[发明专利]基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法

说明书

本发明涉及一种基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构，包括数模转换器单元，用于将信道模型的数字信号转换为模拟信号，并调节输出功率；模拟电路模块包括依次相连的第一滤波器、第一混频器、第二滤波器、第二混频器、数控衰减器和大步进衰减器，所述的模拟电路模块还包括第一本振和第二本振。本发明还涉及一种实现基于数模分块式的MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的方法。采用了本发明的基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法，解决了大规模MIMO信道模拟器发射机功率校准的时间太长的问题。使用本发明方法，单通道信道模拟器发射机的校准时间提升10～20倍，尤其适用于大规模MIMO的发射机功率校准。

技术领域

本发明涉及仪器测量校准技术领域，尤其涉及发射机功率测量校准领域，具体是指一种基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法。

背景技术

信道模拟器是一种模拟无线环境中路径损耗、多径衰落等相关特性的测试仪器，实现在实验室验证系统设备和终端在各种复杂场景下无线环境对系统性能影响的功能。随着5G移动通信技术研发和产业化的快速推进，相较于4G时代MxN的多天线(如4x4)，5G MIMO信道模拟器中实时模拟的信道数将有数量级的提升(如128x4)。

在MIMO信道模拟器发射机系统中，主要包括了主控单元、基带单元、数模转换器单元组及发射机，其主要构成如图1所示。其中发射机中包含了(M+N)个发射通道。

本发明数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率的快速校准主要针对多通道超外差式发射机，其主要架构框图如图2所示。信道模拟器发射机工作时，基带单元将叠加了信道模型的低频信号通过数模转换器单元转换为模拟中频信号传输至发射机，发射机经过两次变频，将频率扩展至信道模拟器支持的全频率范围。其中，第一级混频为点频中频与点频第一本振混频至点频，滤波后再与扫频第二本振混频至射频输出，射频信号经过大动态衰减器调整至符合用户需求的功率范围。

信道模拟器发射功率准确度是衡量信道模拟器性能的重要指标之一，其主要取决于发射机部分的射频电路。理论上，对不同频率、不同功率逐一遍历校准，可以最准确的保证信道模拟器发射机的功率准确度。然后，遍历的是一个非常耗时间的过程，仅适用于天线数较少的信道模拟器发射机。当生产符合5G需求的MIMO信道模拟器发射机时，仅单台信道模拟器即需要校准128+4＝132次，大批量生产时，必然不能再重复以上遍历校准的方法。

大部分信道模拟器发射机都使用电调衰减器(Voltage Variable Attenuator，VVA)来调节通路的衰减器，即可以保证精密步进，又可以保证功率准确度。但VVA属于模拟器件，非线性效应很严重，并且随着衰减值越大，非线性效应急剧下降，对于峰均比较高的宽带谱信号，经过VVA之后，矢量性能将恶化的非常严重。同时，VVA是一个负反馈环路，其稳定过程较慢，一般从一个功率调整至另一功率并稳定下来，需要us量级的时间，如此长的稳定时间不适用于信道模拟器模拟5G通信无线信道的要求。

因此，使用VVA调节并遍历校准发射机输出功率，存在非线性、时间长等不利因素，不再适用于支持5G通信的大规模MIMO信道模拟器发射机功率校准。在保证功率准确度和通道线性度的前提下，如何缩短大规模MIMO信道模拟器发射机功率校准时间，保障信道模拟器高效生产的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足精度高、操作简便、适用范围广泛的基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法。

为了实现上述目的，本发明的基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构及其方法如下：

该基于数模分块式实现MIMO信道模拟器发射机功率快速校准的电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括数字电路模块和模拟电路模块，所述的模拟电路模块与数字电路模块相连接；