近場(chǎng)多輸入多輸出無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)、架構(gòu)以及方法
【專利說(shuō)明】近場(chǎng)多輸入多輸出無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)、架構(gòu)以及方法
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年10月8日提交的，申請(qǐng)?zhí)枮?3/647，250的美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。上述申請(qǐng)以引用形式全部被合并于此。
[0003]本發(fā)明的背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及對(duì)于無(wú)線或者RF(無(wú)線射頻)通訊系統(tǒng)的測(cè)試架構(gòu)與方法。具體地，本發(fā)明涉及提供對(duì)于多輸入多輸出無(wú)線設(shè)備和系統(tǒng)的近場(chǎng)測(cè)試的架構(gòu)和方法。
【背景技術(shù)】
[0005]單輸入單輸出(SISO)無(wú)線設(shè)備被開發(fā)與使用多年，用于向其他組件發(fā)送和/或從其他組件接收需要的信號(hào)，在無(wú)線設(shè)備之間，例如無(wú)線PAN(個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò))、無(wú)線LAN(局域網(wǎng)絡(luò))、無(wú)線WAN(廣域網(wǎng)絡(luò))、蜂窩網(wǎng)絡(luò)或者其他任何實(shí)質(zhì)上的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)，提供無(wú)線連接和通信。此類單輸入單輸出設(shè)備可以在廣泛的不同頻段上操作，例如但不限于2.4GHz以及5.0GHz頻段。對(duì)于單輸入單輸出設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)以及標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模型同樣也發(fā)展并且被使用了多年。
[0006]然而，不斷增長(zhǎng)的對(duì)于更高帶寬的需求，例如更多數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，推?dòng)了多輸入多輸出(MIMO)設(shè)備的開發(fā)。
[0007]對(duì)于單輸入單輸出設(shè)備的測(cè)試而開發(fā)的設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)模型有許多，然而，目前并沒有能夠充分地測(cè)試多輸入多輸出設(shè)備的性能的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)與模型。
[0008]因此，提供一種能夠提供對(duì)于多輸入多輸出設(shè)備在多種操作條件下的操作的性能進(jìn)行充分測(cè)試的系統(tǒng)、架構(gòu)以及方法是非常有益的。這樣的系統(tǒng)以及方法可以形成巨大的技術(shù)進(jìn)步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]允許對(duì)于多輸入多輸出無(wú)線設(shè)備(DUT)的上行鏈路和/或下行鏈路的性能進(jìn)行增強(qiáng)近場(chǎng)測(cè)試的系統(tǒng)、方法和架構(gòu)，例如是為了任何的產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品驗(yàn)證和/或產(chǎn)品測(cè)試。信號(hào)通道可以被優(yōu)選地被模擬，以在近場(chǎng)測(cè)試環(huán)境下，在一定距離內(nèi)測(cè)試被測(cè)設(shè)備(DUT)的性能。增強(qiáng)的方法提供了在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上，例如但不限于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，對(duì)于被測(cè)設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)。增強(qiáng)的多輸入多輸出近場(chǎng)測(cè)試架構(gòu)、系統(tǒng)以及方法可以在高度動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)被優(yōu)選地操作。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是示例SISO系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2是示例MIMO系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖3是示例增強(qiáng)近場(chǎng)MIMO無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。
