CN101986581A - 用于td-lte终端自动增益控制校准的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于TD-LTE终端自动增益控制校准的方法和系统，系统包括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发射模块连接。综测仪连接2～8个终端，通过PC机控制终端进入TD-LTE的AGC校准模式，打开终端TD-LTE接收通道；系统初始化，PC机配置综测仪发送频点，综测仪在一个无线帧的子帧0-7上发送功率信号；2～8个被测终端分别接收对应子帧上的信号，将此物理信号通过终端内部的ADC芯片转换为数字值并通过串口送给PC机；PC机分别读取2～8个终端上的ADC值，将此值与配置的发射功率进行对应并记录；直到要求的功率点测试完毕；PC机对各终端AGC参数计算，将计算得出的AGC参数写回对应被测终端的EEPROM中。

Description

用于TD-LTE终端自动增益控制校准的方法和系统 

技术领域

本发明涉及一种用于TD-LTE终端的自动增益控制校准的方法和系统，具体地，涉及对TD-LTE终端的发射机自动增益控制进行快速自动校准，本发明适用于TD-LTE终端的发射机自动增益控制进行自动校准。 

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TD-LTE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TD-LTE终端完成上述批量生产任务。 

自动增益控制校准(AGC)是衡量TD-LTE终端接收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。我们希望被测TD-LTE终端接收机输出电平不会随外来信号的改变而变化，这样可避免在TD-LTE终端内部芯片中因外来信号过强而发生饱和失真或者因信号太弱而不能解调。因此，在接收弱信号时，接收机应提供较大增益，在接收强信号时，接收机增益应减小。这一方式就通过AGC校准来完成。 

被测TD-LTE终端接收到的输入信号功率和输出ADC值是近似线性的，我们可以利用这一特点来实现AGC校准。 

传统TD-LTE的AGC校准方式一般是使用，由于不能对信号和TD-LTE终端进行准确定位，一次校准只能针对一台TD-LTE终端，对于产线级的大量TD-LTE终端校准来说，其效率是很低的。 

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终端的自动增益控制校准的方法和系统，可以简单、高效地实现TD-LTE终端自动增益控制校准的方法，能够同时对2～8台TD-LTE终端实现自动增益控制校准。 

本发明的技术方案：本发明提供了一种用于TD-LTE终端自动增益控制校准的方法，测量设备包括PC机和TD-LTE综测仪，TD-LTE综测仪包括主控机、系统模拟器以及射频数字发射模块，PC机通过GPIB接口与TD-LTE综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测TD-LTE终端通过射频线与TD-LTE综测仪射频数字发射模块连接，按如下步骤校准： 

1)TD-LTE综测仪连接2～8个TD-LTE终端，通过PC机控制TD-LTE终端进入TD-LTE的AGC校准模式，打开TD-LTE终端接收通道； 

2)PC机通过TD-LTE综测仪主控机初始化系统模拟器和射频数字发射模块； 

3)PC机通过TD-LTE综测仪主控机配置TD-LTE综测仪系统模拟器发送频点，系统模拟器在一个无线帧的子帧0-7上发送功率信号至射频数字发射模块，子帧8作为TD-LTE终端切换频率的稳定时间，子帧9用于跳频； 

4)射频数字发射模块接收到系统模拟器发送的数字基带信号后，将此信号进行调制，并经过上变频处理后通过射频信号线发送到各被测TD-LTE终端。 

5)2～8个被测TD-LTE终端分别接收对应子帧上的信号，将此物理信号通过TD-LTE终端内部的ADC芯片转换为数字值并通过串口送给PC机； 

6)PC机分别读取2～8个TD-LTE终端上的ADC值，将此值与配置的发射功率进行对应并记录； 

7)PC机更换配置功率点，重复步骤3)～6)，直到所有要求的功率点测试完毕； 

8)PC机在获取所有测试功率点的TD-LTE终端信号后，由PC机对各TD-LTE终端AGC参数进行计算，将计算得出的AGC参数写入指 令，写回对应的被测TD-LTE终端的EEPROM中。 

