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同步觸發(fā)用于測試mimo收發(fā)機的測試儀器的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種使用多個射頻(RF)信號測試器測試多輸入多輸出(MIMO)受測設(shè)備(DUT)的系統(tǒng)和方法。每個測試器接收來自一個或多個DUT的一個或多個RF信號，這些測試器互相耦接而形成環(huán)，使得相繼的測試器接收來自上行測試器的觸發(fā)輸入信號并向下行測試器提供觸發(fā)輸出信號。每個測試器對其輸入觸發(fā)信號和其一個或多個RF信號作出響應(yīng)，方式是提供它的輸出觸發(fā)信號，使得它的輸出觸發(fā)信號具有確立狀態(tài)，該狀態(tài)的發(fā)起是因響應(yīng)對于其輸入觸發(fā)信號和對所述一個或多個RF信號中的至少一個超出預(yù)定幅度的確立。
【專利說明】同步觸發(fā)用于測試MIMO收發(fā)機的測試儀器的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及用于測試電子儀器的系統(tǒng)和方法。更具體地講，本發(fā)明涉及對采用由硬件、固件和/或軟件部分組成的測試平臺來測試無線信號收發(fā)機的系統(tǒng)和方法的改進(jìn)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的許多手持設(shè)備將無線“連接”用于電話技術(shù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送、地理定位等。盡管頻譜范圍、調(diào)制方法和功率譜密度存在差異，無線連接標(biāo)準(zhǔn)采用同步數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。一般來說，所有這些無線功能由業(yè)界認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)(例如ΙΕΕΕ802.11和3GPP LTE)定義，所述標(biāo)準(zhǔn)指定了具有上述功能的設(shè)備必須遵守的參數(shù)和限值。
[0003]在設(shè)備開發(fā)連續(xù)過程的任何時間點，可能需要測試和驗證設(shè)備是否在其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)運行。大多數(shù)此類設(shè)備為收發(fā)機，即，它們發(fā)送并接收無線RF信號。設(shè)計用來測試此類設(shè)備的專門系統(tǒng)通常包括子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)被設(shè)計用來接收并分析設(shè)備所發(fā)送的信號(例如矢量信號分析器(VSA))以及發(fā)送符合行業(yè)許可標(biāo)準(zhǔn)的信號(例如矢量信號發(fā)生器(VSG)),以便確定設(shè)備是否根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)接收并處理無線信號。
[0004]測量采用多輸入/多輸出(MIMO)技術(shù)的無線設(shè)備時，最準(zhǔn)確的測試將模擬真實環(huán)境。所以，如果一個MMO設(shè)備有兩根天線、兩個發(fā)射器和兩個接收器(例如2Χ2ΜΜ0設(shè)備)，最準(zhǔn)確的測試將涉及使用兩個VSG的接收信號(RX)測試和使用兩個VSA的發(fā)射信號(TX)測試，加上一些同步VSA和VSG操作的措施。
[0005]當(dāng)使用此類單VSA/VSG測試器來測試受測設(shè)備(DUT)的TX功能時，VSA將使用多工或切換模式對TX信號一次取一個樣。所以，一個測試器不能完全模擬同時發(fā)射多個TX信號的環(huán)境。
[0006]實際上，使用一個配備了多VSA和VAS及同步的測試器可模擬真實環(huán)境。并且，可使用兩個或多個單VSA/VSG測試器來創(chuàng)建具有NxN MIMO測試功能的測試功能(其中N >2)。然而，此類測試器的串連并非微不足道。必須解決其中的一些觸發(fā)問題后才能使串連組合模擬真實的MMO狀況。例如，每個測試器都必須能夠觸發(fā)其他測試器，因為DUT可能不會使用可用的所有發(fā)射器。
[0007]因此，設(shè)計用來支持單VSA/VSG測試系統(tǒng)(觸發(fā)功能可擴充)進(jìn)行常規(guī)串聯(lián)的系統(tǒng)和方法在提供更準(zhǔn)確的真實MMO環(huán)境和條件模擬的同時，還提供組合此類測試器的更快更簡單途徑。此外，由于MMO不局限于4x4，與擁有針對每個測試器的專用觸發(fā)線路相t匕，擁有允許隨著NxN MIMO N級增加而添加新測試器的可擴展解決方案更為可取。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一種使用多個射頻(RF)信號測試器測試多輸入多輸出(MIMO)受測設(shè)備(DUT)的系統(tǒng)和方法。每個測試器接收來自一個或多個DUT的一個或多個RF信號，這些測試器互相耦接而形成環(huán)，使得相繼的測試器可接收來自上行測試器的一個觸發(fā)輸入信號并向下行測試器提供一個觸發(fā)輸出信號。每個測試器對其輸入觸發(fā)信號和其一個或多個RF信號作出響應(yīng)，方式是提供它的輸出觸發(fā)信號，使得它的輸出觸發(fā)信號具有確立狀態(tài)，該狀態(tài)的發(fā)起是因響應(yīng)對于其輸入觸發(fā)信號和對所述一個或多個RF信號中的至少一個超出預(yù)定幅度的確立。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)上述發(fā)明實施例使用多個RF信號測試器測試MMO信號收發(fā)機的系統(tǒng)的功能方框圖。
