CN101132594A - 移动通信终端的音频测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信终端的音频测试系统及其测试方法，属于声学技术和通信技术领域，该系统包括：无线通信基站模拟器，音频测试分析仪，系统控制平台，消声室，前置放大器，声学模拟设备，该方法包括对发送响度评定值、接收响度评定值、空闲信道噪声、发送灵敏度/频率特性、接收灵敏度/频率特性、侧音掩蔽评定值、稳定度损耗、声学回声控制、发送失真、接收失真常规的测试，还包括对收听者侧音掩蔽评定值、带外信号、环境噪声抑制三个指标的测试；本发明可涵盖所有音频属性的考察测试点，提供更直观方便的操作及结果的分析方法，填补了目前该方向的空白。

Description

移动通信终端的音频测试系统及其测试方法

技术领域

本发明属于声学技术和通信技术领域，特别涉及移动通信终端的音频测试设备及测试方法。

背景技术

音频测试主要针对手机、固定电话及移动电话等多种通信终端的音频指标测试，保证通信终端的音频性能，目前已有的音频测试系统由音频测试分析仪(UPL16)，前置放大器，声学模拟设备组成(它包括人工头基架，仿真人工嘴和仿真人工耳)该系统已经覆盖了GSM/WCDMA领域，所涉及测试的音频指标主要有以下几个：发送响度评定值、接收响度评定值、空闲信道噪声、发送灵敏度/频率特性、接收灵敏度/频率特性、侧音掩蔽评定值、稳定度损耗、声学回声控制、发送失真、接收失真。但是对于中国自主研发的3G标准TD-SCDMA技术(TD-SCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术也属于一种无线通信的技术标准，它是由中国第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作，完成了TD-SCDMA标准，成为CDMA TDD标准的一员)，但还没有相关的移动终端的音频测试系统和流程提出来，这方面的研究成果在国内和国际上还处于空白阶段，并且目前随着国际标准的进一步完善，针对音频性能又增加了3个考察点：收听者侧音掩蔽评定值、带外信号、环境噪声抑制。目前已有系统对这3个音频属性的测试还不是特别的完善。所以在3G音频标准3GPP TS26.132(《3GPP TS51.010，3GPP TS26.131和3GPP TS26.132》国际通信联盟针对窄带通信和视频电话终端声音一致性测试提出的标准)已经提出的情况下还没有测试系统能够涵盖目前流行的所有移动通信的使用制式，并且也还没有覆盖到标准里面所有音频指标的测试点。目前音频测试系统多数没有单独的软件控制平台，所以其可扩展性和可操作性上面仍有欠缺，像目前使用的最多的罗德与施瓦茨公司的音频测试系统。

发明内容

本发明的目的是为了填补目前移动通信终端音频测试技术的一些领域的空白，提出一种移动通信终端的音频测试系统及其测试方法，可涵盖所有音频属性的考察测试点，提供更直观方便的操作及结果的分析方法，填补了目前该方向的空白。

本发明提出的移动通信终端的音频测试系统，其特征在于，该系统包括：

一台无线通信基站模拟器，用于与移动终端建立通话，模拟真实环境下的通话状态；

一台音频测试分析仪，用于提供和接收带内带外的音频信号，并且对接收到的信号进行记录和分析；

一个安装有系统控制平台的PC计算机，用于控制所有测试的流程，控制仪表的状态，并且对仪表返回的数据进行分析和呈现；

一个前置放大器，用于对模拟人工设备所接收到的音频信号进行放大，然后将经过放大的信号传递给音频分析仪；

一个消声室，用于提供良好的无杂音干扰、无声音回响的测试环境；

一套声学模拟设备，它包括设置消声室内的仿真人工嘴和仿真人工耳，固定仿真人工嘴和仿真人工耳的人工头基架；用于模拟真实的人头结构、人嘴的发声和人耳的听觉效果；

所述软件控制平台通过GPIB缆线与音频测试分析仪相连，而音频测试分析通过音频缆线仪分别与无线通信基站模拟器和音频测试分析仪相连，该无线通信基站模拟器通过射频缆线与消声室内的声学模拟设备相连，音频测试分析仪通过音频缆线与消声室内的移动通信终端相连。

