有源天線系統及測試方法

有源天線系統及測試方法
【專利摘要】有源天線測試系統包括有源天線單元，該有源天線單元包括：多個天線元件；至少一個處理器；多個收發機模塊，其與至少一個處理器可操作地耦合且布置成接收至少一個第一基帶信號，用于經由多個天線元件中的至少一個天線元件發射且布置成將從多個天線元件中的至少一個接收和降頻變頻后的至少一個第二基帶信號傳送至此；以及至少一個開關模塊，其將多個天線模塊與多個收發機模塊可操作地耦合。其還包括至少一個通信測試裝備。其進一步包括至少一個外部可連接射頻RF測試端口，可操作地與至少一個開關模塊耦合，且被布置成在外部將至少一個通信測試裝備與多個收發機模塊中的至少一個可操作地耦合以用于傳導測試。
【專利說明】
有源天線系統及測試方法
技術領域
[0001] 本發明的領域設及天線布置和測試方法，尤其設及應用于有源天線系統的測試方 法。
【背景技術】
[0002] 在由基站和無源天線系統構成的傳統無線電網絡中，存在天線上的至少一個連接 器化50 Q端口 W及基站上的至少一個連接器化50 Q端口，允許經由至少一個50 Q連接器化 電纜在它們之間傳遞信號。基站上的連接器可W是例如7/16DIN RF連接器或N型RF連接器。 連接器化50 Q基站和天線端口還可用作一個或多個測試端口，W利于基站的射頻(RF)收發 機電路的測試和功率校準。有益地，用于允許與天線互連的連接器化50 Q端口反而能夠與 測試裝備禪合W允許對禪合在它們之間的信號執行測量。
[0003] 圖1示出了在發射構造100和接收構造150中具有天線(陣列）的傳統基站的簡化框 圖。首先參考發射構造100,無源天線108經由50 Q連接器化電纜107與發射濾波器106禪合。 發射濾波器106進一步與任選的外部功率放大器模塊104禪合，外部功率放大器模塊104又 經由另一50 Q連接器103與基站機柜模塊102禪合。通過運種方式，將基站機柜模塊102與無 源天線108禪合的50 Q連接器103和107可用作測試端口，W允許發射器被測試和校準。任選 地，基站機柜可包括發射（TX)濾波器模塊106和功率放大器模塊104。現在參考接收構造 150,無源天線108經由50 Q連接器化電纜157與接收濾波器156禪合。接收濾波器156進一步 與外部低噪聲放大器模塊154禪合，外部低噪聲放大器模塊154又經由另一50 Q連接器153 與基站機柜模塊102禪合。
[0004] 如發射構造中，接收(RX)濾波器156和LNA 154可集成為基站機柜102的部分，如上 所述，50 Q連接器153和157可用作測試端口，W允許測試和校準接收器。例行地，用于發射 測試的連接器化電纜107和用于接收測試的連接器化電纜157是相同的電纜，從而允許共享 天線和饋電電纜用于發射和接收功能。在該情況下，發射濾波器106和接收濾波器156可W 雙工濾波器的形式組合。
[0005] 圖1指的是用于規范和一致性測試的發射和接收測試點的基站無線接口標準規范 3GPP? TS 25.104定義。在傳統的系統中存在用于運行模式的連接器化50 Q連接。在有源天 線系統(AAS)中，單個的天線福射元件直接連接到它們關聯的無線電基站電子設備且集成 在同一殼體內。在AAS中，不存在需要外部可連接50 Q連接的運行模式。因此，當前，為了實 施一致性測試，AAS不得不被拆卸或者(至少很大部分)部分地拆卸從而接近殼體內的單個 的福射元件。處于拆卸或部分拆卸狀態的測試單元固有地影響用于天線測量的電磁福射模 式，并且因此導致因此不代表若AAS完全組裝在現場部署系統中所期望的性能的結果。
[0006] 此外，任何形式的拆卸需要破壞環境和安全性密封，運將有損AAS的未來的功能。 另一可選項可W是執行福射測試。遠場福射測試不需要拆卸AAS，但是確實需要無回聲室。 無回聲室是物理上較大的封閉空間，其中抑制來自商業RF服務的外部環境福射。由于封閉 在法拉第罩結構中，無回聲室還抑制來自測試中的天線(AUT)的干擾福射到室附近的授權 頻帶。無回聲室壁、地板和屋頂表面均覆蓋有基本上最小化通常會影響福射測量的反射的 RF吸收錐形結構。放置在無回聲室的內表面上的RF吸收錐形結構通過抑制多路徑信號來幫 助最小化福射測試方面的問題。多路徑信號將使得在無回聲室中測量AAS的探頭天線中接 收到的信號崎變，導致高度的測量不確定性或者使得結果崎變成非確定水平。
[0007] 此外，一些AAS可W是物理上較大，并且在700M化至900MHz頻帶的情況下，天線可 W超過2米高。在2米高700MHz天線的情況下，遠場可大于55米。因此，將需要極大的無回聲 室。
[0008] 在近場測試的情況下，探頭天線的確切的物理放置或接近度和方位對于做出精確 測量是關鍵的，因為天線位置的小的變化會產生數十地(分貝）的差別。近場探頭本身對測 試結果增加了極大程度的不確定性并且探頭的性能直接影響測試結果。此外，近場探頭不 適合許多測量，諸如誤差向量化VM)，因為來自多個源的信號的近場組合會使得探頭檢測到 的信號崎變。因此，在近場、遠場和進行的測量之間存在顯著的差別。
[0009] 現在參考圖2,示出了已知的有源天線系統(AAS)200dAAS包括例如用于與蜂窩基 站的基帶處理單元接口的普通公共無線電接口（CPRI)接口 240,諸如第S代合作項目 (3GPP?)演進節點B。蜂窩基站包括基帶處理單元，其在接收路徑中執行例如解調和譯碼，并 且在發射路徑中執行調制和編碼。AAS 200包括其自身基帶處理電路208中的一個或多個， 自身基帶處理單元布置成執行系統控制，束成形操縱和附加信號處理。
[0010] AAS 200包括多個并行收發機電路201，其由發射模塊204和接收模塊206構成。收 發機201內的發射模塊204和接收模塊206也可操作地禪合天線布置210,如圖所示。
[0011] 在該情況下，天線布置210包括天線陣列，天線陣列具有采用例如+45°和-45°正交 天線元件的多個交叉偏振(XPOL)天線元件，具有與每個天線端口連接的獨立的發射模塊 204和接收模塊206。
[0012] 如所論述的，當前的標準主體僅建議對基站或無源天線系統的50 Q (測試)端口執 行'傳導'測試方法。運對于圖2中的有源天線模塊200是不可能的，因為該連接點并入了AAS 內的密封單元202內。因此，唯一的接近有源天線模塊200的方式是拆卸AASW及在每個有源 天線模塊和每個天線元件饋線處單獨地測試。由于如上文列出的原因，運對于圖2中的有源 天線模塊200是不實用的，因為該連接點并入了AAS內的密封單元202內。因此，唯一已知的 接近有源天線模塊200的方式是拆卸AAS且單獨地測試每個有源天線模塊和每個天線元件 饋線。
[0013] 因此，有益的是確定用于確定AAS中的各組件、電路或模塊的操作狀況、性能和功 能而無需拆卸系統的替選機制。

【發明內容】

[0014] 因此，本發明尋求緩解、減輕或消除上述一個或多個缺點，或者是單一地或者是W 任意組合。
[0015] 根據第一方面，有源天線測試系統包括:有源天線單元，其包括多個天線元件;至 少一個處理器；多個收發機模塊，其與至少一個處理器可操作地禪合且布置成接收至少一 個第一基帶信號W經由多個天線元件中的至少一個發射且布置成將從多個天線元件中的 至少一個接收且降頻變頻的至少一個第二基帶信號傳送至此。有源天線單元進一步包括至 少一個開關模塊，該至少一個開關模塊將多個天線模塊的多個天線元件饋線可操作地禪合 到多個收發機模塊；W及至少一個通信測試裝備。有源天線單元進一步包括至少一個外部 可連接射頻RF、與至少一個開關模塊可操作地禪合且布置成在外部將至少一個通信測試裝 備與多個收發機模塊中的至少一個禪合用于傳導測試的測試端口。
[0016] 在一個任選的實施例中，在接收操作模式中，RF測試模塊可傳導地施加至少一個 RF測試信號到至少一個外部可連接RF測試端口，并且至少一個開關模塊布置成將RF測試信 號路由通過選定的接收模塊。
[0017] 在一個任選的實施例中，選定的接收模塊可將RF測試信號的數字化表示路由到基 帶處理器W確定接收模塊的性能。
[0018] 在一個任選的實施例中，基帶處理器可布置成確定接收模塊的性能包括基帶處理 器布置成連續地接收至少一個測試信號W判定在任意接收模塊中是否存在故障。
[0019] 在一個任選的實施例中，在發射操作模式中，基帶處理器可傳導性地施加基帶測 試信號到有源天線單元的至少一個處理器，該至少一個處理器路由基帶測試信號通過選定 的發射模塊。
[0020] 在一個任選的實施例中，至少一個開關模塊可布置成經由外部可連接RF測試端口 將RF測試信號從選定的發射模塊路由到至少一個通信測試裝備W執行來自如下組中的至 少一個:判定是否存在故障或者測量發射模塊的性能。
[0021] 在一個任選的實施例中，多個發射模塊可被連續地選擇，使得至少一個通信測試 裝備能夠確定發射模塊的性能。
[0022] 在一個任選的實施例中，至少一個通信測試裝備可布置成判定在任意發射模塊中 是否存在故障。
