CN101951634B - 用于td-lte终端自动功率控制校准的方法和系统 - Google Patents
用于td-lte终端自动功率控制校准的方法和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于TD-LTE终端自动功率控制校准的测量方法和系统，设备包括PC机和综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块。PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接，主控机通过PXI接口与射频数字接收模块连接，同时对其进行触发采集方式的配置，主控机通过参考信号定位不同子帧上的被测终端发射功率，根据采集到的信号数据计算出相应功率值，然后反馈给PC机；PC机向被测终端和综测仪下发控制命令，并进行校准线拟合，实现校准准确性验证，同时能够将校准参数写入终端的EEPROM中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于TD-LTE终端的自动功率控制校准的方法和系统，具体地，涉及对TD-LTE终端的发射机自动功率控制进行快速自动校准，本发明适用于TD-LTE终端的发射机自动功率控制进行自动校准。
背景技术
由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响，即使是基于同样的平台同样的设计，也会表现出不同的电性能。
为了消除这种影响，每个手机在出厂之前都要对这些参数进行测量计算得到一些参数误差数据，并把这些误差数据存储到一定的存储介质(一般为EEPROM)里，在手机正常使用过程中，CPU会读取这些数据并利用一定的算法对需要补偿的参数进行补偿。在生产测试过程中，对需要补偿校正的数据测量、计算并存入EEPROM里的过程，称之为校准。
伴随TD-LTE技术的日益发展成熟、以及其终端的商用化进程的加快，为了迎接TD-LTE终端(包括手机、无线上网卡和模块等)的大批量生产，需要自动校准终端完成上述批量生产任务。
自动功率控制校准(APC)是衡量终端发射机性能的一项重要指标，检验手机是否能发射一定功率的信号。APC功率的关系是基本线性的，或分段线性的，是可以预测的，对每个设置频点，一般会选择几个功率等级点，然后进行内插。
TD-LTE系统有33-40共8个频带，同频带内不同频点上的功率线性关系基本相同，因此只需对每个频带测一个频点即可完成该频带上的APC校准，对于每个频带，终端厂商会提供需要校准的功率值。
如果使用传统的自动功率控制校准方法和系统，系统采用频谱仪分析接收到的功率信号，由于不能对接收到的终端发射信号进行准确定位，测试程序会通过串口或USB命令终端在一个无线帧上发送仅一个功率信号，并会轮询发送直到频谱仪确认获取信号为止。PC机从频谱仪中获取接收功率值，再进行计算和检验，最后写入终端的EEPROM里。这样校准一个终端往往需要几十秒的时间。
发明内容
鉴于以上需求以及现有技术的缺陷，本发明的目的在于：提供一种用于TD-LTE终端的自动功率控制校准的方法和系统，可以简单、高效地实现TD-LTE终端自动功率控制校准的方法，能够将APC校准效率提高4倍以上。
本发明的技术方案：本发明提供了一种用于TD-LTE终端自动功率控制校准的方法，该方法使用的设备包括PC机和综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接，按如下步骤校准：
(1)PC机通过串口在子帧9上设置被测终端发射频点；
(2)同时取终端厂商提供的APC校准功率点的最大值和最小值以及两个中间值作为发射功率校准值，PC机将上述四个功率值设置在被测终端一个无线帧中的子帧0，2，4，7上发射；
(3)PC机通过综测仪主控机配置射频数字接收模块的触发采集方式，射频数字接收模块接收被测终端发送的射频信号，处理成为数字基带信号，送入主控机；
(4)主控机通过参考信号定位不同子帧上的被测终端发射功率，根据采集到的信号数据计算出功率值，然后通过GPIB接口反馈给PC机；
(5)PC机接收到综测仪主控机的计算功率值后，与设置的发射功率值进行一一对应，拟合出一条最优斜线；
(6)根据拟合斜线，PC机将终端厂商提供的设置频点上所有APC校准功率点进行输出值对应，然后比对该功率点的期望功率范围，如有功率点在期望功率范围外，则返回步骤(2)进行重新校准，如所有功率点均在期望范围内，则校准通过，进入下一步；