[0010]圖2是根據(jù)上述發(fā)明實施例提供用于圖1系統(tǒng)的同步觸發(fā)信號的觸發(fā)信號電路的功能方框圖。

【具體實施方式】
[0011]現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明，在附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件。以下【具體實施方式】是結(jié)合附圖的受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明的示例性實施例。相對于本發(fā)明的范圍，此類描述旨在進(jìn)行示例而非加以限制。對此類實施例加以詳盡的描述，使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以實施該主題發(fā)明，并且應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本主題發(fā)明的精神或范圍的前提下，可以實施具有一些變化的其他實施例。
[0012]在整個本發(fā)明中，如果在上下文不存在明確的相反指示，則應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“信號”可指一種或多種電流、一種或多種電壓或數(shù)據(jù)信號。
[0013]參見圖1，使用多個RF信號測試器測試多個MMO設(shè)備的系統(tǒng)100包括用于通過RF信號電纜111耦接至DUTllO的N個信號端口 IlOp的信號測試器102(如N個信號測試器102a，102b,…，102η)和對應(yīng)數(shù)量的信號路由電路或設(shè)備(例如針對每個RF信號的單刀108d、雙擲108g、108a的信號開關(guān))。如以下詳述,還可包括一個參考信號源114為測試器102提供參考信號115(如用于測試器102以內(nèi)和之間的頻率同步)。
[0014]如本領(lǐng)域技術(shù)所已知的，每個測試器102通常包括矢量信號發(fā)生器(VSG) 104形式的信號源和矢量信號分析器(VAS) 106形式的信號分析器，這兩者都由內(nèi)部控制電路(未顯示)并且經(jīng)常由外部控制器(例如個人電腦(未顯示))提供的外部控制信號117a控制。同樣，按照適合于測試序列的方式，向信號開關(guān)108提供開關(guān)控制信號117b，將信號105從VSG104路由到DUT110，將來自DUTllO的信號路由至VSA106。這些控制信號也可以由外部控制器提供，或者由測試器102內(nèi)的控制電路(未顯示)提供。
[0015]測試器102還包括RF信號端口 104g和104a，通過它們提供VSG信號105并接收用于VSA106的進(jìn)入DUT信號109。VSA106還包括觸發(fā)信號輸入端口 106ti和觸發(fā)信號輸出端口 106to(如以下詳述)。第一個VSA106a接收來自最后一個VSA106n的觸發(fā)輸入信號107η,為下一個下行VSA106b提供它的觸發(fā)輸出信號107a。在另一端,最后一個測試器102η從最后一個上行測試器接收觸發(fā)輸入信號，并為第一個測試器102a提供輸出觸發(fā)信號107η。于是，觸發(fā)信號107以連續(xù)環(huán)路的形式從上行連接到下行測試器，然后再返回。
[0016]參考信號源114(例如溫度補償晶體振蕩器)提供的參考信號115為測試器102提供一個通用頻率/計時參考。如上所述，接收來自DUTllO信號端口 IlOp之一的輸入信號109時，觸發(fā)輸出信號107由測試器102產(chǎn)生，用作其相鄰下行測試器102的觸發(fā)輸入信號。因此，獨立檢測器102的VSA106對DUT信號109的檢測會引發(fā)通過所有測試器102之間的觸發(fā)信號環(huán)路傳送的觸發(fā)信號。此觸發(fā)信號催促每個VSA106捕捉在其RF輸入信號端口 106ar出現(xiàn)的任何DUT信號109。所以，任何連結(jié)的測試器102都可作為在所有測試器102之間啟動觸發(fā)響應(yīng)的VSA主觸發(fā)器，取決于哪個測試器先收到DUT信號109。
[0017]如所容易理解的，此觸發(fā)信號連接的連續(xù)環(huán)路可被縮放為任意數(shù)量的測試器102。此外，雖然示范性實施例涉及通過檢測傳入RF信號109的上升沿(例如，當(dāng)一個信號功率檢測器顯示輸入信號幅度超出預(yù)定幅度閾值時)來啟動觸發(fā)信號，但是也可通過其它方式啟動觸發(fā)信號環(huán)路的初始觸發(fā)器，例如由測試器102內(nèi)軟件啟動的自由運行觸發(fā)信號、作為WCDMA、CDMA, EVDO或LTE系統(tǒng)的下行鏈路或根據(jù)外部生成的控制信號117a。
