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KR101328772B1 - Ｏｔａ 테스트 - Google Patents

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KR101328772B1
KR101328772B1 KR1020127012414A KR20127012414A KR101328772B1 KR 101328772 B1 KR101328772 B1 KR 101328772B1 KR 1020127012414 A KR1020127012414 A KR 1020127012414A KR 20127012414 A KR20127012414 A KR 20127012414A KR 101328772 B1 KR101328772 B1 KR 101328772B1
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South Korea
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noise
total
antenna
power
antenna elements
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펙카 쿄스티
죽카-펙카 누우티넨
토미 잠사
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아니테 텔레콤즈 오와이
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Abstract

테스트 시스템은 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)에 결합된 잡음원(500)을 포함한다. 상기 잡음원(500)은 에뮬레이터(118)가 수신한 총 신호 전력, 에뮬레이터(118)와 안테나 소자들(102 내지 116) 사이의 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득, 및 원하는 신호 대 잡음비를 기반으로 총 잡음 전력을 형성한다. 상기 잡음원(500)은 상기 총 잡음 전력에서 상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)로 잡음을 무선 전송한다.

Description

ＯＴＡ 테스트{OVER-THE-AIR TEST}
본 발명은 무반향 챔버(anechoic chamber)에서 장치의 OTA(over-the-air) 테스트에 관한 것이다.
무선 주파수 신호가 송신기에서 수신기로 전송되는 경우, 상기 신호는 도착각(angle of arrival), 신호 지연, 편광 및 전력이 서로 상이한 하나 이상의 경로를 따라 무선 채널에서 전파하며, 이들은 수신된 신호에서 상이한 지속기간 및 강도의 페이딩(fading)을 야기한다. 또한 기타 송신기에 의한 잡음(noise) 및 간섭(interference)은 무선 연결을 간섭한다.
송신기 및 수신기는 실제 환경을 에뮬레이션(emulation)하는 무선 채널 에뮬레이터(radio channel emulator)를 이용하여 테스트될 수 있다. 디지털 무선 채널 에뮬레이터에서, 채널은 통상적으로 FIR 필터에 의해 모델링(modeling)되며, 상기 FIR 필터는 채널 계수, 즉 탭 계수(tap coefficient)에 의해 상이한 지연에 의해 지연되는 신호를 가중화(weighting)함으로써, 그리고 가중화된 신호 성분을 합산함으로써 채널 모델과 인가된 신호 사이에 컨볼루션(convolution)을 생성한다. 채널 계수는 실제 채널의 시간적 거동에 상응하는 시간의 함수이다. 통상적인 무선 채널 에뮬레이션 테스트는 송신기 및 수신기가 케이블을 통해 함께 결합되도록 전도된 연결점을 통해 수행된다.
가입자 단말기와 무선 시스템의 기지국 사이의 통신은 OTA 테스트를 이용하여 테스트될 수 있으며, 상기 테스트에서 실제 가입자 단말기는 무반향 챔버 내의 에뮬레이터의 다수의 안테나 소자에 의해 둘러싸여 있다. 상기 에뮬레이터는 채널 모델에 따라 가입자 단말기와 기지국 사이의 경로를 에뮬레이션하는 기지국에 결합되어, 기지국으로서 작용할 수 있다.
그러나, 원하는 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 갖는 테스트는 OTA 챔버 내에서 적절히 수행될 수 없다. 이런 이유로, 더 나은 테스트 시스템이 필요하다.
본 발명의 목적은 향상된 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에서 따르면, 안테나 소자에 둘러싸인 피시험 전자 장치와 무선 통신하는 방법이 제공되며, 상기 통신은 에뮬레이터의 시뮬레이션(simulation)된 무선 채널을 통해 수행된다. 상기 방법은 총 잡음 전력(total noise power)에서 적어도 두 개의 안테나 소자로부터 피시험 장치로 잡음을 무선 전송하는 단계를 포함하며, 상기 총 잡음 전력은 에뮬레이터가 수신한 총 신호 전력(total signal power), 에뮬레이터와 안테나 소자들 사이의 적어도 하나의 안테나-특정 채널(antenna-specific channel)의 이득(gain), 및 원하는 신호 대 잡음비를 기반으로 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다수의 안테나 소자에 둘러싸인 피시험 전자 장치와 무선 통신하는 테스트 시스템에 제공되며, 상기 적어도 하나의 안테나 소자는 시뮬레이션된 통신용 무선 채널을 형성하도록 구성된 에뮬레이터에 연결된다. 상기 테스트 시스템은 적어도 하나의 안테나 소자에 결합된 잡음원(noise source)을 포함하며, 상기 잡음원은 에뮬레이터가 수신한 총 신호 전력, 에뮬레이터와 안테나 소자들 사이의 적어도 하나의 안테나-특정 채널의 이득, 및 원하는 신호 대 잡음비를 기반으로 하는 총 잡음 전력을 형성하고; 상기 총 잡음 전력에서 상기 적어도 두 개의 안테나 소자로부터 피시험 장치로 잡음을 무선 전송하도록 구성된다.