[0023] 在一個任選的實施例中，校準收發機可W與至少一個開關模塊可操作地禪合且布 置成經由至少一個開關模塊選擇性地施加信號到外部可連接RF測試端口或者經由至少一 個開關模塊來從外部可連接RF測試端口接收信號W確定校準收發機的性能。
[0024] 在一個任選的實施例中，至少一個開關模塊可包括開關禪合器網絡，所述開關禪 合器網絡包括多個禪合器端口，至少一個開關模塊接收來自所述至少一個處理器的控制信 號從而選擇用于經由多個禪合器端口中的至少一個禪合器端口路由測試信號的發射模塊 或接收模塊。
[00巧]在一個任選的實施例中，至少一個通信測試裝備可包括來自如下組中的至少一 個:射頻RF、測試模塊和至少一個基帶處理器。
[0026] 在一個任選的實施例中，至少一個通信測試裝備可進一步包括定標（scaling)過 程，該定標過程布置來定標傳導禪合信號W消除(negate)在外部可連接RF測試端口與相應 的天線端口之間路由的信號的傳遞函數。在一個任選的實施例中，定標過程可W可操作地 布置成利用測試器能訪問的定標因子來修改至少一個測試結果。在一個任選的實施例中， 定標過程可使用傳遞函數表，該傳遞函數表表示天線元件的多個組合到至少一個外部可連 接RF測試端口的傳遞函數矩陣。
[0027] 在一個任選的實施例中，傳遞函數表可包括來自如下組中的至少一個：用于至少 一個RF工作頻率的S參數表、H參數表、X參數表、Y參數表、Z參數表。
[0028] 在一個任選的實施例中，至少一個基帶處理器可布置成將生成的測試信號與已通 過測試中的收發機模塊的測試信號的表示進行比較。
[0029] 在一個任選的實施例中，至少一個通信測試裝備可進一步包括如下中的至少一 個:本地監測器終端，其與至少一個基帶處理器可操作地禪合且布置成確定有源天線單元 中的性能或組件或電路故障；向量電壓表或向量分析器，其與本地監測器終端可操作地禪 合，W確定由于有源天線單元中的組件或電路故障引起的向量錯誤;信號發生器，其布置成 W射頻或基帶生成測試信號。
[0030] 根據第二方面，有源天線單元包括:多個天線元件;至少一個處理器；W及多個收 發機模塊，其與至少一個處理器可操作地禪合且布置成接收至少一個第一基帶信號用于經 由多個天線元件中的至少一個發射且布置成將從多個天線元件中的至少一個接收和降頻 變頻的至少一個第二基帶信號傳送至此。有源天線單元進一步包括:至少一個開關模塊，其 將多個天線模塊的多個天線元件饋線與多個收發機模塊可操作地禪合；W及至少一個外部 可連接RF測試端口，其與至少一個開關模塊可操作地禪合且布置成將多個收發機模塊中的 至少一個從外部與至少一個通信測試裝備禪合W用于傳導測試。
[0031] 根據第=方面，一種測試有源天線系統的方法包括經由至少一個開關模塊與多個 收發機模塊可操作地禪合的多個天線元件。該方法包括:將至少一個通信測試裝備與有源 天線系統的至少一個外部可連接RF測試端口禪合，其中至少一個外部可連接RF測試端口與 至少一個開關模塊禪合;經由至少一個開關模塊將至少一個外部可連接RF測試端口與如下 至少之一選擇性地禪合:測試中的無線電發射模塊，測試中的無線電接收模塊;經由至少一 個外部RF測試端口將測試信號傳導性地禪合到測試中的收發機模塊或者禪合自測試中的 收發機模塊;W及對通過測試中的收發機模塊的測試信號執行至少一個信號測量。
[0032] 在一個任選的實施例中，該方法可進一步包括來自如下組中的至少一個:連續地 選擇多個接收模塊W判定在任意接收模塊中是否存在故障;連續地選擇多個發射模塊W判 定在任意發射模塊中是否存在故障;經由外部可連接RF測試端口和至少一個開關模塊將測 試信號與有源天線系統中的校準收發機選擇性地禪合W判定在校準收發機中是否存在故 障。
[0033] 在一個任選的實施例中，該方法可進一步包括定標傳導禪合測試信號W消除在外 部可連接RF測試端口與有源天線系統的相應的天線端口之間路由的信號的傳遞函數對測 試結果的影響。
[0034] 在一個任選的實施例中，該方法可進一步包括將多個定標因子存儲在存儲器元件 中W便能夠由測試器訪問。
[0035] 在一個任選的實施例中，定標可包括對于至少一個測試頻率采用傳遞函數表，所 述傳遞函數表表示天線元件的多個組合到多個外部RF測試端口的傳遞函數矩陣。在一個任 選的實施例中，傳遞函數表可包括來自如下組中的至少一個:用于至少一個測試頻率的S參 數表、H參數表、X參數表、Y參數表、Z參數表。
[0036] 在一個任選的實施例中，該方法可進一步包括來自如下組中的至少一個:將已通 過測試中的收發機模塊的測試信號的測量結果與至少一個預定的上限值和下限值進行比 較;將已通過測試中的收發機模塊的測試信號的定標后的測量結果與至少一個預定的上限 值或下限值進行比較;將已通過測試中的收發機模塊的測試信號的測量結果與生成的測試 信號進行比較。
[0037] 根據第四方面，非暫態計算機程序產品包括用于當在有源天線測試系統中執行時 實施第=方面的有源天線系統的測試方法的可執行程序代碼。
【附圖說明】
[0038] 將僅通過實施例的方式參考附圖來描述本發明的實施方案，在附圖中：
[0039] 圖1示出了在發射和接收構造中具有天線測量端口的傳統基站的簡化框圖。
[0040] 圖2示出了已知的有源天線系統的簡化的實施例。
[0041] 圖3示出了適于支持本發明的各方面的有源天線系統的實施例。
[0042] 圖4示出了適于支持本發明的各方面的另一有源天線系統的實施例。
[0043] 圖5示出了適于支持本發明的各方面的又一有源天線系統的實施例。
[0044] 圖6示出了適于支持本發明的各方面的另又一有源天線系統的實施例。
[0045] 圖7示出了根據本發明的各方面的射頻(RF)開關矩陣和禪合器結構的實施例。
[0046] 圖8示出了根據本發明的各方面的用于簡化測試體制的流程圖的實施例。
[0047] 圖9示出了根據本發明的各方面的測試中的天線的束成形能力的簡化確定程序的 流程圖的實施例。
[0048] 圖10示出了使用本發明的各方面的簡化的計算機系統的實施例。
【具體實施方式】
[0049] 本發明的示例性實施方案是參考在無線通信系統中使用的智能(或有源)天線技 術來描述的。
[0050] 下面的說明集中于能夠應用于在通用移動遠程通信系統(UMTS)蜂窩通信系統中 采用的有源天線陣列且尤其應用于在第S代合作項目（3GPP?)系統中運行的UMTS地面無線 電接入網絡(UTRAN似及該標準的演進諸如HSPA+或長期演進化TE)系統的有線天線陣列的 本發明的實施方案。然而，將意識到，本發明不限于該特定的蜂窩通信系統，但是可應用于 采用天線布置的任何無線通信系統，包括衛星通信系統。
[0051] 參考圖3,示出了適于支持本發明的示例性實施例的AAS 300的實施例。實施例的 AAS 300包括CPRI接口％0,用于與蜂窩基站的基帶處理單元接口，諸如第S代合作項目 (3GPP?)演進節點B(未示出）。在其它實施例中，替選的接口也可W被采用，諸如例如開放無 線電接口（ORI)或0BSAI-RP301。蜂窩基站包括至少一個基帶處理單元，其在接收路徑中執 行解調和譯碼并且在發射路徑中執行調制和編碼。多輸入/多輸出(MIMO)數據在基站基帶 處理單元與AAS 300之間傳遞。AAS 300包括一個或多個其自身的基帶處理電路，例如，數字 信號處理器308,在一些實施例中，數字信號處理器可布置成執行如下中的一個或多個:系 統控制，束成形操縱W及附加的信號處理。本發明的示例性實施方案使用多個并行的收發 機路徑，經常等于所使用的天線元件的數量。在一個示例性的實施方案中，可W包含另外的 收發機路徑W提供專用的共同自校準收發機路徑。
[0052] 在一個實施例中，AAS 300可包含通信網絡元件或廣播發射器的射頻(RF)發射子 系統，AAS 300包括多個并行收發機電路301，該多個并行收發機電路301經由開關禪合器結 構328與天線陣列310可操作地禪合，在該實施例中，天線陣列包括交叉偏振天線元件陣列 350。在收發機301內的發射模塊304和接收模塊306與天線布置310可操作地連接，如圖所 示，從而實現無線通信。
[0053] 在正常發射操作模式和校準發射操作模式中，正交（I-Q)采樣對均輸入到數字信 號處理器308中且經過低通濾波器(未示出）濾波，用于各個發射路徑中的每一個，W及為發 射束成形陣列校準處理提供參考。復定標(complex scaling)模塊(未示出）將存儲在一個 或多個存儲器模塊中的一個或多個復定標量(complex scalar)值應用于在數字信號處理 器308中產生的相應的'I'和'Q'對基帶信號中的每一個，例如，適應在發射操作中使用的偏 振類型。復定標量(有時稱為復乘法因子）由運樣的模塊構成:對于每個復IQ采樣，模塊將IQ 樣本乘W-種形式的另一復項，例如{(I+jQ)X(Z+jY)}，其中合量是另一復數。字母"j"用 于表示復數運算符。數字修正'I'和'Q'對信號隨后輸入到例如數模轉換器(DA0312,然后 模擬信號在低通濾波器316中進行濾波。然后，基帶模擬信號在升頻混頻電路系統318,319 中進行升頻變頻并且在功率放大器322中放大之前組合。射頻、功率放大信號然后經由雙工 器324和禪合器結構328饋送到天線陣列310。