(7)PC机将拟合斜线的斜率和偏移值，即为APC参数写入被测终端的EEPROM中去，完成该设置频点的APC校准；
(8)PC机检验是否测完所有频点，如没有测完所有频点，则PC机更改被测终端发射频点，重复步骤(1)～(7)过程，直到所有终端对APC校准要求的测试频点校准完毕，结束APC校准。
进一步地，所述的步骤(3)PC机通过主控机配置射频数字接收模块的触发采集方式为软件触发，通过主控机主动查询信号及射频数字接收模块当前状态，射频数字接收模块处于开启状态并且有数据信号进入则开始采集信号，采集全帧或更多的数据。
一种用于TD-LTE终端自动功率控制校准的测试系统，包括PC机部分、终端功率值接收和计算部分、检验部分，其终端功率值接收和计算部分采用综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接；
射频数字接收模块接收被测终端发来的射频信号，实现下变频、中频信号数字化和数字正交解调功能，处理成为数字基带信号，送入主控机；
主控机通过PXI接口与射频数字接收模块连接，同时对其进行触发采集方式的配置，主控机通过参考信号定位不同子帧上的被测终端发射功率，根据采集到的信号数据计算出相应功率值，然后通过GPIB接口反馈给PC机；
PC机向被测终端和综测仪下发控制命令，并进行校准线拟合，实现校准准确性验证，同时能够将校准参数写入终端的EEPROM中。
进一步地，所述的PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块：所述的配置模块通过终端厂商提供的被测终端参数接口并通过串口对被测终端进行发送功率和频点的配置，并在校准结束后写入APC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制综测仪主控机，通过主控机实现对综测仪射频数字接收模块的配置；
所述的采集模块通过GPIB总线从主控机中接收功率数据；
所述的计算校验模块通过配置功率和接收到的被测终端发射功率拟合出最优斜线，并校验配置频点上的被测终端所有发射功率是否在要求的范围之内。
进一步地，所述的主控机包括驱动层、采集层和算法层：
所述的驱动层通过PC机发送的远程控制命令实现对射频数字接收模块的启动和初始化；
所述的采集层能够配置射频数字接收模块的触发方式，并依此采集相关数据；
所述的算法层完成不同子帧上被测终端发射功率的定位，根据采集到的数据计算相应功率值。
本发明的优点：
1、本发明通过充分利用TD-LTE通信系统物理帧结构特性，能够将传统的APC校准效率提高4倍以上。
2、本发明提供了一套进行TD-LTE制式APC校准的系统，能够对校准实现更灵活的控制以及更精确的定位。
附图说明
图1是本发明所述TD-LTE终端自动功率控制校准的系统硬件连接图
图2是TD-LTE通信系统物理帧结构
图3是本发明所述TD-LTE终端自动功率控制校准方法流程图
图4是本发明所述TD-LTE终端自动功率控制校准的拟合斜线图
图5是本发明所述PC机和TD-LTE综测仪主控机内部模块及连接
具体实施方式
本发明的用于TD-LTE终端自动功率控制校准的系统包括PC机，及一台TD-LTE综测仪，该综测仪包括主控机模块及射频数字接收模块。所述的PC机中的控制软件通过终端厂商提供的终端APC校准控制接口实现配置终端和写入APC参数的功能，并通过GPIB接口实现对TD-LTE综测仪的远程操控和接收数据，同时通过软件中的计算模块和校验模块实现AGC参数的计算和检验。所述的TD-LTE综测仪中的射频数字接收模块完成射频接收及数字化处理的功能，主控机实现对射频数字接收模块的触发采集配置，定位并采集数字化处理后的基带信号，然后进行分析计算，得出采集功率值。
为了使本发明的方案更加清楚详尽，下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步的详细说明。
