WO2011026369A1 - 一种多天线系统中总辐射功率的测试方法及装置 - Google Patents
一种多天线系统中总辐射功率的测试方法及装置 Download PDFInfo
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- H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
- H04B17/101—Monitoring; Testing of transmitters for measurement of specific parameters of the transmitter or components thereof
- H04B17/102—Power radiated at antenna
Definitions
- the present invention relates to the field of radio frequency testing technologies for wireless communication products, and more particularly to a multi-antenna system
- test standard for mobile terminal space RF performance is defined as "The test plan for mobile station OTA performance”. Currently, many operators require access to it.
- the radio frequency performance of the mobile terminal space of the network shall be tested in accordance with the requirements of the CTIA standard. TRP and TRS shall meet certain limit requirements.
- 1 is a schematic diagram of a spherical coordinate system established with the wireless communication product under test as an origin.
- the tested wireless communication product is placed on a first rotating shaft or a second rotating shaft of a testing device, and the first rotating shaft has a rotation range of 0-180. Degree, the second rotation axis rotation range is 0-360 degrees.
- the TRP test needs to take a test point every 15 degrees 0 (0-180 degrees) and ⁇ (0-360 degrees), and a total of 264 points need to be tested.
- TRP Total Radiated Power
- DUT Device Under Test
- TRP [EIRP, ( ⁇ ; ) + ⁇ ⁇ ( ⁇ ; f))d
- ⁇ is the angular region entity corresponding to the direction
- f is the frequency
- P is the orthogonal polarization
- the E/R sum is the actual transmit power level corresponding to the polarization, so TR p can be equivalently calculated using the following formula:
- N and M in the formula are the number of sampling points for measuring the angle ⁇ ⁇ angle and angle.
- the main object of the present invention is to provide a test method and apparatus for total radiated power in a multi-antenna system for solving the technical problem of measuring TRP of a data stream in a helium system, in order to achieve the above object,
- the technical solution of the present invention is implemented as follows:
- a method for testing total radiated power in a multi-antenna system comprising:
- Step Al perform initialization
- Step ⁇ 4 According to the total radiant power and all data streams when each data stream is separately turned on The total radiant power value at turn-on calculates the total radiant power value for each data stream when all data streams are turned on.
- step A2 is specifically:
- Step A22 Turn on the data stream 2, turn off the data stream 1, and measure the total radiant power rRP 2 when the user terminal separately sends the data stream 2 ;
- Step A3 is specifically: simultaneously open the data stream 1 and the data stream 2, and the user terminal simultaneously sends the data stream 1 And the total radiant power TR of data stream 2. Further, the steps of measuring the total radiated power when each data stream is individually turned on and measuring the total radiated power value when all data streams are all turned on are:
- Step Bl continuously sending an uplink power control command to the user terminal
- Step B2 When the user terminal reaches the maximum power, start to send data in the PN15 mode; Step B3, perform a point test on the spherical surface centered on the user terminal, and calculate the corresponding total radiation power by the following formula Value:
- f is the frequency, which represents vertical polarization
- ⁇ represents horizontal polarization
- E/R and E/R are the actual transmit power levels corresponding to polarization.
- rR to rR ⁇ are the total radiated power values when each data stream is turned on separately, and rR is the total total radiated power value when all data streams are turned on, which is the total of the i-th data stream when all data streams are turned on. Radiated power value.
- the method of obtaining the total radiated power value of each data stream when all data streams are all turned on is:
- TRP T , TRP T * l - ⁇
- TRP" TRP T * 2 ⁇
- TRP n is the total radiated power value of the first data stream when all data streams are turned on
- TRP T2 is the total radiated power value of the second data stream when all data streams are turned on.
- the present invention also provides a test apparatus for total radiated power in a multi-antenna system, including:
- An initialization module configured to perform an initialization operation
- a measurement module for measuring a total radiated power (TRP) value when each data stream is individually turned on and a total radiated power value when all data streams are turned on;
- the calculation module is configured to calculate the total radiation power of each data stream when all the data streams are all turned on according to the total radiation power when each data stream is separately turned on measured by the measurement module and the total radiation power value when all data streams are all turned on. value.