[0054] 在正常接收操作模式和校準接收操作模式中，每個接收器電路經由禪合器結構 328可操作地與能夠接收偏振分集信號的XP化天線元件350禪合。從XP化天線元件350檢測 到的接收信號由禪合器結構328處理，隨后在相應的雙工器濾波器324中進行處理，隨后通 過相應的低噪聲放大器化NA)230處理。LNA 330提供接收信號的放大形式給正交混合器 332,從而生成相應的正交（'I'和'Q'）降頻變頻信號。正交混合器332布置成基于通過選擇 本地振蕩器信號336頻率的頻率降頻變頻來對相應的放大后接收信號進行降頻變頻。降頻 變頻本地振蕩器信號W正交格式從本地振蕩器發生子系統336,330饋送。正交降頻變頻放 大后接收信號的正交混合器332輸出被輸入到相應的低通濾波器338且此后輸入到相應的 模數轉換器314W將正交降頻變頻接收信號變換成數字形式。合成的數字信號被傳送到數 字信號處理模塊308用于處理，包括濾波和/或數字降頻變頻和束成形。
[0化5] 在一些實施例中，AAS 300進一步包括由dc饋線302從dc電源模塊351饋送的dc功 率管理模塊360。扣功率管理模塊360管理到有源AAS 300內的各相應組件和電路的dc電源。 在一個使臉色中，DC電源電纜可包括0V，-48V和地線。DC功率管理模塊360的操作，W及任何 時鐘發生功能或模塊(未示出）為簡化原因未在此處進行說明。此外，AAS 300還可W包括用 于連接到例如任選的測試配置控制終端的任選W太網連接342。
[0056] 還利用禪合器結構328來提供自校準信號反饋路徑377。在該背景下，例如發射信 號的相對小的比例，如-30地，或者信號的較大的代表性部分，如10地，與禪合器端口禪合， 該禪合器端口經由射頻開關矩陣325饋送到自校準信號反饋路徑377中。在一個實施例中， 射頻(RF)開關矩陣325放置在反饋路徑上，使得輸入到校準收發機311的單個檢測路徑能夠 用于多個收發機。從自校準信號反饋路徑377上的發射器呈現的信號可布置成在校準收發 機311中處理之后提供發射信號相對于其它從多個發射器輸出的發射信號的相位、振幅和/ 或等待時間失配的檢測。在一些實例中，內部校準收發機可W不能正確地校準AAS 300。運 可W例如如果跟隨AAS內的一個或多個組件的故障。特別地，在當前的AAS體系結構中，校準 收發機311將用于檢測在AAS 300內何處發生故障。
[0057] 然而，根據本發明的實施例，至少一個外部RF測試端口 370與RF開關矩陣325可操 作地禪合。在一個實施例中，至少一個外部RF測試端口 370可W包括包含至少一個外部RF測 試端口的外部可連接RF測試端口模塊371。在一個實施例中，至少一個外部RF測試端口 370 可操作W接收從禪合器結構328中的一個或多個選定的禪合路徑327路由的'傳導'發射信 號。在替選的實施例中，至少一個外部可連接RF測試端口模塊371可配置為施加從測試裝備 372路由到AAS 300內的至少一個接收模塊306的一個或多個測試信號。
[0化引在一些實施例中，可W存在與RF開關矩陣325可操作地禪合的多個外部可連接RF 測試端口模塊371。在該實施例中，外部連接可W是可選的W禪合信號到/自校準收發機 311，從而檢測例如校準收發機(或位于其中的組件、模塊或電路)是否故障。在一些實施例 中，可W存在'N'個外部可連接RF測試端口模塊371，其中總數量'N'小于可用的天線元件 350或禪合器結構328中的禪合路徑327的數量。
[0059] 因此，RF開關矩陣325可是可配置的W便選擇性地禪合一個或多個接收和/或發射 禪合路徑327到一個或多個外部可連接RF測試端口模塊371。在該實施例中，測試裝備372可 W包括用于發射模式測試的如下中的一個或多個:功率計、頻譜分析儀和誤差向量幅度計。 對于接收模式測試，測試裝備372可包括如下中的一個或多個:通過調制后信號生成RF載波 頻率的一個或多個信號發生器，協議發生器，干擾源，信號組合器和衰落源。
[0060] 外部可連接RF測試端口模塊371可由能夠連接到例如RF測試裝備的至少一個連接 器化電纜構成。在一個實施例中，RF測試端口模塊371可W是電纜束，其中多個電纜能夠連 接到RF測試裝備。電纜可W具有近似50 Q的特性阻抗。電纜上的連接器可包括例如SMA， MCX，BNC或 N型。
[0061] 在一些實施例中，一些測試裝備372需要頻率鎖定到AAS 300共用的時鐘源。運可 通過向基帶單元(未示出）輸出時鐘基準的一些測試裝備372來實現，或者反之亦然。在其它 實施例中，AAS可包括任選的共享時鐘輸出375，其可W與其自身測試端口可操作地禪合。
[0062] 參考圖4,根據本發明的方案示出了另一簡化AAS 400的實施例。在該實施例中，大 多數特征類似于圖3所示的那些特征，因此，將僅詳細論述另外的特征。
[0063] 在該實施例中，測試裝備模塊372可W包括:RF測試裝備402,其可W與至少一個外 部RF測試端口模塊371可操作地禪合;基帶處理器404，其在一個實施例中可W與RF測試裝 備402可操作地禪合且經由CPRI接口％0與AAS可操作地禪合；W及本地監測器終端（LMT) 406,其可W與基帶處理器404可操作地禪合。在一些實施例中，基帶處理器404可位于AAS 400內。在該情況下，LMT 406可W與AAS 400內的基帶處理器404可操作地禪合，而不是在測 試裝備372內的基帶處理器可操作地禪合。在其它示例性的實施方案中，LMT可W連接到例 如AAS 400的任選的W太網端口 342，從而調用和/或配置測試操作模式。
[0064] 如之前所論述的，存在運樣的實施例:AAS 400內的一個或多個組件有關的故障不 能通過校準收發機311來確定。此外，無回聲室內的福射測試可能是不可行的。因此，在該實 施例中，LMT 406可運行W調用一個或多個接收或發射測試模式，從而判定在AAS 400內是 否存在故障，并且在在一些實施例中判定故障很可能出現在哪。LMT 406可運行W經由基帶 處理器404和RF測試裝備402來調用接收測試模式。在該情況下，至少一個外部可連接RF測 試端口模塊471可運行W接收從RF測試裝備402發射的測試信號，在測試信號經由RF開關矩 陣325路由到至少一個接收模塊306上W便測試。在該實施例中，RF開關矩陣325可運行W選 擇要使用外部可連接RF測試端口模塊371中的哪個外部測試端口 370,如果多于一個，則選 擇測試信號應當與哪個天線元件饋線禪合，例如，與天線元件饋線410。在該實施例中，測試 信號可經由來自禪合器結構328的如禪合器412的禪合器與天線元件饋線410禪合。通過運 種方式，RF開關矩陣325可允許測試信號經由期望的天線元件饋線410與收發機模塊301的 期望的接收模塊306可操作地禪合。收發機模塊301的至少一個接收模塊306隨后可運行W 輸出合成信號，該合成信號隨后通過束成形和數字信號處理模塊308來處理且隨后經由 CPRI接口 340路由到基帶處理器404。在一個實施例中，基帶處理器404可W已經接收到或者 配置為檢測到從RF測試裝備402直接發射的測試信號的表示。基帶處理器404隨后可運行W 將從CPRI接口 340輸出的合成信號與RF測試裝備402發射的測試信號的接收的表示進行比 較。在其它實施例中，基帶處理器404隨后可運行W將從CPRI接口340輸出的合成信號與至 少一個預定的上限或下限進行比較。通過該方式，基帶處理器404可運行W判定至少一個接 收模塊306和/或至少一個天線元件饋線410是否存在故障，例如位錯率。在一些實施例中， LMT隨后可重新配置AASW經由另一接收器路徑路由測試信號，從而判定在該路徑上是否存 在故障。
[0065] 如所論述的，在一些實施例中，校準收發機311可能異常。在該情況下，測試信號可 與禪合到校準收發機311的輸入的至少一個外部可連接RF測試端口模塊371禪合。因此，基 帶處理器404可W運行W判定校準收發機311是否存在故障，否則在沒有至少一個外部RF測 試端口模塊371的情況下可能不能檢測到該故障。在一些實施例中，可能僅存在一個與RF開 關矩陣325和校準收發機311可操作地禪合的外部RF測試端口模塊371。
[0066] 在上文示出的實施例中，測試主要針對識別電路系統中的故障。在其它實施例中， 示出的測試還可用于將不一定包含了電路、器件或模塊故障的識別的單元的性能特征化。
