CN100473202C - 一种gsm多载频基站的自动测试装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GSM多载频基站的自动测试装置及其方法，所述装置包括无线控制单元、模拟基站控制器、射频处理单元、主控制单元、结果处理单元；所述主控制单元用于控制和监测模拟基站控制器的状态，控制无线控制单元的射频开关控制器、读取结果处理单元的测试结果；所述结果处理单元用于实现测试结果的分析、存储和查询功能；所述无线控制单元用于完成与被测基站的主分集射频天线接口，并分别进行发射指标、主集接收误码和分集接收误码的测试。本发明自动测试装置及其方法，通过设置测试参数的自动配置、射频开关的自动切换、测试结果单元的分析、存储、查询、打印等功能单元，从硬件和软件上保证了测试的自动化，提高了测试效率。

Description

一种GSM多载频基站的自动测试装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统的通讯测试装置及方法，尤其涉及的是一种GSM(全球移动通信系统)的基站(BTS)整机和基站收发信模块(TRM，也称载频)的自动化生产测试装置及其自动测试方法。

背景技术

在GSM移动无线通信系统中，基站实现无线信号转换、收发、基带信号的调制解调以及业务信号的传送，同时，还要接收来自交换网的信令，完成基站系统的控制。在整个GSM移动通信系统中，基站和载频的产量要比其它设备的大得多。因此，在生产领域中，如何有效地提高基站设备的生产效率，是提高整个GSM通信系统生产效率的关键。

在中国专利号为CN ZL 97126132.6，申请人：LC情报通信株式会社，发明人：全普钟、金大源的《移动无线通信系统的基站测试电路》专利文献中公开了主要是应用在无线信道的测试上的电路装置，其采用移动终端模拟的方式对输出的无线信号的信令、呼叫控制、电压驻波比等进行测试。该技术主要适用于呼叫控制和信令方面的测试，并没有涉及到基站的A.BIS(基站与基站控制器之间)接口和无线接口的配合进行测试，对空中接口的射频信号指标进行测试。

在公开的中兴通信股份有限公司的《GSM主分集单载频基站测试装置》专利中，提出了对一种GSM主分集的单载频的基站测试装置，该装置由无线信道控制模块、指标/控制模块和主控制模块组成，它采用控制和指标测试单元中的A.BIS接口控制单元来控制。该测试装置适用于GSM单载频的主分集基站测试，但如果用于多载频基站和多载频模块的自动化测试，具有以下缺陷：

1)该测试装置不能实现多载频的功率时间包络指标的测试。

2)该测试装置采用的基站控制器不能很好地模拟、控制基站的各种状态，并针对基站不同的运行状态做出相应的处理。

3)该测试装置不能实现多载频基站的自动化测试。

因此，现有技术存在缺陷，而有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的就是提出一种GSM多载频基站的自动测试装置及其方法，能够应用于GSM基站和模块的多载频、主分集基站自动测试。

本发明的技术方案包括：

一种GSM多载频基站的自动测试装置，其包括无线控制单元、模拟基站控制器、射频处理单元、主控制单元和结果处理单元；

所述主控制单元是自动测试装置的控制单元，用于控制和监测模拟基站控制器的状态，控制无线控制单元的射频开关控制器和读取结果处理单元的测试结果；

所述结果处理单元用于实现测试结果的分析、存储和查询功能，提高自动化测试效率；

所述无线控制单元包括第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关和每一个射频开关各自对应的开关控制器、双工器；所述无线控制单元用于完成与被测基站的主分集射频天线接口，并把基站的不同天线信号分配到不同的发送通道、主集接收通道和分集接收通道，分别进行发射指标、主集接收误码和分集接收误码的测试；

所述射频处理单元包括信号分析和处理单元和信号发送单元，所述射频处理单元用于处理所述被测基站发射到所述无线控制单元的射频信号，并发射标准GSM信号到所述无线控制单元。

所述模拟基站控制器通过基站与基站控制器之间接口模拟基站控制器对基站进行控制，以实现对基站的复位、初始化、参数配置、对载频信道和某个时隙、半时隙和全时隙的激活和去激活功能。

