阅读说明：本技术 无线通信装置空中传输量测系统 (Wireless communication device air transmission measurement system ) 是由 黄正光 何松林 简郅融 陈建旻 邱宗文 于 2018-05-21 设计创作，主要内容包括：一种无线通信装置空中传输量测系统,包括电波暗室、待测装置、至少一第一测试天线以及复数个第二测试天线。待测装置具有至少一待测天线,设置于电波暗室内。第一测试天线设置于电波暗室内且距离待测装置第一远场距离,第一测试天线所发出的电磁波信号用以代表无线信号源提供给所述待测装置的视线电磁波信号。复数个第二测试天线设置于电波暗室内且距离待测装置第二远场距离,第二远场距离小于第一远场距离,复数个第二测试天线所发出的电磁波用以代表无线信号源提供给待测装置的多重路径电磁波信号。如此,在电波暗室内的量测可以更接近实际应用情境。(A kind of wireless communication device air transmission measurement system, including anechoic chamber, test system, at least one first test antenna and a plurality of second test antennas.Test system has at least one antenna to be measured, is set in anechoic chamber,.The sight electromagnetic wave signal that first test antenna is set in anechoic chamber, and is supplied to the test system to represent radio signal source apart from the first far field of test system distance, the electromagnetic wave signal that the first test antenna is issued.A plurality of second test antennas are set in anechoic chamber, and apart from the second far field of test system distance, second far field distance is less than the multi-path electromagnetic wave signal that the first far field distance, the electromagnetic wave that a plurality of second test antennas are issued are supplied to test system to represent radio signal source.In this way, the measurement in anechoic chamber, can be closer to practical application situation.)

无线通信装置空中传输量测系统

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术，具体地，涉及一种无线通信装置空中传输量测系统。

背景技术

无线通信装置必要具有天线并利用电磁波进行信息传递，在各种实际应用场景所得到的传输效能会因为电磁波传递特性而有明显不同，但基于天线性能限制与产品开发成本，并无法对于各种无线通信装置逐一在实际应用场景中实测，在电波暗室中进行空中传输(Over The Air，OTA)测试是较低成本的性能测试方式。

传统上在电波暗室中进行的天线测试都是以自由空间(free space)作为参考环境，以呈现辐射场型、隔离度、增益等等参数。并且，在电波暗室中对于无线通信装置的传输性能测试，也是仅适用于无反射的理想视线传输(Line of Sight，LOS)情况，并不符合真实应用环境的多重路径(multi-path)效应。产品的实际使用性能相较于产品的实验室测试经常是会有差异的，若需要得到更有接近真实应用条件的性能测试结果则需要在真实场域的空间进行测试，但由于成本过高，产业界仍需求更低成本且更高效益的测试方式。

发明内容

本发明实施例公开一种无线通信装置空中传输量测系统，此空中传输量测系统包括电波暗室、待测装置、至少一第一测试天线以及复数个第二测试天线。待测装置具有至少一待测天线，设置于电波暗室内。所述至少一第一测试天线设置于电波暗室内且距离待测装置第一远场距离，所述至少一第一测试天线与待测装置的至少一待测天线彼此直接传递电磁波信号，所述至少一第一测试天线所发出的电磁波信号用以代表一个无线信号源提供给所述待测装置的视线电磁波信号。复数个第二测试天线设置于电波暗室内且距离待测装置第二远场距离，所述第二远场距离小于第一远场距离，所述复数个第二测试天线与待测装置的至少一待测天线彼此直接传递电磁波信号，所述复数个第二测试天线所发出的电磁波用以代表无线信号源提供给待测装置的多重路径电磁波信号。

优选地，所述复数个第二测试天线的数目为三个以上，所述复数个第二测试天线围绕待测装置的四周。

优选地，所述无线通信装置空中传输量测系统更包括多重输入多重输出网络分析仪、向量网络分析仪、开关器以及计算机。多重输入多重输出网络分析仪连接所述至少一第一测试天线、所述复数个第二测试天线与待测装置的至少一待测天线，多重输入多重输出网络分析仪具有软件定义无线电。向量网络分析仪连接所述至少一第一测试天线与待测装置的所述至少一待测天线。开关器连接于所述至少一第一测试天线与所述多重输入多重输出网络分析仪之间，且连接于所述至少一第一测试天线与向量网络分析仪之间，用以控制所述至少一第一测试天线的切换状况。所述计算机连接多重输入多重输出网络分析仪、向量网络分析仪与开关器，控制多重输入多重输出网络分析仪、向量网络分析仪与开关器，用以撷取量测数据，其中所述计算机依据用户界面的输入指示以控制多重输入多重输出网络分析仪的无线发射信号的相位、时间延迟与信号强度，无线发射信号区分为视线电磁波信号与多重路径电磁波信号，用以分别提供至所述至少一第一测试天线与所述复数个第二测试天线。

