[发明专利]用于执行多输入多输出(MIMO)空中下载测试的系统和方法

说明书

提供了多输入多输出(115)(MIMO)空中下载(OTA)测试系统和方法，其允许测量不具有用于将所述dut(106)的天线元件(112)与所述MIMO OTA测试系统(100)接通的天线连接器。所述MIMO OTA测试系统(100)和方法可包括透镜系统(105)，所述透镜系统(105)允许在辐射近场区执行OTA测试，由此允许在所述MIMO OTA测试系统(100)中使用相对小且不太昂贵的电波暗室(103)。

技术领域

本发明涉及用于执行多输入多输出(MIMO)空中下载(OTA)测试的系统和方法。

背景技术

在多输入多输出(MIMO)通信系统中，在基站在且在移动装置上使用多个天线，以利用被称为多径传播的现象来实现更高的数据速率。通常，MIMO通信系统在每个无线电信道上同时发送和接收多个数据信号。多径传播现象是在数据信号在基站和移动装置之间传播时影响到所述数据信号的环境因素的结果，这些环境因素包括例如电离层反射和折射、大气波管、来自地面物体的反射和来自水体的反射。由于这些因素，数据信号经历多径干涉，导致对数据信号的相长干涉、相消干涉、或衰减以及相移。MIMO技术已经在各种无线通信标准中标准化，这些标准包括电气和电子工程师协会(IEEE)802.11n、IEEE 802.11ac、HSPA+(3G)、WiMAX(4G)和长期演进(LTE)标准。

MIMO通信系统需要测试。用于执行对基站的“传导”测试的、典型的MIMO测试系统包括用户设备(UE)装置或者UE装置仿真器、基站被测装置(DUT)、测试系统计算机，和用于部件互连的各种电缆。UE装置或装置仿真器典型地通过电气RF电缆连接到衰减仿真器的输入端口，但在一些示例中，它们经由辐射空中接口电磁偶联到衰减仿真器的输入端口。衰减仿真器的输出端口连接到DUT。由于衰减仿真器的输出端口与DUT之间的有线连接，该测试称为“传导”测试。测试系统计算机典型地通过相应的电气数据电缆、诸如以太网电缆连接到UE装置或者UE装置仿真器，并且连接到衰减仿真器。测试系统计算机与基站DUT通信。在OTA测试期间，测试系统计算机接收来自基站DUT的信息，测试系统计算机处理该信息以评价所述基站DUT的发射能力和/或接收能力。

下一代无线基础设施(例如，基站、主干网(backbone)等等)和用户手持机被称作第五代移动式网络或者第五代无线系统，下文中称作“5G”。5G是涉及到毫米波频率使用、紧凑型相控阵列以及前所未有的电子集成量的非常远大的标准。不仅发射器和接收器将集成到收发器中，而且收发器将与贴片天线或天线阵列集成。对于UE装置及对于基站，都会是这种情况。集成的收发器和天线或者天线阵列下文中称为“集成收发器-天线组件”

在基站和UE装置的5G集成收发器-天线组件中，将不存在从无线电电子设备到天线元件的传统连接器。因为天线元件会非常小，并且会有大量的天线元件与同一电路板上的另外的电气部件集成在一起，用于将测试系统与天线元件接通的外部连接器会不可用。例如，收发器-天线组件可整合在同一印制电路板(PCB)封装或球栅阵列(BGA)封装中。换言之，整个无线电设备，包括其天线或天线阵列及其收发器，将是单个不可分割单元。由于这些原因，5G基站和UE装置将不能够通过执行传导测试的典型MIMO测试系统测试。

虽然如此，无线电设备制造商想要针对所有通常特性对他们的单元进行测试，例如接收机灵敏度(不存在干扰及存在干扰的情况)、总发射功率、调制格式的误差矢量幅值(EVM)、天线辐射模式等等。所有这些参数必须在产品设计阶段进行详细的测量和研究。集成收发器-天线组件的不可分性质使得传统的收发器测试方法变得无用。