所述模拟基站控制器通过E1接口连接到被测基站的基站与基站控制器之间接口。

所述模拟基站控制器与所述主控制单元之间通过网口和串口连接，所述网口用来对模拟基站控制器下载程序，及发送控制命令；所述串口用来监控模拟基站控制器的运行状态，及实现主控制单元与模拟基站控制器的通信功能。

所述第一射频开关用于切换基站和主集接收天线，所述第二射频开关用于切换分集接收天线，其切换功能受到对应开关控制器的控制，经过切换后的射频信号经射频线缆送到所述双工器；所述开关控制器受所述主控制单元的控制；所述双工器用于完成发射信号和接收信号的分离和合成；

所述第三射频开关和对应开关控制器控制主分集信号的切换；主集接收通道的信号经双工器、第三射频开关后送回到被测基站。

所述无线控制单元还包括一衰减器，所述基站发射信号经过双工器后送到该衰减器；所述衰减器把来自双工器的射频信号衰减到合适的功率，并传到所述射频处理单元，进行射频信号分析和处理。

所述信号分析和处理单元用于接收来自于所述衰减器的射频信号，进行射频信号分析和处理；所述信号发送单元用于向所述第三射频开关发射标准GSM信号，所述标准GSM信号分别经过主集接收通道和分集接收通道到达基站的主集天线和分集天线。

一种GSM多载频基站的自动测试方法，应用于包括无线控制单元、模拟基站控制器、射频处理单元、主控制单元和结果处理单元的GSM多载频基站的自动测试装置中，所述无线控制单元包括第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关和每一个射频开关各自对应的开关控制器、双工器；该方法包括以下步骤：

A)其主控制单元下载测试程序到模拟基站控制器，控制模拟基站控制器对被测多载频基站进行复位；所述主控制单元对射频处理单元进行参数设置；

B)所述主控制单元控制第一开关控制器和第三开关控制器，选择被测多载频基站中的一个载频所在的天线到对应的发射通道；

C)所述模拟基站控制器通过基站与基站控制器之间接口激活和去激活被测基站到不同的状态，包括单时隙、半时隙和全时隙，被测基站的信号通过发射天线进入发射通道，通过信号分析和处理单元分析和处理得到被测载频的射频发射指标；

D)所述第三开关控制器选择被测载频所在的天线到对应的主集接收通道，通过信号发送单元发出测试信号到被测基站然后经被测基站对应的发射通道回到信号分析和处理单元，进行被测载频的主集接收误码测试和分析；

E)切换所述第三开关控制器和第二开关控制器，切换被测载频的天线到对应的分集接收通道，测试和分析被测载频的分集接收误码；

F)重复步骤B)至E)，测试多载频基站各载频；

G)所述结果处理单元分析所有载频的测试结果，供所述主控制单元分析、查询或打印。

本发明所提供的一种GSM多载频基站的自动测试装置及其方法，与现有技术相比，通过设置测试参数的自动配置、射频开关的自动切换、测试结果单元的分析、存储、查询、打印等功能单元，从硬件和软件上保证了测试的自动化，提高了测试效率。

附图说明

图1为本发明自动测试装置中GSM多载频基站与多载频基站测试装置的接口示意图；

图2为本发明自动测试装置的多载频基站测试装置内部框图；

图3为本发明自动测试装置的无线控制单元的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明装置作进一步详细描述。

本发明的GSM多载频基站的自动测试装置，如图1所示是GSM多载频基站的外部接口原理图，被测主分集多载频基站是本发明装置的测试对象，它的天线分别连接到本发明多载频基站测试装置的天线1a、天线1b、天线2a、天线2b、天线Na、天线Nb，(N为大于等于2的天线数)，其中天线1a、天线2a、天线Na为发送/主集接收天线，天线1b、天线2b、天线Nb为分集接收天线，基站的A.BIS接口通过E1连接到本发明多载频基站自动测试装置。

所述多载频基站的外部接口由两部分组成：网络侧的与基站控制器连接的A.BIS接口、无线侧与移动终端或者移动台连接的空中接口，通过天线连接。主分集基站由很多对天线组成，每一对都包括两条天线。其中一条既作为发送天线用，又作为主集接收用，另一条天线作为分集接收用。

