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一种面向基站的毫米波端到端性能测试系统和方法


技术摘要:
本申请公开了一种面向基站的毫米波端到端性能测试系统和方法,系统包括基站暗室模块、中间硬件模块、终端暗箱模块;基站暗室模块包含基站暗室,基站暗室内的待测基站、球面探头墙,探头墙安装有支持上下行双向通信的探头,用于在待测基站与中间硬件模块之间传输双向信  全部
背景技术:
超高速数据传输的带宽需求与频谱资源之间存在矛盾,4G  LTE技术无法满足超高 速数据传输、高可靠低时延连接以及万物互联等新的通信需求,因此频谱资源丰富的毫米 波频段成为5G移动通信系统的重要选择,毫米波技术也随之成为5G移动通信的关键技术之 一。性能测试是通信设备研发以及量产过程中的重要环节,采用毫米波技术的新一代通信 设备需要相应的性能测试系统来完成性能测试。 通信设备性能测试方法主要有传导法与空口(OTA)法。毫米波基站传导接口消失, 因此其性能测试应转向OTA测试。目前并没有面向基站性能测试的OTA测试标准。目前面向 移动终端的OTA测试方法有混响室法、两步法和多探头法。其中多探头法作为终端OTA测试 的标准方法被CTIA、ITU、3GPP等组织采用。但是,但是基于多探头法的传统空口测试系统无 法直接用于毫米波基站性能测试,原因包括:终端与基站信号的覆盖范围及角度扩展不同; 在面向毫米波基站的OTA测试中,配合使用的毫米波终端缺乏传导接口;毫米波设备性能测 试的测试区域优化指标与传统多探头法测试系统的要求不同。此外,现有的终端性能空口 测试系统只能用于下行性能评估而无法支持双向测试。终端在实际测试中处于静止状态, 通过信道模拟器实现多普勒效应,无法支持波束跟踪、波束切换等测试。二维水平环上均匀 分布的探头只能用于构建SCME等二维信道模型,不能实现三维空间测试。
技术实现要素:
本申请实施例提供一种面向基站的毫米波端到端性能测试系统和方法,解决现有 面向终端的多探头测试系统无法实现面向基站的毫米波端到端性能测试问题。 本申请实施例提出一种面向基站的毫米波端到端性能测试系统,包括基站暗室模 块、中间硬件模块、终端暗箱模块; 所述基站暗室模块包含基站暗室,基站暗室内的待测基站、球面探头墙,探头墙安 装有支持上下行双向通信的探头,用于在待测基站与中间硬件模块之间传输双向信号。 中间硬件模块包含变频功放设备和信道模拟器,其中变频功放设备支持双向变 频,将来自于基站暗室模块和终端暗箱模块的高频信号转换至信道模拟器支持的低频信 号,也可将信道模拟器输出的低频信号转换至高频信号;所述变频功放模块支持与待测基 站之间的时隙同步,进行上下行链路切换。 所述终端暗箱模块包含屏蔽暗箱、探头和毫米波终端,其中毫米波终端接收下行 数据、发送上行数据、与待测基站之间完成端到端连接。 优选的,所述测试系统中,所述待测基站悬挂于支持方位轴和俯仰轴转动的载台 之上,通过水平转动载台改变探头墙与待测基站相对角度进行波束切换测试。 4 CN 111555826 A 说 明 书 2/8 页 进一步地,所述变频功放器包含时隙同步切换开关、上变频功放、下变频功放。基 站侧:下行时隙,所述时隙同步切换开关接通下变频功放,基站暗室信号进入信道模拟器; 上行时隙,所述信道模拟器输出信号经上变频功放、时隙同步开关进入所述基站暗室。终端 侧:下行时隙,所述信道模拟器输出信号经上变频功放、时隙同步开关进入所述终端暗箱; 上行时隙,所述时隙同步切换开关接通下变频功放,终端暗箱信号进入信道模拟器。 本申请实施例还提出一种面向基站的毫米波端到端性能测试方法,用于本申请任 意一项实施例所述测试系统:确定所述探头墙安装的探头位置,使PSP值最大。 优选地,本申请的测试方法,用人工蜂群搜索算法确定所述探头位置。所述用人工 蜂群搜索算法确定所述探头位置,进一步包含以下步骤: 随机生成S个探头组合,每个探头组合里含有K个探头,每个探头组合中的K个探头 及其相邻孔位构成一个局部区域;计算PSP值,优化得到所述S个探头组合对应的PSP值;以 所述S个探头组合作为S个原始探头组合; 计算在每个原始探头组合对应的邻域中产生新探头组合的概率Pi;令新产生的邻 域探头组合总数为M,将M个指标依据概率Pi分配到S个局部区域;在每一个局部区域的邻域 中按照分配的数量产生邻域探头组合,其中,任一原始探头组合由K个探头组成,逐一在每 单个探头邻域选择一个新探头,K个新探头即组成一个新邻域探头组合;计算各局部区域所 有邻域探头组合的PSP值,比较邻域探头组合的PSP值与该局部区域原始探头组合PSP值的 大小,取最大PSP值对应的探头位置作为当前局部区域的最佳探头组合,该最大PSP值为当 前局部区域的最佳PSP值;比较所有局部区域的最佳PSP值,所得最大PSP值大于目标值则结 束,否则以各局部区域的最佳探头组合作为原始探头组合,重新执行上述步骤。 进一步优选地,本申请的测试方法还包含以下步骤:用毫米波基站波束对信号功 率过滤。 所述用毫米波基站波束对信号功率过滤,进一步包含以下步骤: 确定目标信道各径的方向,结合波束方向图得到待测毫米波基站在目标信道各径 方向上的波形赋形增益; 各径原始功率加上波束赋形增益,得到经基站过滤后的各径信号功率; 利用基站过滤后的各径信号功率计算得到目标功率分布。 本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果: 鉴于上述基于暗室多探头的终端性能测试系统在应用于面向基站的毫米波端到 端性能测试所面临的问题,本发明提出了一种全新的测试系统及相应的提高测试准确度、 测试效率的方法,可准确、高效地实现面向基站的毫米波端到端性能的测试。 另外,本发明提供了提高测试效率与准确度的方法。提供了一种新的探头选择算 法,提高探头选择速度;依据毫米波基站波束赋形对多径信号功率分布的影响,提供了一种 新的测试方案,在同等硬件条件下,可提高测试准确度。 本发明终端侧采用空口传导法将终端接入到测试系统,因此小型暗箱即可满足测 试条件,降低了测试成本。本发明通过支持时隙同步切换的变频功放器,有效支持双向测 试。 5 CN 111555826 A 说 明 书 3/8 页 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为现有技术的传导法测试系统; 图2为现有技术的基于暗室多探头的终端性能测试系统; 图3为本发明的面向基站的毫米波端到端性能测试系统实施例; 图4为基站暗室中探头墙结构示意图; 图5为变频功放器原理示意图; 图6为终端暗箱测试方式示意图; 图7为蜂群采蜜算法流程图; 图8为邻域示意图; 图9为毫米波基站波束示意图; 图10为毫米波基站波束对信号功率过滤示意图; 图11为基站过滤前后空间中的功率分布示意图。
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