图1是本发明所述TD-LTE终端自动功率控制校准的系统硬件连接图。如图所示，所述系统中包括PC机，及一台TD-LTE综测仪，将使用到该综测仪的主控机模块及射频数字接收模块。PC机通过GPIB接口与TD-LTE综测仪主控机相连，并通过串口与被测终端进行连接；TD-LTE综测仪内部通过PXI接口连接；被测终端通过射频线与射频数字接收模块进行连接。所述的PC机中的控制软件通过终端厂商提供的终端APC校准控制接口实现配置终端和写入APC参数的功能，并通过GPIB接口实现对TD-LTE综测仪的远程操控和接收数据，同时通过软件中的计算模块和校验模块实现AGC参数的计算和检验。所述的TD-LTE综测仪中的射频数字接收模块完成射频接收及数字化处理的功能，主控机实现对射频数字接收模块的触发采集配置、定位并采集数字化处理后的基带信号，然后进行分析计算，得出采集功率值。
图2是TD-LTE通信系统物理帧结构。如图所示每个物理无线帧包括8个常规子帧和两个特殊字帧，其中每个无线帧长度为10ms，每子帧长度为1ms。目前所采用的TD-LTE终端自动功率控制校准是在每个无线帧上的同一个时隙发送功率信号，即每10ms发送一个功率信号，而本发明所述的TD-LTE终端自动功率控制校准方法将会在子帧0，2，4，7上同时发送不同的功率信号，子帧1，3，5，8作为保护间隔，子帧9用于跳频。此方法使得APC校准效率提高4倍以上。
图3是本发明所述TD-LTE端自动功率控制校准方法流程图，具体步骤如下：
(1)PC机通过串口在子帧9上设置被测终端发射频点；
(2)同时取终端厂商提供的APC校准功率点的最大值和最小值以及两个中间值作为发射功率校准值，PC机将上述四个功率值设置在被测终端一个无线帧中的子帧0，2，4，7上发射；
(3)PC机通过综测仪主控机配置射频数字接收模块的触发采集方式，射频数字接收模块接收被测终端发送的射频信号，处理成为数字基带信号，送入主控机；
(4)主控机通过参考信号定位不同子帧上的被测终端发射功率，根据采集到的信号数据计算出功率值，然后通过GPIB接口反馈给PC机；
(5)PC机接收到综测仪主控机的计算功率值后，与设置的发射功率值进行一一对应，拟合出一条最优斜线；
(6)根据拟合斜线，PC机将终端厂商提供的设置频点上所有APC校准功率点进行输出值对应，然后比对该功率点的期望功率范围，如有功率点在期望功率范围外，则返回步骤(2)进行重新校准，如所有功率点均在期望范围内，则校准通过，进入下一步；
(7)PC机将拟合斜线的斜率和偏移值，即为APC参数写入被测终端的EEPROM中去，完成该设置频点的APC校准；
(8)PC机检验是否测完所有频点，如没有测完所有频点，则PC机更改被测终端发射频点，重复步骤(1)～(7)过程，直到所有终端对APC校准要求的测试频点校准完毕，才结束APC校准。
所述的步骤(3)PC机通过主控机配置射频数字接收模块的触发采集方式为软件触发，通过软件主动查询信号或仪器当前状态，射频数字接收模块处于开启状态并且有数据信号进入则开始采集信号，一般是采集全帧或更多的数据。
通过软件主动查询信号或仪器当前状态，符合条件则控制系统采集信号，软件触发有着更大的柔性，但系统精度不如硬件触发。对精度要求不高并要采集大量的数据的项目才用到软件触发。软件触发是随机的一组信号，如果单独采集某个时隙的数据，很难采到数据。所以在使用软件触发时，一般是采集全帧或更多的数据，射频数字接收模块接收被测终端发送的射频信号处理后成为数字基带信号，送入主控机进行分析。
图4是本发明所述TD-LTE端自动功率控制校准的拟合斜线图。如图所示横坐标Pset即为设置功率值，Pmax、Pmin、MP1、MP2分别为所述的终端厂商提供的需要校准的APC校准功率点的最大值和最小值及其两个中间值；纵坐标RP即为主控机接收并计算出的终端发射功率值，RPmax、RPmin、RP1、RP2分别为通过步骤(4)计算出的与配置功率值对应的终端发射最大功率和最小功率以及功率1和功率2。通过这样的4个对应关系点拟合出一条最优斜线，使得这4个对应点与这条最优斜线偏差值的总方差达到最优，则这条斜线的斜率及在纵坐标轴上的偏移值即为校准APC参数。
图5是本发明所述PC机和TD-LTE综测仪主控机内部模块及连接：
其中所述的PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块。所述的配置模块能够通过终端厂商提供的参数接口并通过串口对终端进行发送功率和频点的配置，并在校准结束后写入APC参数；同时能够通过GPIB总线远程控制综测仪主控机，通过主控机实现对综测仪接收模块的配置。所述的采集模块能够通过GPIB总线从TD-LTE主控机中接收功率数据。所述的计算校验模块能够通过配置功率和接收到的终端发射功率拟合出最优斜线，并校验配置频点上的所有被测终端发射功率是否在要求的范围之内。
