CN102386986A - 一种无线终端的ota性能的测试方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线终端整机OTA性能的测试方法、装置及系统，该测试方法包括：将待测终端结构件中的待测天线的射频端口与至少包括待测终端的通信制式的通信测试装置电连接，模拟组合成待测终端，所述待测终端结构件中安装有待测天线；在所述通信测试装置发射待测终端对应的通信制式的信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。通过本发明能够快速有效地进行无线终端类产品的整机OTA性能测试，为目前无线终端类产品的整机设计成败及风险提出有效的前期评估，为决策提供前期的技术支持。

Description

一种无线终端的OTA性能的测试方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无线终端类产品的整机OTA(Over the air，空中传输方式)性能的快速评估及测试技术，更具体的说，本发明提出了一种无线终端类产品的OTA性能的测试方法、装置及系统。

背景技术

随着个人通讯技术的高速发展，无线终端类产品逐渐成为人们日常工作和生活中必不可少的工具。目前在无线终端产品类的整机OTA性能的前期测试评估中，通常的评估方法是：

第一步，根据客户需求进行无线终端产品的结构造型(Industry Design，简称ID)设计，天线设计人员以及天线设计厂家在已有的结构造型ID设计的基础上进行内外置天线的前期无源射频仿真评估，给出初步的内外置天线电路板上净空面积要求、电路布局和布线面积的要求、结构造型ID的局部修改要求。

第二步，无线终端产品的硬件电路设计人员再根据结构造型ID设计和天线射频仿真评估给出的电路布局面积上进行整机功能电路设计。

第三步，待硬件电路设计人员完成整机功能电路设计以及投板加工、贴片焊接、整机电路自测试通过后，天线设计人员及设计厂家才能将内外置天线安装到已测试的整机电路上，并装配到整机结构中再次进行无线终端产品的整机无源测试和整机有源OTA性能测试。

第四步，根据无线终端产品的整机无源测试和整机有源OTA性能测试结果，天线设计人员及设计厂家在已有的电路板净空面积中调整天线自身的技术指标和与整机电路的输入输出端口的射频匹配特性，直至调整到满足整机有源OTA性能指标要求，最后提交给客户进行整机性能的测试确认。

上述现有技术中，无线终端产品的内外置天线设计时间、周期太长；无线终端产品整机内外置天线的性能设计好坏与整机电路性能设计的好坏无法快速区别分析及问题定位；内外置天线的前期设计评估不能实际反映到整机最终的OTA测试结果；整机硬件电路的不稳定、掉线、连接不上、输出功率不稳定等会严重影响内外置天线的设计评估；在多通讯制式融合的整机终端产品天线设计上不能快速有效地反映整机最终的多通讯制式相互干扰情况；无线终端产品的整机OTA性能只能通过后期的整机有源测试进行微调，微调结果会严重影响内外置天线自身的其它辐射指标；如果无线终端产品的整机OTA性能测试不满足指标要求，通过天线微调及整机电路调整仍然不能解决的话，就要重新进行外形结构ID的设计，这样整个项目就会存在巨大的成败风险等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测试无线终端的OTA性能的方法及系统、通信测试装置，以快速有效地进行无线终端类产品的整机OTA性能测试。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通信测试装置，包括：

一种或多种通信制式模块，所述通信制式模块分别与主信道和分集信道连接；

所述通信制式模块可与待测天线电连接，用于发射对应通信制式信号。

进一步地，上述方法还具有下面特点：还包括主信道控制模块和分集信道控制模块，

每种通信制式模块连接的主信道分别连接一主信道控制模块，所述主信道控制模块用于控制对应主信道上的接收增益和发射增益；

每种通信制式模块连接的分集信道分别连接一分集信道控制模块，所述分集信道控制模块用于控制对应分集信道上的接收增益和发射增益。

进一步地，上述方法还具有下面特点：还包括，

电源接口，用于外接电源，为所述通信制式模块供电。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述通信制式模块包括以下的一种或多种：