[0067] 在另一實施例中，LMT 406可運行W經由基帶處理器404和CPRI接口340來調用發 射測試模式。在該情況下，發射測試信號由基帶處理器404,經由CPRI接口 340發射到至少一 個發射模塊304。至少一個發射模塊304可W在經由來自禪合器結構328的至少一個禪合器 412和期望的天線元件饋線410將合成信號輸出到RF開關矩陣325之前而處理發射測試信 號。在一些實施例中，RF開關矩陣325可在測試模式期間運行W經由至少一個外部可連接RF 測試端口模塊371將合成信號的禪合部分不是路由到校準收發機311。例如，如果不需要校 準收發機311來校準AAS 400,則可W使用該重配置。因此，可W調度測試W便當校準序列不 運行時來運行。合成信號隨后可W在任選地傳送到基帶處理器404之前被發射到RF測試裝 備402。基帶處理器404可執行經由CPRI接口 340路由到至少一個發射模塊304的發射測試信 號與經由至少一個外部RF測試端口模塊371接收到的合成信號之間的比較。在一些實施例 中，信號不傳送到基帶處理器并且可僅利用測試裝備來測量發射器的品質因數。運些測量 可包括例如輸出功率、譜掩模符合性和/或錯誤向量幅度測試。通過該方法，基帶處理器模 塊404或RF測試裝備402可運行W判定存在故障或者測量與AAS 400的品質因數關聯的參 數，并且在一些實施例中，判定在哪會發生故障。在一些實施例中，LMT可W隨后重新配置 AASW經由另一發射路徑路由測試信號，從而判定故障可能存在于該路徑上或者測量性能。
[0068] 參考圖5,另一AAS 500的實施例是根據本發明的各方面示出的。在該實施例中，多 數特征類似于圖3所示的那些特征，并且因此，將僅詳細論述附加的特征。
[0069] 在該實施例中，測試裝備模塊372可包括向量電壓表502,其與外部可連接RF測試 端口模塊370的至少一個測試端口可操作地禪合。信號發生器504可與向量電壓表502可操 作地禪合W及與AAS 500的共享時鐘輸出375可操作地禪合。基帶處理器506可與信號發生 器模塊504可操作地禪合W輸出IQ數據信號，例如經由CPRI接口 340傳送的那些IQ數據信 號。再有，LMT 508可與基帶處理器506可操作地禪合。在一些實施例中，基帶處理器506可位 于AAS 500內。在該情況下，LMT 508可W與AAS 500內的基帶處理器506可操作地禪合，而不 是與測試裝備372內的基帶處理器可操作地禪合。在一些實施例中，測試裝備372可運行W 便連續地測量例如天線元件饋線410的任何期望的天線元件饋線上的相應的測試信號的相 位和振幅。
[0070] 在實施例中，LMT 508可運行W經由基帶處理器506、信號發生器504和向量電壓表 502來調用接收測試模式。在該情況下，至少一個外部RF測試端口模塊370可運行W將經由 RF開關矩陣325從信號發生器504發射的接收測試信號路由到至少一個接收模塊306W便經 由例如禪合器412測試。在該情況下，測試信號可經由例如天線元件饋線410上的天線元件 饋線上的禪合器結構328中的禪合器412來路由。至少一個接收模塊306隨后可運行W輸出 合成信號，然后通過束成形和數字信號處理模塊308處理合成信號，然后經由CPRI接口 340 將合成信號路由到基帶處理器506。基帶處理器506還可W將CPRI接口信號的表示傳送到向 量電壓表，該CPRI接口信號的表示與從信號發生器504發射的測試信號的表示進行比較。可 選地，在其它示例性實施方案中，CPRI接口上的信號可W直接傳送到向量電壓表，而不通過 基帶處理器506。基帶處理器506隨后可運行W將經由至少一個外部可連接RF測試端口模塊 370(經由接收模塊306和CPRI接口 340)發射的信號與如向量電壓表502所確定的從信號發 生器504接收到的測試信號的表示進行比較。在一些實施例中，LMT隨后可重新配置AASW經 由另一接收路徑來路由測試信號，從而確定傳播通過其中的信號的相位和振幅。
[0071] 在一個實施例中，使用向量電壓表的單個測試的結果可能在呈現給CPRI接口的信 號與通過天線元件饋線410上的禪合器412呈現的信號在相位和/或振幅方面有差別。
[0072] 通過對于多個天線元件饋線重復該測試，可W對從來自共同饋入點即CPRI接口 340的每個元件呈現的信號的每個響應的相位和振幅做出判定。因此，通過該方式，可W確 定在每個元件處所處理的信號的相位/振幅加權表。在一個實施例中，運可允許通過一些數 學處理判定正在運行的任何陣列校準算法的束成形符合性和精度。
[0073] 在另一實施例中，LMT 508可運行W經由基帶處理器506和CPRI接口340或者經由 任選的W太網接口 342來調用發射測試模式。在該情況下，發射測試信號由基帶處理器506 經由CPRI接口 340來發射，然后，由束成形和數字信號處理模塊308處理，然后路由到至少一 個發射模塊304。至少一個發射模塊304隨后可運行經由例如來自禪合器結構328的至少一 個禪合器412和期望的天線饋線410而利用從基帶處理器模塊506路由到RF開關矩陣325的 發射測試信號來輸出合成發射信號。至少一個外部可連接RF測試端口模塊370接收來自RF 開關矩陣325的合成發射信號且將其轉送給向量電壓表502,隨后，向量電壓表502被配置為 使用通過CPRI接口提供的信號來形成向量電壓表測量。在實施例中，向量電壓表602可運行 W執行發射到在禪合器412處禪合的至少一個發射模塊304的發射測試信號呈現在CPRI接 口上的所處理的信號的表示與之間的比較。
[0074] 為了在本文所描述的實施方案中清晰論述的目的，向量電壓表是能夠確定兩個信 號之間在振幅和相位兩者方面的差別的測量裝備。該裝備具有兩個輸入:基準信號輸入和 測量信號輸入。得到的測量是兩個信號之差。為清晰，輸入信號可W是數字格式或模擬格式 或者RF格式。
[0075] 在一些實施例中，LMT可隨后重新配置AASW經由另一發射路徑來路由測試信號， 從而實施該路徑在相位和振幅方面相對于基準信號的傳遞函數，從而確認陣列校準算法的 性能水平和/或信號上的束成形加權的實現。
[0076] 在另一實施例中，向量電壓表502能夠經由通過RF開關矩陣325開關且通過天線元 件饋線410的禪合器412禪合的至少一個外部RF測試端口模塊370來辨別來自發射模塊304 的合成測試信號的電壓振幅和相位。在該實施例中，合成測試信號與信號發生器504利用通 過CPRI接口 340從基帶處理器606傳送且由發射模塊304使用的IQ信號數據所產生的基準信 號進行比較。顯然，該數據已經通過束成形與數字信號處理模塊308處理。
[0077] 在另一實施例中，向量電壓表功能還可通過對選為呈現在外部可連接RF測試端口 模塊370上的測試信號進行降頻變頻W及數字化來實現W及將該經過降頻變頻和數字化的 測試信號與在利用比如定制測試硬件發射至少一個天線元件饋線410時呈現在CPRI接口 340上的信號基準進行比較來實現。在一個實施例中，定制硬件可W例如實現兩個信號在數 字域上的向量比較，從而提供振幅和相位差的測量估計。在一個實施例中，運可W是利用諸 如最小均方法的自適應濾波技術進行比較的系統的實現，從而確定基準信號與呈現在外部 可連接RF測試端口模塊370上的信號之間的振幅和相位關系。定制硬件可W包括如下中的 一個或多個或全部:降頻變頻模塊，數模轉換器模塊，比較邏輯和用于轉送測試結果的接口 W及用于接收數字基準信號的接口。
[0078] 對于呈現給陣列的多個元件中的每個元件的信號的振幅和相位結果的測試將允 許計算合成的束形狀的方式。與如陣列的元件維度、間距等已知信息組合的振幅和相位測 量允許精確地估計由AAS產生的福射束形，而無需將諸如無回聲室的設施中的全部單元特 征化。運有益地限制了執行測試所需的物理資源和時間。
[0079] 參考圖6,示出了根據本發明的方面的另一AAS 600的實施例。在該實施例中，多數 特征類似于之前圖中所示的那些，因此將不詳細論述附加的特征。
[0080] 在該實施例中，測試裝備模塊372可W包括向量信號發生器602,其可W與至少一 個外部可連接RF測試端口模塊370可操作地禪合W及與共享時鐘375可操作地禪合。IQ向量 信號比較模塊604可W與向量信號發生器602可操作地禪合W及與分光器610可操作地禪 合。基帶處理器606可W經由分光器610與CPRI接口 340可操作地禪合。分光器610的一個用 途是允許在AAS 600與基帶處理器606之間傳遞的信號的一部分被吸走，從而允許IQ向量信 號比較模塊604來檢測運些吸走的信號，而無需中斷或者導致AAS 600與基帶處理器606之 間的光鏈路的不利的性能降級。LMT 608還可與與基帶處理器606可操作地禪合，或者任選 地通過例如W太網端口342與AAS 600可操作地禪合。在一些實施例中，基帶處理器606可安 置在AAS 600內。在該情況下，LMT 608可與AAS 600內的基帶處理器606可操作地禪合，而不 是與測試裝備372內的基帶處理器可操作地禪合。