본 발명은 몇 가지 장점을 제공한다. 주파수에 대해 원하는 잡음 분포를 갖는 원하는 강도가 피시험 장치(DUT)로 향한 전송에 추가될 수 있다.
하기에서, 본 발명은 실시형태 및 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 도면에서,
도 1은 OTA 테스트 챔버에서의 측정 구성을 나타내고,
도 2는 하나의 위치에서 두 개의 빔이 구비된 OTA 챔버를 나타내고,
도 3은 다른 위치로 천이된 두 개의 빔이 구비된 OTA 챔버를 나타내고,
도 4는 FIR 필터를 나타내고,
도 5는 피시험 장치(DUT)로 잡음을 전송하는 테스트 시스템을 나타내고,
도 6은 잡음원을 나타내고,
도 7은 방법의 순서도를 나타낸다.
도 1은 OTA 테스트 챔버를 나타낸다. 가입자 단말기일 수 있는 피시험 장치(DUT, 100)는 중심에 위치하고, 안테나 소자들(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114 및 116)은 균일한 간격으로(예를 들어, 8 개의 소자들 각각의 사이에서 45°) 피시험 장치(100) 주위에 위치한다. θ k (여기서 k는 1, …, K임)를 갖는 K개의 OTA 안테나의 방향 및 Δθ를 갖는 각도 영역에서 안테나의 간격을 표시해 보자. 여기서 K는 안테나 소자(102 내지 116)의 수를 의미한다. 각도(Δθ)는 전자 장치(100)에 대하여 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)의 분리 척도를 나타낸다. 각각의 안테나 소자는 EB (Elektrobit) 프로프심 C8(Propsim® C8)과 같은 에뮬레이터(118)의 단일 에뮬레이터 출력 포트에 연결될 수 있고, 따라서 각각의 안테나 소자는 에뮬레이터(118)로부터 하나의 안테나-특정 채널(antenna-specific channel)을 수신할 수 있다. 일반적으로, 적어도 하나의 안테나(102 내지 116)가 에뮬레이터(118)에 결합된다.
테스트 챔버는 무반향실(anechoic room)일 수 있다. 에뮬레이터(118)는 각각의 안테나-특정 채널을 형성하기 위한 적어도 하나의 FIR 필터를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 에뮬레이터(118)는 프로세서, 메모리, 및 상기 안테나-특정 채널을 제공하기 위한 적절한 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 분리각(Δθ)은 임의의 두 개의 연속적인 안테나 소자(102 내지 116)에 대해 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
피시험 장치(100)와 안테나 소자(102 내지 116) 사이의 동일한 거리로부터 분명하듯이, 안테나 소자(102 내지 116)는 또한 피시험 장치(100)로부터 상이한 거리에 있을 수 있다. 따라서, 안테나 소자(102 내지 116)는 전체 각도 또는 전체 입체각으로 배치되는 것 대신에 섹터(sector) 내에만 배치될 수 있다. 피시험 장치(100)는 또한 안테나 내의 하나 이상의 소자를 구비할 수 있다.
상기 에뮬레이터(118)는 테스트용 무선 채널 모델을 갖는다. 무선 채널 모델은 테스트를 수행하는 사람에 의해 선택될 수 있다. 사용되는 무선 채널 모델은 실제 무선 시스템으로부터 기록된 채널에 근거한 플레이백 모델(playback model)이거나, 또는 인공적으로 생성된 모델이거나, 또는 플레이백 모델 및 인공적으로 생성된 모델의 조합일 수 있다.
현재 에뮬레이터(118)가 무선 시스템 등의 기지국에 결합되고 안테나 소자(102 내지 116)가 무선 시스템 등의 수신용 가입자 단말기로서 작용하는 피시험 장치(100)에 전송하고 있다고 가정하자. 피시험 장치의 안테나 특징은 알려져 있지 않으며, 따라서 정보는 무시될 수 있는 것으로 추정될 수 있다.
