CN102237933A

CN102237933A - 等效全向灵敏度测试方法和装置

Info

Publication number: CN102237933A
Application number: CN2010101593025A
Authority: CN
Inventors: 李文; 谢辉
Original assignee: SHENZHEN DINGLIFANG WIRELESS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN GENERAL TEST SYSTEMS CO., LTD.
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2030-04-26
Also published as: CN102237933B; WO2011134206A1

Abstract

本发明提出了一种EIS测试方法，包括以下步骤：在多个空间位置对移动终端进行EIRP测量，以获得多个空间位置对应的多个EIRP测量值；以多个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对移动终端进行EIS测量，以获得对应基准空间位置的EIS测量值；根据基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得待测量空间位置的EIS计算值；和以EIS计算值作为估计值对待测量空间位置进行EIS测量，得到待测量空间位置的EIS测量值。由于本发明实施例采用计算的EIS计算值作为估计值比较准确，因此可以极大地减少测试搜索的次数，从而大大地提高测试速度。

Description

等效全向灵敏度测试方法和装置

技术领域

本发明涉及移动终端的无线收发性能测试技术领域，尤其涉及一种移动终端EIS(Effective Isotropic Sensitivity，等效全向灵敏度)测试方法和装置。

背景技术

移动终端的无线接收、发送性能是入网测试的重要指标。根据蜂窝式电信网络协会(CTIA)的标准，在以被测件为球心的球面上测量出若干个空间位置上的发射信号强度、接收灵敏度，然后将测试结果综合计算给出一个单一指标，用于衡量移动终端的无线收发性能。

对于发射性能的测试，例如CTIA标准规定每间隔15°做2个极化的EIRP(Effective Isotropic Radiated Power，等效全向辐射功率)测量，共24*11＝264个空间位置，每个空间位置点测2个极化方向；将所有测试结果综合计算得到TRP(Total Radiated Power，总辐射功率)。对于接收性能的测试，每间隔30°做2个极化的EIS测量，共60个空间位置，120次灵敏度测试；将所有测试结果综合计算给出一个单一指标的TIS(TotalIsotropic Sensitivity，总全向灵敏度)。按照CTIA的规定，每个频段要测试3个信道，对于多频段手机，则要测试所有的频段。当然，空间测量位置的间隔越小(即测量点越多)，则可以越细致准确的衡量被测件的相应性能指标，但是TIS的测量比较慢，因此通常TIS测量的空间间隔比TRP的空间测量间隔大。

尤其是移动终端接收性能的TIS测试由于需要在每个空间位置点测试灵敏度，涉及到误码率的测试，而误码率的测试相对于功率测量更加耗时，因此TIS的测试往往更加耗时。然而由于在诸如手机等移动终端的研发、入网测试中，需要进行大量的TRP/TIS的测量，因此，长时间的TIS测试会严重拖慢移动终端的测试进度，从而使其成为移动终端研发过程中的瓶颈，延长了研发周期和入网测试的时间。从以上描述中可以看出TIS结果就是各个方向上EIS测量结果的加权平均值，因此EIS的测量速度就决定了TIS的测量速度，如果提高EIS的测量速度就成为了关键。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一，特别是解决EIS测量速度慢的缺陷。

为此，本发明的实施例提出一种可以快速、准确的完成移动终端EIS的测试方法，包括以下步骤：在多个空间位置对移动终端进行等效全向辐射功率EIRP测量，以获得所述多个空间位置对应的多个EIRP测量值；以所述多个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对所述移动终端进行EIS测量，以获得对应所述基准空间位置的EIS测量值；从所述多个空间位置中选择任一个空间位置作为待测量空间位置，并根据所述基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及所述待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得所述待测量空间位置的EIS计算值；以所述EIS计算值作为估计值对所述待测量空间位置进行EIS测量，得到所述待测量空间位置的EIS测量值。

本发明另一方面还提出了一种EIS测试装置，包括：EIRP测量模块，用于在多个空间位置对移动终端进行EIRP测量，以获得所述多个空间位置对应的多个EIRP测量值；EIS测量模块，用于以所述多个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对所述移动终端进行EIS测量，以获得对应所述基准空间位置的EIS测量值，以及以EIS计算模块获得的EIS计算值作为估计值对待测量空间位置进行EIS测量，得到所述待测量空间位置的EIS测量值；EIS计算模块，用于从所述多个空间位置中选择任一个空间位置作为待测量空间位置，并根据所述基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及所述待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得所述待测量空间位置的EIS计算值。