[0081] 在實施例中，LMT 608可運行W調用接收測試模式，并且因此向量信號發生器602 能運行W產生接收測試信號W及經由至少一個外部可連接RF測試端口模塊370將接收測試 信號路由到RF開關矩陣325,并且將接收測試信號的表示轉送到IQ向量信號比較模塊604。 RF開關矩陣325能運行W經由天線元件饋線410上的至少一個禪合器412將測試信號路由到 至少一個接收模塊306W便測試，其中至少一個接收模塊306輸出合成測試信號，然后合成 測試信號由系統控制與束成形模塊308來處理且然后經由CPRI接口 340輸出到分光器610。 分光器610可運行W將合成的接收測試信號的一部分路由到基帶處理器606, W及將接收測 試信號的其余部分路由到IQ向量信號比較模塊604。在IQ向量信號比較模塊604中，合成的 接收測試信號可由CPRI串行格式重構成IQ向量信號且與最初由向量信號發生器602發射的 IQ接收測試信號的副本進行比較，從而允許IQ向量信號比較模塊604計算比如運些測試信 號之間的振幅差和相位差。
[0082] 在另一個實施例中，LMT 608可運行W調用發射測試模式，并且因此基帶處理器 606可運行W經由CPRI接口％0和分光器610發射測試信號到至少系統控制與束成形模塊 308且隨后發射到至少一個發射模塊604。在一些實施例中，從基帶處理器606輸出的發射測 試信號的一部分可經由分光器610與IQ向量信號比較模塊604禪合。發射模塊604隨后可運 行W經由RF開關矩陣325和至少一個外部可連接RF測試端口模塊370將RF合成發射測試信 號輸出到IQ向量信號比較模塊604 JQ向量信號比較模塊604然后可運行W將經由分光器 610禪合的初始發射測試信號與從至少一個外部RF測試端口模塊370輸出的合成發射測試 信號進行比較，從而確定比如兩個信號之間的可能的振幅差和/或相位差。在一些實施例 中，運兩個比較的信號可能需要變換到它們能夠易于比較的域，使得例如它們均可處于數 字域中或者均處于RF域中。運可W是IQ向量信號比較模塊604的功能裝置的部分。
[0083] 在一些實施例中，對存在于天線元件饋線410上或者通過例如禪合器412呈現給天 線元件饋線410的信號的禪合形式測量結果。因此，在一些情況下，可能需要對結果定標W 確保測試結果解釋存在于天線元件饋線410處的信號電平和相位。例如，20地禪合器可用于 禪合器412,其中通過RF開關矩陣325的損耗可W是例如10地。因此，在該實施例中，從外部 可連接RF測試端口模塊370上的比如圖5的信號發生器504呈現的信號的振幅可W是30地， 比存在于天線元件饋線410上存在的那些信號的振幅高。在一些實施例中，在呈現于能連接 的RF測試端口模塊370上的信號與開關禪合器結構328內的單個的禪合器412和也在開關禪 合器結構328內的另一單個禪合器之間存在相位和/或振幅傳遞函數的變化。
[0084] 為了使得上文所描述的測量變換成天線元件饋線410上存在的測量，在一些實施 例中可W考慮能連接的RF測試端口模塊370與天線元件饋線410之間的傳遞函數的變化。發 明人還理解，在給定AAS 600上運些/任意振幅和/或相位偏差參數可W不相同，因為例如第 一單個禪合器412的信號路徑到第二單個禪合器的信號路徑到外部可連接RF測試端口模塊 370的信號路徑可包括便于一個禪合器開關的更多的開關路徑或者可W包括到禪合器的同 軸傳輸線的長度的變化。此外，可能存在單元間性能的變化，諸如那些由于所使用的PCB上 的工藝參數所誘發的變化。出于該原因，許多結果可能需要被定標，從而變換成所指示的性 能，好像用50 Q測試端口替代能連接到天線元件饋線410的天線元件350進行測試一樣。
[0085] 在一些實施例中，頻散參數(S參數），諸如Toueiistone愈格式S參數文件，可W被使 用，其代表了從天線元件350的端口到至少一個外部RF測試端口模塊370的傳遞函數。在一 些實施例中，頻散參數傳遞函數可被生成且存儲成用于每個天線元件350和外部RF測試端 口模塊370的數據文件格式，得到多端口傳遞函數。對于在將天線元件饋線410連接到外部 可連接RF測試端口模塊370時振幅和相位的變化，頻散參數數據的該數據文件可W提供作 為頻率的函數的傳遞函數。該數據可存儲成笛卡爾（'I'和'Q'）格式或者可W存儲為度格式 的地振幅/相位值。在一些實施例中，可預想的是，運些S參數可在AAS審雌過程中由AAS審雌 商來提供，W便由之后測試AAS 600的任何人使用。在一些實施例中，向量網絡分析儀可用 于針對例如在制造期間AAS的插入損耗和相位延時而生成該格式文件。在進一步的實施例 中，Z參數，Y參數，H參數和X參數可被使用，而不使用S參數，運是本領域技術人員所能理解 的。
[0086] S參數可用于定標在測試程序中得到的一些測量結果，從而消除包含禪合器本身 412的通過開關路由器結構328的信號的路徑，從而允許結果被天線端口參考，運與外部可 連接RF測試端口模塊370不同。
[0087] 參考圖7,示出了用于在AAS的部分與至少一個外部RF測試端口模塊370之間路由 測試信號的RF開關矩陣325和禪合器結構的更詳細的實施例。圖7的實施例的RF開關矩陣 325和禪合器結構包括天線陣列，天線陣列包含兩列W及八行的十六個交叉偏振天線元件， 美各元件具有通過多個RF開關設備連接到用于全部天線和全部偏振類型的共用反饋點的 禪合反饋結構。
[0088] 在圖7的RF開關矩陣325和禪合器結構中示出了S十二個收發機端口。為簡化目 的，將僅對天線禪合器陣列部分的上半部進行說明。將意識到，對稱的本質使得進一步的描 述沒有必要。在天線陣列中示出了十六個XP化天線元件對。天線元件包括-45°偏振的十六 個元件 741，743,745,747,749,751，753,755，^及+45°偏振的十六個元件757,759,761， 763，765，767，769，771。兩種偏振類型的每個天線元件單獨地與相應的禪合器結構704， 754,760，710,716，764,722，772,726，732,782，738,788，748,798，754 的第一端口可操作地 禪合。S 十二個收發機端口 702,752,708,758,714,764,720,770,730,780,736,788,746， 792，752，753 也各自單獨地與相應的禪合器結構 704，754，760，710，716，764，722，772，726， 732，782，738，788，748，798，754的第二端口可操作地禪合。每個收發機端口 702，752，708， 758,714,764,720,770,730,780,736,788,746,792,752,753 也與通信元件中的收發機陣列 上的相應的收發機端口可操作地禪合，例如與圖6中的多個并行的收發機電路301和校準收 發機311可操作地禪合。十六個收發機端口 702，752，708，758，714，764，720，770，730，780， 736,788,746,792,752,753與多個并行的收發機電路301可操作地禪合，并且另外十六個收 發機端口與校準收發機311可操作地禪合。禪合器結構704，754，760，710，716，764，722， 772，726，732，782，738，788，748，798，754具有兩個禪合器端口，其中最少一個禪合器端口 與 RF 開關網絡 726，727，707，701，776，766，777，703，705，709 可操作地禪合。
[0089] S十二個收發機端口 702,752,708,758,714,764,720,770,730,780,736,788， 746,792,752,753中的每一個由天線元件饋線例如410構成或者包括天線元件饋線例如410 的一部分。
[0090] RF開關網絡允許校準收發機311在特定瞬時與單個相應的禪合器結構端口可操作 地禪合。校準收發機311與RF開關網絡輸出端口 711可操作地連接。在該實施例中，RF開關網 絡726,776,727,777,707,705,709和701可包含在RF開關矩陣325中。此外，存在于RF開關網 絡輸出端口 711上的信號可被選擇而與校準收發機311或者至少一個外部可連接RF測試端 口模塊370可操作地禪合。如上所述，在一些實例中，在密封的AAS內可能存在潛在故障，例 如圖6中所示的AAS 600。在該情況下，校準收發機311不能確定或者重新校準AAS，因為故障 可能與多個并行收發機電路301內的一個或多個組件有關，與一個或多個天線元件饋線410 有關，或者與校準收發機311本身內的一個或多個組件有關，或者實際上在RF開關矩陣325 內。
[0091] 在該實施例中，至少一個外部RF測試端口模塊370與來自RF開關701的至少一個輸 出可操作地禪合。在該情況下，經由至少一個外部可連接RF測試端口模塊370路由的測試信 號延伸超過示出的外殼781，并且因此可允許外部可連接RF測試端口模塊370與RF開關矩陣 325之間的外部連接性。在正常(非外部測試)操作模式實施例中，網絡端口711可用于通過 RF開關701的選擇而可操作地禪合到到/來自校準收發機311的發射模塊或接收模塊301。當 外部測試裝備與外部可連接RF測試端口模塊370禪合時，RF開關701能夠被選擇W將信號路 由到/自校準收發機311或可操作地禪合到/自發射模塊或接收模塊301到外部可連接RF測 試端口模塊370。因此，在該情況下，至少一個外部可連接RF測試端口模塊370可允許AAS 600和校準收發機311的各種組件被測試，而無需拆卸或破壞圖示的外殼781周圍的任何環 境或安全密封。