우선, OTA 챔버 내에서 신호의 전송을 검토해 보자. 각각의 안테나 소자(102 내지 116)가 에뮬레이터(118)로부터 안테나-특정 채널의 신호를 수신하고 피시험 장치(100)로 무선 송신하도록 에뮬레이터(118) 내의 기하학적 무선 채널 모델이 OTA 안테나 소자(102 내지 116) 상에 맵핑될 수 있다. 에뮬레이터(118)는 기지국으로부터의 전송을 다중경로 전파(multipath propagation)로 시뮬레이션한다. 경로, 즉 지연과 연관된 각각의 신호가 동일한 또는 상이한 방향으로 피시험 장치(100)로 전송될 수 있기 때문에, 에뮬레이터(118)는 상기 신호를 분배하여 매 순간마다 채널 모델의 무선 경로에 따라 각각의 안테나 소자(102 내지 116)로 수신되게 한다. 무선 채널 모델은 각 안테나-특정 신호의 전력 및 지연을 결정한다. 간단한 실시형태에서, 하나의 경로의 신호는 단지 하나의 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)로 전송될 수 있고, 따라서 상기 경로를 나타내는 빔(120)의 방향은 상기 경로의 방향과 가장 근접한 안테나 소자(102 내지 116)의 각도(θ k)와 비슷해야 한다.
경로의 빔의 각도가 안테나 소자(102 내지 116)의 각도(θ k)와, 예를 들어, 1°일 수 있는 한계치 이상 다른 경우, 상기 빔은 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)를 이용하여 전송될 수 있다.
일 실시형태에서, 시뮬레이션된 경로의 신호의 전력은 안테나 각도(θ k) 및 상기 경로의 방향각(
Figure 112012038400495-pct00001
)을 기반으로 두 개의 안테나 소자로 분리될 수 있다. 에뮬레이터(118)는 다음의 수학식에 따라 경로의 방향각(
Figure 112012038400495-pct00002
)에 가장 근접한 안테나 소자(k)의 각도(θ k)를 찾을 수 있다:
[수학식 1]
Figure 112012038400495-pct00003
상기 식에서, min은 θ j의 모든 값들 중에서 상기 식의 최소값을 의미하고, int는 나눗셈의 정수 값(0을 포함함)을 의미한다. k의 값은
Figure 112012038400495-pct00004
이다.
이어, 제 2 안테나 소자(k + 1)는 θ k + Δθ = θ k+1의 각도를 갖는 것일 수 있다. 이로 인해, 선택된 안테나 소자는 경로의 빔이 적어도 주로 이들 사이에서 피시험 장치(100)를 향하게 되는 것일 수 있다.
경로의 빔 (
Figure 112012038400495-pct00005
)의 각도가 두 개의 안테나 소자의 각도(θ k 및 θ k+1)의 중간에 있는 정확히 경우, 상기 빔의 전력의 50%가 각각 분포된다.
각각의 안테나 소자(102 내지 116)에 대한 가중치(wn ,k)는 다음과 같은 방식으로 산정될 수 있다:
[수학식 2]
Figure 112012038400495-pct00006
상기 식에서, i는 1 또는 2이고, k는 경로(n)의 각도(
Figure 112012038400495-pct00007
)에 가장 근접한 안테나 소자의 지수이다. Pk + Pk +1 = Pn이 되도록 안테나 소자(k)에 대한 경로(n)의 전력(Pn)에 가중치(wn ,k)를 곱한다.
도 2 및 도 3A는 적어도 하나의 빔의 회전을 나타낸다. 도 2는 에뮬레이터(118)와 안테나 소자(102 내지 116)가 채널 모델을 기반으로 두 개의 빔(200, 202)을 형성한 통신의 순간을 나타낸다. 이러한 실시예에서 상기 빔(202)은 안테나 소자(110)에 의해 형성되고, 상기 빔(200)은 안테나 소자(114 및 116)에 의해 최초의 순간 형성된 것으로 추정된다.
도 3은 도 2의 순간에 대해 통신의 바로 다음 순간을 나타낸다. 에뮬레이터(118)는 동일한 빔(200, 202)을 피시험 장치(100) 및 안테나 소자(102 내지 116)에 대해 다음 위치로 회전시켰다. 빔의 이동은 시뮬레이션된 무선 채널의 각스펙트럼(angular spectrum)의 천이를 나타낸다. 이는, 시뮬레이션된 무선 채널이 상기와 같이 반드시 변경되지 않았지만 피시험 장치(100) 및 안테나 소자(102 내지 116)에 대해 회전한 것을 의미한다. 상기 빔(202)은 안테나 소자(110 및 112)에 의해 형성된다. 상기 빔(200)은 안테나 소자(116)에 의해 형성된다. 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)의 각도(Δθ)와 동일한 감소 또는 증가에 의해 각각의 빔(200, 202)을 천이시키는 대신에, 에뮬레이터(118)는 상기 각도(Δθ)와는 다른 값으로 각각의 빔(200, 202)을 천이시킬 수 있다.
