微波混响暗室的最新应用

按照给定的低信号发送比特数据流给移动终端，并要求移动终端以最大功率回传数据流，然后基站模拟器对数据流进行对比。以GSM手机为例，如果误码率小于2.4%，则基站模拟器会进一步降低输出功率，直到误码率达到2.4%。此时的发射功率除去暗室总损耗就是误码率为2.4%时的接收功率。然后对每个搅模器的位置进行重复测量，并平均所有数值就可以算出TIS值。一般来说TIS测量应该在没有衰落的环境中进行，这可能是由于习惯上采用吸波暗室的原因。虽然在混响暗室也可以进行静态测量，只要将所有搅模器固定位置后测试误码率即可，不过这样的话在混响暗室测量TIS也需要很长的时间。

但是混响暗室也提供在衰落环境下测量接收机灵敏度的方案，这样也更加接近真实情况。我们一般称这种情况为平均衰落灵敏度(Average Fading Sensitivity, AFS)。测量方法和前面描述类似，不同点是在所有搅模器移动的过程中测量平均误码率。由测试得知，AFS和TIS之间有一个固定差值，也就是TIS可以由AFS来推导出。选择适当的测量方法，AFS可以在大约5分钟内测试得到。

分集增益

分集技术是基于多个处于不同衰落点的天线集的接收信号总和的应用。通过选择不同信号的组合，即使在最差的1%衰落环境下，天线的分集增益也可以提升10 dB。传统方法可以通过路测得出分集增益的数值。不过问题就是当开发人员进行天线的最优化配置的时候，路测衰落环境却是在不断变化的，这使得开发工程师永远无法获知路测的结果是由于环境变化还更改天线集的配置所引起的。当然我们也可以通过吸波暗室测量天线的分集增益，测量天线集中每个天线的增益，测量完成后利用软件加入各种衰落模型用于估算分集增益。不过这种方法需要很长的时间，少则数小时，多则数十小时。

所以我们提出一个有效的方案，使用可以重现瑞利衰落的混响暗室。我们将天线集如前所诉放入暗室，使用多端口VNA测量天线集内的各个天线端的信号振幅和相位以及三个单极子天线的散射参数S_1j。对于双天线分集系统S₁₂和S₁₃可同時测量得到。每一个天线对应于特定的衰落点，分别显示特定的发生概率，我们称这样的概率为累计分布概率(Cumulative Distribution Probability, CDP)。通过每个时间点测量到的S₁₂和S₁₃最佳值形成的CDP就是所谓的选用组合。而之间任意一个CDP和组合CDP的差值就分集增益。

当然分集天线集最重要的参数是和理想天线相比的增益，也就是具有100%效率天线的CDP和选用组合的CDP的比值，我们称之为有效分集增益(Effective Diversity Pain)。如果和有损耗的天线CDP相比，我们称之为实际分集增益(Actual Diversity Gain)。对于耦合很强的天线集，如非常接近的偶极子天线，天线效率会非常低。这意味着看上去很好的分集增益，还不如单一天线。

MIMO 系统容量

在未来的移动通信系统中，建议在基站和终端都使用天线阵以形成多个独立的通信通道（例如MIMO系统）。例如，3根和6根天线分别在系统的发信和收信端，对应于形成3X6=18个可能的通道。然后数据分布传输在这些通道上并在接收端汇合在一起。如此一来所有的通道容量都被最大化。

最大的MIMO系统的可能平均通道容量可有下面公式计算得出。作为举例，我们采用一个3x6的MIMO系统。暗室中包括3个理论上不会耦合的单极子天线和安装在圆形底盘上的6相距较近个单极子天线，天线间有固定的相等距离（待测MIMO阵列）。3个固定在暗室壁上互相垂直的单极子天线距离足够远，所以耦合非常小。在另一端的MIMO阵列中6个距离非常近的单极子天线互相影响明显，它们之间的距离决定了互相耦合度。

当测量暗室中的MIMO 阵列时，通过暗室壁上的3个单极子天线（在这个例子中）。我们可以定义3 x 6=18个通道。我们可以通过归一化的S₂₁参数得出的通道矩阵H_3X6-MIMO 推算出混合通道容量。此时的瞬间MIMO系统的容量推导公式为

香农定律(Shannons)

其中H= H_3X6-MIMO