由于采用本发明实施例计算的EIS计算值作为估计值比较准确，因此在保证测试精度的前提下，可以极大地减少测试搜索的次数，从而大大地提高测试速度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的EIS测试方法的流程图；

图2为移动终端空中接口(OTA)测试的坐标参数含义；

图3为本发明实施例的EIS测试装置的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，为本发明实施例的EIS测试方法流程图，包括以下步骤：

步骤S101，在多个空间位置对移动终端进行EIRP测量，例如M个空间位置，其中M为正整数，以获得M个空间位置对应的多个EIRP测量值。在本发明实施例中，该M个空间位置满足EIRP测量要求，同时也满足EIS的测量要求，在此所述的满足测量要求是指满足EIRP测量和EIS侧量的最低要求，但并不排除采用精度更高的测量方式，例如对于EIS也可以采用每隔15°的空间位置进行测量的方式。

例如，可利用现有的CTIA标准的发射性能测试方式，在多个空间位置对移动终端进行EIRP测量，从而获得对应空间位置的各个等效全向辐射功率测量值。根据CTIA标准规定，在图2所示的移动终端位于球心位置的空中接口(OTA)测试球面上，如图2所示的θ和φ极化方向上，在整个测试球面以预定的角度间隔划分的空间位置上，可执行上述两个极化方向的EIPR测量。例如CTLA规定在θ、Φ每隔15°的空间位置进行EIRP测量，但是在具体实施时，当然也可以采用更小的间隔角度来划分空间位置进行相应的EIRP测量。这里，EIRP测量对应的空间位置，是对图2整个测试球面以预定间隔划分的空间位置，并且通过对应空间位置测量的EIRP值，可以综合计算得到表征移动终端发射性能的全辐射功率(TRP)。

步骤S102，以该M个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对移动终端进行EIS测量，以获得对应基准空间位置的EIS测量值。

这里所述的EIS测量对应于一个空间位置(基准空间位置)，既可以采用现有CTIA的规定，在θ、Φ每隔30°的划分的空间位置，也可以按照步骤101进行EIRP测量的15°间隔划分对应的一个空间位置，还可以是按照其他小于30°间隔得到的空间位置。但是，无论以多少的间隔角度来划分移动终端收发性能测试的球面，这里进行EIS测量对应的一个空间位置需要和步骤101中EIRP测量对应的M个空间位置的其中一个空间位置重合，即该EIS测量对应的空间位置是上述EIRP测量对应的M个空间位置中的其中一个。关于这点下文中稍后将给出说明。

步骤S103，从M个空间位置中选择任一个空间位置作为待测量空间位置，并根据基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得待测量空间位置的EIS计算值。

通过上述步骤，可以获得基准空间位置的EIS测量值和对应的EIRP测量值，以及M个空间位置对应的M个EIRP测量值。通过该基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及任一个待测量空间位置的EIRP测量值，可以得到M个空间位置中任一个空间位置的EIS计算值。

下面结合图2给出具体说明，移动终端位于图2球体的球心，球面上的某个空间位置用(θ，Φ)表示，EISθ(θ_i，Φ_j)表示空间位置(θ_i，Φ_j)处的θ极化方向的等效全向灵敏度，EISΦ(θ_i，Φ_j)表示空间位置(θ_i，Φ_j)处的Φ极化方向的等效全向灵敏度。后文的叙述中，为简单起见，某个空间位置用单一下标来表示。

设任意两个空间位置的EIS为EIS_j、EIS_k，这里j、k用来表示对应不同空间位置的编号，则：

EIS_j＝R__Sen-Gain__j，

其中R__Sen是辐射灵敏度，R__sen不随空间位置变化而变化，Gain__j是天线在该空间位置方向的增益。

因此，EIS_j-EIS_k＝(R__Sen-Gain__j)-(R__Sen-Gain__k)

＝Gain__k-Gain__j (1)