所述的主控机包括驱动层、采集层和算法层。所述的驱动层能够通过PC机发送的远程控制命令实现对接收模块的启动和初始化；所属的采集层能够配置接收模块的触发方式，并依此采集相关数据；所述的算法层完成不同子帧上被测终端发射功率的定位，分析采集到的数据并计算相应功率值。
Claims (5)
1.一种用于TD-LTE终端自动功率控制校准的测量方法，设备包括PC机和综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接，按如下步骤校准：
(1)PC机通过串口在子帧9上设置被测终端发射频点；
(2)同时取终端厂商提供的自动功率控制APC校准功率点的最大值和最小值以及两个中间值作为发射功率校准值，PC机将上述四个功率值设置在被测终端一个无线帧中的子帧0，2，4，7上发射；
(3)PC机通过综测仪主控机配置射频数字接收模块的触发采集方式，射频数字接收模块接收被测终端发送的射频信号，处理成为数字基带信号，送入主控机；
(4)主控机通过参考信号定位不同子帧上的被测终端发射功率，根据采集到的信号数据计算出功率值，然后通过GPIB接口反馈给PC机；
(5)PC机接收到综测仪主控机的计算功率值后，与设置的发射功率值进行一一对应，拟合出一条最优斜线；
(6)根据拟合斜线，PC机将终端厂商提供的设置频点上所有APC校准功率点进行输出值对应，然后比对该功率点的期望功率范围，如有功率点在期望功率范围外，则返回步骤(2)进行重新校准，如所有功率点均在期望范围内，则校准通过，进入下一步；
(7)PC机将拟合斜线的斜率和偏移值作为APC参数写入被测终端的EEPROM中去，完成该设置频点的APC校准；
(8)PC机检验是否测完所有频点，如没有测完所有频点，则PC机更改被测终端发射频点，重复步骤(1)～(7)过程，直到所有终端对APC校准要求的测试频点校准完毕，结束APC校准。
2.根据权利要求1所述的用于TD-LTE终端自动功率控制校准的测量方法，其特征在于：步骤(3)PC机通过主控机配置射频数字接收模块的触发采集方式为软件触发，通过主控机主动查询信号及射频数字接收模块当前状态，射频数字接收模块处于开启状态并且有数据信号进入则开始采集信号，采集全帧或更多的数据。
3.一种用于权利要求1或2所述方法的TD-LTE终端自动功率控制校准的测试系统，包括PC机部分、终端功率值接收和计算部分、检验部分，其特征在于，终端功率值接收和计算部分采用综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接；
射频数字接收模块接收被测终端发来的射频信号，实现下变频、中频信号数字化和数字正交解调功能，处理成为数字基带信号，送入主控机；
主控机通过PXI接口与射频数字接收模块连接，同时对其进行触发采集方式的配置，主控机通过参考信号定位不同子帧上的被测终端发射功率，根据采集到的信号数据计算出相应功率值，然后通过GPIB接口反馈给PC机；
PC机向被测终端和综测仪下发控制命令，并进行校准线拟合，实现校准准确性验证，同时能够将校准参数写入终端的EEPROM中。
4.根据权利要求3所述的用于TD-LTE终端自动功率控制校准的测试系统，其特征在于：PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块；
所述的配置模块通过终端厂商提供的被测终端参数接口并通过串口对被测终端进行发送功率和频点的配置，并在校准结束后写入APC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制综测仪主控机，通过主控机实现对综测仪射频数字接收模块的配置；
所述的采集模块通过GPIB总线从主控机中接收功率数据；
所述的计算校验模块通过配置功率和接收到的被测终端发射功率拟合出最优斜线，并校验配置频点上的被测终端所有发射功率是否在要求的范围之内。
5.根据权利要求3或4所述的用于TD-LTE终端自动功率控制校准的测试系统，其特征在于：所述的主控机包括驱动层、采集层和算法层；
所述的驱动层通过PC机发送的远程控制命令实现对射频数字接收模块的启动和初始化；
所述的采集层能够配置射频数字接收模块的触发方式，并依此采集相关数据；
所述的算法层完成不同子帧上被测终端发射功率的定位，根据采集到的数据计算相应功率值。
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