全球微波互联接入模块、码分多址纯数据演进模块、WIFI模块和全球定位系统模块。

进一步地，上述方法还具有下面特点：还包括，

射频电缆，用于将所述通信制式模块与待测天线电连接。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述射频电缆为50欧姆同轴电缆。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种无线终端空中传输方式性能的测试系统，包括上述的通信测试装置、待测终端结构件和性能测试装置，其中，所述待测终端结构件中安装有待测天线，所述通信测试装置与待测终端结构件中的待测天线的射频端口电连接，模拟组合为待测终端；

所述通信测试装置，至少包括待测终端对应的通信制式的通信制式模块，用于发射对应的通信制式信号；

所述性能测试装置，用于在所述通信测试装置发射待测终端对应的通信制式的信号的情况下，测试待测终端空中传输方式性能。

进一步地，上述测试系统还具有下面特点：

所述通信测试装置是通过射频多路开关与待测终端结构件中的待测天线的射频端口电连接的，

所述射频多路开关，用于控制所述通信测试装置中不同的通信制式模块与待测天线电连接。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种无线终端空中传输方式性能的测试方法，包括：

将待测终端结构件中的待测天线的射频端口与至少包括待测终端的通信制式的通信测试装置电连接，模拟组合成待测终端，所述待测终端结构件中安装有待测天线；

在所述通信测试装置发射待测终端对应的通信制式的信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述待测终端为多通信制式，所述测试待测终端的空中传输方式性能还包括：

在所述通信测试装置发射所述待测终端对应的两种以上的通信制式的信号的情况下，测试待测终端整机空中传输方式性能。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述测试待测终端的空中传输方式性能还包括：

在对待测终端加入白噪声或干扰信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。

综上，本发明提供一种测试无线终端整机OTA性能的方法、装置及系统，能够快速有效地进行无线终端类产品的整机OTA性能测试，为目前无线终端类产品的整机设计成败及风险提出有效的前期评估，为决策提供前期的技术支持。

附图说明

图1为本发明实施例的无线终端整机OTA性能的测试系统的示意图；

图2为本发明一实施例的通信测试装置的示意图；

图3为本发明另一实施例的通信测试装置的示意图；

图4为本发明实施例的无线终端整机OTA性能的测试方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本发明实施例的无线终端整机OTA性能的测试系统的示意图，如图1所示，包括：通信测试装置109、待测终端结构件110和性能测试装置101，其中，所述待测终端结构件110中安装有待测天线，所述通信测试装置109与待测终端结构件110中的待测天线的射频端口电连接，模拟组合为待测终端；

通信测试装置109，至少包括待测终端对应的通信制式的通信制式模块，用于发射对应的通信制式信号；

性能测试装置101，用于在所述通信测试装置109发射对应通信制式信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。

所述性能测试装置可以包括射频测试仪表和射频接收器等。

图2为本发明实施例的通信测试装置的示意图，如图2所示，本实施例的通信测试装置109可以包含：通信制式模块106、主信道控制模块107、分集信道控制模块108。

定制设计包含各种通信制式的通信制式模块106，连接外部可调节主信道控制模块107、分集信道控制模块108，使通信制式模块106的收发通道可以在配合不同长度射频50欧姆同轴电缆的情况下进行单独校准。

所述通信制式例如包括：WiMAX(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，全球微波互联接入)，CDMA(Code Division MultipleAccess，码分多址)EVDO(纯数据演进)，WIFI，GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)等通信制式。

图2中，通信制式模块106例如包括WiMax模块，WiMax模块与主信道和分集信道连接，主信道与主信道控制模块107连接，分集信道与分集信道控制模块108连接，

在一优选实施例中的通信测试装置可以包括多种通信制式的通信制式模块，如图3所示，可以包括：WiMax模块、EVDO模块、WIFI模块、GPS模块和其他通信制式模块中的一种或多种通信制式模块。