[0018]參見圖2，根據(jù)示范性實施例，用于生成在觸發(fā)信號輸出端口 106to出現(xiàn)的觸發(fā)輸出信號的觸發(fā)信號電路包括RF信號檢測電路120和信號組合(例如，“0R”)電路124以及定時電路122。通過RF信號輸入信號端口 106ar接收的傳入RF信號109，充當(dāng)供RF信號檢測電路120檢測的已接收RF信號107ar。所生成的檢測信號121 (例如，指示輸入信號107ar的信號電壓幅度或信號功率級)向組合電路124和定時電路122b提供。同樣，通過觸發(fā)信號輸入端口 106ti收到的環(huán)路觸發(fā)信號107，充當(dāng)向信號組合電路124和另一個定時電路122a提供的內(nèi)部觸發(fā)輸入信號107ti。
[0019]根據(jù)優(yōu)選實施例，組合電路124提供響應(yīng)兩個輸入信號107ti和121中的第一確立而啟動的觸發(fā)輸出信號125，從而啟動上述測試器102的同步觸發(fā)。
[0020]定時電路122比較這些內(nèi)部觸發(fā)信號107t1、121和外部參考信號115，提供可被VAS106用于對捕獲的RF信號109執(zhí)行后處理補償?shù)亩〞r信號123。例如，定時電路122可提供對照參考信號115比較兩個觸發(fā)信號107ti和121以確定相對于該共同參考信號115的相對定時差異的能力。這可允許進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲的后處理補償，以便在隨后的數(shù)據(jù)分析過程中將事件在時間上對準(zhǔn)。例如，定時信號123可提供時間上的參考點，用于對所捕獲的數(shù)據(jù)信號在時域中位置的補償。換言之，當(dāng)結(jié)果已被捕獲后，由于圍繞環(huán)路的延遲，被捕獲信號的相對起始點可能需要補償，使其并置面對面并發(fā)MMO信號是準(zhǔn)確的。如果沒有這種補償，雖然環(huán)路可提供觸發(fā)，但是時域中的并發(fā)捕獲點可能被歪曲。
[0021]在不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)的前提下，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作方法的各種其他修改形式和替代形式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。雖然結(jié)合具體的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明不應(yīng)不當(dāng)?shù)叵抻诖祟惥唧w實施例。其意圖是，以下權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍，并且由此應(yīng)當(dāng)涵蓋這些權(quán)利要求范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)和方法及其等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種包括多個射頻(RF)信號測試器用于測試多個多輸入多輸出(MMO)受測設(shè)備(DUT)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 第一 RF信號測試器，作為一個或多個下行RF信號測試器中的一個；以及 最后RF信號測試器，作為一個或多個上行RF信號測試器中的一個； 其中所述多個RF信號測試器中的每一個測試器包括: 用于從所述多個DUT中的一個或多個接收一個或多個RF信號的一個或多個RF信號端Π ； 用于接收輸入觸發(fā)信號的觸發(fā)輸入端口，所述輸入觸發(fā)信號來自如下二者之一: 所述一個或多個上行RF信號測試器中的一個，和 所述最后RF信號測試器； 用于提供輸出觸發(fā)信號的觸發(fā)輸出端口，所述輸出觸發(fā)信號發(fā)給如下二者之一: 所述一個或多個下行RF信號測試器中的一個，和 所述第一 RF信號測試器；以及 耦接在所述一個或多個RF信號端口中的至少一個、所述觸發(fā)輸入端口和所述觸發(fā)輸出端口之間的觸發(fā)信號電路，其通過提供所述輸出觸發(fā)信號和在時間上與所述輸出觸發(fā)信號相關(guān)的至少一個定時信號，對所述輸入觸發(fā)信號和所述一個或多個RF信號作出響應(yīng)，其中所述輸出觸發(fā)信號具有響應(yīng)對于如下二者中的至少一者的確立而起始的確立狀態(tài): 所述輸入觸發(fā)信號，以及 所述一個或多個RF信號中的至少一個超出預(yù)定幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)信號電路包括: 