도 4는 FIR 필터의 블록도를 나타내며, 상기 FIR 필터는 아날로그-디지털 변환기(400), 가중화 소자(402), 천이 레지스터(shift register)로서 배열된 지연 소자(404), 승산기(multiplier, 406), 합산기(summer, 408), 도플러 소자(410) 및 디지털-아날로그 변환기(412)를 포함할 수 있다. 상기 아날로그-디지털 변환기(400)는 아날로그 신호를 수신한다. 가중화 소자(402) 및 도플러 소자(410)가 없는 FIR 필터의 기본적인 기능은 다음과 같다. 아날로그-디지털 변환기(400)로부터의 디지털 입력 신호(x(n))는 각각의 지연 소자(404)에서 지연되며, 상기 지연 소자(404)의 지연은 동일하거나 상이한 시간의 길이를 가질 수 있으며, 지연된 신호는 승산기(406)에서 원하는 채널 계수(hj(i))로 곱해지며, 여기서 i = [0,…,N]이고 j = [1,…,K]이다. 무선 채널 모델은 무선 채널의 채널 추정치 또는 FIR 필터의 탭 계수로도 지칭되는 채널 계수(hj = [h(0),…, h(N)])에 의해 정의된다. 신호 성분은 합산기(408)에서 합산되고, 합산된 신호는 디지털-아날로그 변환기(412)에서 아날로그 형태로 변환된다.
수학적 형태에서, FIR 필터의 출력 신호(y(n))는 지연된 신호와 채널 계수의 곱의 합의 컨볼루션으로서 표시될 수 있다:
[수학식 3]
Figure 112012038400495-pct00008
상기 식에서, [*]는 컨볼루션 연산을 나타내고, n은 신호 소자의 지수를 나타낸다. 신호(x 및 y) 및 채널 충격 반응 추정치(h)는 스칼라 형태, 벡터 형태 또는 행렬 형태로 처리될 수 있다. 일반적으로, 무선 채널 계수(h)는 실수이거나 복소수일 수 있다.
일 실시형태에서, FIR 필터는 가중화 소자(402)의 동작을 포함할 수 있다. 이로 인해, 별도의 도플러 소자(410)는 반드시 필요하지 않다. 가중화 소자(402)는 모든 지연된 신호 성분이 지연 이전 또는 이후에 가중화되는 한 아날로그-디지털 변환기(400)와 디지털-아날로그 변환기(412) 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 가중화 소자(402)는 시뮬레이션된 무선 채널(Hn ,k)에 가중치(wn ,k)를 곱해서(수학식 2 참조) 승산(wn , kHn ,k)을 제공하는 승산기일 수 있다.
일 실시형태에서, FIR 필터는 도플러 소자(410)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 도플러 소자는 가중화된 무선 채널(wn , kHn ,k)에 도플러 천이(exp(j2πCn , kt))를 곱해서 승산(wn , kHn , kexp(j2πCn , kt))을 제공하는 승산기일 수 있다. 도플러 소자(410)는, 모든 지연된 신호 성분이 지연 이전 또는 이후에 도플러 천이되는 한, 아날로그-디지털 변환기(400)와 디지털-아날로그 변환기(412) 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
서로 다른 가중치(wn ,k, Hn ,k 및 exp(j2πCn , kt))의 승산은 하나의 승산기에서 일어날 수 있도록 결합될 수 있다. 피시험 장치(100) 및 안테나 소자(102 내지 116)에 대한 적어도 하나의 빔의 회전은 시간의 함수로서 가중치를 변경함으로써 달성될 수 있다.
OTA 챔버 내의 신호 전송의 다양한 형태 이외에도, 잡음이 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)로 전송될 수 있다. 상기 적어도 두 개의 안테나 소자는 통신 신호를 피시험 장치(100)로 전송하기 위해 또한 사용되는 안테나 소자일 수 있고, 상기 적어도 두 개의 안테나 소자는 통신 신호를 피시험 장치로 전송하기 위해 사용되지 않을 수 있다. 모든 안테나 소자(102 내지 116)는 잡음을 전송하기 위해 사용될 수 있으나, 모든 안테나 소자(102 내지 116)의 일부만이 잡음을 전송하기 위해 사용될 수도 있다.