- the measurement module includes a preprocessing module and a power calculation module:
- a pre-processing module configured to continuously send an uplink power control command to enable the user terminal to reach a maximum power, and then send data in the PN15 mode;
- the power calculation module is configured to perform a point test on a spherical surface centered on the user terminal to be tested, and calculate a corresponding total radiation power value by using the following formula:
- f is the frequency
- ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ represents the orthogonal polarization
- ElRP e and ⁇ ⁇ are the actual transmit power levels corresponding to the polarization.
- rR to rR ⁇ are the total radiated power values when each data stream is turned on separately, and rR is the total total radiated power value when all data streams are turned on, which is the total of the i-th data stream when all data streams are turned on. Radiated power value.
- the present invention can simultaneously transmit or receive multiple data streams, and implements TRP testing of multiple data streams in a MIMO system.
- FIG. 1 is a flow chart of a method for implementing a multi-stream TRP test according to the present invention
- FIG. 2 is a schematic diagram of a spherical coordinate system established with an origin of a wireless communication product under test. detailed description
- Step 210 Perform pre-test initialization, including setting the power control algorithm and entering the closed-loop test mode.
- the UE enters loopback test mode 2 and starts the closed loop test.
- Step 220 Perform a test process, and measure a total radiated power value when each data stream is separately turned on and a total radiated power value when all data streams are all turned on;
- Sub-step 221 Data stream 1 is turned on, data stream 2 is turned off, and the total radiated power value of data stream 1 in this case is tested. TRP ⁇
- Sub-step 222 data stream 2 is turned on, data stream 1 is turned off, and the total radiated power value TRP 2 of data stream 2 in this case is tested;
- TRP - Sub-step 223 data stream 1 is turned on, and data stream 2 is also turned on at the same time, and the total total radiated power value TRP T of data stream 1 and data stream 2 in this case is tested;
- Step 230 Process the obtained test data, and calculate the total radiated power of the single data stream when all the data streams are all turned on according to the total radiated power value when each data stream is separately turned on and the total radiated power value when all the data streams are all turned on. value.
- D1 1 1 is the total radiated power value when data stream 1 is turned on and data stream 2 is turned off.
- TRP 2 is the total radiated power value when data stream 2 is turned on and data stream 1 is turned off.
- TRP T is the total radiated power value when both data streams are transmitted.
- TRP TRP * ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ , then both data streams are turned on and are sent
- the total radiated power value of data stream 2 in the case.
- each single data stream is measured. TRP value, then get the total when all data streams are turned on TRP value; assume that the TRP value when each data stream is separately turned on is TRP ⁇ .TRPN, and the total TRP value is TRP T when all data streams are enabled, then the i-th data stream is opened when all data streams are enabled.
- the total radiated power value TRP n is calculated as follows:
- the present invention also provides a test device for total radiated power in a multi-antenna system, comprising: an initialization module, a measurement module, and a calculation module.
- the initialization module is used to perform an initialization operation
- the measurement module is configured to measure the total radiation power TRP value when each data stream is separately turned on and measure the total radiation power value when all data streams are all turned on; the measurement module further includes a preprocessing module and a power calculation module, and the preprocessing module is used for continuous
- the uplink power control command is sent to enable the user terminal to reach the maximum power, and then the data in the PN15 mode is sent; the power calculation module is configured to perform a point test on the spherical surface centered on the user terminal under test, and the corresponding calculation is performed by the following formula Total radiated power value:
- f is the frequency
- ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ represents the orthogonal polarization
- ElRP e and ⁇ ⁇ are the actual transmit power levels corresponding to the polarization.
- the calculation module is configured to calculate the total radiant power when each data stream is separately turned on according to the measurement module and the total radiant power value when all data streams are all turned on, and calculate each data stream when all the data streams are all turned on by the following method.