本发明采用上述系统的移动通信终端的音频测试方法，其特征在于，该方法包括对发送响度评定值、接收响度评定值、空闲信道噪声、发送灵敏度/频率特性、接收灵敏度/频率特性、侧音掩蔽评定值、稳定度损耗、声学回声控制、发送失真、接收失真常规的测试，其特征在在于，还包括对收听者侧音掩蔽评定值、带外信号、环境噪声抑制三个指标的测试；

具体测试方法包括发送方向和接收方向两个部分；

发送方向包括：音频分析仪将模拟音频信号发送至终端，终端麦克接收该信号，并调制到高频传递给无线通信基站模拟器，该无线通信基站模拟器接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪；

接收方向包括：音频分析仪将模拟音频信号发送至无线通信基站模拟器，该无线通信基站模拟器接收该信号，并调制到高频传递给移动通信终端，终端接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪。

本发明的特点及良好效果：

本发明的系统可涵盖所有音频属性的考察测试点，完全符合《3GPPTS51.010，3GPP TS26.131和3GPP TS26.132》标准，还可按照中国的标准《YD/T1538-2006数字移动终端音频性能要求和测试方法》进行相应的测试用例的补充。

本发明扩展了音频测试的范围，提供了更直观方便的操作及结果的分析方法，而无线通信基站模拟器提供了TD-SCDMA标准的测试选项，填补了目前该方向的空白。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的控制平台结构示意图。

图3为本发明方法的发送方向流程图。

图4为本发明方法的接收方向流程图。

具体实施方式

本发明提出的移动通信终端的音频测试系统结合附图及实施例详细说明如下：

本发明提出的移动通信终端的音频测试系统实施例结构如图1所示，包括MT8820B型或MD8470A型无线通信基站模拟器，音频测试分析仪(型号为UPL16)，系统控制平台，消声室(采用已有技术的消声室)，前置放大器(型号为BK2690A0F2)，声学模拟设备(采用已有技术的相同设备，包括人工头基架(B&K 4602B)，仿真人工嘴(B&K 4227)和仿真人工耳(B&K 4185 4195))以及连接缆线组成；其中系统控制平台通过GPIB总线对音频测试分析仪进行控制，并读取数据；无线通信基站模拟器主要功能是同移动终端建立通话，模拟真实环境下的通话状态；音频分析仪用于提供和接收带内带外的音频信号，并且对接收到的信号进行记录和分析；消声室，声学模拟设备等提供良好的无杂音和回声干扰的测试环境；前置放大器(BK2690A0F2)用于对模拟人工设备所接收到的音频信号进行放大，然后将经过放大的信号传递给音频分析仪；声学模拟设备，用于模拟真实的人头结构、人嘴的发声和人耳的听觉效果。