[0013]圖4是近場(chǎng)MIMO無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)的示例射頻衰減單元的示意圖。
[0014]圖5是位于能夠和一條通道或者信道天線相連接的進(jìn)口與能夠和黃金被測(cè)單元(GUT)模塊相連接的出口之間的射頻衰減單元中的一條通道的詳細(xì)部分示意圖。
[0015]圖6是近場(chǎng)MMO無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)的示例校準(zhǔn)模塊的示意圖。
[0016]圖7是近場(chǎng)MMO無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)的示例⑶T模塊的示意圖。
[0017]圖8是模擬系統(tǒng)性能的示例性方法的流程圖。
[0018]圖9是表示作為2GHz信道6上行鏈路(具有基站(STA)/客戶端)的通道損耗的函數(shù)的吞吐量的圖表。
[0019]圖10是表示作為2GHz信道6上行鏈路(具有基站(STA)/客戶端)的通道損耗的函數(shù)的吞吐量的第二張圖表。
[0020]圖11是射頻自動(dòng)化系統(tǒng)(RAS)的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0021]圖12是第一 QC單元的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0022]圖13是第二 QC單元的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0023]圖14是表示作為2GHz信道6RAS以及QC上行鏈路(具有基站(STA)/客戶端)的通道損耗的函數(shù)的吞吐量的圖表。
[0024]圖15是RAS單元的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0025]圖16是第一 QC單元的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0026]圖17是表示作為2GHz信道6RAS以及QC下行鏈路(具有基站(STA)/客戶端)的通道損耗的函數(shù)的吞吐量的圖表。
[0027]圖18是表示作為2GHz信道6下行鏈路(具有基站(STA) /客戶端)的通道損耗的函數(shù)的吞吐量的圖表。
[0028]圖19是Netgear接入點(diǎn)(AP)路由器的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0029]圖20是第一接入點(diǎn)(AP)QC單元的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0030]圖21是第二接入點(diǎn)(AP)QC單元的測(cè)試數(shù)據(jù)的圖表。
[0031]圖22是示例增強(qiáng)MMO測(cè)試室的部分剖視圖。
具體實(shí)施例
[0032]圖1是示例單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)10的簡(jiǎn)易示意圖。第一設(shè)備12，例如發(fā)射器12，將無(wú)線信號(hào)16從天線14發(fā)射出去。無(wú)線信號(hào)16在與第二接收設(shè)備20相關(guān)聯(lián)的天線18處被接收，所述第二接收設(shè)備處理信號(hào)16，例如使用信號(hào)處理電路以及微處理器。在如圖1所示的SISO系統(tǒng)10中的發(fā)送設(shè)備12與接收設(shè)備16都具有單一的天線14、18。并且被操作用來(lái)發(fā)送或者接收信號(hào)16。
[0033]在如圖1所示的示例SISO系統(tǒng)10中，設(shè)備12、20中的一個(gè)或者二者可以相對(duì)于另一個(gè)設(shè)備20，12移動(dòng)，這樣，在天線14與18之間的距離22可以不同，例如在傳輸無(wú)線信號(hào)16的時(shí)機(jī)之間，或者在傳輸無(wú)線信號(hào)16的過程中。當(dāng)距離22改變了無(wú)線信號(hào)飛行的時(shí)間，第二設(shè)備20仍然可以接收并且處理信號(hào)16，只要信號(hào)16不丟失，例如因?yàn)榈遣幌抻谕ǖ罁p耗，即通道衰減。通道損耗可以是因?yàn)楹芏喾N不同的情況而產(chǎn)生的，例如但是不限于距離、反射、折射、衍射和/或吸收。
