CN101455011A - 通信信号的功率显示和信号分析仪 - Google Patents

Abstract

为了容易地理解多个信道的通信信号之间的关系，一种信号分析仪提供一种显示，该显示示出了累积柱状图100，累积柱状图累积每个时隙中该多个信道的功率，横轴表示时间。图100中显示标记110，对应于标记110的显示位置的时隙中的参数信息也显示在表格112中。如果标记110的显示位置发生变化，而该时隙的参数信息没有显示在表格112中，表格112中的参数的显示范围与显示的标记位置同步变化。另外，对应于标记110的显示位置的时隙中每个信道的功率相关信息也会在显示栏118中显示。

Description

通信信号的功率显示和信号分析仪

背景技术

本发明的实施例通常涉及一种测量通信信号状态的显示(display)和一种信号分析仪，尤其涉及一种使得能够容易测量复用(multiplexed)通信信号的多个信道之间功率随时间变化的显示以及具有这种显示的信号分析仪。

用在W-CDMA型蜂窝电话系统或类似的系统中的通信信号，通过利用单个载波复用多个信道的信号来发送和接收。已知的用来观察和测量这样的通信信号状态的信号分析仪例如是无线通信分析仪型号WCA 200A，可以从美国的Tektronix公司购买。这种无线通信分析仪包括与为个人计算机开发的通用基本软件操作系统(OS)，以及在多个窗口中同时操作的多个应用软件相结合的基于频谱仪的硬件。安装的应用软件允许用户实现适用于通信信号的信号分析的不同功能。图1示出了可从使用这种应用软件的传统信号分析仪得到的示例图。图1的上半部分是码域功率显示，下半部分是码谱(codegram)显示。

码域显示在例如在美国专利号6,219,340的说明书中被公开。码域显示中的每一个柱状条均代表活动的(active)信道，它的宽度响应于该信道位于的码层而变化。比如，如果信道位于码层2，八(8)个码道(code channel)会被使用。另一方面，如果信道位于码层3，十六(16)个码道会被使用。相应地，码层3上的任何信道都显示为码层2上信道宽度的两倍。每个柱状条的高度表示以dB表示的功率。

码谱显示在美国专利公开号2004/0032897的说明书中公开。码谱显示被认为包括了码域功率显示的所有信息，另外还包括时间变化信息。横轴表示时间。与码域功率显示类似，每个柱状条均代表信道，它的宽度响应于该信道位于的码层而变化。功率以不同的颜色显示。

标记6和8分别用在码域功率显示和码谱显示中，用来数字地显示相应的信道名称和功率。另外，时间信息也显示在码谱显示中。这种显示提供了多种信息，例如，活动的信道，活动信道位于的码层，信道是否是活动的，以及信道的功率水平。

从前面的描述中可以看出，码域功率显示和码谱显示能够提供多个信道中的每一个的功率水平状态以及它们随时间怎样变化。然而，不幸地，难以理解的是多个信道的通信信号之间的关系。具体而言，难以看出在多个信道中每个信道怎样使用通信信号总功率中的功率，以及它们怎样随时间变化。

发明内容

因此，本发明提供一种显示和一种信号分析仪，所述显示和信号分析仪使用户能够容易理解多个信道的通信信号之间的关系以及它们的定时因子(timingfactor)。本发明的实施例提供这种显示和信号分析仪，从而克服了现有技术的缺陷。

本发明的实施例涉及一种通信信号的功率显示，用于显示通信信号的多个信道的时间变化功率，其中通过单个载波来复用多个信道。在本发明的实施例中，通过在每个预定的时间间隔累积(stack)多个信道的功率来显示表示通信信号总功率的图。这可以通过在现有的信号分析仪(如型号WCA200A等)中安装执行本发明功能的应用软件来实现。该预定的时间间隔例如在W-CDMA通信系统或类似的系统中被称为时隙。

可以在图中显示标记，也可以显示表格，所述表格表示在每个预定的时间间隔中通信信号的参数状态。在这种情况下，表格中参数的显示范围随着标记显示位置同步变化，使得无论标记显示位置怎样变化，对应于标记显示位置的预定时间间隔的通信信号的参数状态都会显示在表格中。

此外，在图上显示标记以及对应于标记显示位置的预定时间间隔的多个信道的功率信息的数值也是可能的。功率信息可以是例如以dBm或每个信道相对于总功率的功率比(以百分比或dB为单位)表示。

另一方面，本发明的实施例是一种包括下面的构成组件的信号分析仪。存储装置，包括RAM(随机存取存储器)，HDD(硬盘驱动器)或类似的存储表示其中由单个载波复用多个信道的通信信号的数字数据的装置。计算装置，用于根据数字数据计算通信信号中复用的多个信道的功率。显示装置，通过累积预定时间间隔内该多个信道的功率显示表示通信信号总功率的图。