本发明的系统控制平台实施例详细说明如下：

本系统控制平台结构如图2所示，主要包括：中央处理模块、代码编辑调试模块、代码读取解析模块以及底层硬件驱动模块和仪表控制模块。其中，中央处理模块功能为分配代码所实现的功能指令传递给音频测试分析仪，使音频测试分析仪做相应操作，其中指令的各个功能都是由中央处理模块中已经打包函数库来完成此项操作的，所有功能的指令都由该库中的函数来完成的。且控制所述整个平台各模块操作的逻辑分配，在执行测试的过程中，中央处理模块会根据测试内容的不同调用图片文字说明模块中相对应的图片和文字库中的数据；代码编辑调试模块，用于对原始代码进行编译，提示代码的语法和逻辑错误(类似于VC等编译器的简单功能)，其中编译用于实现全局编译、单步编译、断点设置、制定执行功能功能；代码读取解析模块用于对已通过编译的代码进行逐行的分析，将规则化的语句转化为系统可执行的操作，提取代码语句要实现的功能，将其相应的功能指令发送给中央处理模块，它如同一个代码编译器，可以对控制系统的的代码进行调试、编译及运行，由于它是内嵌于系统的，所以能够方便于系统平台做进一步的开发工作，使得平台的可扩展性大大提高。底层硬件驱动模块，用于接收解析出来的功能指令，，并将功能指令转化为硬件语言；或将音频测试分析仪在测试过程中的状态信息(包括收发信号的频率、大小等信息，仪表工作是否正常等信息)传递给中央处理模块；它是系统控制平台同硬件仪表交流的通道，通过它该平台才可以很好的控制仪表完成各种操作，发射各种不同频率、幅度值的信号。仪表控制模块，用于精确控制音频测试分析仪的收发信息的状态，通过GPIB总线传递音频测试分析仪的控制位指令，音频信号的属性都是由控制位指令中的标志位来确定的，标志位其实是由简单的零一位来控制的。图片文字的说明模块，用于提示测试过程中的操作和方法，与测试用例一一对应，并可通过用户需求自定义添加；测试结果分析模块，用于将测试结果的数据进行统计，绘制成图片或表格的形式，以方便用户对数据进行分析和保存。

根据上述各模块的功能均可由本领域的编程人员通过常规的编程工具实现。

本发明的测试方法主要分为两个部分：发送方向和接收方向。其实施例如图3、4所示，分别说明如下：

发送方向：音频分析仪将模拟音频信号发送至终端，终端麦克接收该信号，并调制到高频传递给(MT8820B)基站模拟器，基站模拟器接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪(如图3所示)。

接收方向：音频分析仪将模拟音频信号发送至(MT8820B)基站模拟器，基站模拟器接收该信号，并调制到高频传递给移动通信终端，终端接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪(如图2所示)。

由于采用了新型的无线通信基站模拟器，所以作为测试基础的系统校准部分也要进行重新的研发，这也是本系统不同于以往测试系统的地方，下面介绍一下本系统的校准过程：

本系统采用的无线通信基站模拟器(MT8820B)和(MD8470A)是最新研发仪表设备，(MT8820B)在本系统中是第一次商用，(MD8470A)也新增加了有TD-SCDMA功能的组件。(MT8820B)是第一次商用的TD-SCDMA基站模拟器，可以模拟输出GSM/WCDMA/TD-SCDMA信号，包括了目前市场上使用的大部分通信制式和标准。校准步骤如下：

对于仪表(MD8470A)，首先与待测终端建立正常的通话，然后设置通话状态为全“1”数字信号，此时测量(MD8470A)解码器输出声压，计算得到环路损耗dec_loss，然后跟据基站模拟器提供的基准数据，检测信号满格输入(全1值)时候仪表端的电压值，经过测试得到(MD8470A)现行范围内的满格信号电压值为3300mv。

对于仪表(MT8820B)，环路损耗和输入输出电压的补偿可以直接在仪表界面进行设置，其数值为：环路损耗dec_loss＝0，全“1”数字信号输入电压值为1732.00mV(peak)，全“1”数字信号输出电压值为1724.00mV(peak)。其中计算根据如下，1.9215-0.2＝1.7215dBV＝(rms)＝1.724v(peak)1.9215是经过多次测试参数对比，并根据先前的校准经验得到的标准参考值，0.2为基站模拟器同音频分析仪连接环路之间的损耗。

本发明的测试实施例具体说明如下，其中各部分的功能及配置分别说明如下：

本实施例采用MT8820B型无线通信基站模拟器，主要功能是同移动终端建立通话，模拟真实环境下的通话状态，对传输的数据信号进行调制或者解调。音频分析仪用于提供和接收模拟的音频信号，在带外信号测试项目中具体是提供规定频率范围内的带内和带外的音频信号，并且对接收到的信号进行记录和分析，系统控制平台控制测试的流程、测试中的逻辑操作、音频分析仪的状态等，消声室提供良好的无杂音干扰的测试环境，声学模拟设备用于模拟人头的结构，产生模拟的人声，接收移动终端的声音。

