CN102088323A - 一种无线通信终端的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线通信终端的测试装置及方法，所述测试装置包括：计算机测试模型、USB电缆；其中，计算机测试模型，用于固定待测试的无线通信终端；USB电缆，一端与待测试的无线通信终端相连，穿过所述计算机测试模型，另一端与工作计算机相连。本发明通过上述装置及方法测量得到的无线通信终端的性能指标不受工作计算机的影响，同一无线通信终端的性能指标在更换工作计算机的情况下，其性能指标基本保持一致，由此实现了无线通信终端产品之间性能的可比性，具有较好的重复性，同时实现较为简单。

Description

一种无线通信终端的测试装置及方法

技术领域

本发明涉及无线通信产品测试技术，尤其涉及一种无线通信终端的测试装置及方法。

背景技术

随着无线电通信技术的飞速发展，无线通信产品的种类越来越多，具体包括语音和数据无线手持终端、各种内置或外置无线连接设备的便携式计算机等。由于良好的发射性能是确保各类无线通信产品通信质量的关键，因此需要采用空间射频性能测试及其指标来衡量无线通信产品的优劣。总辐射功率(TotalRadiated Power，TRP)和总辐射灵敏度(Total Radiated Sensitivity，TRS)分别是空口(Over The Air，OTA)测试中反映被测件(Device Under Testing，DUT)发射、接收性能优劣的重要指标。为了保证DUT能够满足工作时的性能需求，其TRP必须大于规定的门限值，TRS必须小于规定的门限值。

目前，全球有多家标准组织都对OTA测试进行了深入的研究并制定了相应的标准，例如：美国无线通信和互联网协会(CTIA)、全球微波互联接入论坛(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、第三代合作伙伴计划(The3rd Generation Partnership Project，3GPP)和中国通信标准协会(ChinaCommunications Standards Association，CCSA)的标准。

然而，目前关于单入单出(Single-Input Single-Output，SISO)单天线手持无线通信产品的OTA测试方案和标准已经比较完善；但是关于单天线便携式计算机、无线通信终端如数据卡等以及多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)多天线无线通信产品的OTA测试方法和标准还都是空白。虽然全球很多公司关注并投入研究，但是尚未明确具体的测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线通信终端的测试装置及方法，实现了无线通信终端OTA测试的可重复性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线通信终端的测试装置，所述测试装置包括：计算机测试模型、USB电缆；其中，

计算机测试模型，用于固定待测试的无线通信终端；

USB电缆，一端与待测试的无线通信终端相连，穿过所述计算机测试模型，另一端与工作计算机相连。

进一步地，所述计算机测试模型具体包括通过长边相互连接的上箱体和下箱体；其中，

上箱体，用于模拟便携式计算机的显示屏部分；

下箱体，用于模拟便携式计算机的键盘及键盘以下的主体结构部分。

其中，所述上箱体和下箱体由介质材料构成；上箱体的下表面边框部分及下箱体的上表面附有良导体；上下箱体平面之间的角度为110度。

其中，下箱体为中空，还包括USB卡槽，沿水平方向位于下箱体的任一宽边、且远离与上箱体的连接处，用于固定无线通信终端。

其中，所述USB电缆，具体通过所述USB卡槽与待测试的无线通信终端相连。

进一步地，所述USB电缆为金属芯屏蔽电缆，另一端从下箱体的后部、靠近与上箱体连接处位置的开口引出。

进一步地，所述USB电缆的长度为2～3米，且USB电缆的引出部分周围环绕有吸波材料，与放置于地面、并由吸波材料覆盖的工作计算机相连。

一种无线通信终端的测试方法，所述方法包括：

工作计算机通过穿过计算机测试模型的USB电缆，控制固定于计算机测试模型的无线通信终端与测试暗室的喇叭天线建立无线呼叫连接；

测试暗室的计算机控制放置有测试装置的测试支架的转台转动，并进行无线通信终端各测试点的信号强度测量；

测试暗室的计算机记录测量得到的信号强度，并进行计算，得到所述无线通信终端的性能指标。

其中，所述工作计算机位于测试暗室的地面或测试支架的地面，并覆盖有吸波材料；

所述USB电缆由计算机测试模型的引出部分被吸波材料环绕。

其中，所述测试暗室的计算机控制放置有测试装置的测试支架的转台转动为：所述测试暗室的计算机通过多轴定位系统MAPS转台控制，控制放置有测试装置的测试支架的转台进行转动。