[0092] 當考慮W下的實施例的信號流時，能夠更好地理解圖7的RF開關矩陣325和禪合器 結構的操作。
[0093] 例如，An口 745上的信號可W反向禪合/禪合通過禪合器結構716到RF開關設備端 口 718dRF開關726可W被選擇W將該禪合信號輸出/輸入到RF開關705dRF開關矩陣325的RF 開關705能夠將該信號輸入/輸出到單極雙擲(SPDT)開關709,其輸出端口可與RF開關701可 操作地禪合。RF開關701能夠被選擇W將信號可操作地禪合到/自例如圖6的校準收發機311 和/或至少一個外部可連接RF測試端口模塊370。在一些實施例中，SPDT RF開關709和或其 他RF開關可運行W在校準收發機、一個或多個發射模塊、一個或多個接收模塊和至少一個 外部RF測試端口模塊370之間切換。有益地，最少一個外部RF測試端口模塊可W用于測試的 所有方面。考慮使用Ant7 753上的信號的發射器校準反饋選擇的情況。如果反向禪合的信 號在例如經由RF開關726端口A 750和不同的RF開關707端口B 797的不同的反饋之間測得 的不同，則可W假設誤差會分布作為反饋路徑失配。該反饋失配隨后可利用RF開關726輸出 A 718的全部信號路徑的對應的相位/振幅/等待時間校正中消除，從而實質上最小化反饋 誤差。此外，該失配誤差可應用于通過RF開關A禪合的所有其他信號。
[0094] 相反，對于接收校準，信號可首先輸入到RF開關端口A 718,然后是RF開關端口B 797,并且對應的接收測量將允許消除在前饋校準信號路徑上的失配。在測試操作模式被調 用且能夠通過至少一個外部可連接RF測試端口模塊370檢測到信號的情況下，開關禪合器 結構325的性能被測量且與例如AAS 600制造商供應的S參數數據相關是可能的。在一些實 施例中，還可允許測量開關矩陣結構325的性能，從而提供用于與開關矩陣結構325相關聯 的電路測試的手段。
[0095] 在校準收發機311不能量化和/或生成任何反饋信號的情況下，例如在一個或多個 組件、天線元件饋線410或者校準收發機本身存在故障的情況下，至少一個外部RF測試端口 模塊370可運行W在接收模式下將來自外部測試源(未示出）的至少一個測試信號輸入到RF 開關矩陣325。此外，至少一個外部RF測試端口模塊370可運行W接收合成信號或者應用來 自RF開關矩陣325的測試信號且輸出到外部測試測量/信號比較單元(未示出）。
[0096] 所提出的禪合器矩陣和關聯的RF開關矩陣325能夠定標不足和超過S十二個天線 的使用，并且不限于陣列尺寸。能夠單獨校準相應的天線路徑W確定絕對處理路徑延時，至U 天線交叉偏振天線元件的信號處理路徑饋線的相位響應和振幅響應。運些絕對響應可彼此 進行比較，從而確定每個路徑上的失配。在一些實施例中可延伸，提出的禪合器矩陣和關聯 的RF開關矩陣325能夠擴展W允許測試比本文定義的陣列尺寸大或小的陣列尺寸。
[0097] 參考圖8,示出了根據本發明的各方面的測試機理的流程圖的實施例。在該實施例 中，示出了與圖4的AAS 400對應的操作。然而，應當指出，運僅是為了幫助讀者理解，并且圖 8的實施例可應用于其它圖中示出的其它測試裝備模塊372。
[0098] 最初，在802處，AAS 400、RF測試裝備402、基帶處理器404和LMT406可被加電。在 804處，基帶處理器404和RF測試裝備模塊可在一些實施例中通過LMT 406來配置W響應于 選定測試模式，例如接收或發射測試模式。在806處，LMT 406可配置測試信號可取的測試路 徑，例如LMT可經由例如RF開關矩陣325針對例如存在于天線元件饋線410上的信號控制天 線元件350與至少一個外部RF測試端口模塊370禪合的開關。在808處，可通過LMT 406來調 用選定測試模式，在一個實施例中，該選定測試模式可W是接收測試模式。在該情況下，至 少一個外部可連接RF測試端口模塊370可運行W對從RF測試裝備402發射的接收測試信號 進行路由，該接收測試信號可經由RF開關矩陣325路由到要測試的至少一個接收模塊306。 然后，至少一個接收模塊306可運行W經由CPRI接口 340將系統控制與束成形DSP模塊308處 理過的信號輸出到基帶處理器404,其中基帶處理器404也可W能夠傳送從RF測試裝備402 路由的接收測試信號的表示。
[0099] 在另一實施例中，LMT 406可運行W經由基帶處理器404和CPRI接口340來調用發 射測試模式。在該情況下，發射測試信號可由基帶處理器404經由CPRI接口 340而發射，通過 系統控制與束成形DSP模塊308來處理，發射到至少一個發射模塊304。合成信號或者其部分 (已通過選定的發射模塊），隨后可W在任選地傳送到基帶處理器模塊404之前被發射到RF 測試裝備402。
[0100] 在一些實施例中，測量結果可W是例如存在于測試中的天線元件350處的天線元 件饋線410上所存在的信號的禪合變化形式。因此，需要將測量結果定標成表征天線元件處 的信號。在810處，可利用來自傳遞函數表的S參數值，例如使用化UChstone巧恪式S參數文 件，來定標RF結果，并且任選地隨后包括將測量和定標的結果進行存儲。S參數文件例如可 包含測試頻率下的' S21'參數，其可表示從天線元件350端口到至少一個外部RF測試端口模 塊370的傳遞函數。傳遞函數表可表示天線元件350端口的每個組合到在感興趣頻率下測試 的多個外部RF測試端口 371的傳遞函數矩陣。因此，在傳遞函數表內可得到多端口多頻率傳 遞函數。在812處，LMT 406所寄存的測試程序或操作者可判定是否需要選擇任何另外的天 線元件饋線410進行測試。如果LMT 406所寄存的測試程序或操作者判定存在要測試的另一 天線元件饋線410信號，則該過程循環回到806,且LMT 406可配置到新天線元件350和/或發 射模塊和/或要測試的接收模塊。否則，該過程移到814,其中基帶處理器404或LMT 406寄存 的測試程序可運行W將通過頻散參數所適當定標的合成測試信號與預定義的規格限值進 行比較W判定在AAS內是否存在故障，例如是否已經超過了合格/失敗闊值。在816處，LMT 406所寄存的測試程序或操作者可W判定是否存在要執行的另一測試，例如接收或發射測 試。如果LMT 406所寄存的測試程序或操作者判定存在要執行的另一測試，則該過程可循環 回到804,并且基帶處理器和RF測試裝備402可被配置為調用另一測試。否則，測試程序在 818結束。在一些實施例中，可能需要多個天線元件結果的組合來在814處判定合格或失敗。 運可能是例如天線陣列310的輸出功率需要被測試的情況。在該情況下，可能需要多個測試 結果的總和，因為來自全部天線元件的發射器輸出將得到來自陣列310的RF輸出功率。在一 些實施例中，測試結果的合格或失敗的判定可針對客戶要求或標準要求所限定的限值來設 定。
[0101] 參考圖9,示出了根據本發明的各方面的測試中天線的束成形能力的判定程序的 流程圖的實施例。在該實施例中，顯示出操作與圖6的AAS 600對應。然而，應當指出，運僅僅 是幫助讀者理解，圖9的實施例可應用于在其它圖中示出的其它測試裝備模塊372。
[0102] 最初，在902處，AAS 600、測試裝備，例如向量信號發生器602和IQ向量信號比較模 塊604、基帶處理器606和LMT 608可被加電，并且在904處，可配置為響應于選定測試模式。 此外，AAS 600內的束可配置為用于束生成，在一些實施例中，束生成可涵蓋設定配置中要 包含的束特性的操作模式，束特性諸如例如為傾斜、束寬偏振和/或功率。在906處，LMT608 可配置測試信號可取的測試路徑，例如，LMT 608可W控制天線元件350與至少一個外部可 連接RF測試端口模塊370的禪合。在908處，可執行在外部可連接RF測試端口模塊370處測試 信號的向量測量。在外部可連接RF測試端口模塊370處的測量可W是例如通過RF開關矩陣 325禪合的RF發射測試信號，或者是來自向量信號發生器602的中繼接收測試信號。在圖6中 示出了接收和發射信號操作的說明，并且因此，運些程序將不在此重復從而不會導致本發 明的各方面含混不清。然而，總之，可W對禪合在天線陣列310內的天線元件饋線410處的每 個天線元件350處所存在的信號執行相位和振幅測量，運可通過IQ向量比較模塊604來執行 W估計天線元件饋線信號與其在CPRI接口上的表示之間的傳遞函數。在接收測試模式中， IQ向量比較模塊604可將來自CPRI 340的接收信號(呈串行格式)重構成IQ向量信號并且將 該IQ向量信號與輸入到至少一個外部可連接RF測試端口模塊370的向量信號發生器602所 最初產生的IQ信號進行比較。在910處實施S參數定標程序之前，可W在運兩個信號之間測 量振幅和相位差，從而將測量精確地變換成天線元件饋線410而不是外部可連接RF測試端 口370的基準。在910處，在一個實施例中，可確定到天線元件350的束成形傳遞函數。在912 處，LMT 608可W判定在天線陣列310內是否存在要測試的另一天線元件350。如果LMT 608 測試程序或操作者在912中判定存在要測試的另一天線元件350,則過程可W轉回906,并且 LMT 608操作者或測試程序可被配置到要測試的新天線元件350。否則，該過程可移到914， 其中利用束成形計算器W及已知天線元件350之間的間距，能夠推斷出遠場束形狀。本領域 已知的是，如果單個的元件束形狀先驗已知，并且陣列的維度已知，工作頻率已知，則能夠 精確地計算出所生成的束。
