一種多天線波束賦形測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多天線波束賦形測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2013年底中國正式商用第四代（4G)移動通信系統(tǒng)一時分雙工-長期演進(jìn) (TD-LTE)，于2015年商用長期演進(jìn)（LTE)頻分雙工（FDD)系統(tǒng)，標(biāo)志著中國移動通信網(wǎng)絡(luò) 正式從語音時代過渡到數(shù)據(jù)時代。
[0003] 用戶UE的下行峰值速率從幾Mbps上升到數(shù)百Mbps，用戶業(yè)務(wù)也從傳統(tǒng)的短信、彩 信等小數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)過渡到圖片、視頻等流媒體業(yè)務(wù)。為了改善小區(qū)邊緣覆蓋，提升頻譜效率 和峰值速率，多輸入多輸出（MHTO)作為重要的技術(shù)特征被引入到第四代無線通信基站中。 [0004] 第三代合作伙伴計劃（3GPP)在LTE第10版（R10)中規(guī)定了 9種Μ頂0模式。模 式1 :單天線發(fā)送；模式2 :發(fā)送分集；模式3 :循環(huán)時延分集；模式4 :閉環(huán)空間復(fù)用；模式5 : 多用戶ΜΜ0 ;模式6 :單層閉環(huán)空間復(fù)用；模式7 :單流波束賦形；模式8 :雙流波束賦形；模 式9 :8天線傳輸。其中傳輸模式1、2、5、6、7并不能增加用戶的峰值速率，只能為用戶提供 分集增益；而傳輸模式3、4、8、9能夠成倍提升用戶的峰值速率，可以為用戶提供復(fù)用增益。
[0005] TD-LTE作為中國移動3G移動通信系統(tǒng)時分雙工-同步碼分多址接入（TD-SCDMA) 的平滑演進(jìn)，室外基站多米用8天線設(shè)備，一般支持傳輸模式2、3、7、8、9。傳輸模式2、3和 基于碼本的傳輸模式9,采用協(xié)議中規(guī)定的預(yù)編碼集合，由UE實時反饋集合中具體采用哪 個預(yù)編碼。而傳輸模式7、8和基于非碼本的傳輸模式9,由于采用TDD特有的波束賦形算 法，基站利用上行信道估計，動態(tài)獲得下行波束賦形預(yù)編碼，可以在提升頻率和峰值速率的 同時，不增加用戶間干擾。
[0006] 基站波束賦形算法的優(yōu)劣，對下行傳輸速率影響很大，但是傳統(tǒng)測試中，只能檢測 基站設(shè)備的射頻指標(biāo)和吞吐量性能，無法定量判定基站波束賦形算法的優(yōu)劣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N多天線波束賦形測試方法，能夠定量分析基站使用的 波束賦形算法的優(yōu)劣。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本申請的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0009] -種多天線波束賦形測試方法，應(yīng)用于包括基站、信道模擬器和UE的系統(tǒng)中，該 系統(tǒng)還包括：多通道信號分析儀和控制設(shè)備；該方法包括：
[0010] 當(dāng)基站使用靜態(tài)波束賦形矢量為多天線進(jìn)行賦形時，多通道信號分析儀接收到基 站通過功分器分來的下行數(shù)據(jù)，針對所述下行數(shù)據(jù)中的公共參考信號CRS計算每個極化方 向的每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量；
[0011] 控制設(shè)備獲取多通道信號分析儀計算的每個極化方向的每根天線的靜態(tài)波束賦 形矢量，獲取信道模擬器上配置的UE天線入射角度，以及基站上配置的相鄰2天線的間距， 以及天線的發(fā)射功率；并根據(jù)獲取的每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量、UE天線入射角度，相 鄰2天線的間距、天線的發(fā)射功率，以及基站和UE之間的路徑損耗分別針對每個極化方向 計算UE接收功率；
[0012] 該控制設(shè)備確定計算的各個極化方向的UE接收功率是否均不小于預(yù)設(shè)的小區(qū)內(nèi) UE最小接收功率，如果是，確定基站當(dāng)前使用的波束賦形算法適用當(dāng)前下行數(shù)據(jù)的發(fā)送； 否則，確定基站當(dāng)前使用的波束賦形算法不適用當(dāng)前下行數(shù)據(jù)的發(fā)送，并記錄測試結(jié)果。
[0013] 由上面的技術(shù)方案可知，本申請中在被測基站和配合終端之間，引入多通道信號 分析儀計算每個極化方向的每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量，控制設(shè)備根據(jù)從多通道信號儀 獲取的每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量、以及獲取的UE天線入射角度，相鄰2天線的間距、天 線的發(fā)射功率，以及基站和UE之間的路徑損耗分別針對每個極化方向計算UE接收功率，并 確定計算的各個極化方向的UE接收功率是否均不小于預(yù)設(shè)的小區(qū)內(nèi)UE最小接收功率來確 定基站當(dāng)前使用的波束賦形算法是否適用當(dāng)前下行數(shù)據(jù)的發(fā)送。通過該方案能夠定量分析 基站使用的波束賦形算法的優(yōu)劣，并提高測試效率。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本申請實施例中多天線波束賦形測試系統(tǒng)示意圖；