- Total radiated power value :
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Description
一种多天线系统中总辐射功率的测试方法及装置 技术领域
本发明涉及无线通信产品的射频测试技术领域， 尤其涉及多天线系统
(多输入多输出， MIMO ) 的空间射频性能（ Over The Air, OTA ) 中总辐 射功率（ Total Radiated Power, TRP ) 的测试方法及装置。 背景技术
随着现代工业的发展， 各类无线通讯产品只有具备良好的发射和接收 性能才能保证通讯质量，即，总辐射功率要高于一定值，总辐射灵敏度（Total Radiated Sensitivity, TRS )要低于一定值，也就是说空间射频性能（ Over The Air, OTA )测试指标要良好。
CTIA (蜂窝通讯标准化协会） 为了保障移动终端设备在网络中正常使 用， 制定了移动终端空间射频性能的测试标准即 《The test plan for mobile station OTA performance)), 目前， 艮多运营商都要求进入其网络的移动终端 空间射频性能要按照 CTIA标准要求进行测试， TRP、 TRS要满足一定的限 值要求。
在 CTIA标准中， 对于 TRP和 TRS的测量是在以被测设备为圓心的球 面上进行取点测试。 为了准确评价被测设备的发射和接收性能， 需要选取 足够多的测试点。 图 1 为以被测无线通讯产品为原点建立的球面坐标系示 意图， 被测无线通信产品放置于一测试装置的第一旋转轴或第二旋转轴上， 第一旋转轴旋转范围为 0-180度， 第二旋转轴旋转范围为 0-360度。 其中 TRP测试需要每隔 15度 Θ ( 0-180度）和 Φ ( 0-360度 )取一个测试点， 总 共需要测试 264个点。 TRS测试需每隔 30度 Θ ( 0-180度）和 Φ ( 0-360度 ) 取一个测试点， 共需测试 60个点。 由于测试点是等角度选取的， 所以其在
球面上是非均匀分布的。 TRP、 TRS 需要根据所有的测试点进行球面积分 计算得出。 在积分运算中， 对位于 θ=0, θ=180的两个测试点， 其正弦值为 零， 所以这两个点不进行测试。
总辐射功率 TRP指标是用来测试待测设备 (Device Under Test, DUT)实 际辐射功率的大小的。 TRP被定义为整个辐射球体上不同方向的辐射功率 的积分。 所以 TRP的计算公式为：
TRP = [EIRP, (Ω; ) + ΕΙϋΡφ (Ω; f))d
其中 Ω为方向所对应的角区域实体， f 为频率， 和 P代表正交极化,
E/R 和 为相应于极化的实际发射功率级别， 因此 TRp可以用下面公 式等效计算：
π N-1M -1
^^∑∑L層 ^ ; /) +層 ;/)Jsin( ) 公式中的 N和 M是测量角 θη角和 角的取样点数目。
目前的国际标准中尚未对多天线系统下的射频指标的测试方法和测试 过程进行规定。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种用于多天线系统中总辐射 功率的测试方法及装置，用于解决 ΜΙΜΟ系统中对数据流的 TRP进行测量 的技术问题， 为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
一种多天线系统中总辐射功率的测试方法， 包括：
步骤 Al、 执行初始化；
步骤 Α2、 测量每个数据流单独开启时的总辐射功率（TRP )值； 步骤 A3、 测量所有数据流全部开启时的总辐射功率值；
步骤 Α4、 依据每个数据流单独开启时的总辐射功率及所有数据流全部
开启时的总辐射功率值计算出所有数据流全部开启时每个数据流的总辐射 功率值。
进一步地， 所述方法中包含 2个数据流， 步骤 A2具体为：
A21、 开启数据流 1 , 关闭数据流 2, 测量用户终端单独发送数据流 1 时的总辐射功率值
A22、 开启数据流 2, 关闭数据流 1 , 测量用户终端单独发送数据流 2 时的总辐射功率 rRP2 ; 步骤 A3具体为： 同时开启数据流 1和数据流 2, 用户终端同时发送数 据流 1和数据流 2时的总辐射功率 TR 。 进一步地， 测量每个数据流单独开启时的总辐射功率及测量所有数据 流全部开启时的总辐射功率值的步骤为：