本发明通过将待测试的无线通信终端固定于计算机测试模型上，工作计算机通过穿过计算机测试模型的USB电缆与该无线通信终端相连，放置于测试暗室进行无线通信终端性能的测量；其中USB电缆由计算机测试模型的引出部分被吸波材料环绕，工作计算机也由吸波材料覆盖；通过上述装置及方法测量得到的无线通信终端的性能指标不受工作计算机的影响，同一无线通信终端的性能指标在更换工作计算机的情况下，其性能指标基本保持一致，由此实现了无线通信终端产品之间性能的可比性，具有较好的重复性，同时实现较为简单。

附图说明

图1为对无线通信终端进行TRP、TRS测量时球面坐标系示意图；

图2为图1所示的球面坐标系中θ和

的对应关系示意图；

图3为本发明无线通信终端的测试装置的结构示意图；

图4为本发明无线通信终端的测试装置的计算机测试模型的结构示意图；

图5为本发明无线通信终端的测试装置的使用示意图；

图6为本发明无线通信终端的测试装置置于测试暗室的结构示意图；

图7为本发明无线通信终端的测试方法的流程示意图。

具体实施方式

无线通信终端与手持类终端的使用场景存在较大的差异，因此手持类终端的测试装置及方法不能直接应用于无线通信终端、如数据卡的测试上。无线通信终端一般是通过数据接口接到便携式计算机上，为便携式计算机提供无线接入功能。一般来说，便携式计算机对无线通信终端的影响体现在两个方面：一方面，便携式计算机直接与无线通信终端相连，用作无线通信终端天线的地；另一方面，便携式计算机内部含有大量的高速电路，对无线通信终端射频及天线系统产生较大的干扰。所以，与手持类终端相比，无线通信终端类终端受到更多外界因素的影响，其测试结果对测试环境非常敏感，而且测试结果的可重复性较差。

具体地，便携式计算机由金属和介质材料混合构成，位于无线通信终端天线的近场区域，会对无线通信终端天线发射的电磁波照形成反射和散射，起到无线通信终端天线地的作用。不同的便携式计算机，其尺寸、材料构成不尽相同，因此对无线通信终端的方向图以及TRP的影响也会各不相同。除此之外，无线通信终端与便携式计算机之间的配置关系，例如无线通信终端连接到不同的USB端口、以及无线通信终端与便携式计算机之间的相对位置，也都会影响OTA的测试结果；而且，便携式笔记本除了用作无线通信终端天线的地以外，其内部的集成电路还直接对无线通信终端形成电磁干扰，影响无线通信终端天线的发射及接收性能。一般来说，不同类型的便携式计算机，由于其内部电路的布局、选用材料的不同，对无线通信终端天线的电磁干扰也会有较大的不同。综上，无线通信终端的测试受外界影响较大，因此，无线通信终端的OTA测试结果的一致性与可重复性较差。

现有传统的无线通信产品OTA测试中，对于TRP和TRS的测量是在以被测设备为圆心的球面上进行取点测试，其球面坐标系如图1所示，第一旋转轴的旋转范围为0-180度，以θ表示第一旋转轴的旋转角度；第二旋转轴的旋转范围为0-360度，以

表示第二旋转轴的旋转角度，其中具体θ、

在球面坐标系中的对应关系如图2所示。TRP测试需要对θ(0-180度)和

(0-360度)每隔一定步长度数取一个测试点，例如：15度；TRS测试同样需要对θ(0-180度)和

(0-360度)每隔一定步长度数取一个测试点，例如：30度。由于测试点是等空间角选取的，所以其在球面上是非均匀分布的。将所有测试点的辐射功率的测试结果按照公式(1)球面积分计算得出TRP，在积分运算中，对位于θ＝0、θ＝180的两个测试点，其正弦值为0，所以这两个点可以不进行测试。

$\mathrm{TRP}\≅\frac{1}{N_L}\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}[{\mathrm{EiRP}}_{\mathrm{\θ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)+{\mathrm{EiRP}}_{\mathrm{\φ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)]\sin \left({\mathrm{\θ}}_i\right)---\left(1\right)$

其中，n和m分别是θ和

方向上的总测试点数，由前述步长所决定；(θ_i，φ_j)是某一特定的测试点，该测试点在θ和

方向上的编号分别是i和j。EiRP_θ(θ_i，φ_j)和EiRP_φ(θ_i，φ_j)在测试点(θ_i，φ_j)测得的“有效各向辐射功率”的θ向和

向分量。N_L是简化球面积分运算得到的一个固定的系数。

将所有测试点的TRS的测试结果按照公式(2)进行球面积分计算得出TRS。在积分运算中，对位于θ＝0、θ＝180的两个测试点，其正弦值为0，所以这两个点可以不进行测试。