主信道控制模块107可以包括：发射机功率控制单元和接收机增益控制单元，主信道控制模块107用于控制主路接收/发射的增益，主用是通过控制发射和接收的不同增益，获取不同的测试结果，用于评估。

分集信道控制模块108可以包括：发射机功率控制单元和接收机增益控制单元，分集信道控制模块108用于控制分集接收发射增益的单元，主用是通过控制发射和接收的不同增益，获取不同的测试结果，用于评估。

如图3所示，本实施例的通信测试装置109包含：电源接口模块(例如USB接口102或其它接口集线器(HUB)电路单元)，各种通信制式的通信制式模块106，射频多路开关103、104，标准射频50欧姆同轴电缆105。所述电源接口模块，用于外接电源为所述通信制式模块供电。

图3中每一种通信制式模块均与主信道和分集信道电连接，主信道和分集信道如图2所示分别与主信道控制模块107和分集信道控制模块108电连接(图3中未示出，图3中主要为了突出通信测试装置109可以包括多种通信制式模块)。

本实施例中，可以通过USB接口102将电源连接到各种通信制式的通信测试模块106上，通信测试装置109可以根据具体的测试评估要求选择不同的通信制式模块106，再通过射频测试电缆射频多路开关103、104与通信制式模块106连接，进行测试的时候可以切换不同的通信制式，或者不使用射频多路开关103、104，而直接为每种有源测试电路单独配置射频电缆，例如，标准射频50欧姆同轴电缆105。

本实施例中，将通信测试装置109用吸波材料包裹后放置到不影响测试的地方，并使用已经校准过的标准射频50欧姆同轴电缆105连接通信测试装置109和被测无线终端结构件110中的待测试天线的射频端口上，把以上各部分整体放置到微波暗室三维测试转台111上进行无线终端产品的整机OTA测试和SAR值测试。

本实施例按照目前世界上主流的多种通讯制式分别设计标准USB或其它标准接口的射频接收灵敏度可步进调节、以及射频发射功率可步进调节的通信测试装置(收发步进调节精度可选：±0.25dB、±0.5dB、±1.0dB)，该通信测试装置的体积设计尽量小，以尽量减小对天线OTA性能的影响，再定制一些不同长度、线径较细、质量较好的标准测试用50欧姆同轴电缆；分别对各通讯制式模块和测试电缆线进行校准定标，校准定标后的测试模块以及测试模块加不同长度测试电缆线，要求射频传导收发特性分别满足各自通讯制式的技术指标要求，并留有一定的余量。

图4为本发明实施例的无线终端整机OTA性能的测试方法的流程图，如图4所示，包括下面步骤：

S10、将待测终端结构件中的待测天线的射频端口与至少包括待测终端的通信制式的通信测试装置电连接，模拟组合成待测终端，所述待测终端结构件中安装有待测天线；

S20、在所述通信测试装置发射待测终端对应的通信制式的信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。

下面以两个实施例对本发明的方法进行详细的说明。

实施例一

对于单一通讯制式的无线终端产品整机有源测试可以用加有不同长度测试电缆线，及校准定标后的相应测试模块作为整机OTA测试评估、内外置天线评估、结构ID设计评估的标准测试电路。

首先，在微波暗室中，测试整机(包括通信测试装置和待测终端结构件)在无源条件下的收发特性，例如，增益、效率、方向图等辐射参数。

一般情况下，无线的终端的天线形式有内置天线和外置天线两种，根据结构造型的要求和性能的要求可以选择其中一种天线形式，或选择两种天线，例如，可以在待测终端结构件中接入内置天线或外置天线，或同时接入内置天线和外置天线。

其次，在微波暗室中加电，进行整机有源OTA测试，测试方法是：

采用加有固定长度测试电缆线及校准定标后的相应通信测试装置，将连接有通信测试装置的射频测试电缆接入待测终端结构件中的电路板上的内外置天线的馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪(综测仪就是一款射频测试仪表，普遍应用于终端的射频测试)连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线测试标定整机的射频传导特性，使射频传导特性达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求。

