CN101351011B - 通用外场无线测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通用外场无线测试系统，包括轨道、用于装载测试终端并运行在所述轨道上的测试车、用于提供至少一种无线制式的无线网络环境并在所述轨道上形成至少一个轨道覆盖小区的天线、用于控制所述测试车的运行方式和所述天线的工作方式的控制中心。利用本发明可以实现多种外场无线环境模拟，高速无线测试环境模拟，多种切换测试、多种无线制式共存的试验环境模拟，无线超前研究、无线算法研究、无线设备测试、终端测试测试环境模拟，对自由承载手机终端进行网络性能测试，以达到分析特定无线网络性能、定位特定无线网络异常的目的，同时为无线网络新技术实验和前沿研究提供了便利的无线试验环境。

Description

通用外场无线测试系统

技术领域

本发明涉及一种无线网络测试系统，特别是一种通用外场无线测试系统。 

背景技术

目前移动通信中多样化的业务内容、优良的网络性能和高服务质量是移动通信产业发展的重点，而无线网络外场测试是收集和考察无线网络各性能指标行之有效的办法之一。传统的无线网络外场测试主要是指二种外场测试类型：特定测试和路测。 

特定测试通常是针对特定测试项目搭建专门的测试环境。由于可选择的环境、地理位置、设备等方面制约，所搭建测试环境的适应性和精度都比较差，网络环境较为复杂的搭建和调整不仅需要消耗大量的时间和精力，而且测试整体效率降低，具体体现在： 

(1)由于外场测试通常选择真实网络环境下进行，网络环境的变化使试验环境缺乏连续性和稳定性，而且受外界网络干扰较大，对于测试来说，恶劣的网络环境将使测试结果生产不可估量的误差； 

(2)由于测试环境往往仅适用于某些特定的测试项目，所实现的网络环境比较单一，既无法模拟多网络共存情况下的网络状况，也不适应其它测试项目，资源的使用和调配存在巨大的浪费。 

路测通常选择一些典型的现有网络，对处于该网络环境的终端进行各项目测试。但由于每个真实环境都存在独特性，测试结果并不具备普遍的代表意义，何况真实网络环境不断变化，缺乏可控性，使测试周期长，测试结果可信度降低。此外，这种外场测试类型还存在如下问题：

(1)现有路测方式无法进行无线网络环境中高速运动终端的测试，例如在高速行驶的列车环境下终端的运行状况测试； 

(2)目前的路测很难实现多种无线环境共存的场景，因而尚不能进行多种无线制式切换等测试项目； 

(3)路测方式更多的是发现问题，既无法重现网络问题，也不能通过装置的调整和参数的设置找到解决问题的方案。 

发明内容

本发明的目的是提供一种通用外场无线测试系统，通过灵活的天线布局、真实环境设置和参数控制，可以在同一通用外场环境下实现多场景、多天线以及多种无线制式共存的无线网络环境。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种通用外场无线测试系统，包括： 

轨道，所述轨道为环形封闭状，其间限定了一通用测试区域； 

测试车，用于装载测试终端并运行在所述轨道上； 

天线，用于提供至少一种无线制式的无线网络环境，在所述轨道上形成至少一个轨道覆盖小区； 

控制中心，用于控制所述测试车的运行方式和所述天线的工作方式。 

所述轨道为双轨轨道，每个轨道上设置有至少一个测试车。 

所述通用测试区域中设置有穿越其间的横穿轨道。进一步地，所述轨道的周围区域设置有用于模拟城市密集环境的建筑构件。所述轨道上设置有用于模拟隧道环境的筒状构件，所述轨道穿设于所述筒状构件之中。所述筒状构件内设置有模拟信号来源的泄露装置或天线。 

所述测试车内设置有测试终端，控制所述测试终端的测试工具与所述控制中心连接。 

所述天线可以是至少一个设置在所述通用测试区域内的第一天线组，所 述第一天线组包括数个不同制式的天线，每个天线形成一个覆盖部分轨道的轨道覆盖小区。 

所述天线还包括至少一个设置在所述通用测试区域外的第二天线组，所述第二天线组包括数个不同制式的天线，每个天线形成一个对所述轨道覆盖小区进行干扰的轨道邻近小区。进一步地，所述轨道邻近小区内设置有至少一个对所述轨道覆盖小区进行干扰的加载终端。 