步骤 Bl、 连续发送上行功率控制命令给用户终端；
步骤 B2、 当用户终端达到最大功率时， 开始发送 PN15模式下的数据； 步骤 B3、 在以所述用户终端为圓心的球面上进行取点测试， 通过如下 算式等效计算出对应的总辐射功率值：
TRP -
其中 f为频率， 代表垂直极化， ^代表水平极化， E/R 和 E/R 为相应 于极化的实际发射功率级别。
进一步地， 计算所有数据流全部开启时每个数据流的总辐射功率值的 方式为：
TRP
TRPT = TRPT *
TRPi + .-. + TRPi + .-. + TRPN
其中 rR 至 rR^为各数据流单独开启时的总辐射功率值， rR 为所有数 据流都开启的情况下总的总辐射功率值， 为在所有数据流都开启时第 i 个数据流的总辐射功率值。
在只有两个数据率的情况下， 获得所有数据流全部开启时每个数据流 的总辐射功率值的方法为：
TRPT、 = TRPT * l- ^
TRP1 + TRP2
TRP" = TRPT * 2 ~
TRP、 + TRP2
其中， TRPn为所有数据流都开启时第 1个数据流的总辐射功率值； TRPT2 为所有数据流都开启时第 2个数据流的总辐射功率值。
基于上述方法， 本发明还提出一种多天线系统中总辐射功率的测试装 置， 包括：
初始化模块， 用于执行初始化操作；
测量模块， 用于测量每个数据流单独开启时的总辐射功率 ( TRP )值及 测量所有数据流全部开启时的总辐射功率值；
计算模块， 用于依据测量模块测得的每个数据流单独开启时的总辐射 功率及所有数据流全部开启时的总辐射功率值计算出所有数据流全部开启 时每个数据流的总辐射功率值。
进一步地， 所述测量模块包括预处理模块、 功率计算模块：
预处理模块， 用于连续发送上行功率控制命令使用户终端达到最大功 率， 然后发送 PN15模式下的数据；
功率计算模块， 用于在以被测用户终端为圓心的球面上进行取点测试， 通过如下算式等效计算出对应的总辐射功率值：
TRP -
其中 f为频率 , θ ^ <Ρ代表正交极化， ElRPe和 ΕΙϋΡφ为相应于极化的实际 发射功率级别。
进一步地， 所述计算模块计算所有数据流全部开启时每个数据流的总 辐射功率值的方式为：
TRPT = TRPT * l-
TRPi + .-. + TRPi + .-. + TRPN
其中 rR 至 rR^为各数据流单独开启时的总辐射功率值， rR 为所有数 据流都开启的情况下总的总辐射功率值， 为在所有数据流都开启时第 i 个数据流的总辐射功率值。
本发明可同时发送或接收多个数据流， 实现了 MIMO系统中对多个数 据流的 TRP的测试。 附图说明
图 1是根据本发明进行多数据流 TRP测试实施方法的流程图； 图 2是以被测无线通讯产品为原点建立的球面坐标系示意图。 具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明， 应当理解， 此处所描 述的优选实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。
实施例 1 :
图 2给出了同时测试 2个数据流 TRP的处理流程， 具体步骤如下： 步骤 210: 执行测试前的初始化， 包括设置功率控制算法、 进入闭环测 试模式等。
1)设置下行物理信道功率及相关参数；
2) UE电源开启。
3)根据普通呼叫建立过程进行呼叫建立，功率控制算法设置为功率控制
算法 2 ( Power Control Algorithm 2 ), 压缩模式设置为 OFF。
4)UE进入闭环测试模式 2(loopback test mode 2), 开始闭环测试。
步骤 220: 执行测试过程， 测量各数据流单独开启时的总辐射功率值和 所有数据流全部开启时的总辐射功率值；
子步骤 221 : 数据流 1开启， 数据流 2关闭， 测试此情况下的数据流 1 的总辐射功率值 TRP^
1) 连续发送上行（Up )功率控制命令给 UE, 增大 UE的发射功率级 别。
2) 当 UE达到最大功率时， 开始发送 PN15数据模式下的数据。
3) 将 UE放置于相对于人脑模型的适当位置。
