CN101789800A

CN101789800A - 用于无线信号接收机的测试方法及其相关测试装置

Info

Publication number: CN101789800A
Application number: CN200910002987A
Authority: CN
Inventors: 曹筑昕
Original assignee: Ralink Technology Corp Taiwan
Current assignee: Ralink Technology Corp Taiwan
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2010-07-28

Abstract

用于无线信号接收机的测试方法，包含有由该无线信号接收机处理一待测信号，以产生对应的一同相信号及一正交信号；对该同相信号及该正交信号分别执行一傅立叶转换过程，以产生一第一转换结果及一第二转换结果；以及透过图形化方式显示该第一转换结果及该第二转换结果，以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果。

Description

用于无线信号接收机的测试方法及其相关测试装置

技术领域

本发明涉及一种用于无线信号接收机的测试方法及其相关测试装置，尤指一种可使测试操作者实时且精确地判断噪声或干扰的频段及强度的测试方法及其相关测试装置。

背景技术

在现代化信息社会中，各种无线通信网络已经成为社会大众交换语音或文字讯息、数据、资料、影音档案的重要途径之一。一般而言，使用者可透过无线网卡等设备，存取无线网络的信息。因此，如何提升无线网卡的收发效率及可靠度，也就成为业界所努力的目标之一。

在习知技术中，超外差接收机(Super Heterodyne Receiver)是一种最为广泛使用的无线通信接收机，其可以简单地执行载波频率调谐、滤波及信号放大。因此，不仅是无线网络的应用，其它如卫星、广播、移动通信等，皆可使用超外差接收机接收无线信号。请参考图1，图1为习知一超外差接收机10的示意图。超外差接收机10包含有一天线100、一低噪声放大器102、一镜像消除滤波器(Image Reject Filter)104、一混频器106、一本地振荡器(Local Oscillator)108、一中频低通滤波器110、一中频放大器112及一基频处理器114。超外差接收机10的运作方式应为业界所熟知，故仅简述如下。射频信号V_RF1由天线100接收后，经低噪声放大器102放大成为射频信号V_RF2。接着，镜像消除滤波器104滤除射频信号V_RF2中的镜像频率信号，以产生射频滤波信号VF_RF，再经混频器106降频至中频频段，并由中频低通滤波器110滤波和中频放大器112放大后输出中频信号V_IF至基频处理器114。基频处理器114接收到中频信号V_IF后，视不同应用或需求，可能进行解调、译码、解多工等运作，以取得其中的消息(Message)部分。

一般而言，影响超外差接收机10的接收效率的原因，除了环境噪声或干扰外，最主要的就是相关组件所产生的噪声。这类噪声产生的原因可能是制作上的瑕疵或是组件不匹配等因素。举例来说，若超外差接收机10用于一无线网卡，则无线网卡用于一笔记型计算机接收无线网络信号时，笔记型计算机的主机板、屏幕等可能也会产生噪声。若所产生的噪声落于无线网卡接收范围，且强度大于无线网卡接收能力，则会对此无线网卡的接收效率产生相当程度的影响，进而影响整体性能与稳定度。为了避免上述情形，习知技术会使用一频谱分析仪，对无线网络频段扫瞄。然而，此方法仅能大约知道哪个频段有问题，并不能切确了解此噪声影响无线网络装置的程度大小。因此，可能会有误判的发生，以致无法改善无线网卡的接收效率。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于一无线信号接收机的测试方法及其相关测试装置。

本发明揭露一种用于一无线信号接收机的测试方法，包含有由该无线信号接收机处理一待测信号，以产生对应的一同相信号及一正交信号；对该同相信号及该正交信号分别执行一傅立叶转换过程，以产生一第一转换结果及一第二转换结果；以及透过图形化方式显示该第一转换结果及该第二转换结果，以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果。