本发明的更多实施例展示了更多的优点。也就是说，这些实施例使得人们能够容易地理解通信信号中多个信道之间的关系。相应地，实施例对于优化多个信道间的功率分配或类似的应用是有用的。例如，当最大传输功率由规范所规定，在遇到总功率超过最大值的现象时，使用本发明的实施例的测量通过降低影响相对较小的信道的功率而使用户能够容易地处理这种问题。

下面参考附图，通过举例描述本发明。

附图说明

图1是用于测量通信信号的示例性传统图形显示；

图2是使用根据本发明的信号分析仪的无线信号分析系统的功能框图；

图3是示出根据本发明的显示的示例性数据处理的流程图；

图4是根据本发明的一个实施例的示例性显示；

图5是根据本发明的另一个实施例的示例性显示；以及

图6是是根据本发明又一个实施例的示例性显示。

在附图中，相同的参考数字表示相同的部分或过程。

具体实施方式

下面将参考附图更具体描述本发明的实施例。图2是使用根据本发明的信号分析仪的无线信号分析系统的功能框图。为了实现本发明，可以使用现有信号分析仪的硬件。信号分析仪14具有与个人计算机相似或等同的功能和硬件。尽管没有示出，采用通用CPU的个人计算机能够利用硬盘驱动器(HDD)存储大量数据，通过图形用户接口使用键盘和鼠标进行多种不同的设置。可以通过在现有的信号分析仪中安装实现本发明功能的应用软件来实现本发明。

图3是示出实现根据本发明实施例的显示的示例性处理的流程图。下面参考图2和图3，描述根据本发明的数据处理的例子。接收器电路12将要测量的信号或由天线10接收的通信信号(在本特定的例子中是无线信号)转换成电信号，将转换的电信号通过信号分析仪14的输入端提供给前置放大器电路(ATT)16。前置放大器电路16在将输入信号提供给下变频器23之前调整输入信号到合适的幅度(步骤42)。下变频器23包括混频器18，本地振荡器20和带通滤波器22，并且以模拟的方式将输入信号的频率转换到中频(IF)信号(或下变频)(步骤44)。尽管在图2中只示出了单级(single stage)下变频器23，如果需要的话显然可以提供二级或三级下变频器。IF信号通过模数转换器23被转换为数字数据(时域数据)(步骤46)。

DSP(数字信号处理器)28基于每个信道的不同扩频因子执行解扩(inversespreading)以便获得符号数据(步骤48)。从符号数据中计算总功率以及用来传输每个信道的功率(步骤50)。这种数据然后被存储在HDD中(步骤52)，存储的数据用于下面描述的图、表格以及标记显示中(步骤54)。此外，在本发明的实施例中，图和表格上的标记显示位置彼此相关，并且对应于图中的标记显示位置的时隙(TS)的参数状态显示在显示设备29的显示屏上的表格中(步骤56)。如果标记是在当前不在表格中显示的时隙中显示的，则改变表格的显示范围使得相应的时隙包含在表格中。应该注意表格中使用的数据不必每次都通过接收无线信号来获取。相反，任何预先生成的数据可以复制在信号分析仪中。

图4是根据本发明的示例显示。累积柱状图(stacked bar graph)100通过累积每个时隙中活动信道的功率显示用于传输通信信号的总功率。横轴表示时间，纵轴以dBm表示总功率。不同的信道可以不同的颜色或不同的图案显示，方便相互区分。在图4所示的特定例子中，四(4)个信道是活动的。由虚线102指示的参考线也可以显示在累积柱状图100中。例如，参考线102是规程所允许的最大传输功率，对于W-CDMA为24dBm(上行链路功率等级3)。因此，可以很容易地区分超过最大传输功率的任何时隙，比如柱状条104和106。为了方便还提供注释栏108以显示颜色与信道之间的关系。另外，标记110显示在图100上。通过用户对例如鼠标的操作，标记110可以从图上的一个位置移动到另一个位置。

另外，在显示设备29的显示屏上显示了表格112，其指示每个时隙中的通信信号参数。在表格112中，“TS SN”表示信号分析仪为时隙(TS)分配的序列号，并且用来管理信号分析仪的测量数据。如果有100个时隙，信号分析仪分配例如范围从-99到0的序列号。表格112中的“TS#”表示适合每个时隙的时隙号，并且在重复0—14之间的数字。表格112包括其他通信信号参数。下面将描述一些例子。“ACK”是在蜂窝终端正常接收到发送给其的数据时，发送给基站的信号。如果没有正常接收，发送“NACK”信号。“CQI”是信道质量指示符的缩写，是与调制类型等有关的参数。“偏移”是指示信号从时隙头部偏移的量的参数。这些附加参数每隔几个时隙出现一次。如果时隙和参数不能被包括在表格112中，需要的话，可以显示水平滑块114和垂直滑块116。通过使用鼠标移动水平和垂直滑块114和116，用户能够选择表格112中参数的显示范围。