本发明下文描述中所指的发射指的是从基站向移动终端方向，接收指从移动终端向基站发送，是以基站为参照物。

如图2所示，本发明的GSM多载频基站的自动测试装置，包括无线控制单元201、模拟基站控制器202、射频处理单元203、主控制单元204、结果处理单元205组成。

所述无线控制单元201完成与被测基站的主分集射频天线接口，并把基站的不同天线信号分配到不同的发送通道、主集接收通道、分集接收通道，分别进行发射指标、主集接收误码和分集接收误码的测试。所述无线控制单元201接收所述主控制单元204的射频开关控制、切换功能。被测基站发射到所述无线控制单元201的射频信号经过射频电缆送到所述射频处理单元203进行处理，测试被测基站的发射指标；所述射频处理单元203发射标准GSM信号到所述无线控制单元201进行被测基站的主分集的接收误码的测试。

所述无线控制单元201还包括第一射频开关A、第二射频开关B、第三射频开关C和对应的开关控制器A、B、C、双工器2011、衰减器2012，如图3所示的。所述第一射频开关A完成基站发射/主集接收天线的切换，其切换功能受到对应第一开关控制器A的控制，经过切换后的射频信号经射频线缆送到双工器2011；第一开关控制器A受主控制单元的控制；双工器2011用于完成发射信号和接收信号的分离和合成。

所述基站的发射信号经过所述双工器2011后送到衰减器2012；所述衰减器2012把来自双工器2011的射频信号衰减到合适的功率，然后传到信号分析和处理单元2031，进行射频信号分析和处理。所述信号发送单元发射标准GSM信号经主集接收通道和分集接收通道到基站的主分集天线；第三射频开关C和受主控单元控制的射频开关控制C控制主分集信号的切换；主集接收通道的信号经双工器2011、第一射频开关A后送回到被测基站。

所述模拟基站控制器202通过A.BIS接口模拟基站控制器(BSC)对基站进行控制，可以实现对基站的复位、初始化、参数配置、对载频信道和某个时隙、半时隙和全时隙的激活和去激活功能。模拟基站控制器通过E1接口连接到被测基站的A.BIS接口。模拟基站控制器与主控制单元之间通过网口和串口连接，网口可以用来对模拟基站控制器下载程序和通信功能，发送控制命令等；串口可以用来监控模拟基站控制器的运行状态，也可以用来实现主控制单元与模拟基站控制器的通信功能。

所述射频处理单元203由所述信号分析和处理单元2031和信号发送单元2032组成。所述信号分析和处理单元接收来自经无线控制单元处理后基站发射的射频信号，并对它进行分析和处理，得到相位误差、幅度误差、平均功率、调制谱、切换谱等性能指标。信号发送单元指的是像基站的主分集接收通道发送误码测试信号，然后通过在被测基站设置环路，分别从主、分集天线经无线控制单元201处理后的通道，来测试被测基站的主、分集接收误码率。

所述主控制单元204是自动测试装置的控制单元，它控制整个测试流程的进行，如控制和监测基站控制模拟器202的状态、控制无线控制单元201的射频开关控制器、读取结果处理单元的测试结果等。

所述结果处理单元205实现测试结果的分析、存储和查询功能，提高自动化测试效率。

如图2给出的本发明主分集基站测试装置的框图。图2中的201是无线控制单元，它和基站的接口主要有发射通道/主集接收通道和分集接收通道，物理连接是射频电缆。与射频处理单元203的连接有两部分，由射频线缆连接，一部分连接到射频处理单元的信号分析和处理单元2031，另一部分连接到射频信号发送单元2032，对射频信号进行分析和处理。主控制单元提供了无线控制单元的控制信号，完成射频开关的控制功能。

202是模拟基站控制器，它提供一个E1接口与被测基站的A.BIS接口连接，模拟了基站子系统中基站控制器(BSC)的功能，控制基站复位、启动、激活、基站的各种参数(如载频、信道)的配置功能等，还可以读取被测基站的状态，并根据不同的状态采取不同的控制功能。基站控制模拟器同主控制单元之间可以采用网口或者串口连接，受到主控制单元的控制。

所述射频处理单元203由信号分析和处理单元2031和信号发送单元2032组成。信号分析和处理单元接收来至经无线控制单元处理后基站发射的射频信号，并对它进行分析和处理，得到相位误差、幅度误差、功率时间包络、平均功率、调制谱、切换谱等性能指标。信号发送单元指的是像基站的主分集接收通道发送误码测试信号，然后通过在被测基站设置环路，分别从主、分集天线经无线控制单元201处理后的通道，来测试被测基站的主、分集接收误码率。