[0034]不同SISO設(shè)備的實(shí)施例已經(jīng)被使用多年，例如在設(shè)計(jì)、開發(fā)以及生產(chǎn)中的任何一個(gè)過程中。此類測(cè)試可以在任何距離22下被準(zhǔn)備執(zhí)行，例如在近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)之間的任何范圍。因?yàn)镾ISO設(shè)備12、20包括單一 SISO信道24，以發(fā)送和/或接收單一無(wú)線信號(hào)22，所以除了常規(guī)的信號(hào)衰減之外，并沒有因?yàn)榫嚯x產(chǎn)生什么不同。
[0035]與如圖1所示的SISO系統(tǒng)10對(duì)比，圖2是示例多輸入多輸出(MMO)系統(tǒng)40的簡(jiǎn)易示意圖。第一 MMO設(shè)備42從各個(gè)天線44，例如44a-44d，發(fā)送多個(gè)無(wú)線信號(hào)46，例如46a-46do無(wú)線信號(hào)46，例如46a_46d，通常在對(duì)應(yīng)的多個(gè)天線48處，例如48a_48d，被接收，所述天線48與第二 MIMO設(shè)備50相關(guān)聯(lián)，所述設(shè)備50處理信號(hào)46a_46n，例如使用信號(hào)處理電路64以及至少一個(gè)微處理器60.如圖2所示的MMO系統(tǒng)40中的MMO設(shè)備42、50都具有多個(gè)天線44、48，其中這些設(shè)備被設(shè)置為發(fā)送或者接收多個(gè)信號(hào)46，比如46a-46d。
[0036]在如圖2所示的示例MMO系統(tǒng)40中，設(shè)備42、50的其中一個(gè)或兩者可以相對(duì)于另一個(gè)設(shè)備50、42移動(dòng)，這樣天線44、48之間的距離52，52a_52d，可以不同，例如在傳送無(wú)線信號(hào)46的時(shí)機(jī)之間，和/或在傳送無(wú)線信號(hào)46的過程中。當(dāng)距離52改變了無(wú)線信號(hào)46飛行的時(shí)間，接收設(shè)備50仍然可以接收并且處理信號(hào)46，例如46a-46n，只要信號(hào)46不丟失，因?yàn)槔绲幌抻谕ǖ罁p耗，即通道衰減。通道損耗可能是應(yīng)為很多種不同的情況產(chǎn)生的，例如但不限于距離、反射、折射、衍射和/或吸收。
[0037]與SISO設(shè)備相比，例如12、20，MM0設(shè)備(例如42、50)的性能唯一取決于通過多個(gè)MMO信道54，例如54a-54d，在距離52上，例如52a_52d，同時(shí)對(duì)于多個(gè)信號(hào)46的傳送。例如，在一個(gè)具有兩個(gè)信道54a和54d的簡(jiǎn)易MMO系統(tǒng)中，每一個(gè)設(shè)備42、50包括兩個(gè)相互獨(dú)立的無(wú)線電信道54。然而，在接收端，天線48a和48d接收到復(fù)合信號(hào)46a和46d，其中包括了信號(hào)46a和46d兩者的數(shù)據(jù)，例如第一信號(hào)46a的“數(shù)據(jù)A”以及第二信號(hào)46d的“數(shù)據(jù)B”被接收到，并且“數(shù)據(jù)A加B”在天線48a以及48d處。因此，需要接收器50來(lái)處理信號(hào)46a和46d以分開數(shù)據(jù)，在每一個(gè)相應(yīng)信道54a和54d的基礎(chǔ)上，重新獲取數(shù)據(jù)，例如在第一信道54a處獲取“數(shù)據(jù)A”，在第二信道54d處獲取“數(shù)據(jù)B”，并且防止信道54a和54d間的干擾。
[0038]因?yàn)槎鄠€(gè)信號(hào)52a和52d在MMO系統(tǒng)40中被同時(shí)傳送，所以帶寬被增加，例如與相當(dāng)?shù)腟ISO系統(tǒng)1相比，帶寬是倍增的。類似地，另外更多的信道，例如3 X 3或4 X 4MM0系統(tǒng)40，提供了增加的帶寬，與此同時(shí)，進(jìn)一步需要為多個(gè)信道54a-54d分割被合并以及相加的信號(hào)。
[0039]避免信道54a_54d間的干擾和/或消除是很重要的，因?yàn)樾盘?hào)52a_52d通常具有相同的頻率和振幅。同時(shí)，因?yàn)榻邮赵O(shè)備，例如50，同時(shí)接收多個(gè)信號(hào)，例如52a以及52d，接收設(shè)備，例如50，無(wú)法鑒別哪一個(gè)信號(hào)52是從哪一個(gè)天線44，例如44a或者44d，發(fā)出的。
[0040]對(duì)于MMO信號(hào)52的傳送和/或接收的信號(hào)處理通常是由一個(gè)以上的處理器60完成的，即在MMO設(shè)備42、50中的芯片組60，其中獨(dú)立芯片組供應(yīng)商，通常提供芯片組以及所有內(nèi)部組件。
[0041]圖3是示例增強(qiáng)近場(chǎng)MMO無(wú)線測(cè)試系統(tǒng)100的示意圖。測(cè)試室102包括第一區(qū)域104a，第二區(qū)域