本发明另揭露一种用于一无线信号接收机的测试装置，包含有一接收单元，用来接收一同相信号及一正交信号，该同相信号及该正交信号是由该无线信号接收机处理一待测信号所产生；一转换单元，用来对该同相信号及该正交信号分别执行一傅立叶转换过程，以产生一第一转换结果及一第二转换结果；以及一显示单元，用来透过图形化方式显示该第一转换结果及该第二转换结果，以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果。

附图说明

图1为习知用于一超外差接收机的一降频器的示意图。

图2为根据本发明的一实施例的测试过程的示意图。

图3A及图3B为根据本发明的一实施例的测试装置的示意图。

图4至图7为根据本发明的一实施例的测试结果的示意图。

【主要组件符号说明】

10 超外差接收机

100 天线

102 低噪声放大器

104 镜像消除滤波器

106 混频器

108 本地振荡器

110 中频低通滤波器

112 中频放大器

114 基频处理器

V_RF1、V_RF2 射频信号

VF_RF 射频滤波信号

V_IF 中频信号

20 过程

200、202、204、206、208 步骤

30 测试装置

300 接收单元

302 转换单元

304 显示单元

310 增益调整单元

312 更新单元

306 模拟至数字转换模块

308 傅立叶转换模块

具体实施方式

为了测试一无线信号接收机的噪声或干扰情形，本发明利用通信系统中常使用的同相(In-phase)信号及正交(Quadrature)信号，以精确且快速地判断可能发生问题的频段，进而提高产品的稳定性。

如业界所熟知，一带通信号x(t)可表示为下列等式：

x(t)＝x_I(t)*cos(2π*f_C*t)-x_Q(t)*sin(2π*f_C*t)

其中，x_I(t)为带通信号x(t)的同相成分，x_Q(t)为带通信号x(t)的正交成分，f_C表示带通信号x(t)的中心频率。同相信号及正交信号显示了正弦波的强度和相位的改变，可据此处理调变信号，或应用在信号调变的过程中。需注意的是，同相信号及正交信号的概念或产生方式等为业界所熟知，且常见于习知通信系统中(如图1的基频处理器114)。

接下来说明本发明的运作方式。请参考图2，图2为本发明实施例一测试过程20的示意图。测试过程20用于一无线信号接收机，其包含有以下步骤：

步骤200：开始。

步骤202：由该无线信号接收机处理一待测信号，以产生对应的一同相信号及一正交信号。

步骤204：对该同相信号及该正交信号分别执行一傅立叶转换过程，以产生一第一转换结果及一第二转换结果。

步骤206：透过图形化方式显示该第一转换结果及该第二转换结果，以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果。

步骤208：结束。

根据过程20，无线信号接收机先处理待测信号，以产生对应的同相信号及正交信号。接着，本发明对同相信号及正交信号执行傅立叶转换过程，并据以显示相关转换结果，进而产生对应的测试结果。由于傅立叶转换过程将时域转换为频域，因此，过程20所显示的测试结果对应于频域，则测试人员可快速地观察到哪些频段有噪声或干扰，进而采取相关措施，以提高产品的稳定性。

需注意的是，步骤202中产生同相信号及正交信号的方式无任何限制，其是习知技术中常见的技艺。例如，将待测信号乘以cos(2π*f_C*t)，并经低通滤波处理可得同相信号；将待测信号乘以(-sin(2π*f_C*t))，并经低通滤波处理则可得正交信号。由于同相信号及正交信号常用于基频处理中，因此，本发明只需撷取基频处理器所产生的同相信号及正交信号即可，而无需增加相关步骤。

另一方面，步骤204对同相信号及正交信号执行傅立叶转换过程，以将时域信号转为频域信号。较佳地，为提升转换效率，步骤204可变化为先分别将同相信号及正交信号转换为一第一数字数据及一第二数字数据，再对该第一数字数据及该第二数字数据分别执行一快速傅立叶转换过程，以产生该第一转换结果及该第二转换结果。经由快速傅立叶转换过程，可将同相信号与正交信号的信号强度对时间的信息(即第一数字数据及第二数字数据的内容)转换为功率频谱(Power Spectrum)强度对频率的信息(即第一转换结果及第二转换结果的内容)。