进一步地，所述的步骤1中，2～8台TD-LTE终端通过串口的物理地址进行区分。 

进一步地，所述的步骤8中，所述的AGC参数即为配置发射功率和接收到的ADC值在二维坐标图中对应点的最优拟合斜线斜率及偏移值；所述的最优拟合斜线要求所有测试功率在坐标中的对应点与拟合斜线之间偏差的方差达到最小。 

用于TD-LTE终端自动增益控制校准的测试系统，包括PC机和TD-LTE综测仪，TD-LTE综测仪包括主控机、系统模拟器以及射频数字发射模块，PC机通过GPIB接口与TD-LTE综测仪主控机连接，PC机通过串口与各被测TD-LTE终端连接，被测TD-LTE终端通过射频线与TD-LTE综测仪射频数字发射模块连接； 

PC机向TD-LTE终端UE和TD-LTE综测仪下发控制命令，主动接收被测TD-LTE终端的接收功率信号，计算接收信号的有用功率，并进行校准线拟合，同时能够将校准参数写入TD-LTE终端的EEPROM中； 

系统模拟器在TD-LTE综测仪中，用于模拟TD-LTE功率信号，在一个无线帧的不同子帧中发送功率信号； 

射频数字发射模块在TD-LTE终端综合测试仪中，用于接收系统模拟器发送过来的TD-LTE基带I/Q信号，调制到频域上后发送给被测TD-LTE终端； 

主控机在TD-LTE综测仪中，通过PXI接口与系统模拟器连接，对其功能开启和信号发送进行配置，同时主控机对射频数字发射模块进行配置。 

进一步地，所述的TD-LTE综测仪内部主控机通过PXI接口与系统模拟器以及射频数字发射模块连接，系统模拟器与射频数字发射模块通过低电压差分信号(LVDS)接口进行连接。 

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； 

所述的配置模块利用TD-LTE终端厂商提供的被测TD-LTE终端参数接口并通过串口打开被测TD-LTE终端的TD-LTE接收通道，并在校准结束后写入AGC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制TD-LTE综测仪主控机，通过主控机实现对TD-LTE综测仪系统模拟器以及射频数字发射模块的配置； 

所述的采集模块通过串口从被测TD-LTE终端中接收ADC数值； 

所述的计算校验模块通过配置发射功率和接收到的ADC值拟合出最优斜线，并校验配置频点上的被测TD-LTE终端任意发射功率对应的接收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系统模拟器和射频数字发射模块的启动和初始化，完成系统模拟器发射信号的设定和配置； 

所述的采集层能够配置射频数字发射模块的触发方式，并依此采集、调制并发射相关数据； 

所述的算法层完成不同子帧上被测TD-LTE终端发射信号的定位，根据采集到的数据计算相应测量值。 

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，能够同时对多至8台的TD-LTE终端进行AGC校准。 

2、本发明提供了一套进行TD-LTE制式AGC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TD-LTE终端自动增益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终端自动增益控制校准方法控制流程图。 

图4是本发明所述PC机与TD-LTE综测仪主控机内部模块及连接图。 

具体实施方式

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终端自动增益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TD-LTE综测仪的主控机、系统模拟器以及射频数字发射模块。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TD-LTE终端进行连接；TD-LTE综测仪内部通过PXI接口连接；被测 TD-LTE终端通过射频线与射频数字发射模块进行连接。所述的PC机中的控制软件通过TD-LTE终端厂商提供的TD-LTE终端AGC校准控制接口实现配置TD-LTE终端和写入AGC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发射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发射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终端自动增益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发送一个功率信号至2～8个被测TD-LTE终端，每个TD-LTE终端分别接收对应子帧上的信号，子帧9用于跳频。此方法使得AGC校准效率提高至8倍。 