도 5는 피시험 장치(100)로 신호와 잡음을 전송하는 테스트 시스템을 예시한다. 도 1과 마찬가지로, 피시험 장치(100)는 중심에 위치하고, 챔버 안테나 소자들(102 내지 116)은 균일한 간격으로 또는 비-균일한 간격으로 피시험 장치(100) 주위에 위치한다. 상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116) 각각은, 에뮬레이터(118)로부터 안테나 소자(102 내지 116)로 전파되는 전송에 잡음을 추가할 수 있는 잡음원(500)의 단일 출력에 연결될 수 있다. 에뮬레이터(118)의 각각의 에뮬레이터 출력 포트는 잡음원(500)의 입력 포트에 결합될 수 있고, 잡음원(500)은 잡음원(500)의 입력 포트로부터 출력 포트로 신호를 변경 없이 전송할 수 있다. 이로 인해, 각각의 안테나 소자는 잡음원(500)으로부터 직접적으로 그리고 에뮬레이터(118)로부터 간접적으로 하나의 안테나-특정 채널(504)을 수신할 수 있다.
상기 잡음원(500)에 결합된 상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)의 수는 안테나 소자(102 내지 116)의 총수와 같거나 그 보다 작을 수 있다. 안테나 소자(102 내지 116)의 총수보다 작을 경우, 잡음원(500)은, 예를 들어, 다른 모든 안테나 소자(104, 108, 112 및 116)에 결합될 수 있다. 에뮬레이터(118)가 결합된 안테나 소자의 수는 또한 안테나 소자(102 내지 116)의 총수보다 작을 수 있다. 에뮬레이터(118)는 잡음원(500)에 결합된 것들과는 다른 안테나 소자에 결합될 수 있다. 에뮬레이터(118)는, 예를 들어, 다른 모든 안테나 소자(102, 106, 110 및 114)에 결합될 수 있다. 별도의 안테나 소자는 에뮬레이터(118)와 잡음원(500) 사이에서 균등하게 분포될 필요는 없다. 일반적으로, 별도의 안테나 소자가 사용된 경우, 상기 적어도 두 개의 안테나 소자는 잡음원(500)으로부터 직접적으로 잡음을 수신하고 나머지 안테나 소자는 안테나-특정 채널(504)을 통해 에뮬레이터(118)로부터 신호를 수신한다.
일 실시형태에서, 안테나 소자가 서로 다를지라도, 에뮬레이터(118) 및 잡음원(500)은 또한 적어도 하나의 공통 안테나 소자를 사용할 수 있다. 에뮬레이터(118)로부터 신호를 수신하지 않을지라도, 적어도 하나의 안테나 소자가 잡음원(500)에 결합될 수 있고, 잡음원(500)으로부터 신호를 수신하지 않을지라도 적어도 하나의 상이한 안테나 소자가 에뮬레이터(118)에 결합될 수 있으며, 반면 적어도 두 개의 안테나 소자가 잡음과 신호 모두를 수신하기 위한 잡음원(500)과의 결합을 통해 에뮬레이터(118)에 연결될 수 있다.
일 실시형태에서, 잡음은 모든 방향으로부터 피시험 장치(100)에 균일하게 전송될 수 있다. 이러한 경우, 피시험 장치(100)에 대해 서로 다른 방향으로부터의 평균 전력은 동일해야 하며, 이에 의해 공간적 상관관계가 감소될 수 있다. 예를 들어 잡음은, 모든 안테나 소자(102 내지 116)로부터 또는 안테나 소자(102, 108 및 112)로부터 전송될 수 있다.
일 실시형태에서, 테스트 시스템의 잡음원(500)은 에뮬레이터가 수신한 신호(502)의 총 신호 전력, 에뮬레이터(118)와 안테나 소자들(102 내지 116) 사이의 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득, 및 원하는 신호 대 잡음비(SNR)를 기반으로 하는 총 잡음 전력을 형성할 수 있다. 잡음원(500)은, 예를 들어, 다음과 같은 총 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00009
)의 수학적 표현을 따른다:
[수학식 4]
Figure 112012038400495-pct00010
상기 식에서,
Figure 112012038400495-pct00011
는 파라미터(
Figure 112012038400495-pct00012
,
Figure 112012038400495-pct00013
및 SNR)의 원하는 함수이고,
Figure 112012038400495-pct00014
는 에뮬레이터(118)가 수신한 총 신호 전력(502)이고,
Figure 112012038400495-pct00015
는 안테나-특정 채널(504)의 이득을 나타내고, SNR은 원하는 신호 대 잡음비를 말한다.
