[发明专利]用于评估传播路径状况的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及试验和测量仪器，更具体而言涉及用于评估具有多个 发送和接收天线的无线通信系统的传播路径状况的装置和方法。

背景技术

评估接收信号的质量对于无线数字通信系统的改进、安装、和维 护而言很重要。如果质量下降，则必须评估例如发射机和接收机等装 置和多传播路径的空中状况两者，以便确定原因。在传统单输入单输 出(SISO)通信的情况下，测量传递函数或延迟分布(delay profile) 以评估传播路径。

无线局域网(LAN)标准IEEE802.11n使用空分复用(SDM)和多 输入多输出(MIMO)来改善传输率。MIMO通信用多个发送天线来 发送不同的数据并用多个接收天线来接收它们。与传统SISO通信相 比，接收信号的质量严重受到从发送天线到接收天线的传播路径的影 响。接收机使用各自传播路径的传递函数来对数据进行解调。在N×N MIMO的情况下，在发送和接收天线之间存在N×N个传递函数，且对 来自一个发送天线的数据的解调需要使用所有传递函数进行计算。因 此，难以仅仅通过观察传递函数或延迟分布来判定传播路径是好还是 坏。

图1描绘2×2MIMO信号-IEEE802.11n OFDM的一个数据符号的 传统质量评估。参照图1A，图表“EVM vs SC”中的标记10指示副载 波(subcarrier，SC)号7具有72.968％的误差向量幅度(EVM)-非 常差的信号质量值。由于EVM反映传播路径和装置两者的状况，所以 分别地评估传播路径和装置的状况以便确定质量下降的原因很重要。 在传统SISO通信的情况下，可以直接通过传递函数来评估传播路径。 例如图1B和1C示出振幅(“Amp”)的传递函数且图1D和1E示出四 个路径(Tx1-Rx1、Tx2-Rx1、Tx1-Rx2以及Tx2-Rx2)的相位(“Ph”)。 标记12～18指示对应于副载波号7的位置。遗憾的是很难确定传播路 径是否是质量下降的原因，因为图1B～1E的图表未示出标记位置处的 图表形状中的区别性部分。

需要一种用于评估具有多个发送和接收天线的无线通信系统的传 播路径状况的装置和方法。

发明内容

因此，在本发明中，根据以接收天线通过接收由发送天线发送的 OFDM信号而获得的接收信号的数据来计算信号路径的传递函数。计 算用于根据与接收信号的期望副载波有关的接收矢量来将发送矢量 解调的解调矩阵。计算噪声放大因数(noise amplification factor)作为 与期望发送天线有关的接收天线的解调矩阵的分量的二次幂的和的 平方根。噪声放大因数或倒数(inverse)被显示为值或具有与副载波 有关的轴和与噪声放大因数或倒数有关的轴的图表。

当结合随附权利要求和附图阅读时，通过以下具体描述可以清楚 本发明的目的、优点及其它新颖特征。

附图说明

图1描绘2×2MIMO信号的质量评估的传统示例。

图2图解说明根据本发明的用于评估传播路径状况的装置的简化 高级方框图。

图3图解说明根据本发明的用于评估传播路径状况的计算过程的 流程图。

图4描绘与传统显示相比的根据本发明的显示。

具体实施方式

图2图解说明根据本发明的用于评估传播路径状况的装置的方框 图。N×N MIMO系统具有N个发送天线Tx1～TxN和N个接收天线 Rx1～RxN。用OFDM来调制从每个发送天线发送的信号。接收天线用 接收电路来接收信号并将其提供给解调/计算电路20。解调/计算电路 20从接收信号中的分组中提取数据以判定符号同步，补偿频率和相 位，并将OFDM符号分离以提取长训练字段(Long Training Field， LTF)，即具有位于分组的开头部分处的已知固定模式(pattern)的 符号。

解调/计算电路20通过LTF获得N×N传递函数并根据该N×N传递 函数来计算称为“传递效率(transfer efficiency)”(下文描述)的新 测量项。所计算的传递效率作为数值或图表被显示在显示器22上。用 户可以使用可以具有按钮或旋钮的操作面板24向装置中输入期望的 设定以便评估传播路径的状况。可以使用诸如频谱分析器等信号分析 器来执行这些过程。或者，可以用个人计算机来处理接收数据。