所述天线还可以是沿所述轨道设置的以无线覆盖整个轨道的泄漏电缆。 

在上述技术方案基础上，所述控制中心包括： 

测试车控制装置，用于控制测试车的运行状态、速度及方向； 

轨道监测装置，用于通过轨道传感器监测轨道的工作状态； 

天线控制装置，用于控制天线的位置、下倾角、电下倾角、高度和方向； 

基站控制装置，用于控制各个轨道覆盖小区基站的射频参数及控制参数； 

测试终端控制装置，用于通过测试工具控制测试终端； 

环境数据采集装置，用于采集无线网络环境参数数据； 

测试数据采集处理模块，用于采集测试数据并处理。 

本发明通过使用灵活的天线布局和参数控制、设置轨道、测试车及控制中心的集中控制，建立了一种通用外场无线测试系统，可以实现多种真实网络环境的模拟。本发明通用无线外场测试环境设置在固定区域内，可作为多种无线网络测试的通用环境，无线网络具有良好的连续性和稳定性，受外界干扰小，因此测试结果具有较高的可信度；采用轨道使试验路线固定，测试周期短，受不确定因素影响小，实现外场测试的自动控制；采用测试车在轨道上行驶，测试车在轨道上行驶的速度可变，可以模拟高速无线网络环境；采用灵活的天线布局，天线高度、天线倾角和天线发射信号的强度及种类均可根据实际需要进行参数调整，使试验过程具有良好的可控性和灵活性；设置起遮挡作用的建筑构件和起屏蔽作用的筒状构件，可以模拟真实网络环境中的高大建筑物和隧道等环境，扩展了试验内容；可通过调整天线和遮挡物 的相关参数模拟不同的无线网络覆盖情况，从而实现了外场一般环境和特殊环境的模拟；通过设置加载终端，使无线测试环境处于可控的、可连续变化的多用户加载无线测试环境。本发明系统组件布局灵活，系统各参数的调整、控制及信息采集系统均为自动化控制，精度更高不仅能完成终端的质量和业务测试，还能更好的定位网络问题，试验效率高，省时省力。 

利用本发明可以实现多种外场无线环境模拟，高速无线测试环境模拟，多种切换测试、多种无线制式共存的试验环境模拟，无线超前研究、无线算法研究、无线设备测试、终端测试测试环境模拟，对自由承载手机终端进行网络性能测试，以达到分析特定无线网络性能、定位特定无线网络异常的目的，同时为无线网络新技术实验和前沿研究提供了便利的无线试验环境。 

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1为本发明通用外场无线测试系统一实施例的示意图； 

图2为本发明通用外场无线测试系统另一实施例的示意图； 

图3为本发明通用外场无线测试系统又一实施例的示意图。 

附图标记说明： 

1—轨道；        2—测试车；      3—第一天线组； 

4—控制中心；    5—建筑构件；    6—横穿轨道； 

7—筒状构件；    8—第二天线组；  9—加载终端。 

具体实施方式

本实施例通用外场无线测试系统的主体结构包括轨道、测试车、天线和控制中心，其中轨道为环形封闭状，其间限定了一通用测试区域；测试车作为装载测试终端的运载工具运行在轨道上，在测试车带动测试终端移动中进行各种试验项目的相应测试；一组或多组天线用于提供一种制式或多种制式 的无线网络环境，在轨道上形成一个或多个覆盖部分轨道或覆盖全部轨道的轨道覆盖小区；控制中心分别与轨道、测试车和天线连接，用于控制整个系统的正常运行，包括控制测试车的运行方式、控制天线的工作方式、监测轨道的工作状态、采集无线网络环境参数数据以及采集测试数据并处理。 