图3是本发明所述TD-LTE终端自动增益控制校准方法流程图，具体步骤如下： 

1)TD-LTE综测仪连接2～8个TD-LTE终端，通过PC机控制TD-LTE终端进入TD-LTE的AGC校准模式，打开TD-LTE终端接收通道； 

2)PC机通过TD-LTE综测仪主控机初始化系统模拟器和射频数字发射模块； 

3)PC机通过TD-LTE综测仪主控机配置TD-LTE综测仪系统模拟器发送频点，系统模拟器在一个无线帧的子帧0-7上发送功率信号至射频数字发射模块，子帧8作为TD-LTE终端切换频率的稳定时间，子帧9用于跳频； 

4)射频数字发射模块接收到系统模拟器发送的数字基带信号后，将此信号进行调制，并经过上变频处理后通过射频信号线发送到各被测TD-LTE终端。 

5)2～8个被测TD-LTE终端分别接收对应子帧上的信号，将此物理信号通过TD-LTE终端内部的ADC芯片转换为数字值并通过串口送给PC机； 

6)PC机分别读取2～8个TD-LTE终端上的ADC值，将此值与配置的发射功率进行对应并记录； 

7)PC机更换配置功率点，重复步骤3)～6)，直到所有要求的功率点测试完毕； 

8)PC机在获取所有测试功率点的TD-LTE终端信号后，由PC机对各TD-LTE终端AGC参数进行计算，将计算得出的AGC参数写入指令，写回对应的被测TD-LTE终端的EEPROM中。 

所述的步骤1中，2～8台TD-LTE终端通过串口的物理地址进行区分。 

所述的步骤8中，所述的AGC参数即为配置发射功率和接收到的ADC值在二维坐标图中对应点的最优拟合斜线斜率及偏移值。所述的最优拟合斜线要求所有测试功率在坐标中的对应点与拟合斜线之间偏差的方差达到最小。 

图4是本发明所述PC机与TD-LTE综测仪主控机内部模块及连接图。 

其中所述的PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块。所述的配置模块通过TD-LTE终端厂商提供的被测TD-LTE终端参数接口并通过串口打开被测TD-LTE终端的TD-LTE接收通道，并在校准结束后写入AGC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制TD-LTE综测仪主控机，通过主控机实现对TD-LTE综测仪系统模拟器模块以及射频数字发射模块的配置。所述的采集模块通过串口从被测TD-LTE终端中接收ADC数值。所述的计算校验模块通过配置发射功率和接收到的ADC值拟合出最优斜线，并校验配置频点上的被测TD-LTE终端任意发射功率对应的接收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。所述的驱动层通过PC机发送的远程控制命令实现对系统模拟器和射频数字发射模块的启动和初始化，完成系统模拟器发射信号的设定和配置。所述的采集层能够配置射频数字发射模块的触发方式，并依此采集、调制并发射相关数据。所述的算法层完成不同子帧上被测TD-LTE终端发射信号的定位，根据采集到的数据计算相应测量值。 

Claims (7)

1.一种用于TD-LTE终端自动增益控制校准的测量方法，测量设备包括PC机和TD-LTE综测仪，TD-LTE综测仪包括主控机、系统模拟器以及射频数字发射模块，PC机通过GPIB接口与TD-LTE综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测TD-LTE终端通过射频线与TD-LTE综测仪射频数字发射模块连接，按如下步骤校准：

1)TD-LTE综测仪连接2～8个TD-LTE终端，通过PC机控制TD-LTE终端进入TD-LTE的AGC校准模式，打开TD-LTE终端接收通道；

2)PC机通过TD-LTE综测仪主控机初始化系统模拟器和射频数字发射模块；

3)PC机通过TD-LTE综测仪主控机配置TD-LTE综测仪系统模拟器发送频点，系统模拟器在一个无线帧的子帧0-7上发送功率信号至射频数字发射模块，子帧8作为TD-LTE终端切换频率的稳定时间，子帧9用于跳频；