所述主控制单元204是整个系统的控制单元。它与模拟基站控制器之间通过网口和串口连接，可以对模拟基站控制器进行程序下载、监控模拟基站控制器的状态、控制模拟控制器实现对被测基站的控制和状态查询功能；它控制开关控制器A、B、C，实现第一射频开关A、第二射频开关B、第三射频开关C的切换控制功能，控制信号根据实际情况的不同，可以采用电平、脉冲、电压等。另外它还从结果处理单元提取测试结果。

所述结果处理单元205分析和处理信号分析和处理单元的测试结果，并把测试结果自动的保存到本地和远端的网络数据库，实现远端数据库查询和测试结果打印功能，提高了自动化效率。

如图3所示为本发明自动测试装置的无线控制单元的原理框图，该无线控制单元按照发射、主、分集的通道，分为第一路发射通道、第一路主集接收通道、第一路分集接收通道、第二路发射通道、第二路主集接收通道、第二路分集接收通道，第N路发射通道、第N路主集接收通道、第N路分集接收通道。下面以第n对主分集天线(天线na、nb，n为1^-N的任意自然数)为例介绍无线控制单元的组成结构和每对天线的发射通道、主集接收通道、分集接收通道的信号流向。

第n路发射通道包括从被测GSM基站发射机输出的发射信号经过射频天线na进行第一射频开关A，射频开关控制器在主控制单元的控制下，把天线na切换输出到发射信号和接收信号分离与合成的双工器2011，由于不同基站的发射功率不一致，需要一个可控的衰减器2012到输出功率衰减到合适功率后送到信号分析和处理单元进行处理。

第n路主集接收通道包括从信号发射单元发送测试信号到主分集接收切换控制的第三射频开关C、受主控制单元控制的第三开关控制器C、实现发射信号和接收信号分离和合成的双工器2011、控制主集接收信号切换的第一射频开关A和第一开关控制器A，然后被切换到被测基站的主集接收天线na进入被测基站的接收机，在被测基站内部环回后经发射机送到发射天线1a，到射频天线na的信号经过第一射频开关A和第一开关控制器A的切换后送到双工器2011，然后经过衰减器2012的功率衰减后送到信号分析和处理单元，进行信号分析和处理。

第n路分集接收通道包括从信号发射单元发送测试信号到主分集接收切换控制的第三射频开关C、受主控制单元控制的第三开关控制器C后送到切换分集接收天线的第二射频开关B、在第二开关控制器B的控制下切换到天线nb然后送到被测基站的接收机，在被测基站内部环回后经发射机送到发射天线1a，到射频天线na的信号经过第一射频开关A和第一开关控制器A的切换后送到双工器2011，然后经过衰减器2012的功率衰减后送到信号分析和处理单元，进行信号分析和处理。

本发明自动测试装置的基站整机测试步骤如下：

以一个多载频基站的测试为例，以下从外部说明GSM多载频基站自动测试装置的工作原理：

1)所述主控制单元204下载测试程序到模拟基站控制器202，然后控制模拟基站控制器对被测多载频基站进行复位；所述主控制单元对射频处理单元进行参数设置。

2)所述主控制单元控制第一开关控制器A和第三开关控制器C，选择被测多载频基站中的一个载频所在的天线到对应的发射通道。

3)模拟基站控制器通过A.BIS接口激活和去激活被测基站到不同的状态，如单时隙、半时隙和全时隙，被测基站的信号通过发射天线进入发射通道，通过信号分析和处理单元2031分析和处理得到被测载频的射频发射指标。

4)控制第三开关控制器C，选择被测载频所在的天线到对应的主集接收通道，通过信号发送单元发出测试信号到被测基站然后经被测基站对应的发射通道回到信号分析和处理单元，进行被测载频的主集接收误码测试和分析。

5)然后切换第三开关控制器C和第二开关控制器B，切换被测载频的天线到对应的分集接收通道，测试和分析被测载频的分集接收误码。

6)重复步骤2)^-5)，测试多载频基站其它载频。

7)所述结果处理单元分析所有载频的测试结果，供所述主控制单元分析、查询或打印。

综上所述，本发明的自动测试装置通过测试参数的自动配置、射频开关的自动切换、测试结果单元的分析、存储、查询、打印等，从硬件和软件上保证了测试的自动化，提供了测试效率。

