[发明专利]用于测试被测装置的天线的测试系统以及测试用户设备的方法

说明书

一种用于测试用户设备的天线的测试系统包括信道仿真器、电波暗室、基站仿真器和测试控制计算机。信道仿真器支持双向信道仿真并且在具有衰落和不具有衰落的情况下仿真无线信道状况。该电波暗室连接至该信道仿真器并且包含探头以及作为被测装置的用户设备。该基站仿真器连接至该信道仿真器并且经由不具有衰落的该信道仿真器对该被测装置执行协议测试。该测试控制计算机控制该测试系统的另一个元件连同基站，该基站连接至该信道仿真器并且在不具有衰落的情况下执行该协议测试之后经由该信道仿真器对该被测装置执行性能测试。

发明背景

大规模实施的多输入多输出(MIMO)技术是第5代(5G)无线网络的关键。使用所谓的大规模MIMO天线，5G基站能够形成空间上分离的窄束，该窄束各自指向不同的用户设备(UE)，如不同的对应位置处的无线移动装置。大规模MIMO天线是具有许多天线元件的基站天线，该天线元件可以按子集动态分组以各自形成并辐射窄束。从每个不同的天线元件子集辐射的窄束可以在与从其他天线元件子集辐射的窄束不同的主要方向上定向辐射。在不同方向上同时辐射窄束的大规模MIMO天线增大了网络容量、提高了频谱效率并且使空间上不同的位置中的不同用户设备能够同时进行访问。然而，为了得益于大规模MIMO天线和空间上分离的窄束，基站和用户设备应当具有用于找到用于在基站与用户设备之间通信的优化波束并且控制该波束连续跟踪用户设备的移动的机制。还需要对针对5G网络而设计和优化的用户设备与5G基站的互操作性进行测试。因此，需要可以测试与5G基站通信(即，使用大规模MIMO天线)的用户设备的端到端性能的测试解决方案。

随着无线通信技术的演变，用户设备越来越多地具有直接连接至射频(RF)收发器且与RF收发器集成的天线，并且因此越来越多地未设置有RF连接器。由于没有地方将来自用户设备和/或天线的同轴电缆连接至测试设备(例如，没有RF连接器)，所以当前必须无线地(over-the-air，OTA)对通过测试系统测试的作为被测装置(DUT)的这种用户设备的总体性能进行测试。实际上，由于天线集成，现在通常根据天线配置对总体用户设备性能进行测试。

为了表征性能，用户设备的各种属性，如例如辐射曲线、有效各向同性辐射功率、总辐射功率、调制的误差向量幅度(EVM)以及邻道泄漏比(ACLR)被表征为波束角的函数。这可能涉及耗时的过程。例如，仅将用户设备的辐射曲线表征为波束角的函数就可能花费数小时。

用于在无线网络中测试用户设备性能的常规解决方案在如在5G网络中使用动态波束成形与基站通信方面可能具有各种缺点。例如，一种此类常规解决方案是包括基站仿真器的基于多探头电波暗室(MPAC)的MIMO OTA测试系统。电波暗室被屏蔽，其包括用吸波材料覆盖的壁，该吸波材料最小化内部反射通常几十分贝。基于MPAC的MIMO OTA测试系统被设计成测试用户设备下行链路MIMO OTA性能。然而，基于MPAC的MIMO OTA测试系统不提供用户设备上行链路空间信道仿真。另外，基于MPAC的MIMO OTA测试系统例如由于5G基站使用的大量信道而不包括5G基站(即，具有大规模MIMO天线)。基于MPAC的MIMO OTA测试系统还被设计成不支持上述5G基站的信道仿真。在窄束将使信道在用户设备侧更具方向性的情况下，MPAC中的测量探头环甚至可能不充分支持双向空间信道仿真。此外，在基于MPAC的MIMO OTA测试系统中使用的基站仿真器通常不与衰落的上行信道一起工作。因此，基于MPAC的MIMO OTA测试系统特别不适合于在5G网络中测试用户设备性能。

用于测试用户设备的另一种常规测试解决方案是辐射两阶段(RTS)方法。RTS系统被设计成测试用户设备下行链路MIMO OTA性能，但是具有与上述基于MPAC的MIMO OTA测试系统相同的若干缺点。例如，RTS系统不包括用户设备上行链路空间信道仿真。另外，RTS系统不包括将大规模MIMO天线用于端到端测试的基站。此外，在RTS系统中使用的基站仿真器通常不与衰落的上行信道一起工作。