带外信号测试也分为发送方向和接收方向。移动终端的音频处理要求对带外输入信号的抑制能力反映为对任何带外输入信号产生的带内镜像频率的指标要求。测试发送方向时，音频分析仪(UPL16)首先将-4.7dBPa的纯单音模拟信号送至人工嘴处，当然音频分析仪的状态是由控制平台统一提供有关发送信号的制式、频率、大小等属性。然后移动终端的麦克会接收到音频信号，这时候控制平台会控制音频分析仪开始带外信号的扫频，从4.6kHz-8kHz。移动终端接收到音频信号以后会将其调制到高频，然后传送至基站模拟器(MT8820B)处，MT8820B对高频信号进行解调并还原回模拟信号，整个过程模拟了实际网络中移动信号的处理过程。MT8820B将还原的模拟信号送回音频分析仪(UPL16)，然后音频分析仪对经过终端处理的带外信号进行数据采样，采样频率为：4.65、5、6、6.5、7、7.5。然后在系统模拟器的参考编译码器信号输出端口测量镜像频率的电压，这些电压值应该比1kHz处得到的参考电平电压低，具体的判定标准是4.6kHz处低30dB，8kHz处低40dB，两点形成的直线即为限定线，如果采样频率点收集到的电平值所绘制的曲线高于了限定线，那么就意味着带外信号的镜像会对正常语音信号产生影响。

同样道理，对接收方向的对带外信号的抑制能力反映为对带内输入信号在人工耳处产生的带外信号的指标要求，音频分析仪将模拟音频信号发送至(MT8820B)基站模拟器，其中该信号应该是应用于系统模拟器的参考译码器输入端口出的正选信号，频率参考点是500、1000、2000、3350Hz，参考电平是0dBm。基站模拟器接收该信号，并调制到高频传递给移动通信终端，终端接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪，然后在人工耳处音频分析仪将记录下带外杂散镜像信号的电平值。这些电压值应该比1kHz处得到的参考电平电压低，具体的判定标准是4.6kHz处低35dB，8kHz处低45dB，两点形成的直线即为限定线，如果采样频率点收集到的电平值所绘制的曲线高于了限定线，那么就意味着带外信号的镜像会对正常语音信号产生影响。

本发明的控制平台操作起来非常简便直观，相比以前音频测试平台的dos操作方便很多；各项系统参数在测试的过程前可方便的设置，例如Erp、Drp的设置和Nom和Max的设置等在测试前控制平台都会提醒测试人员在设置页面进行设置；本控制平台的兼容性非常的好，可以为不同的基站模拟器提供借口，并选择相应的测试参数，目前本平台支持的基站模拟器包括目前市场的几款主流基站模拟器：安利公司的(MT8820B)和(MT8470)，罗德与施瓦茨公司的(CMU200)以及星河亮点公司的TD-SCDMA基站模拟器。

Claims (7)

1.一种移动通信终端的音频测试系统，其特征在于，该系统包括：

一台无线通信基站模拟器，用于与移动终端建立通话，模拟真实环境下的通话状态；

一台音频测试分析仪，用于提供和接收带内带外的音频信号，并且对接收到的信号进行记录和分析；

一个安装有系统控制平台的PC计算机，用于控制所有测试的流程，控制仪表的状态，并且对仪表返回的数据进行分析和呈现；

一个前置放大器，用于对模拟人工设备所接收到的音频信号进行放大，然后将经过放大的信号传递给音频分析仪；

一个消声室，用于提供良好的无杂音干扰、无声音回响的测试环境；

一套声学模拟设备，它包括设置消声室内的仿真人工嘴和仿真人工耳，固定仿真人工嘴和仿真人工耳的人工头基架；用于模拟真实的人头结构、人嘴的发声和人耳的听觉效果；

所述软件控制平台通过GPIB缆线与音频测试分析仪相连，而音频测试分析通过音频缆线仪分别与无线通信基站模拟器和音频测试分析仪相连，该无线通信基站模拟器通过射频缆线与消声室内的声学模拟设备相连，音频测试分析仪通过音频缆线与消声室内的移动通信终端相连。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统控制平台主要包括：