$\mathrm{TRS}\≅\frac{N_L}{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}[\frac{1}{{\mathrm{EIS}}_{\mathrm{\θ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)}+\frac{1}{{\mathrm{EIS}}_{\mathrm{\φ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)}]\sin \left({\mathrm{\θ}}_i\right)}---\left(2\right)$

其中，n和m分别是θ和

方向上的总测试点数，由前述步长所决定；(θ_i，φ_j)是某一特定的测试点，该测试点在θ和

方向上的编号分别是i和j。EIS_θ(θ_i，φ_j)和EIS_φ(θ_i，φ_j)分别是在测试点(θ_i，φ_j)测得的“有效各向接收灵敏度”θ向和φ向分量。N_L是简化球面积分运算得到的一个固定的系数。

本发明的基本思想为：通过将待测试的无线通信终端固定于计算机测试模型上，工作计算机通过穿过计算机测试模型的USB电缆与该无线通信终端相连，放置于测试暗室进行无线通信终端性能的测量；其中USB电缆由计算机测试模型的引出部分被吸波材料环绕，工作计算机也由吸波材料覆盖。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图3示出了无线通信终端的测试装置的结构示意，本发明实施例中，无线通信终端是以数据卡为例进行的说明，参照图3，测试装置包括计算机测试模型、USB电缆；其中，待测的数据卡固定于计算机测试模型，并通过穿过所述计算机测试模型的USB电缆与工作计算机相连；工作计算机为数据卡供电和/或控制该数据卡的工作状态及模式；其中，USB电缆为金属芯屏蔽电缆，用以屏蔽掉外界信号对USB电缆所传送的信号的干扰，同时为了保证信号的可靠性，USB电缆的长度不宜过长，一般不超过3米，较优地，通常选取的长度区间为2～3米。

图4示出了本发明无线通信终端的测试装置的计算机测试模型的结构，如图4所示，计算机测试模型由上箱体、下箱体组成，其中，上箱体模拟便携式计算机的显示屏部分；下箱体模拟便携式计算机的键盘及键盘以下的主体结构部分。

具体地，上、下箱体由介质材料构成，具体可以为PC塑料和ABS塑料等，上箱体的厚度小于下箱体的厚度，两个箱体通过长边相互连接，上、下箱体平面之间具有一定的角度，通常将该角度设置为110度；另外，为了更好地模拟便携式计算机的测试环境，将该计算机测试模型的上箱体的下表面边框部分、以及下箱体的上表面附有良导体，其中，为了实现简单，上述两部分的良导体可以相互连通，具体地，该良导体可以为铜等金属。

其中，下箱体为中空，在下箱体的宽边、且远离与上箱体连接处的位置，沿水平方向具有一个略大于USB接口的开口，如图4所示的USB卡槽(应当理解，该USB卡槽也可位于下箱体的另一宽边)；在下箱体的后部、靠近与上箱体连接处的位置，具有一个可穿过USB电缆的开口，其中，开口的位置具体可参考图3：USB电缆的一端通过USB卡槽与插入该USB卡槽的无线通信终端相连，位于中空的下箱体内，另一端通过该开口引出，且引出部分周围环绕有吸波材料后，与工作计算机相连。

图5为本发明无线通信终端的测试装置的使用示意图，如图5所示，插有无线通信终端的计算机测试模型放置在测试支架的转台中央，通过USB电缆连接至工作计算机；同时，该USB电缆的引出部分周围环绕有吸波材料，工作计算机放置于用于对无线通信终端进行空口测试的测试暗室的地面上或测试支架的地面上，并由吸波材料进行覆盖，通过USB电缆与无线通信终端相连，为该无线通信终端供电和/或提供控制信息以控制无线通信终端的工作状态和模式等，其中，吸波材料可以为吸波泡沫等材料。

图6为本发明无线通信终端的测试装置置于测试暗室的结构示意图，参照图6，其中，图中的测试装置的使用环境具体参考上述关于图5的描述，其位于测试暗室内，并且在该测试装置周围还布置有吸波材料；测试暗室还包括计算机、矢量网络分析仪、频谱仪、综测仪、基站模拟器等设备，基站模拟器通过射频电缆与喇叭天线相连，测试装置与多轴定位系统(MAPS)转台控制相连，其中，计算机分别与矢量网络分析仪、频谱仪、综测仪、基站模拟器、以及MAPS转台控制相连，发送控制信息，并接收对无线通信终端测试得到的数据，再按照前述公式(1)和公式(2)进行计算，得到无线通信终端的TRP、TRS性能指标。