4) 分别测量 £" 和£ ^ , Θ和 φ方向分别以 15。为步长进行取点， 在所 取样点处进行测试。
5) 测得每个点上的^ 和£ ^^直后， 根据下面公式计算得到 TRP1 :
TRP -
子步骤 222: 数据流 2开启， 数据流 1关闭， 测试此情况下的数据流 2 的总辐射功率值 TRP2;
1) 连续发送 Up功率控制命令给 UE。
2) 当 UE达到最大功率时， 开始发送 PN15数据模式。
3) 将 UE放置于相对于人脑模型的适当位置。
4) 分别测量 £" 和£ ^ , Θ和 φ方向分别以 15。为步长进行取点， 在所 取样点处进行测试。
5) 测得每个点上的^ 和£ ^^直后， 根据下面公式计算得到 TRP2:
TRP -
子步骤 223: 数据流 1开启， 数据流 2也同时开启， 测试此情况下的数 据流 1和数据流 2的总的总辐射功率值 TRPT;
1) 连续发送 Up功率控制命令给 UE。
2) 当 UE达到最大功率时， 开始发送 PN15数据模式。
3) 将 UE放置于相对于人脑模型的适当位置。
4) 分别测量 £" 和£ ^ , Θ和 φ方向分别以 15。为步长进行取点， 在所 取样点处进行测试。
5) 测得每个点上的^ 和£ ^^直后， 根据下面公式计算得到 TRPT:
TRP -
步骤 230: 对获得的测试数据进行处理， 根据每个数据流单独开启时的 总辐射功率值和所有数据流全部开启时的总辐射功率值计算所有数据流全 部开启时单个数据流的总辐射功率值。
丁1^1为数据流 1开启， 数据流 2关闭时的总辐射功率值。
TRP2为数据流 2开启， 数据流 1关闭时的总辐射功率值。
TRPT为两个数据流都进行发送时的总辐射功率值。 TRP = TRP * ~ ¾ ^ , 则 两个数据流都开启， 都进行发送的
TRP1 + TRP2
情况下的数据流 1的总辐射功率值。 另 RP = TRP * ~ ¾ ~ ,则 TR /^为两个数据流都开启，都进行发送的
TRP1 + TRP2
情况下的数据流 2的总辐射功率值。
实施例 2:
当数据流为 N个数据流时， 与实施例 1的不同之处在于步骤 220和步 骤 230中是对 N个数据流进行处理， 本实施例在进行测试时， 首先测量获 得各单个数据流的 TRP值， 然后再在所有数据流都开启的情况下获得总的
TRP值；假设各数据流单独开启时的 TRP值分别为 TRP^.TRPN,所有数据 流都开启的情况下总的 TRP值为 TRPT, 则在所有数据流都开启时第 i个数 据流的总辐射功率值 TRPn的计算方法如下：
TRP
TRPT = TRPT *
TRPi + .-. + TRPi + .-. + TRPN
基于上述方法， 本发明还提出多天线系统中总辐射功率的测试装置， 包括： 初始化模块、 测量模块、 计算模块。
初始化模块用于执行初始化操作；
测量模块用于测量每个数据流单独开启时的总辐射功率 TRP值及测量 所有数据流全部开启时的总辐射功率值； 测量模块进一步包括预处理模块 及功率计算模块， 预处理模块用于连续发送上行功率控制命令使用户终端 达到最大功率， 然后发送 PN15模式下的数据； 功率计算模块， 用于在以被 测用户终端为圓心的球面上进行取点测试， 通过如下算式等效计算出对应 的总辐射功率值：
TRP -
其中 f为频率 , θ ^ <Ρ代表正交极化， ElRPe和 ΕΙϋΡφ为相应于极化的实际 发射功率级别。
计算模块用于依据测量模块测得的每个数据流单独开启时的总辐射功 率及所有数据流全部开启时的总辐射功率值通过下述方法计算出所有数据 流全部开启时每个数据流的总辐射功率值：
TRP
TRPT = TRPT *
TRPi + .-. + TRPi + .-. + TRPN
其中 7 ^至 rR^为各数据流单独开启时的总辐射功率值， rR 为所有数 据流都开启的情况下总的总辐射功率值， 为在所有数据流都开启时第 i 个数据流的总辐射功率值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于 本领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 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， 均应包含在本发明 的保护范围之内。