即，任意两个空间位置的等效全向灵敏度与对应增益之间的关系如公式(1)表示。

设任意两个空间位置的等效全向辐射功率为EIRP_j、EIRP_k，同样地j、k用来表示对应不同空间位置的编号，则：

EIRP_j＝Power__cond+Delta+Gain__j，

其中，Power__cond是移动终端天线的传导发射功率，Delta是加上天线负载后功放的实际发射功率和传导发射功率的差值，Gain__j是天线在该空间位置方向的增益。其中，Power__cond和Delta不随空间位置变化而变化。

因此，EIRP_j-EIRP_k＝(Power__cond+Delta+Gain__j)-(Power__cond+Delta+Gain__k)＝Gain__j-Gain__k (2)

即，任意两个空间位置的等效全向辐射功率与对应增益之间的关系如公式(2)表示。

其中以上公式(1)和(2)的推导过程，都考虑了正确补偿路径损耗。

因为本发明针对的是接收和发送采用同频率信道系统，所以结合公式1和2可以得到以下等式：

EIS_j-EIS_k＝Gain__k-Gain__j＝-(EIRP_j-EIRP_k)(3)

根据公式(3)可知，任何两个空间位置的EIS的差值，等于这两个位置的EIRP的差值取反(发射接收同频率，路径补偿一样)。

通过公式(3)，根据基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得待测量空间位置的EIS计算值，例如，根据公式EIS_j＝EIS__b-(EIRP_j-EIRP__b)获得所述待测量空间位置的EIS计算值，其中，j为待测量空间位置，b为基准空间位置。需要说明的是，本发明实施例不仅适于收发同频的移动终端，也适用于接收频率和发射频率不同的情况，不同的是对于收发同频的移动终端EIS计算值会更准确一些，而对于不同频的情况则作为测量估计值的EIS计算值可能会存在一些误差，但是将其作为进一步测量EIS的初始值，依然能够在很大程度上减少EIS的测量时间。特别是如果接收频率和发射频率间隔不大时，例如GSM的接收和发射频率间隔仅有45MHz，采用本发明实施例得到的EIS计算值还是比较准确的。

如果利用CTIA规定的15°间隔测量的全部位置空间的EIRP测量值，根据公式(3)可以得到M个对应位置空间的EIS计算值，当然步骤102中已测量得到的EIS测量值除外。如现有技术所述，这种情况下进行EIRP测量对应有264个空间位置。如果利用CTIA规定的15°间隔测量的全部位置空间的一部分EIRP测量值，该部分EIRP测量值可以与CTIA标准的30°间隔EIS测量在整个测试球面上对应的空间位置一一对应，即从264个空间位置对应的EIRP测量值中选择60个空间位置对应的测量值，当然选择的EIRP测量值对应的空间位置是以步骤104中EIS测量空间位置为基准，在整个测试球面上相互空间位置之间以30°间隔开。或者，根据进行EIRP测量划分的空间位置的角度，选择的这部分EIRP测量值与其他符合CTIA标准要求的EIS测量对应的空间位置对应。

步骤S104，以EIS计算值作为估计值对待测量空间位置进行EIS测量，得到待测量空间位置的EIS测量值。

具体地，可以待测量空间位置的EIS计算值作为估计值，并以该估计值作为初始值进行误码率测量，判断测量的误码率是否满足目标误码率要求，如果不满足目标误码率要求则根据测量结果进一步调整初始值，直至测量的误码率满足目标误码率要求，并得到待测量空间位置的EIS测量值。

在现有技术的EIS测试中，如果要测试待测位置的EIS__i，就在EIS__i的可能范围内搜索，例如，EIS__i的可能范围是-85dBm～-109dBm，那么测试将从-85dBm开始试探，如果信号大小是-85dBm时，误码率BER小于目标误码率，那么减小信号大小至-86dBm，再次重复测试误码率；以此类推。当误码率接近目标误码率时，例如GSM的目标误码率是2.44％，那么误码率是达到0.5％时，就逐渐缩小信号大小变化的间隔。例如，信号大小变化到-105dBm时，测试所得误码率是0.5％，那么下一次的信号大小调整至-105.5dBm，再次去测试误码率，如此反复，直至满足目标误码率的要求。