最后，由于第一转换结果及第二转换结果对应于同相信号与正交信号的功率频谱强度对频率的信息，通过步骤206，可将其以图形化方式显现，使得测试操作者可据以判断对应频段的噪声或干扰的情形。此外，进一步地，在显示测试结果时，可同时显示基准量测图形，用以与测试结果进行比较，使得测试操作者可更容易做判断。

除此之外，在测试的过程中，为仿真无线信号接收机中所有可能的噪声产生情形，可将无线信号接收机的放大能力固定为最大值，并持续更新同相信号及正交信号，例如每0.5秒(即每秒两次)重新抓取运算与更新量测图形，以利实时判断。

因此，透过测试过程20，本发明可精确且快速地判断无线信号接收机可能发生问题的频段，以采取相关措施，进而提高产品的稳定性。

关于测试过程20的实现，请参考图3A及图3B。图3A为本发明实施例一测试装置30用于图1的超外差接收机10时的示意图，而图3B为测试装置30的功能方块图。测试装置30包含有一接收单元300、一转换单元302、一显示单元304、一增益调整单元310及一更新单元312。测试装置30用以实现测试过程20，其运作方式可参考前述说明，以下仅简述之。接收单元300用来接收基频处理器114所产生的同相信号及正交信号。转换单元302包含有一模拟至数字转换模块306及一傅立叶转换模块308，模拟至数字转换模块306用来将同相信号及正交信号转换为数字数据，而傅立叶转换模块308则用来执行快速傅立叶转换过程，以产生对应的转换结果于显示单元304。显示单元304则透过图形化方式显示傅立叶转换模块308的转换结果，以产生对应的测试结果。另外，增益调整单元310将中频放大器的放大能力固定为最大值，而更新单元312则可根据一预设频率，更新基频处理器114所产生的同相信号及正交信号，以重新抓取运算与更新量测图形。

需注意的是，图3A及图3B所示的测试装置30仅用以说明本发明的精神，本领域技术人员当可根据系统所需，做不同的修饰，而不限于此。

因此，本发明可利用基频处理器所产生的同相信号与正交信号，产生对应的图形化测试结果，使得测试操作者可实时且精确地判断噪声或干扰的情形，以采取适当的措施。相较之下，习知技术仅能透过频谱分析仪对无线网络频段扫瞄，因而无法切确了解噪声影响的程度大小。因此，本发明确实能改善习知技术的缺点。

举例来说，请参考图4至图7，图4至图7分别显示了图3A的架构下不同测试结果的示意图。其中，虚线所描绘的曲线表示基准量测图形，所包含的突出线为基准信号强度，默认值为-86dBm；而实线所描绘的曲线则表示待测信号。因此，透过图4至图7所显示的图标内容，测试操作者可判断超外差接收机10是否可正确运作。例如，在图5中，待测信号的频率为2453MHz，强度为-94dBm，由实线所描绘的曲线可看出，测试结果符合待测信号的特性，表示具有参考价值。另外，在图6中，由实线所描绘的曲线可看出，整体噪声强度比参考信号大7.13dB。最后，在图7中，实线所描绘的曲线代表频率在2437MHz～2457MHz发生干扰信号，大约比参考信号大4dB。

上述之例用以说明本发明如何透过图形化接口，显示相对于待测信号的测试结果，使得测试操作者可实时且精确地判断噪声或干扰的情形，以采取适当的措施，进而提高产品的稳定性。

综上所述，本发明根据基频处理器所产生的同相信号与正交信号，产生对应的图形化测试结果，使得测试操作者可实时且精确地判断噪声或干扰的频段及强度，以采取适当的措施，进而提高产品的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种无线信号接收机的测试方法，包含有：