일 실시형태에서, 총 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00016
)은 다음과 같이 표현될 수 있다:
[수학식 5]
Figure 112012038400495-pct00017
상기 식에서,
Figure 112012038400495-pct00018
는 에뮬레이터(118)가 수신한 총 신호 전력(502)의 함수이고,
Figure 112012038400495-pct00019
는 안테나-특정 채널(504)의 이득의 함수를 나타낸다. 총 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00020
)이 형성되면, 잡음원(500)은 총 잡음 전력을 갖는 주파수에 대해 원하는 잡음 전력 분포를 제공할 수 있다. 잡음원(500)은 주파수에 대해 원하는 잡음 전력 분포를 생성하거나, 메모리로부터 주파수에 대한 원하는 잡음 전력 분포를 검색할 수 있으며, 상기 메모리는 잡음원(500)에 포함되거나 외부 메모리일 수 있다.
일 실시형태에서, 각각의 안테나 소자(102 내지 116)에 대한 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00021
)은 총 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00022
)을 안테나 소자의 수(K)로 나눔으로써 형성될 수 있다. 잡음 전력([])이 형성되면, 잡음원(500)은 안테나 소자(102 내지 116)주파수에 대해 원하는 잡음 전력 분포를 제공할 수 있으며, 상기 원하는 잡음 전력 분포는 산정된 잡음 전력을 갖는다.
일 실시형태에서, 상기 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00023
)은 다음과 같이 더욱 구체적인 방식으로 표현될 수 있다:
[수학식 6]
Figure 112012038400495-pct00024
상기 식에서,
Figure 112012038400495-pct00025
은 소정의 시간 범위에서 시간 평균의 동작을 나타내고,
Figure 112012038400495-pct00026
는 안테나-특정 채널(i)의 이득을 나타내고, 그리고
Figure 112012038400495-pct00027
는 안테나-특정 채널들의 이득의 합을 나타낸다. 합산될 이득의 수는, 신호를 피시험 장치(100)에 전송할 수 있는 모든 OTA 안테나 소자(102 내지 116)를 의미할 수 있다. 일반적으로, 합산 동작에서의 이득의 수는 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 어느 안테나-특정 채널의 이득은, 그것의 절대값이 소정의 한계치 이하인 경우 또는 신호가 채널 내로 전송되지 않는 경우 합산에서 생략될 수 있다. 합산 동작에서 고려되는 안테나-특정 채널들의 이득의 수는 시간의 다양한 순간에서 다를 수 있다.
일 실시형태에서, 잡음원(500)은 산정된 잡음 전력을 갖는 잡음을 상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)를 통해 피시험 장치(100)로 전송할 수 있다. OTA 챔버 내의 그리고 에뮬레이터(118)와 가동 가능하게 결합된 안테나 소자(102 내지 116)의 총수는 잡음 전송에 사용되는 안테나 소자의 수보다 클 수 있다.
일 실시형태에서, 잡음원(500)은 총 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00028
) 또는 각각의 안테나-특정 채널의 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00029
)에 대한 원하는 잡음 전력 분포에 해당하는 복소 가우시안 잡음(complex Gaussian noise)을 발생시킬 수 있다. 잡음원(500)은 가우시안 잡음을 상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)에 공급할 수 있다. 복소 가우시안 잡음은 잡음 발생기(noise generator) 내에서 잡음을 발생시킴으로써 형성될 수 있거나 또는 잡음은 사전에 저장된 메모리로부터 검색될 수 있다. 가우시안 잡음 대신에, 다른 종류의 잡음 분포가 또한 형성될 수 있다.
도 6은 잡음원(500)을 더욱 상세히 나타낸다. 잡음원(500)은 잡음 발생기(510) 및 가산기(512)를 포함할 수 있다. 그러나, 잡음 발생기(510)와 에뮬레이터(118)가 완전히 다른 안테나 소자를 사용하는 경우 가산기(512)는 반드시 필요하지 않다. 잡음 발생기(510)는 원하는 잡음 전력과 원하는 잡음 분포를 발생시키며 원하는 잡음을 가산기(512)로 공급할 수 있는데, 상기 가산기(512)는 안테나-특정 채널(504) 내의 잡음을 에뮬레이터(118)로부터 안테나 소자(102 내지 116)로의 신호와 결합시킨다. 가산기(512) 없이, 잡음 발생기(510)는 잡음을 전송하는 적어도 두 개의 안테나 소자에 원하는 잡음을 직접 공급한다.
