CN101217323A - 无线usb调制解调器空中性能的测试系统和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统，包括暗室，以及设置在暗室中的测试台、测试天线、和计算机，其中，无线USB调制解调器通过USB线与打开的计算机连接，将计算机固定在测试台平面上；将USB调制解调器放置在暗室的适当位置以对USB调制解调器进行锥切法测试。本发明还提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试方法。从而，更好的利用现有的手机OTA测试暗室和转台硬件系统和软件系统，测试得到的三维方向图、TRP和TIS的数据也能够反映出天线的辐射和接收特性。

Description

无线USB调制解调器空中性能的测试系统和测试方法

技术领域

本发明涉及一种无线USB Modem空中性能测试装置和方法，尤其涉及无线通讯领域中的USB Modem空中(Over The Air，OTA)性能的测试。

背景技术

随着第二代(2G)和第三代(3G)无线通信系统的发展，无线数据业务高速传输的能力不断提高。无线USB Modem是无线通讯终端产品之一，使用USB线连到笔记本电脑或台式电脑上，通过无线通信网络进行高速数据传输，如全球移动通信系统(Global Systemfor Mobile communications，简称为GSM)下的通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称为GPRS)、GSM下的增强GPRS(Enhanced GPRS，简称为EGPRS)、3G通信系统下的宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称为WCDMA)网络引入的高速下行分组接入(High Speed DownlinkPacket Access，简称为HSDPA)技术，使用户在没有光纤、同轴电缆、电话线的场所或偏远的地区，也可以自由地浏览Internet网络、高速下载数据、进行语音通话等操作。其中，HSDPA技术，理论最大下行速度为14.4M/s。这样，通过标准的笔记本PC等外接设备接口，无线USB Modem可以为用户提供数据业务、语音业务及短信业务；通过在笔记本上安装随机的安装软件，用户可完成Modem的网络安装和网上冲浪；通过安装在PC侧应用软件的用户界面，用户可拨打电话，收发短信、设置Modem和获得无线连接的状态信息。图1是整个系统的应用示意框图。

正如手机通信需要天线一样，无线USB Modem工作时，也必须通过天线向空间辐射电磁波和接收空间电磁波，发送接收信号，从而交换数据和信息。但是，由于无线USB Modem使用的环境、用户使用的习惯等不一样，天线的性能要求和测试方法也会与手机天线有不同的地方。

对于手机而言，如何测试和评估手机天线性能的问题，早在1998年就有人在研究，如欧洲科技合作研究中心(EuropeanCooperation in the field of Scientific and Technical research，简称为COST)[1]。几年来，经过手机生产厂商、暗室厂商、大学研究中心和标准化组织的研究和总结，国际组织Cellular Telecommunicationand Internet Association(CTIA)提出的空中(Over-The-Air，简称为OTA)测试方法和标准[2]，主要是验证无线设备和网络的连接能力以及终端使用者对辐射和接收性能的影响，进行辐射功率和接收灵敏度两方面的测试，即总辐射功率(TRP)和总全向灵敏度(TIS)，测试分为在自由空间(Free-space)和有人头模型(SAM HeadPhantom)下进行。其中，TRP的含义是空间所有接收到终端辐射功率的总和，也就是一个球面积分，而在实际中测试不可能取无穷点，要在满足一定的测试精度和测试速度要求下，对测试球面进行测试点采样。CTIA OTA标准规定，TRP空间采样点的角度间隔取为15度。类似的，标准规定，TIS空间采样点的角度间隔取为30度，因为TIS每一个空间采样点测试时间比TRP空间点测试时间要长。目前，用于OTA测试的微波暗室和测试台存在两种结构：(1)大圆法和(2)锥切法[2]。它们的本质是一样的，差别就是扫描角度时，大圆法是测量天线不动，待测物体依次扫描方位角φ和高低角θ上的采样点，图2是大圆法的结构示意图；锥切法是待测物体沿方位角φ扫描、测量天线沿高低角θ采样，如图3所示，其中，将低反射支撑结构作为θ轴机械扫描架或者安装多个测试天线，有单探头测试系统和多探头系统。多探头系统是将多个测量天线按照预先设计暗室时定下的采样间隔均匀安装固定在θ切面上，优点是测试速度可以大大加快，缺点是校准的难度增加、测试间隔也不能随意用软件更改。世界上知名的手机厂商和运营商根据CTIA OTA标准规定的方法，都规定了手机需要达到的TRP和TIS要求；暗室生产厂商也根据该标准，推出OTA测试系统，搭建暗室架构和转台设备等硬件设施，编制软件控制硬件系统进行三维采样点测试，并计算TRP、TIS、进行三维方向图显示，如ETS Lindgren、Satimo、Howland等暗室厂家。

对于无线USB Modem天线，由于通信行业内还没有统一的OTA测试规范和标准，而没有自备电池的USB Modem必须要连到笔记本电脑上一起放到暗室里测试，因此，USB Modem空中性能的测试、测试的暗室架构和测试方法与手机空中性能的测试会有差异。同时，用户使用USB Modem时，是用USB连接放到办公桌或工作台上，而不是手持或靠近人头拨打和接听，不需要测试有SAMHead Phantom下的情况。因此，在无线USB Modem中，需要解决的问题是利用现有手机空中性能测试系统和条件进行自由空间(Free-space)下的OTA测试，科学地评估产品的天线性能。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于，提供一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统和测试方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统，包括暗室，以及设置在暗室中的测试台、测试天线、和计算机，其中，无线USB调制解调器通过USB线与打开的计算机连接，将计算机固定在测试台平面上；将USB调制解调器放置在暗室的适当位置以对USB调制解调器进行锥切法测试。