图1为本发明通用外场无线测试系统一实施例的示意图。如图1所示，本实施例的轨道为环形封闭的双轨轨道1，双轨轨道1的内部区域形成一通用测试区域。具体地，双轨轨道1可以架设在一定高度的空中，以美观、不影响地面通行和满足操作维护需要为宜。轨道可以加装半封闭或全封闭罩，通过安全防护设计保证测试安全。双轨轨道1设计为闭环形式有利于连续试验，周长不宜过短，转弯处较平缓，且应有较长的直道便于测试车加速行驶，两轨道间的间隔应保证同时容纳两台测试车2的正常运行。每个轨道上运行有至少一个测试车2，测试终端和其他设备设置在每个测试车2内，两轨道上的测试车2可以同相行驶，也可以相对行驶，以测试两车会车时测试终端的工作状况。试验时，测试车2的运行速度和方向由控制中心4控制，测试车2内根据需要设置了具有各种测试需求的测试终端和测试工具，测试工具可以是路测仪或拨测工具，测试车2内还可装载多部测试终端和笔记本电脑，测试工具与控制中心4连接，负责对测试车2上的测试终端进行控制。 

双轨轨道所形成的通用测试区域内设置有一个或多个第一天线组，以提供覆盖双轨轨道的无线网络环境。本实施例示意的第一天线组3包括4个天线，每个天线形成一个覆盖部分轨道的轨道覆盖小区，使整个双轨轨道得到有效覆盖。第一天线组3的天线可以采用相同制式，实现测试终端高速移动下各小区切换质量等运行测试，第一天线组3也可以采用不同制式的天线组合，为进行多种无线制式的切换测试、共存测试及相关研究提供试验环境。第一天线组3中的所有天线均安装在天线支架上，天线支架设置有可以改变天线高度、下倾角等参数的驱动装置，控制中心通过控制这些驱动装置调整天线高度、下倾角等参数来改变第一天线组3形成的无线环境；控制中心还 与第一天线组3的基站连接，通过改变基站的发射功率、天线配置参数、射频及控制参数等方式改变无线环境。此外，设置第一天线组是实现轨道覆盖的一种方式，本实施例也可以采用沿轨道铺设泄漏电缆，以泄漏电缆方式无线覆盖整个轨道。在实际使用中可按照不同的测试科目分别选择两种覆盖方式。本实施例中，第一天线组中的天线可以是固定天线，也可以是移动天线，根据实际需要设置。 

控制中心4设置在轨道旁或轨道上，用于控制整个系统的正常运行。按照功能划分，控制中心4包括实现各种检测、采集、控制和处理的各种功能设备，其中测试车控制装置用于控制测试车的运行方式(如变速运动、匀速运动等)、运行速度和运行方向，使双轨轨道上的两台测试车以设计速度同相行驶或相对行驶；轨道监测装置用于通过安装在双轨轨道上的轨道传感器监测轨道的工作状态，保证测试车在轨道上高速运动的安全；天线控制装置用于控制天线位置、下倾角、电下倾角、高度和方向，通过调整天线高度、下倾角等参数来改变无线覆盖范围；基站控制装置用于控制各个覆盖小区基站的射频参数及控制参数，通过调整基站的发射功率等射频配置参数改变无线覆盖范围和形成的无线环境，实现各种需要的无线环境模拟；所有无线基站的基带共享资源池(BBU)均放置在控制中心，采用光纤拉远方式至远端射频拉远单元(RRU)；测试终端控制装置与测试车上测试工具连接，用于通过测试工具控制测试终端的各种工作模式，自动完成各种科目测试项目的进行，本实施例整个测试过程可以实现完全的自动化，一旦各个参数设置完毕，控制中心既可通过各个功能设备自动、连续地完成测试，这是现有技术无法比拟的。此外，本实施例中的通用测试区域设置了多个传感器，用于采集试验过程中的无线网络环境参数，控制中心4的环境数据采集装置与这些传感器连接，接收这些传感器采集的无线网络环境参数数据，根据设计环境对实际环境进行相应调整；测试数据采集处理模块用于采集各种测试数据，处理后得到测试结果。