Claims
1、 一种多天线系统中总辐射功率的测试方法， 其特征在于， 该方法包 括：
Al、 执行初始化；
A2、 测量每个数据流单独开启时的总辐射功率（TRP )值；
A3、 测量所有数据流全部开启时的总辐射功率值；
A4、 依据每个数据流单独开启时的总辐射功率及所有数据流全部开启 时的总辐射功率值计算出所有数据流全部开启时每个数据流的总辐射功率 值。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述方法中包含 2个数 据流， 步骤 A2具体为：
A21、 开启数据流 1 , 关闭数据流 2, 测量用户终端单独发送数据流 1 时的总辐射功率值 ra ;
A22、 开启数据流 2, 关闭数据流 1 , 测量用户终端单独发送数据流 2 时的总辐射功率 rRP2 ;
步骤 A3具体为： 同时开启数据流 1和数据流 2, 用户终端同时发送数 据流 1和数据流 2时的总辐射功率 TR 。
3、 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 测量每个数据流单 独开启时的总辐射功率及测量所有数据流全部开启时的总辐射功率值的步 骤为：
Bl、 连续发送上行功率控制命令给用户终端；
B2、 当用户终端达到最大功率时， 开始发送 PN15模式下的数据； B3、 在以所述用户终端为圓心的球面上进行取点测试， 通过如下算式 等效计算出对应的总辐射功率值： TRP - 
其中 f为频率， 代表垂直极化， ^代表水平极化， E/R 和 E/R 为相应 于极化的实际发射功率级别。
4、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 计算所有数据流全部开 启时每个数据流的总辐射功率值的方式为：
TRP
TRPT = TRPT *
TRPi + .-. + TRPi + .-. + TRPN
其中 rR 至 rR^为各数据流单独开启时的总辐射功率值， rR 为所有数 据流都开启的情况下总的总辐射功率值， 为在所有数据流都开启时第 i 个数据流的总辐射功率值。
5、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 步骤 A4中， 获得所有 数据流全部开启时每个数据流的总辐射功率值的方法为：
77? P
TRPT、 = TRPT * 1 ^
TRP1 + TRP2
77? P
TRP" = TRPT * 2 ~
TRP、 + TRP2
其中， TRPn为所有数据流都开启时第 1个数据流的总辐射功率值； TRPT2 为所有数据流都开启时第 2个数据流的总辐射功率值。
6、 一种多天线系统中总辐射功率的测试装置， 其特征在于， 该装置包 括：
初始化模块， 用于执行初始化操作；
测量模块， 用于测量每个数据流单独开启时的总辐射功率值及测量所 有数据流全部开启时的总辐射功率值；
计算模块， 用于依据测量模块测得的每个数据流单独开启时的总辐射 功率及所有数据流全部开启时的总辐射功率值计算出所有数据流全部开启 时每个数据流的总辐射功率值。
7、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 所述测量模块包括： 预处理模块， 用于连续发送上行功率控制命令使用户终端达到最大功 率， 然后发送 PN15模式下的数据；
功率计算模块， 用于在以被测用户终端为圓心的球面上进行取点测试， 通过如下算式等效计算出对应的总辐射功率值：
TRP - 
其中 f为频率 , θ ^ <Ρ代表正交极化， ElRPe和 ΕΙϋΡφ为相应于极化的实际 发射功率级别。
8、 根据权利要求 6所述的装置， 其特征在于， 计算模块计算所有数据 流全部开启时每个数据流的总辐射功率值的方式为：
TRP
TRPT = TRPT *
TRPi + .-. + TRPi + .-. + TRPN
其中 rR 至 rR^为各数据流单独开启时的总辐射功率值， rR 为所有数 据流都开启的情况下总的总辐射功率值， 为在所有数据流都开启时第 i 个数据流的总辐射功率值。
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