[0015] 圖2為本申請實施例一中多天線波束賦形測試流程示意圖；
[0016] 圖3為本申請實施例二中多天線波束賦形測試流程示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖并舉實施例， 對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018] 本申請實施例中提供一種多天線波束賦形測試方法，在基站和UE之間接入信道 模擬器；為了實現(xiàn)多天線波束賦形測試，在基站發(fā)送下行數(shù)據(jù)側(cè)接入多通道信號分析儀， 并增加控制設(shè)備，用于從基站、信道模擬器、以及多通道信號分析儀上獲得相關(guān)信息，進(jìn)行 波束賦形測試。
[0019] 參見圖1，圖1為本申請實施例中多天線波束賦形測試系統(tǒng)示意圖。圖1中為了描 述方便，將信道模擬器分為上行信道模擬器和下行信道模擬器；以連接耦合盤為例，在實際 應(yīng)用中若基站不支持自校準(zhǔn)功能，則需連接耦合盤至下行信道模擬器；若基站支持自校準(zhǔn) 功能，則直接連接下行信道模擬器。
[0020] 下行信道模擬器通過輸出端口連接至UE接收天線端口，下行信道模擬器接收基 站發(fā)給UE的下行數(shù)據(jù)，并通過輸出端口發(fā)送給UE。
[0021 ]UE發(fā)送上行數(shù)據(jù)經(jīng)過上行信道模擬器反饋至基站接收端口。
[0022] 基站與下行信道模擬器之間，接入多通道信號分析儀，基站輸出端口與多通道信 號儀之間通過功分器和線纜連接，該功分器和線纜需保證基站輸出端口至多通道信號分析 儀的入口之間功率衰減及相位變化相同。
[0023] 基站發(fā)送下行數(shù)據(jù)，通過功分器，將下行數(shù)據(jù)分成2路，一路數(shù)據(jù)到多通道信號分 析儀，另一路到下行信道模擬器。
[0024] 下行信道模擬器和上行信道模擬器嚴(yán)格同步，同一時刻，播放相同的信道衰落模 型。因此，在需從信道模擬器上獲取相關(guān)參數(shù)信息時，可以從上行信道模擬器獲取，也可以 從下行信道模擬器獲??；基站在接收到UE發(fā)送的上行數(shù)據(jù)時，根據(jù)接收到的上行數(shù)據(jù)確定 上行信道沖激相應(yīng)，再根據(jù)上行信道沖激相應(yīng)通過波束賦形算法選擇預(yù)編碼，來指導(dǎo)下行 數(shù)據(jù)的發(fā)送。
[0025] 基站會根據(jù)實際發(fā)送的下行數(shù)據(jù)的具體情況選擇使用靜態(tài)，還是動態(tài)波束賦形矢 量為多天線進(jìn)行賦形。
[0026] 基站為了產(chǎn)生多天線的方向性，增強服務(wù)扇區(qū)的接收信號功率，并減少對鄰小區(qū) 用戶的干擾，會采用靜態(tài)波束賦形矢量為多天線進(jìn)行賦形，這樣賦形矢量不會隨著信道沖 激相應(yīng)的變化而變化。
[0027] 基站為了更精確的服務(wù)小區(qū)內(nèi)的用戶，會跟據(jù)UE的上行信道沖激相應(yīng)，為多天線 增加動態(tài)波束賦形矢量進(jìn)行多天線賦形，這樣可以增強下行信號的指向性，提高UE接收信 號的功率和信噪比，并減小對鄰小區(qū)的干擾。
[0028] 下面分別給出針對靜態(tài)和動態(tài)波束賦形測試的實施例。
[0029] 實施例一
[0030] 針對靜態(tài)波束賦形矢量進(jìn)行測試。
[0031] 參見圖2,圖2為本申請實施例一中多天線波束賦形測試流程示意圖。具體步驟 為：
[0032] 步驟201，當(dāng)基站使用靜態(tài)波束賦形矢量為多天線進(jìn)行賦形時，多通道信號分析 儀接收到基站通過功分器分來的下行數(shù)據(jù)，并針對所述下行數(shù)據(jù)中的小區(qū)公共參考信號 (CRS)計算每個極化方向的每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量。
[0033] 多通道信號分析儀計算每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量時，通過下行數(shù)據(jù)中的CRS 進(jìn)行計算。
[0034] 步驟202,控制設(shè)備獲取多通道信號分析儀計算的每個極化方向的每根天線的靜 態(tài)波束賦形矢量，獲取信道模擬器上配置的UE天線入射角度，以及基站上配置的相鄰2天 線的間距，以及天線的發(fā)射功率。
[0035] 步驟203,該控制設(shè)備根據(jù)獲取的每根天線的靜態(tài)波束賦形矢量、UE天線入射角 度，相鄰2天線的間距、天線的發(fā)射功率，以及基站和UE之間的路徑損耗分別針對每個極化 方向計算UE接收功率。
[0036] 當(dāng)基站發(fā)射下行數(shù)據(jù)的天線屬于多個極化方向時，需針對每個極化方向的天線進(jìn) 行UE接收功率的計算。下面以針對一個極化方向計算UE接收功率為例：
[0037] 設(shè)該極化方向有Μ根天線，則這Μ根天線的靜態(tài)波束賦形矢量為[aie，α& e，… Q Μ, θ 10
[0038] UE接收功率&
[0039] 其中，Ρτχ為基站的天線發(fā)射功率，所有天線的發(fā)射功率是一樣的；θ為UE的天線 入射角度，d為基站相鄰2天線的間距，同一極化的