[0103] 在發射測試模式中，基帶處理器606可W經由CPRI 340接口來發射發射測試信號， 其中測試信號的一部分可轉送到IQ向量信號比較模塊604,例如通過分光器610。可在IQ向 量信號比較模塊604處測量發射的測試信號和來自至少一個外部可連接RF測試端口模塊 370的合成測試信號的振幅和相位，并且在914處，利用束形計數器W及已知天線元件350之 間的間距，能夠推斷出遠場束形狀。在916處，LMT 608可W確定是否需要進行另一項測試。 如果LMT 608確定要進行另一項測試，則在916處，程序可W返回至904。否則，程序可W在 918處終止。
[0104] 上述方法和裝置還可用于生產環境，作為校準例如天線陣列310的輸出功率的手 段。當前的3GPP?標準需要精確的RF功率測試，運可利用本發明的各方面來提供。
[01化]此外，上述方法和裝置還可W至少由于至少一個外部RF測試端口模塊370和定標 因子的使用而用于限制空間約束方法中。使用本發明的各方面還可允許更加可重復的測 試，因為可利用傳導器件來執行測試，并且因此可W大幅地降低或消除福射性能不確定性。
[0106] 在現場服務人員的情況下，例如，上述方法和裝置可用于調查網絡元件的性能。使 用本發明的各方面可允許在不中斷實時網絡傳輸的情況下實施AAS的性能。例如，實時網絡 下行鏈路傳輸可被觀察到。此外，還可W執行用于接收器性能的測試模式，由此可W在測試 中天線(AUT)或基帶單元中巧慢信號輸入，允許經由LMT來訪問巧慢報告。
[0107] 當前的AAS的可能存在的問題在于，無線電和天線陣列通常是集成的。因此，天線 陣列的性能與系統的無線電和束成形能力緊密關聯。使用本發明的各方面可減輕上述的一 些或全部問題，因為傳導測試能夠至少利用至少一個外部可連接RF測試端口模塊370來執 行。運可W減少不得不執行遠場測試的需要，遠場測試不適用于批量生產環境。
[0108] 使用本發明的各方面還可W允許AAS制造商確保它們的天線在束成形方面的性 能，其中線測試空間的端部和速度是關鍵的。
[0109] 現在參考圖10,示出了可被用來實現本發明的實施方案中的信號處理功能的典型 的計算系統1000。該類型的計算系統可用于網絡元件/無線通信單元。在一些實施例中，計 算機程序和存儲媒介可位于云端或者在操作者環境的網絡中的某處，例如在操作與管理中 屯、(OMC)。本領域技術人員還將認識到如何利用其它計算機系統或體系結構實現本發明。計 算系統1000可W代表例如臺式計算機、膝上型計算機或筆記本計算機、手持式計算設備 (PDA,手機、掌上設備等）、主機、服務器、客戶端或給定應用或環境所期望或適合的任何其 它類型的專口的或通用的計算設備。計算系統1000可W包括一個或多個處理器，諸如處理 器1004。處理器1004可W利用通用或專用處理引擎來實現，諸如例如微處理器、微控制器或 其它控制邏輯。在該實施例中，處理器1004連接到總線1002或其它通信媒介。
[0110] 計算系統1000還可W包括主存儲器1008,諸如隨機存取存儲器(RAM)或其它動態 存儲器，用于存儲信息和由處理器1004執行的指令。存儲器1008還可用于存儲在處理器 1004執行的指令的執行期間的臨時變量或其它中間信息。計算系統1000可同樣包括與總線 1002禪合的只讀存儲器(ROM)或其它靜態存儲設備，用于存儲用于處理器1004的靜態信息 和指令。
[0111] 計算系統1000還可W包括信息存儲系統1010,信息存儲系統1010可W包括例如媒 介驅動器1012和可移除存儲接口 1020。媒介驅動器1012可包括支持固定或可移除存儲媒介 的驅動器或其它機制，諸如硬盤驅動器，軟盤驅動器，磁帶驅動器，光盤驅動器，密致盤(CD) 或數字視頻驅動器化VD)讀或寫驅動器(R或RW)或其它可移除或固定的媒介驅動器。存儲媒 介1018可W包括例如硬盤、軟盤、磁帶、光盤、CD或DVD，或者其它由媒介驅動器1012讀和寫 的固定或可移除媒介。如運些實施例示出的，存儲媒介1018可包括其中存儲有特定的計算 機軟件或數據的計算機可讀存儲媒介。
[0112] 在可選的實施方案中，信息存儲系統1010可包括用于允許計算機程序或其它指令 或數據裝載到計算系統1000中的其它類似的組件。運些組件可包括例如可移除存儲單元 1022和接口 1020,諸如程序盒和盒接口，可移除存儲器)例如，閃存或其它可移除存儲器模 塊）W及存儲器槽，W及其它可移除的存儲單元1022和接口 1020,它們允許將軟件和數據從 可移除的存儲單元1018傳送到計算系統1000。
[0113] 計算系統1000還可W包括通信接口 1024。通信接口 1024能夠用于允許在計算系統 1000與外部設備之間傳送軟件和數據。通信接口 1024的實施例可包括調制解調器、網絡接 口（諸如W太網或其它NIC卡）、通信端口（諸如例如通用串行總線化SB)端口）、PCMCIA槽和 卡，等等。經由通信接口 1024傳送的軟件和數據呈可W為電、電磁和光或者能夠由通信接口 1024接收的其它信號的信號形式。運些信號經由通道1028提供給通信接口 1024。該通道 1028可W運載信號并且可利用無線媒介、電線或電纜、光纖或其它通信媒介來實現。通道的 一些實施例包括電話線、蜂窩電話鏈路、RF鏈路、網絡接口、局域網或廣域網W及其它通信 通道。
[0114] 在該文獻中，術語'計算機程序產品'、'計算機可讀媒介'等可通常用來指代諸如 例如存儲器1008、存儲設備1018或存儲單元1022的媒介。計算機可讀媒介的運些W及其它 的形式可W存儲處理器1004使用的一個或多個指令，W使得處理器執行規定的操作。運些 通常稱為'計算機程序代碼'（其可W計算機程序形式的分組或其它群組形式分組）的運些 指令在被執行時，使得計算系統1000能夠執行本發明的實施方案的功能。注意，代碼可W直 接使得處理器執行規定的操作，被編譯W便運樣做，和/或與其它軟件、硬件和/或固件元件 (例如，用于執行標準函數的庫)組合組合來運樣做。
[0115] 在利用軟件實現元件的實施方案中，軟件可W利用例如可移除存儲驅動器1022、 驅動器1012或通信接口 1024而存儲在計算機可讀媒介中且裝載到計算系統1000中。控制邏 輯(在該實施例中為軟件指令或計算機程序代碼）當被處理器1004執行時，使得處理器1004 執行如本文所描述的本發明的功能。
[0116] 將意識到，為清除的目的，上述說明已經參考不同的功能單元和處理器描述了本 發明的實施方案。然而，顯而易見的是，在不同的功能單元或處理器之間的任何適合的功能 分布，例如，相對于廣播模式邏輯或管理邏輯，可W被使用，而不偏離本發明。例如，圖示為 由單獨的處理器或控制器執行的功能可通過相同的處理器或控制器來執行。因此，提及具 體的功能單元僅應理解為對適合提供所描述的功能的手段的提及，而不是表明嚴格的邏輯 或物理結構或組織。
[0117] 本發明的各方面可通過包括硬件、軟件、固件或運些的任意組合在內的任何適合 的形式來實現。本發明可任選地至少部分地實現為運行于一個或多個數據處理器和/或數 字信號處理器上的計算機軟件。因此，本發明的實施方案的元件和組件可W通過任何適合 的方式W物理地、功能上的和邏輯上的方式來實現。事實上，功能可實現在單個單元中、多 個單元中或者作為其它功能單元的部分。
[0118] 雖然已經結合一些實施方案描述了本發明，目的不是限制為此處所闡述的具體形 式。相反，本發明的范圍僅由隨附的權利要求來限定。另外，雖然看起來是結合特定的實施 方案描述了特征，本領域技術人員將認識到所描述的實施方案的各特征可W根據本發明來 組合。在權利要求中，術語'包括'不排除其它元件或步驟的存在。
[0119] 此外，雖然單獨地列出，多個器件、元件或方法步驟可W通過例如單個單元或處理 器來實現。另外，雖然單個特征可包含在不同的權利要求中，但是運些可能有益地組合，并 且在不同的權利要求中包含不暗示特定的組合不可行和/或無益。而且，在一類權利要求中 包含特征不暗示限于該類別，而是表明特征同樣適當地適用于其它權利要求類。