从以上描述中可以看出，一方面如果首先是要进行很多次的误码率测试，逐步逼近测试结果，则需要耗费的测试时间长；另一方面如果要达到较高的误码率测试精度，测试误码率时需要发送的测试数据比特就要增加，代价同样是耗费更多的测试时间；如果提高灵敏度的测试精度，例如将最精细的搜索步长改为0.1dBm，那么就要进行更多次的搜索，代价还是耗费更多的测试时间。总之，传统的测试EIS的方法，速度很慢，要提高测试精度，就要花费更多的时间，速度更慢。

但是在本发明实施例中，对于移动终端接收和发送信号的频率相同时，即移动终端(手机)的上、下行信道的频率相同时，如果已知参考位置(基准空间位置)的EIRP__b和EIS__b，和待测空间位置的EIRP__i，那么就可以快速地测量待测空间位置的EIS。

首先，根据公式EIS_j＝EIS__b-(EIRP_j-EIRP__b)，计算得到待测空间位置的EIS计算值EIS_j，并将该计算值EIS_j作为估计值。将信号初始值设置为该估计值，测试误码率BER，如果与目标误码率相比测得的误码率偏小，则减小信号大小；如果与目标误码率相比，测得的误码率偏大，则增大信号大小。在本发明实施例中，由于估计值选择的非常准确，因此可以以很精确的步长调整初始值，例如0.01-0.2dBm，优选可为0.1dBm，从而可以得到很高的测试精度。因为该估计值非常准确，所以测试搜索的次数很少，或者就是一次，因此本发明实施例在保证测试精度的前提下大大提高了测试速度，而且测试精度高。

需要指出的是，EIS测量与EIRP测量分别对应的预定间隔角度不局限于上述具体实施例，实际操作时在满足CTIA标准要求的情况下，根据预定间隔角度划分的EIS测量对应的位置空间与EIRP测量位置空间存在满足TIS测试要求的部分和全部重合即可。

如图3所示，为本发明实施例的EIS测试装置结构图，该EIS测试装置100包括EIRP测量模块110、EIS测量模块120和EIS计算模块130。EIRP测量模块110用于在多个空间位置对移动终端进行EIRP测量，以获得所述多个空间位置对应的多个EIRP测量值。EIS测量模块120用于以多个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对移动终端进行EIS测量，以获得对应所述基准空间位置的EIS测量值，以及以EIS计算模块130获得的EIS计算值作为估计值对待测量空间位置进行EIS测量，得到待测量空间位置的EIS测量值。EIS计算模块130用于从多个空间位置中选择任一个空间位置作为待测量空间位置，并根据基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得待测量空间位置的EIS计算值。

在本发明的一个实施例中，EIS计算模块130根据公式EIS_j＝EIS__b-(EIRP_j-EIRP__b)获得待测量空间位置的EIS计算值，其中，j为待测量空间位置，b为基准空间位置。

在本发明的一个实施例中，EIS测量模块120以待测量空间位置的EIS计算值作为估计值，以该估计值作为初始值进行误码率测量，并判断测量的误码率是否满足目标误码率要求，如果不满足目标误码率要求则根据测量结果进一步调整所述初始值，直至测量的误码率满足目标误码率要求，并得到待测量空间位置的EIS测量值。例如可以0.01-0.2dBm的步长调整初始值。

本发明所述的同频率信道系统包括但不限于第三代移动通信系统TD-SCDMA，该系统采用时分双工模式(TDD)，接收和发送工作是在同一频率信道，并用不同的工作时隙来分离接收于发送信道。本发明也适用于其他接收、发送采用同频率信道的系统(比如无线局域网WiFi)。本发明同样也适于收发不同频的信道系统，例如CDMA手机等，通过采用本发明实施例得到的EIS计算值作为初始值依然能够极大地减少测试时间，提高测试速度。本领域技术人员还能够根据本发明的思想将本发明以上实施例扩展到其他类似的移动终端的测试中，这些均应包含在本发明的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种等效全向灵敏度EIS测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

在多个空间位置对移动终端进行等效全向辐射功率EIRP测量，以获得所述多个空间位置对应的多个EIRP测量值；

以所述多个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对所述移动终端进行EIS测量，以获得对应所述基准空间位置的EIS测量值；

