大尺寸无线通信设备OTA性能测量校准方法及装置与流程

大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法及装置
技术领域
1.本发明涉及ota测试技术领域，尤指一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.随着5g无线通信、车联网、物联网技术的快速发展及相关服务需求的日益增长，以智能网联汽车、智能家电为代表的大尺寸无线通信设备不断涌现。为了确保各类大尺寸无线通信设备具有良好的无线信息交互能力及用户体验，必须对其无线通信性能进行严格、精确的测试。
4.理论上，无线通信性能的测量，需要在测试过程中确保待测设备天线相位中心始终位于测试系统中心，测量天线的法线方向始终对准待测天线的相位中心，在满足远场距离要求的情况下进行测量。
5.在现有技术中，对于大尺寸无线通信设备无线通信性能的测试，通常采用基于直接远场的测试方案，以待测设备最大尺寸作为等效辐射口径计算远场距离，并在大于该测试距离上完成测量。该方案将待测设备整体作为等效辐射口径，能够避免待测设备天线偏离测试系统中心对测试结果带来的影响。但是，该方案的缺点在于：对于大尺寸待测设备，基于上述直接远场的测试方案动辄需要上百米的测试距离，这将导致极大的暗室尺寸和路径损耗，并产生巨大的暗室建设成本及严重的测试系统动态范围问题。
6.另外，现有技术针对该问题，提出了一种测试解决方案：《偏心修正智能网联车辆天线性能测量方法研究》。该方法针对有限测试距离下待测车载天线偏离测试系统中心的问题，开发出一种偏心修正补偿算法，针对不同测量位置相对于待测天线相位中心的路径衰减及角度偏移进行补偿。该方案能够大幅缩短对于测试距离及暗室尺寸的要求，并在一定程度上降低了待测天线偏离测试系统中心对测试结果的影响。该方案的主要缺点在于：
7.对于无线通信性能测试，关注的指标是以待测天线相位中心为中心，空间特定测量位置处，例如，或网格点处，的无源天线增益或有源ota性能指标(eirp/eis)。对于待测大尺寸设备中心放置，此时待测天线偏离测试系统中心的场景，对于测试系统中心坐标系定义的特定的测量位置(或)，在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，其角度位置发生了变化，也即，不再是或如图4所示。此时，需要计算出上述特定测量位置(或)在以待测天线相位中心为中心的坐标系中的新的坐标，并通过插值算法，得到以待测天线相位中心为中心的坐标系中的上述特定测量位置处(或)的指标值。而该方案仅仅计算了上述以测试系统中心为中心特定测量位置(或)在以待测天线相位中心为中心的坐标系中的新的坐标，并未计算出以待测天线相位中心为
中心的坐标系中的上述特定测量位置处(或)的指标值。因此，无法满足大尺寸无线通信设备无线通信性能准确评估的要求。
8.对于无线通信性能测试，要求测量天线的法线方向在测试过程中始终对准待测天线的相位中心。对于待测大尺寸设备中心放置，此时待测天线偏离测试系统中心的场景，在测试过程中不同的空间测量位置(或网格点)，待测天线相位中心将以不同的偏转角度偏离测量天线的法线方向，如图5所示，从而造成测量结果出现误差。该误差由待测天线相位中心偏离测量天线法线方向的角度，以及测量天线方向图决定。而该方案并未考虑这一误差影响，因此，其测试结果存在较大的误差。
9.综上来看，亟需一种可以克服上述缺陷，能够通过分析计算实现对大尺寸无线通信设备ota性能测量校准的技术方案。