信號檢測電路，所述信號檢測電路通過在所述一個或多個RF信號中的所述至少一個超出預(yù)定幅度后提供檢測信號對所述一個或多個RF信號中的至少一個作出響應(yīng)；以及信號組合電路，所述信號組合電路耦接到所述信號檢測電路，通過提供所述輸出觸發(fā)信號對所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號中的至少一者作出響應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個RF信號測試器中的每一個還包括用于接收參考信號的參考信號端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)信號電路包括: 信號檢測電路，所述信號檢測電路通過在所述一個或多個RF信號中的所述至少一個超出預(yù)定幅度后提供檢測信號對所述一個或多個RF信號中的至少一個作出響應(yīng)； 信號組合電路，所述信號組合電路耦接到所述信號檢測電路，通過提供所述輸出觸發(fā)信號對所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號中的至少一個作出響應(yīng)；以及 定時電路，所述定時電路耦接到所述參考信號端口、所述觸發(fā)輸入端口和所述信號檢測電路，通過提供所述至少一個定時信號對所述參考信號、所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號作出響應(yīng)，其中所述至少一個定時信號還在時間上與所述參考信號、所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號中的至少一者相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個RF信號測試器中的每一個還包括矢量信號分析器(VSA)和矢量信號發(fā)生器(VSG)。
6.一種使用多個射頻(RF)信號測試器測試多個多輸入多輸出(MIMO)受測設(shè)備(DUT)的方法，所述方法包括: 提供所述多個RF信號測試器，包括 第一 RF信號測試器，作為一個或多個下行RF信號測試器中的一個，以及 最后RF信號測試器，作為一個或多個上行RF信號測試器中的一個； 使用所述多個RF信號測試器中的每一個接收來自所述多個DUT中的一個或多個的一個或多個RF信號； 使用所述多個RF信號測試器中的每一個接收來自如下二者之一的輸入觸發(fā)信號: 所述一個或多個上行RF信號測試器中的一個，和 所述最后RF信號測試器； 使用所述多個RF信號測試器中的每一個提供輸出觸發(fā)信號，所述輸出觸發(fā)信號發(fā)給如下二者之一: 所述一個或多個下行RF信號測試器中的一個，和 所述第一 RF信號測試器；以及 使用所述多個RF信號測試器中的每一個，通過提供所述輸出觸發(fā)信號和在時間上與所述輸出觸發(fā)信號相關(guān)的至少一個定時信號，對所述輸入觸發(fā)信號和所述一個或多個RF信號作出響應(yīng)，其中所述輸出觸發(fā)信號具有響應(yīng)對于如下二者中的至少一者的確立而起始的確立狀態(tài): 所述輸入觸發(fā)信號，以及 所述一個或多個RF信號中的至少一個超出預(yù)定幅度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述使用所述多個RF信號測試器中的每一個通過提供所述輸出觸發(fā)信號對所述輸入觸發(fā)信號和所述一個或多個RF信號作出響應(yīng)包括: 通過在所述一個或多個RF信號中的所述至少一個超出預(yù)定幅度后用所述多個RF信號測試器中的每一個提供檢測信號，對所述一個或多個RF信號中的至少一個作出響應(yīng)；以及使用所述多個RF信號測試器中的每一個，通過提供所述輸出觸發(fā)信號對所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號中的至少一個作出響應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括使用所述多個RF信號測試器中的每一個接收參考信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述使用所述多個RF信號測試器中的每一個通過提供所述輸出觸發(fā)信號對所述輸入觸發(fā)信號和所述一個或多個RF信號作出響應(yīng)包括: 使用所述多個RF信號測試器中的每一個，通過在所述一個或多個RF信號中的所述至少一個超出預(yù)定幅度后提供檢測信號，對所述一個或多個RF信號中的至少一個作出響應(yīng)；使用所述多個RF信號測試器中的每一個，通過提供所述輸出觸發(fā)信號，對所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號中的至少一者作出響應(yīng)；以及 使用所述多個RF信號測試器中的每一個，通過提供所述至少一個定時信號對所述參考信號、所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號作出響應(yīng)，其中所述至少一個定時信號還在時間上與所述參考信號、所述輸入觸發(fā)信號和所述檢測信號中的至少一者相關(guān)。
【文檔編號】G01R31/317GK104272120SQ201380023003
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】克里斯蒂安·沃爾夫·厄爾高, 王瑞祖, 約翰·克里斯托弗·魯卡茲, 石廣 申請人:萊特普茵特公司