将USB调制解调器竖立放置在测试台中心。

计算机可以是笔记本电脑。

笔记本电脑的显示器和键盘平面呈一定角度。

可以将笔记本电脑竖直或水平地放置在测试台平面上。

根据本发明的另一方面，提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试方法，其包括：

步骤S202，通过测试系统利用锥切法来测试USB调制解调器的多个三维空间采样点的值；以及

步骤S204，根据所测得的多个三维空间采样点的值来计算USB调制解调器的总辐射功率和总全向灵敏度。

步骤S202可以包括：USB调制解调器扫描方位角φ上的多个三维空间采样点，以及测量天线扫描高低角θ上的多个三维空间采样点。

计算总辐射功率所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以为15度。

计算总全向灵敏度所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以为30度。

通过上述技术方案，测试结果能反映实际使用和外场测试时的用户体验核手机辐射接收性能，从而更好的利用现有的手机OTA测试暗室和转台硬件系统和软件系统，测试得到的三维方向图、TRP和TIS的数据也能够反映出天线的辐射和接收特性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了现有技术中USB调制解调器应用的示意图；

图2示出了现有技术中通过大圆法测试手机的结构示意图；

图3示出了现有技术中通过锥切法测试手机的结构示意图；

图4示出了根据本发明的无线USB调制解调器空中性能的测试系统的一个实施例的示意图；

图5示出了根据本发明的无线USB调制解调器空中性能的测试系统的另一实施例的示意图；以及

图6示出了根据本发明的无线USB调制解调器空中性能的测试方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图4和图5分别示出了一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统，包括暗室，以及设置在暗室中的测试台2、测试天线、和计算机1，其中，无线USB调制解调器4通过USB线3与打开的计算机1连接，将计算机1固定在测试台2平面上；将USB调制解调器4放置在暗室的适当位置以对USB调制解调器4进行锥切法测试。

将USB调制解调器4竖立放置在测试台中心。

计算机1可以是笔记本电脑。

笔记本电脑1的显示器和键盘平面呈一定角度。

可以将笔记本电脑1竖直或水平地放置在测试台平面上。

参照图4，采用锥切法结构测试，将笔记本电脑1开机，LCD屏幕打开与笔记本电脑键盘平面成一定角度(如120度)，笔记本电脑1水平放置在测试台平面2固定，用USB线连接到待测USBModem 4上，USB Modem 4的位置与CTIA OTA规范锥切法结构中手机测试放置的位置相同，即将USB Modem 4竖立放在测试台中心上。按照CTIA OTA测试方法，测试出USB Modem的三维空间采样点的值，计算出TRP、TIS。相似的，TRP和TIS空间采样点的角度间隔也可取为15度和30度。

参照图5，采用锥切法结构测试，将笔记本电脑1开机，LCD屏幕打开与笔记本电脑键盘平面成120度角度，笔记本电脑1垂直于转台平面2竖直放置，用USB线3连接到待测USB Modem 4上，USB Modem 4的位置与CTIA OTA规范锥切法结构中手机测试放置的位置相同，即将USB Modem 4竖立放在测试转台中心上。按照CTIA OTA测试方法，测试出USB Modem的三维空间采样点的值，计算出TRP、TIS。相似的，TRP和TIS空间采样点的角度间隔也可取为15度和30度。

参照图6，提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试方法，其包括：

步骤S202，通过测试系统利用锥切法来测试USB调制解调器的多个三维空间采样点的值；以及

步骤S204，根据所测得的多个三维空间采样点的值来计算USB调制解调器的总辐射功率和总全向灵敏度。

步骤S202可以包括：USB调制解调器扫描方位角φ上的多个三维空间采样点，以及测量天线扫描高低角θ上的多个三维空间采样点。

计算总辐射功率所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以为15度。

计算总全向灵敏度所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以为30度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统，包括暗室，以及设置在所述暗室中的测试台、测试天线、和计算机，其特征在于，

所述无线USB调制解调器通过USB线与打开的所述计算机连接，将所述计算机固定在所述测试台平面上；将所述USB调制解调器放置在所述暗室的适当位置以对所述USB调制解调器进行锥切法测试。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，将所述USB调制解调器竖立放置在所述测试台中心。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述计算机是笔记本电脑。

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述笔记本电脑的显示器和键盘平面呈一定角度。

5.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，将所述笔记本电脑竖直或水平地放置在所述测试台平面上。

6.一种通过上述权利要求中任一项所述的测试系统来测试无线USB调制解调器空中性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S202，通过所述测试系统利用锥切法来测试所述USB调制解调器的多个三维空间采样点的值；以及

步骤S204，根据所测得的所述多个三维空间采样点的值来计算所述USB调制解调器的总辐射功率和总全向灵敏度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S202包括：

所述USB调制解调器扫描方位角φ上的所述多个三维空间采样点，以及测量天线扫描高低角θ上的所述多个三维空间采样点。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述总辐射功率所需的所述多个三维空间采样点之间的间隔为15度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述总全向灵敏度所需的所述多个三维空间采样点之间的间隔为30度。

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