从本实施例上述技术方案可以看出，本实施例在通用外场环境下实现了模拟现实场景中的多种无线网络环境，在固定的测试区域中实现了高速移动情况下无线网络质量的模拟，在固定的测试区域中提供了多种无线制式切换测试、共存测试及相关研究的实验环境，通过自动控制及灵活的系统参数配置，使测试环境的搭建更简单和便捷，达到了对无线设备及测试终端进行测试、分析特定网络性能以及定位网络异常等目的。本实施例技术方案的通用无线外场测试环境设置在固定区域内，无线网络具有良好的连续性和稳定性，受外界干扰小，因此测试结果具有较高的可信度；采用双轨轨道替代现网路测的测试路线，路线固定，在同等条件下测试可控性强，测试周期短，受不确定因素影响小；采用两台测试车在轨道上移动替代现网路测的路测车，测试车在轨道上行驶的速度可变，测试车可以同向行驶或相向行驶模拟不同测试场景，并通过控制中心的参数设置进行自动控制，因此不仅可以重现网络问题，还可以通过装置的调整和参数的设置找到解决问题的方案，同时进一步地实现了高速外场环境测试的模拟；采用灵活的天线布局，天线高度、天线倾角和天线发射信号的强度及种类均可根据实际需要进行参数调整，使试验过程具有良好的可控性和灵活性；通过设置天线制式，可实现多种无线制式共存，为多制式下的切换测试和终端测试提供了测试环境；通过上述技术方案，测试环境可以用于多种测试项目，所实现的网络环境具有多场景、多天线以及多种无线制式共存等特点，最大限度地利用了资源的使用和调配，试验效率高。 

图2为本发明通用外场无线测试系统另一实施例的示意图。如图2所示，在图1所示实施例基础上，本实施例通过在通用测试区域内设置相应的构件可以实现多场景的试验。具体地，通用测试区域中设置有数个建筑构件5，用于模拟城市密集环境；通用测试区域中设置有穿越该通用测试区域之间的横穿轨道6，用于模拟市区楼群间多径环境；在轨道上设置有筒状构件7，用于模拟隧道环境。建筑构件5可以设置在轨道上或者轨道周围区域，作为各 种形式的遮挡物来阻挡无线信号，以模拟城市密集环境。建筑构件5的高度、规格等参数由具体测试目的决定，以制造各种典型的信号传播环境，如瑞利衰落、莱斯衰落等无线环境。横穿轨道6穿越在建筑构件5之中，可以模拟典型的市区遮挡环境，建筑构件5作为横穿轨道6两边的遮挡物增加了信号反射，形成通用测试区域内的多径环境。筒状构件7设置在轨道上，轨道穿过筒状构件7，筒状构件7作为屏蔽罩可以阻挡外来信号，因此形成一种模拟隧道覆盖情景。进一步地，可以在筒状构件7内安装信号泄露装置或安装天线等来制造内部信号来源，从而真实地模拟隧道使用环境，信号泄露装置可以采用溃线泄漏方式覆盖模拟的隧道。本实施例通过在试验区域的不同位置设置起遮挡作用的建筑构件和起屏蔽作用的筒状构件，可以模拟真实网络环境中的高大建筑物和隧道等环境，扩展了试验内容。 

图3为本发明通用外场无线测试系统又一实施例的示意图。如图3所示，在图1和图2所示实施例基础上，本实施例在轨道外设置了一个或多个第二天线组8，形成一个或多个对轨道覆盖小区进行干扰的轨道邻近小区。具体地，第二天线组8包括数个不同制式的移动天线，分别分布在轨道外侧，这些移动天线与控制中心的天线控制装置连接，因此其高度、倾角、发射强度以及种类都可根据实际需要进行调整，具有良好的可控性和灵活性。每个天线形成一个轨道邻近小区，实现邻小区对轨道覆盖小区的干扰。显然，第一天线组和第二天线组的位置可以互换，或以相互融合的方式布局，即第一天线组的一部分天线设置在轨道内，另一部分天线设置在轨道外，第二天线组的一部分天线设置在轨道外，另一部分天线设置在轨道内，根据轨道长度计算通用外场无线网络测试环境总共需要的小区数，根据设计需求设置轨道覆盖小区和轨道邻近小区(内层邻小区和外层邻小区)的数量，最大限度地模拟试验环境。第二天线组中的天线可以是固定天线，也可以是移动天线。此外，在第二天线组形成的轨道邻近小区内，还可以设置数个加载终端9，加载终端9用于对轨道覆盖小区进行干扰，每个加载点加载终端9的数量可以 变化，加载点的位置也可以变化，以改变无线测试环境。相应地，控制中心内设置有加载终端控制装置，加载终端控制装置通过自动拨测工具对加载终端9进行拨测控制，使无线测试环境处于可控的、可连续变化的多用户加载无线测试环境。显然，加载终端9也可以设置在轨道覆盖小区内，形成轨道覆盖小区内层的近加载点和外层的远加载点，在同频组网情况下加大对轨道覆盖小区的干扰，通过自动控制改变天线状态，有选择性地模拟多小区和多用户加载无线测试环境。 