中央处理模块，用于分配代码所实现的功能指令传递给音频测试分析仪，使音频测试分析仪做相应操作，且控制所述整个平台各模块操作的逻辑分配；

代码编辑调试模块，用于对原始代码进行编译，提示代码的语法和逻辑错误，其中编译用于实现全局编译、单步编译、断点设置、制定执行功能功能；

代码读取解析模块，用于对已通过编译的代码进行逐行的分析，提取代码语句要实现的功能，将其相应的功能指令发送给中央处理模块；

底层硬件驱动模块，用于接收解析出来的功能指令，或将音频测试分析仪的状态信息传递给中央处理模块；

仪表控制模块，用于精确控制音频测试分析仪的收发信息的状态，通过GPIB总线传递仪表的控制位指令；

图片文字的说明模块，用于提示测试过程中的操作和方法，与具体测试项目一一对应，并可通过用户需求自定义添加；

测试结果分析模块，用于将测试结果的数据进行统计，绘制成图片或表格的形式，以方便用户对数据进行分析和保存；

各模块的连接关系为：代码编辑调试模块与代码读取解析模块相连，代码读取解析模块与中央处理模块相连，中央处理模块与底层硬件驱动模块相连，将传递指令给底层硬件驱动模块，底层硬件驱动模块与仪表控制模块相连，中央处理模块还分别与图片文字的说明数据库和测试结果的分析模块相连。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信基站模拟器采用MT8820B或MD8470A型无线通信基站模拟器。

4.一种如权利要求1所述系统的移动通信终端的音频测试方法，其特征在于，该方法包括对发送响度评定值、接收响度评定值、空闲信道噪声、发送灵敏度/频率特性、接收灵敏度/频率特性、侧音掩蔽评定值、稳定度损耗、声学回声控制、发送失真、接收失真常规的测试，其特征在在于，还包括对收听者侧音掩蔽评定值、带外信号、环境噪声抑制三个指标的测试；

具体测试方法包括发送方向和接收方向两个部分；

发送方向包括：音频分析仪将模拟音频信号发送至终端，终端麦克接收该信号，并调制到高频传递给无线通信基站模拟器，该无线通信基站模拟器接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪；

接收方向包括：音频分析仪将模拟音频信号发送至无线通信基站模拟器，该无线通信基站模拟器接收该信号，并调制到高频传递给移动通信终端，终端接收此信号后，解调并还原成模拟信号，返回至音频分析仪。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述无线通信基站模拟器采用MT8820B或MD8470A型无线通信基站模拟器。

6.一种如权利要求5所述系统的移动通信终端的音频测试方法，其特征在于，该方法还包括对MD8470A型无线通信基站模拟器的标准校准方法，具体步骤为：

首先将MD8470A型无线通信基站模拟器与测试终端建立通话联系，然后设置通话状态为全“1”数字信号，此时测量该MD8470A型无线通信基站模拟器的解码器输出声压，计算得到环路损耗dec_loss，然后根据该MD8470A型无线通信基站模拟器提供的基准数据，检测信号满格输入为全1值时该MD8470A型无线通信基站模拟器的电压值，经过测试得到该MD8470A无线通信基站模拟器线性范围内的满格信号电压值为3300mv。

7.一种如权利要求5所述系统的移动通信终端的音频测试方法，其特征在于，该方法还包括对MT8820B型无线通信基站模拟器的标准校准方法为：对该MT8820B型无线通信基站模拟器环路损耗和输入输出电压的补偿直接在该MT8820B型无线通信基站模拟器界面进行设置，其数值为：环路损耗dec_loss＝0，全“1”数字信号输入电压值为1732.00mV(peak)，全“1”数字信号输出电压值为1724.00mV(peak)。