[发明专利]测试校准包括数字接口的多入多出天线阵列的系统和方法

说明书

一种测试系统，其包括：测试腔室，其包括：空间间隔探针天线的阵列；以及定位器，其配置为支撑具有数字天线元件的阵列的待测试设备(DUT)；射频(RF)信号发生器和分析器，其配置为将RF测试信号发送到/接收自空间间隔探针天线；以及RF切换器组件，其配置为有选择地将RF信号发生器和分析器耦合到测试腔室内的空间间隔探针天线的阵列。一种数字测试仪器，其包括：至少一个数字信号发生器和分析器，其配置为在发射机测试模式下生成去往DUT的数字天线元件的数字测试信号，并且在接收机测试模式下分析来自DUT的数字天线元件的接收到的数字测试信号，所述可编程硬件设备，其配置为实现用于所生成的接收到的数字测试信号的自定义数字光纤接口协议，以及数字光纤接口，其配置为将可编程硬件设备耦合到DUT的数字天线元件的阵列，并且收发去往/来自DUT的数字天线元件的阵列的数字测试信号。同步模块配置为对RF信号发生器和分析器以及数字测试仪器进行同步。测试控制器配置为在DUT的测试期间控制定位器、RF信号发生器和分析器、RF切换器组件、数字测试仪器的操作。

背景技术

通常，RF通信系统，类似于其它电子设备，需要测试，并且在一些情况下，需要校准。在支持多发送(Tx)和接收(Rx)信道的RF通信系统或设备的情况下，测试和校准可能提出挑战。

一些传统方法使用单信道测量仪器依次逐一单独地测试并且校准多信道RF通信设备的每个信道。然而，这些方法具有一些缺点。首先，使用RF连接器将单信道测量仪器重复连接并且断连于多信道RF通信待测试设备(DUT)将影响测试精度和可重复性。其次，随着发送和/或接收信道的数目增加，执行测试和校准所需的时间也增加。具体地说，在现在正发展的大规模多入多出(MIMO)通信系统的情况下，信道数目非常大(在很多情况下，大于64)，因此，逐一测试这些信道中的每一个是非常耗时的，而且实际上，随着信道的数目增加，所需的时间可能令人望而却步。

一些其它方法使用多个测试仪器或多信道测试仪器并行地测试信道。然而，该方法的不利之处在于，当信道的数目非常大时，测试仪器或多信道测试仪器变得昂贵并且甚至是不切实际的。

天线阵列测试和校准方法广泛用在航空国防产业以及还有无线通信产业中。典型方法大部分利用矢量网络分析器并且要求DUT具有用于测试的RF连接器。随着无线通信技术的发展，远程无线电单元(RRU)和基带处理单元(BBU)更一般地与数字光纤接口(例如普通公共无线电接口(CPRI))连接。CPRI是无线电基站的内部接口，其将无线电基站的无线电装备部分链接到基站的无线电装备控制部分。例如，CPRI描述于CPRI规范版本5.0或6.0中。也可以使用其它数字接口。

通过这些数字光纤接口，先前的天线阵列测试和校准方法不再是可应用的。需要用于数字天线阵列的新的测试和校准方法。随着无线通信技术朝向使用5G前进，大规模MIMO技术正待使用。数字大规模MIMO天线阵列针对宽带调制信号带来不仅来自测试部分而且还有总体测试方法可度量性、测试速度、测试校准等的测试和测量挑战。

因此，现有测试方法无法为未来大规模MIMO系统提供合适的具有快速测试速度和低成本的测试系统和方法。将期望提供更方便(例如更快的测试速度和更低的成本)并且更可靠的方法和系统以测试并且校准多信道RF通信系统或设备的性能。

发明内容

本发明实施例可以提供用于在对数字光纤接口的支持和/或对自定义私有数字光纤接口协议的支持的情况下进行测试和校准的能力、用于快速、精确并且成本有效地测试并且校准单独天线元件和波束的能力、用于同时测试并且校准多波束的能力，支持用于宽带调制信号的测试和校准，在减少的腔室大小的情况下的近场测试，并且关于信道的和频率覆盖的成本和数目可以是可度量的。