确定使所述第一有效接收功率最小的第一目标相位；
基于所述第一目标相位和所述第三目标数值确定所述第一目标幅度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述天线方向图信息中的任一第二相位，基于所述第二相位确定第二目标幅度，包括：
固定所述第二相位，并将所述第六数值在第一范围内进行轮询，以确定使第二有效接收功率最小的第六目标数值，其中，所述第二有效接收功率由所述第二幅度、所述第五数值和所述第二有效发射功率确定；
固定所述第六目标数值，并将所述第二相位在第三范围内进行轮询，以确定使所述第二有效接收功率最小的第二目标相位；
基于所述第二目标相位和所述第六目标数值确定所述第二目标幅度。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在依据所述天线方向图信息确定校正矩阵之后，所述方法还包括：
基于所述第一幅度、所述第一数值和第一有效发射功率确定第三有效接收功率；
基于所述第二幅度、所述第五数值和第二有效发射功率确定第四有效接收功率；
在所述第三有效接收功率和所述第四有效接收功率的相等时，确定通过所述校正矩阵对所述第一矩阵进行归一化处理，得到所述标准矩阵。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在依据所述天线方向图信息确定校正矩阵之后，所述方法还包括：
在目标频率带内按照第一频率范围依次采集所述多天线终端的多个所述天线的天线方向图信息，得到天线方向图集合；
轮询所述天线方向图集合，确定所述天线方向图集合内相邻所述天线方向图信息对应的目标天线的相关系数；
在所述相关系数超过第一预设阈值时，确定所述目标频率带内平坦。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在依据所述天线方向图信息确定校正矩阵之后，所述方法还包括：
对所述校正矩阵进行时间，和/或空间变量上的重复搜索，确定重复性影响因子，其中，所述重复性影响因子用于影响所述校正矩阵的重复性；
基于所述重复性影响因子提升所述校正矩阵的重复性。
11.一种多天线终端的性能测试装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取所述多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，所述天线方向图信息中包括：幅度和相位；
第一确定模块，用于获取测试信号，并基于所述测试信号确定所述多天线终端的第一矩阵；
第二确定模块，用于依据所述天线方向图信息确定校正矩阵，其中，所述校正矩阵用于对所述第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；
测试模块，用于基于所述标准矩阵对信道传输测试平台进行调整，并通过调整后的所述信道传输测试平台对所述多天线终端进行性能测试。
12.一种多天线终端的性能测试系统，其特征在于，包括：
信道传输测试平台，用于获取所述多天线终端的多个天线的天线方向图信息，其中，所述天线方向图信息中包括：幅度和相位；获取测试信号，并基于所述测试信号确定所述多天线终端的第一矩阵；依据所述天线方向图信息确定校正矩阵，其中，所述校正矩阵用于对所述第一矩阵进行归一化处理，得到标准矩阵；
幅度相位设备，用于基于所述标准矩阵对所述信道传输测试平台进行调整。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，通过调整后的所述信道传输测试平台对所述多天线终端进行性能测试。
14.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，所述非易失性存储介质所在设备通过运行所述程序执行权利要求1至10中任意一项所述的多天线终端的性能测试方法。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被配置为通过所述计算机程序执行权利要求1至10中任意一项所述的多天线终端的性能测试方法。
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