从所述多个空间位置中选择任一个空间位置作为待测量空间位置，并根据所述基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及所述待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得所述待测量空间位置的EIS计算值；和

以所述EIS计算值作为估计值对所述待测量空间位置进行EIS测量，得到所述待测量空间位置的EIS测量值。

2.如权利要求1所述的EIS测试方法，其特征在于，所述根据基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值以及所述待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得所述待测量空间位置的EIS计算值包括：

根据公式EIS_j＝EIS_{_b}-(EIRP_j-EIRP_{_b})获得所述待测量空间位置的EIS计算值，其中，j为待测量空间位置，b为基准空间位置。

3.如权利要求2所述的EIS测试方法，其特征在于，所述公式通过以下步骤获得：

根据等效全向灵敏度与辐射灵敏度以及移动终端天线在对应空间位置方向的增益的关系，获得所述多个空间位置中任意两个空间位置的等效全向灵敏度与对应增益之间的关系；

根据等效全向辐射功率与移动终端天线的传导发射功率、实际发射功率以及在对应空间位置方向的增益的关系，获得所述多个空间位置中任意两个空间位置的等效全向辐射功率与对应增益之间的关系；以及

根据所述任意两个空间位置的等效全向灵敏度与对应增益之间的关系和所述任意两个空间位置的等效全向辐射功率与对应增益之间的关系，得到任意两个空间位置的等效全向灵敏度与对应所述任意两个空间位置的等效全向辐射功率之间的关系。

4.如权利要求1-3任一项所述的EIS测试方法，其特征在于，所述以EIS计算值作为估计值对所述待测量空间位置进行EIS测量，得到所述待测量空间位置的EIS测量值包括：

以所述待测量空间位置的EIS计算值作为估计值，并以所述估计值作为初始值进行误码率测量；

判断测量的误码率是否满足目标误码率要求，如果不满足目标误码率要求则根据测量结果进一步调整所述初始值，直至测量的误码率满足目标误码率要求，并得到所述待测量空间位置的EIS测量值。

5.如权利要求4所述的EIS测试方法，其特征在于，以0.01-0.2dBm的步长调整所述初始值。

6.如权利要求1所述的EIS测试方法，其特征在于，所述基准空间位置和所述待测量空间位置既满足EIRP测量要求又满足EIS测量要求。

7.一种EIS测试装置，其特征在于，包括：

EIRP测量模块，用于在多个空间位置对移动终端进行EIRP测量，以获得所述多个空间位置对应的多个EIRP测量值；

EIS测量模块，用于以所述多个空间位置中的任一个空间位置作为基准空间位置对所述移动终端进行EIS测量，以获得对应所述基准空间位置的EIS测量值，以及以EIS计算模块获得的EIS计算值作为估计值对待测量空间位置进行EIS测量，得到所述待测量空间位置的EIS测量值；和

EIS计算模块，用于从所述多个空间位置中选择任一个空间位置作为待测量空间位置，并根据所述基准空间位置的EIS测量值和EIRP测量值，以及所述待测量空间位置所对应的EIRP测量值，获得所述待测量空间位置的EIS计算值。

8.如权利要求7所述的EIS测试装置，其特征在于，所述EIS计算模块根据公式EIS_j＝EIS_{_b}-(EIRP_j-EIRP_{_b})获得所述待测量空间位置的EIS计算值，其中，j为待测量空间位置，b为基准空间位置。

9.如权利要求8所述的EIS测试装置，其特征在于，所述公式通过以下步骤获得：

10.如权利要求7-9任一项所述的EIS测试装置，其特征在于，所述EIS测量模块以所述待测量空间位置的EIS计算值作为估计值，以所述估计值作为初始值进行误码率测量，并判断测量的误码率是否满足目标误码率要求，如果不满足目标误码率要求则根据测量结果进一步调整所述初始值，直至测量的误码率满足目标误码率要求，并得到所述待测量空间位置的EIS测量值。

11.如权利要求10所述的EIS测试装置，其特征在于，以0.01-0.2dBm的步长调整所述初始值。

12.如权利要求7所述的EIS测试装置，其特征在于，所述基准空间位置和所述待测量空间位置既满足EIRP测量要求又满足EIS测量要求。