标记110的显示位置和表格112中的显示范围是彼此相关的。在图4所示的特定例子中，标记110在图100上显示在时隙序列号(TS SN)为“-17”的柱状条。响应于标记的位置，表格112中以反向模式显示时隙序列号“-17”的行。例如，标记110在图100上移动到时隙序列号为“-12”的柱状条的位置，而“-12”在表格112中没有显示，表格112的显示范围就会偏移使得与时隙序列号“-12”有关的参数信息能够显示，并且以反向模式显示时隙序列号“-12”的行。当然，也可以用闪烁模式或不同的颜色而不是反向模式来进行区分显示。

此外，功率水平相关栏118也提供在显示设备29的显示屏上，用于以数字形式显示对应于标记110的位置的时隙中的功率相关值。在图4所示的特定例子中，由于标记110定位在时隙序列号“-17”处，在功率相关信息显示栏112中以dBm显示时间位置序列号为“-17”的总功率和每个信道的功率水平。也可以显示每个信道的功率相对于总功率的百分比，以百分比或dB显示。

现在，图5所示为根据本发明的另一个实施例的示例显示。下面的描述中使用的元素的参考数字与图4的实施例中相同。在图5所示的例子中使用累积的表面图(surface graph)120，而不是累积柱状图100。该图也称为累积的层图(layer graph)。相邻时隙之间的边界可以用例如分隔线122显示。对应于每个信道的层优选地用不同的颜色或图案显示予以区分。可选地，可以只显示一条线(边界线)来表示相邻层之间的边界。与图4中的情况类似，显示标记110，还显示了与标记显示位置同步变化的表格112和功率相关信息栏118。

现在，图6所示为根据本发明的又一个实施例的示例显示。下面的描述中使用的元素的参考数字与图4实施例中的对应元素相同。在图6的特定例子中，采用100％累积柱状图124而不是累积柱状图100。这就意味着每个时隙的总功率被设置为100％，并且显示每个信道相对于总功率的功率比，当每个信道的功率比的时间变化比较重要时，这种显示特别有用。标记110的功能与图4中的相同。

尽管上面描述了本发明的一些优选实施例，本领域普通技术人员能够在不偏离本发明的范围和精神下做各种修改。比如，可以在功率相关信息显示栏118中以mW显示功率。也可以与本发明的显示同时显示与标记同步的码域功率和码谱功率。虽然在上面的例子中表格112中的显示范围与图中的标记位置同步改变，也可以反过来实现。也就是说，改变图中的显示范围以显示与表格中指定的时隙对应的柱状条。

Claims (6)

1、一种生成通信信号的功率显示的方法，该功率显示用于显示所述通信信号的多个信道的功率的时间变化，其中通过单个载波复用该多个信道，该方法包括：

接收要测量的输入通信信号；

计算总功率和每个信道的功率；以及

通过在每个预定时间间隔累积该多个信道的功率，在图中生成所述通信信号的总功率的显示。

2、根据权利要求1所述的方法，进一步包括生成标记；其中在所述图中显示该标记，在预定时间间隔中的通信信号的参数状态显示在表格中，并且无论标记显示位置怎样改变，对应于该标记显示位置的预定时间间隔内的通信信号的参数状态都显示在该表格中。

3、根据权利要求2所述的方法，其中在所述图中显示标记，同时显示在对应于所显示的标记的位置处的预定时间间隔内的该多个信道的功率信息。

4、一种信号分析仪，包括：

存储装置，用于存储表示由单个载波复用的多个信道的通信信号的数字数据；

计算装置，用于根据该数字数据计算所述多个复用信道的通信信号的功率；以及

显示装置，用于通过在预定时间间隔累积所述多个信道的功率，显示表示所述通信信号的总功率的图。

5、如权利要求4所述的信号分析仪，其中显示装置适于显示标记；其中在所述图中显示标记，在预定时间间隔内的通信信号的参数状态显示在表格中，并且无论标记显示位置怎样改变，对应于该标记显示位置的预定时间间隔内的通信信号的参数状态都显示在所述表格中。

6、如权利要求5所述的方法，其中在所述图中显示标记，同时显示在对应于所显示的标记的位置处的预定时间间隔内的所述多个信道的功率信息。

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