处理一待测信号，以产生对应的一同相(In-phase)信号及一正交(Quadrature)信号；

对该同相信号及该正交信号分别执行一傅立叶转换(Fourier Transform)过程，以产生一第一转换结果及一第二转换结果；

将该第一转换结果及该第二转换结果与一基准数据进行比对，以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果；以及

显示该第一转换结果及该第二转换结果，以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果。

2.如权利要求1所述的测试方法，其中对该同相信号及该正交信号分别执行该傅立叶转换过程以产生该第一转换结果及该第二转换结果的步骤，包含有：

分别将该同相信号及该正交信号转换为一第一数字数据及一第二数字数据；以及

对该第一数字数据及该第二数字数据分别执行该傅立叶转换过程，以产生该第一转换结果及该第二转换结果。

3.如权利要求2所述的测试方法，其中该第一数字数据对应于该同相信号的信号强度对时间的信息。

4.如权利要求2所述的测试方法，其中该第二数字数据对应于该正交信号的信号强度对时间的信息。

5.如权利要求2所述的测试方法，其中该第一转换结果对应于该同相信号的功率频谱(Power Spectrum)强度对频率的信息。

6.如权利要求2所述的测试方法，其中该第二转换结果对应于该正交信号的功率频谱(Power Spectrum)强度对频率的信息。

7.如权利要求2所述的测试方法，其中该傅立叶转换过程是一快速傅立叶转换过程。

8.如权利要求1所述的测试方法，其中将该第一转换结果及该第二转换结果与一基准数据进行比对的步骤包含透过图形化方式显示该第一转换结果及该第二转换结果，以与该基准数据的图形进行比较。

9.如权利要求1所述的测试方法，其另包含将该无线信号接收机的放大能力固定为一最大值。

10.如权利要求1所述的测试方法，其另包含根据一预设频率，更新该无线信号接收机所产生的该同相信号及该正交信号。

11.如权利要求10所述的测试方法，其中该预设频率为每秒两次。

12.一种用于一无线信号接收机的测试装置，包含有：

一接收单元，用来接收并处理一待测信号以产生一同相(In-phase)信号及一正交(Quadrature)信号；

一转换单元，用来对该同相信号及该正交信号分别执行一傅立叶转换(Fourier Transform)过程，以产生一第一转换结果及一第二转换结果；

一比较单元，用来将该第一转换结果及该第二转换结果与一基准数据进行比较，以产生相对于该待测信号的一测试结果；以及

一显示单元，用来以产生该无线信号接收机相对于该待测信号的一测试结果。

13.如权利要求12所述的测试装置，其中该转换单元包含有：

一模拟至数字转换模块，用来将该同相信号及该正交信号分别转换为一第一数字数据及一第二数字数据；以及

一傅立叶转换模块，用来分别对该第一数字数据及该第二数字数据执行该傅立叶转换过程，以产生该第一转换结果及该第二转换结果。

14.如权利要求13所述的测试装置，其中该第一数字数据对应于该同相信号的信号强度对时间的信息。

15.如权利要求13所述的测试装置，其中该第二数字数据对应于该正交信号的信号强度对时间的信息。

16.如权利要求13所述的测试装置，其中该第一转换结果对应于该同相信号的功率频谱(Power Spectrum)强度对频率的信息。

17.如权利要求13所述的测试装置，其中该第二转换结果对应于该正交信号的功率频谱(Power Spectrum)强度对频率的信息。

18.如权利要求13所述的测试装置，其中该傅立叶转换过程是一快速傅立叶转换过程。

19.如权利要求12所述的测试装置，其中该比较单元包含一显示单元以通过图形化方式显示该第一转换结果、该第二转换结果及该基准数据以进行比较。

20.如权利要求12所述的测试装置，其另包含一增益调整单元，用来将该无线信号接收机的放大能力固定为一最大值。

21.如权利要求12所述的测试装置，其另包含一更新单元，用来根据一预设频率，更新该无线信号接收机所产生的该同相信号及该正交信号。

22.如权利要求21所述的测试装置，其中该预设频率为每秒两次。