但应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1、一种GSM多载频基站的自动测试装置，其特征在于，其包括无线控制单元、模拟基站控制器、射频处理单元、主控制单元和结果处理单元；

所述主控制单元是自动测试装置的控制单元，用于控制和监测模拟基站控制器的状态，控制无线控制单元的射频开关控制器和读取结果处理单元的测试结果；

所述结果处理单元用于实现测试结果的分析、存储和查询功能，提高自动化测试效率；

所述无线控制单元包括第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关和每一个射频开关各自对应的开关控制器、双工器；所述无线控制单元用于完成与被测基站的主分集射频天线接口，并把基站的不同天线信号分配到不同的发送通道、主集接收通道和分集接收通道，分别进行发射指标、主集接收误码和分集接收误码的测试；

所述射频处理单元包括信号分析和处理单元和信号发送单元，所述射频处理单元用于处理所述被测基站发射到所述无线控制单元的射频信号，并发射标准GSM信号到所述无线控制单元。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟基站控制器通过基站与基站控制器之间接口模拟基站控制器对基站进行控制，以实现对基站的复位、初始化、参数配置、对载频信道和某个时隙、半时隙和全时隙的激活和去激活功能。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述模拟基站控制器通过E1接口连接到被测基站的基站与基站控制器之间接口。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述模拟基站控制器与所述主控制单元之间通过网口和串口连接，所述网口用来对模拟基站控制器下载程序，及发送控制命令；所述串口用来监控模拟基站控制器的运行状态，及实现主控制单元与模拟基站控制器的通信功能。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一射频开关用于切换基站和主集接收天线，所述第二射频开关用于切换分集接收天线，其切换功能受到对应开关控制器的控制，经过切换后的射频信号经射频线缆送到所述双工器；所述开关控制器受所述主控制单元的控制；所述双工器用于完成发射信号和接收信号的分离和合成；

所述第三射频开关和对应开关控制器控制主分集信号的切换；主集接收通道的信号经双工器、第三射频开关后送回到被测基站。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述无线控制单元还包括一衰减器，所述基站发射信号经过双工器后送到该衰减器；所述衰减器把来自双工器的射频信号衰减到合适的功率，并传到所述射频处理单元，进行射频信号分析和处理。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号分析和处理单元用于接收来自于所述衰减器的射频信号，进行射频信号分析和处理；所述信号发送单元用于向所述第三射频开关发射标准GSM信号，所述标准GSM信号分别经过主集接收通道和分集接收通道到达基站的主集天线和分集天线。

8、一种GSM多载频基站的自动测试方法，应用于包括无线控制单元、模拟基站控制器、射频处理单元、主控制单元和结果处理单元的GSM多载频基站的自动测试装置中，所述无线控制单元包括第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关和每一个射频开关各自对应的开关控制器、双工器；其特征在于，包括以下步骤：

A)其主控制单元下载测试程序到模拟基站控制器，控制模拟基站控制器对被测多载频基站进行复位；所述主控制单元对射频处理单元进行参数设置；

B)所述主控制单元控制第一开关控制器和第三开关控制器，选择被测多载频基站中的一个载频所在的天线到对应的发射通道；

C)所述模拟基站控制器通过基站与基站控制器之间接口激活和去激活被测基站到不同的状态，包括单时隙、半时隙和全时隙，被测基站的信号通过发射天线进入发射通道，通过信号分析和处理单元分析和处理得到被测载频的射频发射指标；

D)所述第三开关控制器选择被测载频所在的天线到对应的主集接收通道，通过信号发送单元发出测试信号到被测基站然后经被测基站对应的发射通道回到信号分析和处理单元，进行被测载频的主集接收误码测试和分析；

E)切换所述第三开关控制器和第二开关控制器，切换被测载频的天线到对应的分集接收通道，测试和分析被测载频的分集接收误码；

F)重复步骤B)至E)，测试多载频基站各载频；

G)所述结果处理单元分析所有载频的测试结果，供所述主控制单元分析、查询或打印。

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