技术实现要素：

10.为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法及装置。
11.在本发明实施例的第一方面，提出了一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法，包括：
12.在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；
13.在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；
14.根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；
15.根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；
16.根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准。
17.在本发明实施例的第二方面，提出了一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置，包括：
18.初始方向图测量模块，用于在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；
19.路径损耗校准系数计算模块，用于在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；
20.测量天线方向图校准系数计算模块，用于根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；
21.初始方向图校准模块，用于根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；
22.ota性能测量校准模块，用于根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准。
23.在本发明实施例的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法。
24.在本发明实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法。
25.在本发明实施例的第五方面，提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法。
26.本发明提出的大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法及装置通过计算待测天线的初始方向图、路径损耗校准系数及测量天线方向图校准系数，校准初始方向图，进而根据已知点的位置与目标测量位置进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准，本发明整体方案能够在保证测试精度及测试效率的同时，大幅降低测试系统空间要求及建设成本。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
28.图1是本发明一实施例的大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法流程示意图。
29.图2是本发明一实施例的大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置架构示意图。
30.图3是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。
31.图4是测量天线与待测天线相位中心、测试系统中心的关系示意图。
32.图5是待测天线相位中心以不同偏转角度偏离测量天线的法线方向的关系示意图。
具体实施方式
33.下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
34.本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
35.根据本发明的实施方式，提出了一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法及装置，涉及ota测试技术领域。
36.下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
37.图1是本发明一实施例的大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
38.s1，在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；
39.s2，在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；
40.s3，根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；
41.s4，根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；
42.s5，根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准。
43.为了对上述大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法进行更为清楚的解释，下面结合每一步骤来进行详细说明。
44.在s1中，在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图。
45.在s2中，在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数。
46.具体的，测量位置的球坐标为：
47.球坐标相应路径损耗校准系数的计算方法为：
[0048][0049]
式中，为球坐标相应路径损耗校准系数；
[0050]
r、r
aut
分别为在每个测量位置，测量天线到测试系统中心及待测天线相位中心的距离。
[0051]
在s3中，根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数。
[0052]
测量天线方向图校准系数的计算方法为：
[0053][0054]
式中，为测量天线方向图校准系数；
[0055]
gain
ma
(0,0)、分别为测量天线的法向增益，以及在空间每个测量位置，待测天线相位中心在以测量天线相位中心为中心的坐标系中的角度处的测量天线增益值。
[0056]
在s4中，根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图。
[0057]
校准所述初始方向图的计算方法为：
[0058][0059]
式中，为校准后的初始方向图；
[0060]
为待测天线的初始方向图，在s1中得到。
[0061]
在s5中，根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准，包括：
[0062]
若已知与目标测量位置最接近的两个已知点，插值计算的计算方法为：
[0063][0064]
式中，为以待测天线相位中心为中心的坐标系中的目标测量位置；
[0065]
为待测天线中心放置时的目标方向图；
[0066]
分别为与目标测量位置最接近的第一已知点、第二已知点的位置；
[0067]
分别为第一已知点、第二已知点对应的校准后的初始方向图处的数值；
[0068]s12
为第一已知点与第二已知点之间的距离，s1为目标测量位置与第一已知点之间的距离；
[0069]s12
及s1为：
[0070]s12
＝|θ
aut
(1)-θ
aut
(2)|，s1＝|θ-θ
aut
(1)|；
[0071]
或者
[0072][0073]
在选取两个用于插值计算的已知点时，必须符合条件：θ
aut
(1)＜θ＜θ
aut
(2)，或者
[0074]
当θ
aut
(1)＜θ＜θ
aut
(2)且时，两个用于插值计算的已知点的选取方法为：
[0075]
若则s
12
＝|θ
aut
(1)-θ
aut
(2)|，s1＝|θ-θ
aut
(1)|；
[0076]
若则则
[0077]
进一步的，若已知与目标测量位置最接近的四个已知点(两对已知点)且满足如下关系式：θ
aut
(1)＜θ＜θ
aut
(2)且或者且θ
aut
(3)＜θ＜θ
aut
(4)，插值计算的计算方法为：
[0078][0079][0080]
[0081]
式中，分别为与目标测量位置最接近的第三已知点、第四已知点的位置；
[0082]
分别为第三已知点、第四已知点对应的校准后的初始方向图处的数值；
[0083]s34
为第三已知点与第四已知点之间的距离，s3为目标测量位置与第三已知点之间的距离。
[0084]
a、b为权重系数，用于平衡两对已知点的计算结果，提高ota性能测量校准的准确性。