안테나 소자(102 내지 116)가 피시험 장치(100)로부터 서로 다른 거리에 위치한 경우, 각각의 안테나 소자(k)의 거리(D)는, 예를 들어, 다음과 같은 방식으로 안테나 소자(k)의 잡음 전력(
Figure 112012038400495-pct00030
)을 형성할 때 고려될 수 있다:
[수학식 7]
Figure 112012038400495-pct00031
상기 식에서, f(D)는 거리(D)의 적절한 함수이다. 함수 f(D)는, 예를 들어, f(D) = aDc + b일 수 있다. 계수 a는 대략 1, 계수 b는 대략 0 그리고 계수 c는 대략 2일 수 있다.
신호와 잡음 모두를 전송하는 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)가 수신한 전송(ym(t))은, 예를 들어, 다음과 같이 표현될 수 있다:
[수학식 8]
Figure 112012038400495-pct00032
상기 식에서, cmk(t)는 안테나 소자(102 내지 116)와 피시험 장치(100) 사이의 복소 채널 이득(complex channel gain)이고, xk(t)는 전송된 신호, 그리고 nk(t)는 고의로 전송된 잡음이다.
피시험 장치(100)와의 무선 통신은, 경로 방향이 테스트에 자유롭게 포함될 수 있는 방식으로, 안테나 설계, 편광, 상이한 잡음 분포의 효과, 신호 대 잡음비 및 위치를 테스트할 수 있게 한다.
위에서, 시뮬레이션된 무선 채널의 천이가 이차원적으로 개시되었다. 그러나, 일 실시형태에서, 시뮬레이션된 무선 채널의 천이는, OTA 챔버 내의 평면에 배치되지 않은 안테나 소자를 사용하여 삼차원적으로 수행될 수 있다. 적어도 하나의 빔을 갖는 각스펙트럼의 방향은 이후 입체각으로 결정된다.
상기 실시형태는 3세대 협력 프로젝트(third generation partnership project, 3GPP) 롱텀 에볼루션(long term evolution, LET), 마이크로파 접속을 위한 세계적 정보처리 상호운용(worldwide interoperability for microwave access, WiMAX), Wi-Fi 및/또는 광대역 코드분할 다중접속(wide-band code division multiple access, WCDMA)에서 적용될 수 있다. 가능한 애플리케이션(application)인 다중 안테나(multiple in multiple out, MIMO)에서, 신호는 본 실시형태에 대해 상이한 방식으로 안테나 소자에 분포된다.
피시험 장치(100) 주위에서 빔이 회전할 때, 잡음은 방향과는 관계가 없을 수 있으므로, 전송된 잡음은 회전될 필요가 없다. 그러나, 잡음은 방향에 따라 형성될 수 있고 잡음은 신호의 빔과 마찬가지 방식으로 피시험 장치(100) 주위에서 회전될 수 있다.
도 7은 방법의 순서도를 나타낸다. 단계 700에서 총 잡음 전력을 갖는 잡음이 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)로 무선 전송되며, 상기 총 잡음 전력은 에뮬레이터(118)가 수신한 총 신호 전력, 에뮬레이터(118)와 안테나 소자들(102 내지 116) 간의 연결의 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득, 및 원하는 신호 대 잡음비를 기반으로 한다.
상기 실시형태는, 예를 들어 주문형 집적회로(application specific integrated circuit, ASIC) 또는 초대규모 집적회로(very large scale integration, VLSI)와 같은 회로에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 방법의 단계에 대한 실시형태는 에뮬레이터의 시뮬레이션된 무선 채널을 통해 피시험 전자 장치와 통신하기 위해 컴퓨터 공정을 실행하기 위한 지침서를 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서 수행될 수 있다. 잡음원은 전자 회로 및/또는 컴퓨터 프로그램을 기반으로 잡음을 피시험 장치에 전송하기 위한 안테나 소자의 사용을 제어할 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 판독 가능한 컴퓨터 프로그램 배포 매체 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 매체는, 예를 들어, 이에 제한되지 않지만, 전기, 자성, 광학, 적외선 또는 반도체 시스템, 장치 또는 전송 매체일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 매체는 컴퓨터 판독 가능한 매체, 프로그램 저장 매체, 기록 매체, 컴퓨터 판독 가능한 메모리, 랜덤 접속 메모리, 소거 및 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리(erasable programmable read-only memory), 컴퓨터 판독 가능한 소프트웨어 배포 패키지, 컴퓨터 판독 가능한 신호, 컴퓨터 판독 가능한 통신 신호, 컴퓨터 판독 가능한 인쇄물, 및 컴퓨터 판독 가능한 압축 소프트웨어 패키지와 같은 매체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명이 첨부된 도면에 따라 실시형태를 참고하여 상기와 같이 개시되었을지라도, 본 발명은 이에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주에서 다수의 방법으로 변형될 수 있다는 것이 명백하다.