本发明上述实施例提出的通用外场无线测试系统限定于固定区域，可作为多种无线网络测试的通用环境；系统组件布局灵活，可通过调整天线和遮挡物的相关参数模拟不同的无线网络覆盖情况，从而实现了外场一般环境和特殊环境的模拟；系统测试车的运行、天线参数的调整及信息采集系统均为自动化控制，精度更高；测试过程中通过改变测试车的运动速度，可以模拟高速无线网络环境；辅以终端运动状态的变化，可完成终端的质量和业务测试，从而更好的定位网络问题；可以提高试验效率，省时省力。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种通用外场无线测试系统，其特征在于，包括：

轨道，所述轨道为环形封闭状，其间限定了一通用测试区域；

测试车，用于装载测试终端并运行在所述轨道上；

天线，用于提供至少一种无线制式的无线网络环境，在所述轨道上形成至少一个轨道覆盖小区；

控制中心，用于控制所述测试车的运行方式和所述天线的工作方式。

2.根据权利要求1所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述轨道为双轨轨道，每个轨道上设置有至少一个测试车。

3.根据权利要求2所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述通用测试区域中设置有穿越其间的横穿轨道。

4.根据权利要求1所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述轨道的周围区域设置有用于模拟城市密集环境的建筑构件。

5.根据权利要求1所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述轨道上设置有用于模拟隧道环境的筒状构件，所述轨道穿设于所述筒状构件之中。

6.根据权利要求5所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述筒状构件内设置有模拟信号来源的泄露装置或天线。

7.根据权利要求1所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述测试车内设置有测试终端，控制所述测试终端的测试工具与所述控制中心连接。

8.根据权利要求1所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述天线为至少一个设置在所述通用测试区域内的第一天线组。

9.根据权利要求8所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述第一天线组包括数个不同制式的天线，每个天线形成一个覆盖部分轨道的轨道覆盖小区。 

10.根据权利要求8所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述天线还包括至少一个设置在所述通用测试区域外的第二天线组。

11.根据权利要求10所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述第二天线组包括数个不同制式的天线，每个天线形成一个对所述轨道覆盖小区进行干扰的轨道邻近小区。

12.根据权利要求11所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述轨道邻近小区内设置有至少一个对所述轨道覆盖小区进行干扰的加载终端。

13.根据权利要求1所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述天线为沿所述轨道设置的以无线覆盖整个轨道的泄漏电缆。

14.根据权利要求1～13中任一权利要求所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述控制中心包括：

测试车控制装置，用于控制测试车的运行方式、速度及方向；

轨道监测装置，用于通过轨道传感器监测轨道的工作状态；

天线控制装置，用于控制天线的位置、下倾角、电下倾角、高度和方向；

基站控制装置，用于控制各个轨道覆盖小区基站的射频参数及控制参数；

测试终端控制装置，用于通过测试工具控制测试终端；

环境数据采集装置，用于采集无线网络环境参数数据；

测试数据采集处理模块，用于采集测试数据并处理。

15.根据权利要求14所述的通用外场无线测试系统，其特征在于，所述控制中心还包括：

加载终端控制装置，用于控制加载终端对轨道覆盖小区进行干扰。

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