[0085]
需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0086]
在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图2对本发明示例性实施方式的大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置进行介绍。
[0087]
大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0088]
基于同一发明构思，本发明还提出了一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置，如图2所示，该装置包括：
[0089]
初始方向图测量模块210，用于在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；
[0090]
路径损耗校准系数计算模块220，用于在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；
[0091]
测量天线方向图校准系数计算模块230，用于根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；
[0092]
初始方向图校准模块240，用于根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；
[0093]
ota性能测量校准模块250，用于根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准。
[0094]
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
[0095]
基于前述发明构思，如图3所示，本发明还提出了一种计算机设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序330，所述处理器320执行所述计算机程序330时实现前述大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法。
[0096]
基于前述发明构思，本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存
储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法。
[0097]
基于前述发明构思，本发明提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法。
[0098]
本发明提出的大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法及装置通过计算待测天线的初始方向图、路径损耗校准系数及测量天线方向图校准系数，校准初始方向图，进而根据已知点的位置与目标测量位置进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准，本发明整体方案能够在保证测试精度及测试效率的同时，大幅降低测试系统空间要求及建设成本。
[0099]
本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合法律法规的相关规定。
[0100]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0101]
本发明是参照根据本发明实施例的方法和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0102]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0103]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0104]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准方法，其特征在于，包括：在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数，包括：测量位置的球坐标为：球坐标相应路径损耗校准系数的计算方法为：式中，为球坐标相应路径损耗校准系数；r、r
aut
分别为在每个测量位置，测量天线到测试系统中心及待测天线相位中心的距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数，包括：测量天线方向图校准系数的计算方法为：式中，为测量天线方向图校准系数；gain
ma
(0,0)、分别为测量天线的法向增益，以及在空间每个测量位置，待测天线相位中心在以测量天线相位中心为中心的坐标系中的角度处的测量天线增益值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图，包括：校准所述初始方向图的计算方法为：式中，为校准后的初始方向图；为待测天线的初始方向图。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准，包括：
若已知与目标测量位置最接近的两个已知点，插值计算的计算方法为：式中，为以待测天线相位中心为中心的坐标系中的目标测量位置；为待测天线中心放置时的目标方向图；分别为与目标测量位置最接近的第一已知点、第二已知点的位置；分别为第一已知点、第二已知点对应的校准后的初始方向图处的数值；s
12
为第一已知点与第二已知点之间的距离，s1为目标测量位置与第一已知点之间的距离；s
12
及s1为：s
12
＝|θ
aut
(1)-θ
aut
(2)|，s1＝|θ-θ
aut
(1)|；或者在选取两个用于插值计算的已知点时，必须符合条件：θ
aut
(1)＜θ＜θ
aut
(2)，或者当θ
aut
(1)＜θ＜θ
aut
(2)且时，两个用于插值计算的已知点的选取方法为：若则s
12
＝|θ
aut
(1)-θ
aut
(2)|，s1＝|θ-θ
aut
(1)|；若则则6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准，包括：若已知与目标测量位置最接近的四个已知点且满足如下关系式：θ
aut
(1)＜θ＜θ
aut
(2)且或者且θ
aut
(3)＜θ＜θ
aut
(4)，插值计算的计算方法为：算方法为：
式中，分别为与目标测量位置最接近的第三已知点、第四已知点的位置；分别为第三已知点、第四已知点对应的校准后的初始方向图处的数值；s
34
为第三已知点与第四已知点之间的距离，s3为目标测量位置与第三已知点之间的距离。7.一种大尺寸无线通信设备ota性能测量校准装置，其特征在于，包括：初始方向图测量模块，用于在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；路径损耗校准系数计算模块，用于在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；测量天线方向图校准系数计算模块，用于根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；初始方向图校准模块，用于根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；ota性能测量校准模块，用于根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成ota性能测量校准。8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一所述方法。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法。10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法。

技术总结
本发明提出了一种大尺寸无线通信设备OTA性能测量校准方法及装置，涉及OTA测试技术领域，该方法包括：在测试系统转台中心摆放待测无线通信设备，测量待测天线的初始方向图；在以待测天线相位中心为中心的坐标系中，计算每个测量位置的球坐标及球坐标相应路径损耗校准系数；根据测量天线的天线增益，计算测量天线方向图校准系数；根据所述球坐标相应路径损耗校准系数及所述测量天线方向图校准系数，校准所述初始方向图；根据每个测量位置的球坐标及校准后的初始方向图进行插值计算，得到待测天线中心放置时的目标方向图，完成OTA性能测量校准。量校准。量校准。


技术研发人员：孙思扬 王培华
受保护的技术使用者：中国信息通信研究院
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/25