[0120] 此外，權利要求中的特征的順序不暗示必須執行特征的任何特定順序并且尤其是 方法權利要求中的各個步驟的順序不暗示必須按該順序來執行步驟。相反，步驟可按任何 適合的順序來執行。另外，單數的指代不排除多個。因此，提到'一 (a)'、'一個(an)'、'第 一'、'第二'等不排除多個。
【主權項】
1. 一種有源天線測試系統，包括： 有源天線單元，包括： 多個天線元件； 至少一個處理器； 多個收發機模塊，可操作地與所述至少一個處理器耦合，被布置來接收至少一個第一 基帶信號以便經由所述多個天線元件中的至少一個天線元件發射，且被布置來將從所述多 個天線元件中的至少一個接收到且降頻變頻的至少一個第二基帶信號傳送到其；以及 至少一個開關模塊，其可操作地將所述多個天線模塊的多個天線元件饋線耦合到所述 多個收發機模塊;以及 至少一個通信測試裝備； 其中所述有源天線單元進一步包括至少一個外部可連接射頻RF測試端口，所述外部可 連接射頻RF測試端口可操作地與所述至少一個開關模塊耦合且被布置來在外部地將所述 至少一個通信測試裝備與所述多個收發機模塊中的至少一個收發機模塊耦合，以用于傳導 測試。2. 如權利要求1所述的有源天線測試系統，其中在接收操作模式下，所述RF測試模塊傳 導性地施加至少一個RF測試信號到所述至少一個外部可連接RF測試端口，并且所述至少一 個開關模塊被布置來使得所述RF測試信號路由通過選定的接收模塊。3. 如權利要求2所述的有源天線測試系統，其中所述選定的接收模塊將所述RF測試信 號的數字化表示路由到所述基帶處理器以確定所述接收模塊的性能。4. 如權利要求3所述的有源天線測試系統，其中被布置來確定接收模塊的性能的所述 基帶處理器包括被布置來連續地接收至少一個測試信號用于判定在任意接收模塊中是否 存在故障的基帶處理器。5. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，其中在發射操作模式中，所述基帶 處理器傳導性地施加基帶測試信號到將基帶測試信號路由通過選定的發射模塊的所述有 源天線單元的至少一個處理器。6. 如權利要求5所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個開關模塊被布置來經由 外部可連接RF測試端口將RF測試信號從所述選定的發射模塊路由到所述至少一個通信測 試裝備，以執行來自如下的組中的至少一個:判定是否存在故障，或者測量發射模塊的性 能。7. 如權利要求5或權利要求6所述的有源天線測試系統，其中多個發射模塊被連續地選 擇以使得所述至少一個通信測試裝備能夠確定所述發射模塊的性能。8. 如權利要求7所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個通信測試裝備被布置來 判定在任意發射模塊中是否存在故障。9. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，進一步包括校準收發機，所述校準 收發機可操作地耦合到所述至少一個開關模塊，被布置來經由至少一個開關模塊來選擇性 地施加信號到所述外部可連接RF測試端口，或者經由所述至少一個開關模塊從所述外部可 連接RF測試端口接收信號，以確定校準收發機的性能。10. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個開關元件包括 包含多個耦合器端口的開關耦合器網絡，并接收來自所述至少一個處理器的控制信號以選 擇用于經由所述多個耦合器端口中的至少一個耦合器端口路由測試信號的發射模塊或接 收模塊。11. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個通信測試裝備 包括來自如下組中的至少一個:射頻RF測試模塊和至少一個基帶處理器。12. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個通信測試裝備 進一步包括定標過程，所述定標過程被布置來對傳導耦合的信號定標以消除在外部可連接 RF測試端口與相應的天線端口之間路由的信號的傳遞函數的影響。13. 如權利要求12所述的有源天線測試系統，其中所述定標過程可操作地被布置來利 用測試器能訪問的定標因子來修正至少一個測試結果。14. 如權利要求12或權利要求13所述的有源天線測試系統，其中所述定標過程使用傳 遞函數表，所述傳遞函數表表示天線元件的多個組合到所述至少一個外部可連接RF測試端 口的傳遞函數矩陣。15. 如權利要求13和14所述的有源天線測試系統，其中所述傳遞函數表包括來自如下 的組中的至少一個:用于至少一個RF工作頻率的S參數表、Η參數表、X參數表、Y參數表、Z參 數表。16. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個基帶處理器被 布置來將生成的測試信號與已通過測試中的收發機模塊的測試信號的表示進行比較。17. 如任一前述權利要求所述的有源天線測試系統，其中所述至少一個通信測試裝備 進一步包括如下中的至少一個:本地監測器終端，其與所述至少一個基帶處理器可操作地 耦合且被布置來確定有源天線單元中的性能或組件或電路故障；向量電壓表或向量分析 器，其與本地檢監測器終端可操作地耦合，被布置來確定由于有源天線單元中的組件或電 路故障引起的向量錯誤;信號發生器，其被布置來以射頻或基頻產生測試信號。18. -種有源天線單元，包括： 多個天線元件； 至少一個處理器； 多個收發機模塊，與所述至少一個處理器可操作地耦合，被布置來接收至少一個第一 基帶信號，用于經由所述多個天線元件中的至少一個發射，并被布置來將從所述多個天線 元件中的至少一個接收且降頻變頻的至少一個第二基帶信號傳送到其； 至少一個開關模塊，其可操作地將所述多個天線模塊的多個天線元件饋線與所述多個 收發機模塊耦合;以及 至少一個外部可連接RF測試端口，其可操作地與所述至少一個開關模塊耦合，并被布 置來在外部地將所述多個收發機模塊中的至少一個與至少一個通信測試裝備耦合，以用于 傳導測試。19. 一種測試有源天線系統的方法，所述有源天線系統包括可操作地經由至少一個開 關模塊與多個收發機模塊耦合的多個天線元件，所述方法包括： 將至少一個通信測試裝備與所述有源天線系統的至少一個外部可連接RF測試端口耦 合，其中所述至少一個外部可連接RF測試端口與所述至少一個開關模塊耦合； 經由所述至少一個開關模塊將所述至少一個外部可連接RF測試端口與下列中的至少 一個選擇性地耦合:測試中的無線電發射模塊，測試中的無線電接收模塊； 經由所述至少一個外部RF測試端口將測試信號傳導性地耦合到或者耦合自測試中的 收發機模塊;以及 對通過測試中的收發機模塊的測試信號執行至少一個信號測量。20. 測試權利要求19的有源天線系統的方法，進一步包括來自如下組中的至少一個： 連續地選擇多個接收模塊以判定在任意所述接收模塊中是否存在故障； 連續地選擇多個發射模塊以判定在任意所述發射模塊中是否存在故障； 經由外部可連接RF測試端口和所述至少一個開關模塊，將測試信號選擇性地耦合到有 源天線系統中的校準收發機，以判定在校準收發機中是否存在故障。21. 如權利要求19或權利要求20所述的測試有源天線系統的方法，進一步包括:定標傳 導性耦合的測試信號，以消除在外部可連接RF測試端口與有源天線系統的相應的天線端口 之間路由的信號的傳遞函數對測試結果的影響。22. 如權利要求21所述的測試有源天線系統的方法，進一步包括將多個定標因子存儲 在存儲器元件中以便由測試器訪問。23. 如權利要求21或權利要求22所述的測試有源天線系統的方法，其中定標包括對于 至少一個測試頻率采用傳遞函數表，所述傳遞函數表表示天線元件的多個組合到多個外部 RF測試端口的傳遞函數矩陣。24. 如權利要求23所述的測試有源天線系統的方法，其中傳遞函數表包括來自下列中 的至少一個:用于至少一個測試頻率的S參數表、Η參數表、X參數表、Y參數表、Z參數表。25. 如前述權利要求19至24中的任一項所述的測試有源天線系統的方法，進一步包括 來自如下組中的至少一個： 將已通過測試中的收發機模塊的測試信號的測量結果與至少一個預定的上限值或下 限值進行比較； 將已通過測試中的收發機模塊的測試信號的定標后的測量結果與至少一個預定的上 限值或下限值進行比較； 將已通過測試中的收發機模塊的測試信號的測量結果與生成的測試信號進行比較。26. -種包括用于測試有源天線系統的方法的可執行程序代碼的非暫態計算機程序產 品，所述可執行程序代碼在有源天線測試系統中執行時可操作來執行前述權利要求19至25 中任一項所述的方法。
【文檔編號】H04B17/00GK105850062SQ201480070818
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年8月15日
【發明人】C·奧克菲, A·諾曼登
【申請人】亞德諾半導體集團