优选地，所述无线通信装置空中传输量测系统更包括信道仿真器，多重输入多重输出网络分析仪通过所述信道仿真器连接所述复数个第二测试天线。

优选地，所述无线通信装置空中传输量测系统更包括转台与转台控制器，待测装置设置于电波暗室内的所述转台，所述转台连接所述转台控制器，所述转台控制器连接计算机。

优选地，所述向量网络分析仪用以量测总辐射功率、总全向性灵敏度、等效全向辐射功率及辐射场型。

优选地，所述多重输入多重输出网络分析仪收发非信令无线信号以进行吞吐量测试。

优选地，所述复数个第二测试天线相对于待测装置的位置为可调整的，且所述复数个第二测试天线与待测装置的距离为可调整的。

优选地，所述复数个第二测试天线的位置与远离待测装置的距离依据信道模型而调整。

优选地，所述待测装置是笔记本电脑、膝上型电脑、平板电脑、一体电脑、智能电视、小型基站、无线路由器或智能手机。

综上所述，有别于传统的量测系统，本发明实施例提供的无线通信装置空中传输量测系统不仅可以量测无线通信装置其天线的远场辐射场型，也能够以硬件环境仿真无线通信装置对于外部无线信号源(或无线传输对象)在实际应用情境的两种信号，分别是利用第一测试天线代表视线传输的天线量测，与利用第二测试天线代表经过环境反射的多重路径信号量测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的无线通信装置空中传输量测系统的架构图。

图2是本发明实施例提供的电波暗室的配置示意图。

具体实施方式

本发明实施例的无线通信装置空中传输量测系统用以量测待测装置的无线传输性能，待测装置例如是笔记本电脑、膝上型电脑、平板电脑、一体电脑、智能电视、小型基站、无线路由器或智能手机。请参照图1与图2，图1是本发明实施例提供的无线通信装置空中传输量测系统的架构图，图2是本发明实施例提供的电波暗室的配置示意图。此无线通信装置空中传输量测系统包括电波暗室1、待测装置2、至少一个第一测试天线31以及复数个第二测试天线32。待测装置2(一般可称为DUT)具有至少一个待测天线21，设置于电波暗室1内，例如设置于电波暗室1内的一个转台9。所述至少一个第一测试天线31设置于电波暗室1内且距离待测装置2第一远场距离d1，所述第一测试天线31与待测装置2的待测天线31彼此直接传递电磁波信号，所述第一测试天线31所发出的电磁波信号用以代表一个无线信号源提供给所述待测装置2的视线电磁波信号(Line of Sight signal，LOS signal)，以下简称为LOS信号。待测天线21的数量可以是复数个，且第一测试天线31的数量也可以是复数个。再者，复数个第二测试天线32设置于电波暗室1内且距离待测装置2第二远场距离d2，所述第二远场距离d2小于第一远场距离d1，所述复数个第二测试天线32与待测装置2的待测天线21彼此直接传递电磁波信号，所述复数个第二测试天线32所发出的电磁波用以代表无线信号源提供给待测装置2的多重路径电磁波信号(multi-path signal)，以下简称为MUT信号。

请继续参考图1，在信号与数据处理方面，此空中传输量测系统更包括多重输入多重输出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)网络分析仪4a、向量网络分析仪4b、开关器5、转台控制器6与计算机7。计算机7连接多重输入多重输出网络分析仪4a、向量网络分析仪4b与开关器5，控制多重输入多重输出网络分析仪4a、向量网络分析仪4b、开关器5与转台控制器6，用以控制量测流程与撷取量测数据。转台9连接转台控制器6，转台控制器6用以控制转台9，让摆设在转台9上的待测装置2可原地旋转。多重输入多重输出网络分析仪4a其具有软件定义无线电(Software-Defined Radio，SDR)以及人工智能算法辅助天线量测与参数分析，而向量网络分析仪4b可以是一般市售的向量网络分析仪。多重输入多重输出网络分析仪4a连接第一测试天线31、第二测试天线32与待测装置2的待测天线21，其中多重输入多重输出网络分析仪4a可以通过信道仿真器8连接第二测试天线32，或者是不需要信道仿真器8而直接连接第二测试天线32。信道仿真器8具有对信号做相位调整、时间延迟与信号衰减等功能，信道仿真器8也可连接并受控于计算机7。向量网络分析仪4b连接第一测试天线31与待测天线21。开关器5连接于第一测试天线31与多重输入多重输出网络分析仪4a之间，且连接于第一测试天线31与向量网络分析仪4b之间，并受控于计算机7以控制第一测试天线31的切换状况。计算机7依据其用户界面(图未示)的输入指示以控制多重输入多重输出网络分析仪4a的无线发射信号的相位、时间延迟与信号强度。多重输入多重输出网络分析仪4a的无线发射信号区分为LOS信号与MUT信号，而分别提供至第一测试天线31与第二测试天线32。再者，开关器5也可连接一个市售的多重输入多重输出基地台4c(或是无线网络存取器，Access Point)，以实际产品的收发机取代多重输入多重输出网络分析仪4a。