100: 피시험 장치
102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116: 안테나 소자
118: 에뮬레이터 200. 202: 빔
400: 아날로그-디지털 변환기 402: 가중화 소자
404: 지연 소자 406: 승산기
408: 합산기 410: 도플러 소자
412: 디지털-아날로그 변환기 500: 잡음원
502: 총 신호 전력 504: 안테나-특정 채널
510: 잡음 발생기 512: 가산기

Claims (12)

  1. 안테나 소자(102 내지 116)에 둘러싸인 피시험 전자 장치(100)와 무선 통신하는 방법에 있어서, 상기 통신은 에뮬레이터(118)의 시뮬레이션(simulation)된 무선 채널을 통해 수행되며,
    상기 방법은 총 잡음 전력(total noise power)에서 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)로 잡음을 무선 전송(700)하는 단계를 포함하며, 상기 총 잡음 전력은 에뮬레이터(118)가 수신한 총 신호 전력(total signal power), 에뮬레이터(118)와 안테나 소자들(102 내지 116) 사이의 적어도 하나의 안테나-특정 채널(antenna-specific channel,504)의 이득(gain), 및 원하는 신호 대 잡음비를 기반으로 하고,
    총 안테나 전력(total antenna power)을 형성하기 위해 상기 총 신호 전력에 상기 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득으로 가중치를 주는 단계;
    상기 총 잡음 전력을 형성하기 위해 상기 총 안테나 전력을 원하는 값의 신호 대 잡음비로 나누는 단계;
    상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)에 주파수에 대한 전송을 위한 원하는 잡음 전력 분포의 잡음을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 원하는 잡음 전력 분포는 상기 총 잡음 전력을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)가 잡음을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 잡음의 잡음 전력은 잡음을 전송하는 안테나 소자의 수로 나눈 총 잡음 전력인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    소정의 시간 범위에서 상기 총 신호 전력(502)의 시간 평균과 상기 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득을 기반으로 상기 소정의 시간 범위에서 상기 총 잡음 전력을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 총 잡음 전력의 원하는 잡음 전력 분포에 해당하는 복소 가우시안 잡음(complex Gaussian noise)을 발생시키는 단계; 및 상기 가우시안 잡음을 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 잡음을 모든 방향으로부터 상기 피시험 장치(100)에 균일하게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 다수의 안테나 소자(102 내지 116)에 둘러싸인 피시험 전자 장치(100)와 무선 통신하는 테스트 시스템에 있어서, 적어도 하나의 안테나 소자(102 내지 116)는 시뮬레이션된 통신용 무선 채널을 형성하도록 구성된 에뮬레이터(118)에 연결되고, 상기 테스트 시스템은,
    적어도 하나의 안테나 소자(102 내지 116)에 결합된 잡음원(noise source, 500)을 포함하며,
    상기 잡음원(500)은 에뮬레이터(118)가 수신한 총 신호 전력, 에뮬레이터(118)와 안테나 소자들(102 내지 116) 사이의 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득, 및 원하는 신호 대 잡음비를 기반으로 총 잡음 전력을 형성하고;
    상기 총 잡음 전력에서 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)로부터 피시험 장치(100)로 잡음을 무선 전송하도록 구성되고,
    상기 잡음원(500)은
    총 안테나 전력을 형성하기 위해 상기 총 신호 전력에 상기 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득으로 가중치를 주고;
    상기 총 잡음 전력을 형성하기 위해 상기 총 안테나 전력을 원하는 값의 신호 대 잡음비로 나고;
    상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)에 주파수에 대한 전송을 위한 원하는 잡음 전력 분포의 잡음을 제공하도록 구성되고, 상기 원하는 잡음 전력 분포는 상기 총 잡음 전력을 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 잡음원(500)은, 상기 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)를 통해, 잡음을 전송하는 안테나 소자(102 내지 116)의 수로 나눈 총 잡음 전력을 갖는 잡음을 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 잡음원(500)은 소정의 시간 범위에서 상기 총 신호 전력의 시간 평균과 상기 적어도 하나의 안테나-특정 채널(504)의 이득을 기반으로 상기 소정의 시간 범위에서 상기 총 잡음 전력을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 잡음원(500)은 상기 총 잡음 전력의 원하는 잡음 전력 분포에 해당하는 복소 가우시안 잡음을 발생시키고; 및 상기 가우시안 잡음을 적어도 두 개의 안테나 소자(102 내지 116)에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 테스트 시스템은 상기 잡음을 모든 방향으로부터 상기 피시험 장치(100)에 균일하게 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
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