4)射频数字发射模块接收到系统模拟器发送的数字基带信号后，将此信号进行调制，并经过上变频处理后通过射频信号线发送到各被测TD-LTE终端。

5)2～8个被测TD-LTE终端分别接收对应子帧上的信号，将此物理信号通过TD-LTE终端内部的ADC芯片转换为数字值并通过串口送给PC机；

6)PC机分别读取2～8个TD-LTE终端上的ADC值，将此值与配置的发射功率进行对应并记录；

7)PC机更换配置功率点，重复步骤3)～6)，直到所有要求的功率点测试完毕；

8)PC机在获取所有测试功率点的TD-LTE终端信号后，由PC机对各TD-LTE终端AGC参数进行计算，将计算得出的AGC参数写入指令，写回对应的被测TD-LTE终端的EEPROM中。

2.根据权利要求1所述的用于TD-LTE终端自动增益控制校准的测量方法，其特征在于：所述的步骤1中，2～8台TD-LTE终端通过串口的物理地址进行区分。

3.根据权利要求1所述的用于TD-LTE终端自动增益控制校准的测量方法，其特征在于：所述的步骤8中，所述的AGC参数即为配置发射功率和接收到的ADC值在二维坐标图中对应点的最优拟合斜线斜率及偏移值；所述的最优拟合斜线要求所有测试功率在坐标中的对应点与拟合斜线之间偏差的方差达到最小。

4.一种用于权利要求1～3之一方法的TD-LTE终端自动增益控制校准的测试系统，其特征在于，所述系统包括PC机和TD-LTE综测仪，TD-LTE综测仪包括主控机、系统模拟器以及射频数字发射模块，PC机通过GPIB接口与TD-LTE综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测TD-LTE终端连接，被测TD-LTE终端通过射频线与TD-LTE综测仪射频数字发射模块连接；

PC机向TD-LTE终端UE和TD-LTE综测仪下发控制命令，主动接收被测TD-LTE终端的接收功率信号，计算接收信号的有用功率，并进行校准线拟合，同时能够将校准参数写入TD-LTE终端的EEPROM中；

系统模拟器在TD-LTE综测仪中，用于模拟TD-LTE功率信号，在一个无线帧的不同子帧中发送相同功率信号；

射频数字发射模块在TD-LTE终端综合测试仪中，用于接收系统模拟器发送过来的TD-LTE基带I/Q信号，调制到频域上后发送给被测TD-LTE终端；

主控机在TD-LTE综测仪中，通过PXI接口与系统模拟器连接，对其功能开启和信号发送进行配置，同时主控机对射频数字发射模块进行配置。

5.根据权利要求4所述的TD-LTE终端自动增益控制校准的测试系统，其特征在于：所述的TD-LTE综测仪内部主控机通过PXI接口与系统模拟器以及射频数字发射模块连接，系统模拟器与射频数字发射模块通过低电压差分信号(LVDS)接口进行连接。

6.根据权利要求4或5所述的用于TD-LTE终端自动增益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；

所述的配置模块利用TD-LTE终端厂商提供的被测TD-LTE终端参数接口并通过串口打开被测TD-LTE终端的TD-LTE接收通道，并在校准结束后写入AGC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制TD-LTE综测仪主控机，通过主控机实现对TD-LTE综测仪系统模拟器以及射频数字发射模块的配置；

所述的采集模块通过串口从被测TD-LTE终端中获取ADC数值；

所述的计算校验模块通过配置发射功率和获取到的ADC值拟合出最优斜线，并校验配置频点上的被测TD-LTE终端任意发射功率对应的接收功率是否在要求的范围之内。

7.根据权利要求4或5所述的用于TD-LTE终端自动增益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系统模拟器和射频数字发射模块的启动和初始化，完成系统模拟器发射信号的设定和配置；

所述的采集层能够配置射频数字发射模块的触发方式，并依此采集、调制并发射相关数据；

所述的算法层完成不同子帧上被测TD-LTE终端发射信号的定位，根据采集到的数据计算相应测量值。

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