再同时参照图1与图2，第一测试天线31与第二测试天线32都设置为可活动的。所述复数个第二测试天线32相对于待测装置2的方位为可调整的，且所述复数个第二测试天线32与待测装置2的距离也为可调整的，例如第二测试天线32的位置与远离待测装置2的距离依据事先决定的信道模型而调整，所使用的信道模型的种类也是可以变更的，本发明并不做限制。第二测试天线32的数目例如为三个以上，这些第二测试天线32围绕待测装置2的四周。当工作在远场量测情况，电波暗室1须符合远场条件，上述的第一远场距离与第二远场距离皆须符合远场条件，也就是第一远场距离d1与第二远场距离d2皆大于或等于2D²/λ，其中D是待测天线最大的尺寸(或天线直径)，λ是电磁波的波长。因应第五代行动通信(5G)技术的产品与物联网(IoT)装置的量测需求，可分为三种量测方式：(a)被动测试：利用向量网络分析仪4b负责第一测试天线31与待测天线21之间的无线信号收发，完成传统的天线参数量测，包括：总辐射功率(Total Radiated Power，TRP)、总全向性灵敏度(TotalIsotropic Sensitivity，TIS)、等效全向辐射功率(Effective Isotropic RadiatedPower，EIRP)及辐射场型(Radiation Pattern)等参数。(b)一般性主动测试：利用第一测试天线31与待测装置2的待测天线21做通信，多重输入多重输出网络分析仪4a收发非信令(non-signaling)无线信号以进行吞吐量(throughput)测试，也可切换改为利用多重输入多重输出基地台4c取代多重输入多重输出网络分析仪4a的工作，直接以既有产品进行测试，此时待测装置2则视为终端装置。(c)复合式主动测试：包括接收模式(Rx)与传送模式(Tx)，且以非信令无线信号以进行吞吐量测试。接收模式(Rx)是同时使用第一测试天线31与第二测试天线32做信号发射端而对待测天线21(接收端)做无线信号传输。传送模式(Tx)是让待测天线21作为信号发射端而同时对第一测试天线31(接收端)与第二测试天线32(接收端)做无线信号传输。不论是接收模式(Rx)或传送模式(Tx)，第一测试天线31与第二测试天线32有各自所代表的信号种类。以接收模式(Rx)为例，第一测试天线31是代表远程基地台信号不经过反射的直线传递的LOS信号，第二测试天线32是代表来自远程基地台讯号传递至待测装置2周遭附近并经过至少一次(或多次)反射后的信号，为MUT信号。将测试天线所代表的信号源区分为两种的原因是，对比于无线通信产品实际在应用环境的使用情况，远程的基地台可以直接传送讯号至待测装置2，但这是建立在两者之间无屏障或阻碍物的条件下，并且除非是待测装置2非常靠近于远程基地台的情况，绝大多数情况下远程基地台朝着待测装置2方向发送信号时会有一部分信号(扣除了直线传递的信号都是属于这类)必须经过至少一次反射才会达到待测装置2，由此可知来自远程基地台的信号是区分为LOS信号与MUT信讯号，且LOS信号仅占远程基地台所发出的全部信号强度的一部分，MUT信号也是仅占远程基地台所发出的全部信号强度的一部分，LOS信号与MUT信号的总和可能是远程基地台所发出全部信号的总和，或者是少于远程基地台所发出全部信号的总和(有些信号无法到达待测装置2)。依据待测装置2与远程基地台两者的距离远近，以及两者之间的障碍物环境，以至于待测装置2周遭能够造成信号反射的环境，LOS信号与MUT信号实际上达到待测装置2的位置让而让待测装置2所接收到的信号强度、时间延迟与相位会有明显不同。在一种示范性情况下，当信道模型要代表待测装置2与远程基地台之间无障碍物时，LOS信号不是零，并且依据所要模拟的环境反射情况，第一测试天线31所发出的LOS信号与第二测试天线32所发出的MUT信号这两者的信号强度比例是可调整的，当MUT信号的强度增加则代表环境反射程度增加。在另一种示范性情况下，当信道模型要代表待测装置2与远程基地台之间有障碍物时，LOS信号可以是零，则只有MUT信号。这种以第一测试天线代表LOS信号，以第二测试天线代表MUT信号的方式是以硬件在(量测暗室的)空间中重建信道模型，能够取代传统上以软件算法方式仿真的信道仿真器装置。

综上所述，有别于传统的量测系统，本发明实施例提供的无线通信装置空中传输量测系统不仅可以量测无线通信装置其天线的远场辐射场型，也能够以硬件环境仿真无线通信装置对于外部无线信号源(或无线传输对象)在实际应用情境的两种信号，分别是利用第一测试天线代表视线传输的天线量测，与利用第二测试天线代表经过环境反射的多重路径信号量测。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

附图标记

1：电波暗室

2：待测装置

21：待测天线

31：第一测试天线

32：第二测试天线

4a：多重输入多重输出网络分析仪

4b：向量网络分析仪

4c：多重输入多重输出基地台

5：开关器

6：转台控制器

7：计算机

8：信道仿真器

9：转台