根据实际的应用，通过如图6所示的测试环境进行无线通信终端的OTA测试，无论工作计算机的型号、配置如何，同一无线通信终端的性能指标基本保持一致，由此实现了无线通信终端产品之间性能的可比性，同时实现简单，具有较好的重复性。

图7示出了本发明无线通信终端的测试方法的流程，如图7所示，所述方法包括下述步骤：

步骤701，工作计算机控制待测试的无线通信终端与测试暗室的喇叭天线建立无线呼叫连接；

具体地，本步骤中，工作计算机通过穿过计算机测试模块的USB电缆发送AT命令至无线终端进行呼叫，建立无线通信终端与测试暗室的喇叭天线之间的无线呼叫连接，以进行TRP、TRS测试；其中，无线通信终端可以为数据卡，常用的AT命令如下：

at+cfun＝5(激活数据卡)；

at+cfun＝1(注册网络，等回复OK后延迟等待约10秒，然后上报数据卡的网络状态：上报creg：1，表明该数据卡已经注册到网络且是本地状态；上报creg：5，表明该数据卡已经注册到网络且是漫游状态)；

步骤702，计算机通过控制放置有测试装置的支架的转台进行转动，以进行如前所述的各测试点的信号强度的测量；

具体地，本步骤中，计算机可以通过MAPS转台控制，控制放置有测试装置的支架的转台进行转动；工作计算机也是通过AT命令进行的信号强度测量，常用的AT命令如下：at+csg(检测测试点的信号强度)。

步骤703，计算机记录步骤702测量得到的信号强度，当测量完毕后，按照前述公式进行计算，得到该无线通信终端的性能指标；

具体地，计算机将步骤702检测到的测试点的信号强度进行记录，并继续执行步骤702，通过MAPS转台控制控制转移支架的转台至下一个测试点进行测试，待沿着θ(0-180度)和

(0-360度)方向的所有测试点全部测试完毕后，按照前述公式(1)和公式(2)进行计算，得到该无线通信终端的TRP和TRS性能指标。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线通信终端的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：计算机测试模型、USB电缆；其中，

计算机测试模型，用于固定待测试的无线通信终端；

USB电缆，一端与待测试的无线通信终端相连，穿过所述计算机测试模型，另一端与工作计算机相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算机测试模型具体包括通过长边相互连接的上箱体和下箱体；其中，

上箱体，用于模拟便携式计算机的显示屏部分；

下箱体，用于模拟便携式计算机的键盘及键盘以下的主体结构部分。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上箱体和下箱体由介质材料构成；上箱体的下表面边框部分及下箱体的上表面附有良导体；上下箱体平面之间的角度为110度。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，下箱体为中空，还包括USB卡槽，沿水平方向位于下箱体的任一宽边、且远离与上箱体的连接处，用于固定无线通信终端。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述USB电缆，具体通过所述USB卡槽与待测试的无线通信终端相连。

6.根据权利要求2至5任一项所述的装置，其特征在于，所述USB电缆为金属芯屏蔽电缆，另一端从下箱体的后部、靠近与上箱体连接处位置的开口引出。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述USB电缆的长度为2～3米，且USB电缆的引出部分周围环绕有吸波材料，与放置于地面、并由吸波材料覆盖的工作计算机相连。

8.一种无线通信终端的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

工作计算机通过穿过计算机测试模型的USB电缆，控制固定于计算机测试模型的无线通信终端与测试暗室的喇叭天线建立无线呼叫连接；

测试暗室的计算机控制放置有测试装置的测试支架的转台转动，并进行无线通信终端各测试点的信号强度测量；

测试暗室的计算机记录测量得到的信号强度，并进行计算，得到所述无线通信终端的性能指标。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述工作计算机位于测试暗室的地面或测试支架的地面，并覆盖有吸波材料；

所述USB电缆由计算机测试模型的引出部分被吸波材料环绕。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测试暗室的计算机控制放置有测试装置的测试支架的转台转动为：所述测试暗室的计算机通过多轴定位系统MAPS转台控制，控制放置有测试装置的测试支架的转台进行转动。

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