标定整机的射频传导特性主要是为了判断天线性能是否合格，通过测试OTA性能结果减去射频传导结果就可以判断天线性能。

然后，整机和射频测试电缆用吸波材料包裹，并放置在暗室标定的测试位置上，以不影响无线终端产品整机的有源OTA测试。

最后，将通信测试装置接通电源进行无线终端产品整机的OTA测试。

测试过程中，可以在通信测试装置发射待测终端对应的通信制式信号的情况下，模拟测试待测终端OTA性能；也可以在在通信测试装置发射待测终端对应的通信制式信号和其他一种或多种通信制式信号的情况下，模拟测试待测终端OTA性能。

实施例二

对于多种通讯制式融合的无线终端产品整机有源测试，可以用几个不同通信制式的通信测试装置，将连接通信测试装置的射频测试电缆接入到待测终端结构件中的不同制式天线馈电点上，再使用标准射频测试仪表或综测仪连接到整机结构中电路板上的内外置天线的馈电点射频测试端口上，断开内外置天线分别进行逐一测试标定整机的射频传导特性，达到相应通讯制式射频传导特性指标的要求。

将整机和射频测试电缆用吸波材料包裹，并放置在暗室标定的测试位置上，以不影响整机有源OTA测试。

最后，将通信测试装置接通电源，对于各种通信制式分别测试无线终端产品整机的OTA性能。

当然，也可以在多种或所有通讯制式同时并行工作的情况下，以了解在多种通讯制式融合的情况下整机有源OTA性能。

比如，一个无线终端产品里面有wifi、GPS、WiMAX等通信制式，在wifi工作的时候，WiMAX也可以同时工作，所以可以测试多种通信制式同时工作下，该无线终端的OTA性能，也可以测试该无线终端在其他通信制式信号存在的情况下的OTA性能。

还可以进一步评估待测终端在有较强干扰时的整机OTA性能。

在评估干扰情况下整机的OTA性能指标时，可以采用通过给通信测试装置109的接地面和待测终端结构件110中的电路板接地面加上人为施加白噪声，待测终端结构件110的电路板上已有装置有内、外置天线，白噪声可以由射频宽带白噪声发生器产生；或者，提高整机的噪声底，用以模拟干扰电平或者用射频信号源模拟干扰谐波能量，并施加到通信测试装置109的接地面和待测终端结构件110中的电路板接地面上人为制造谐波干扰，进而测试整机OTA指标。

与现有技术相比较，本发明实施例的方法，通过本测试评估方法可以做到有效加快无线终端产品的内外置天线设计，及整机OTA性能的前期评估，而不用等到整机电路完成后再进行整机OTA性能测试，缩短无线终端产品的时间；有助于提前区别定位天线设计问题还是电路设计问题；对多通讯制式融合的整机终端产品天线设计上能有效地反映及量化整机最终的多制式相互干扰；不依赖整机硬件电路是否完成设计及测试稳定性；提前预知整机外形结构ID的设计是否满足内外置天线的设计技术要求；能够快速有效地给出多种不同电路板上的内置天线净空面积对内置天线自身性能的影响大小；对无线终端类产品的整机设计成败及风险提出有效的前期评估，为决策提供前期的技术支持。

此外，由于本发明在通过以上整机OTA测试后还可以提供无线终端类产品的整机SAR(Specific absorption rate，比吸收率)性能指标的快速评估，对整机OTA测试项目中TRP(Total radiated power，总辐射功率)指标、TIS(Total isotropic sensitivity，总辐射灵敏度)指标、天线Efficiency(效率)指标、天线Directivity(分集)指标、天线Gain(增益)指标等都可以快速有效地给出评估结果。因此，该测试方法是一种整机OTA性能测试非常好的评估手段，与现有技术相比较可以大幅度加快产品的测试评估、分析决策，缩短产品的研发周期及上市时间。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上仅为本发明的优选实施例，当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种通信测试装置，包括：

一种或多种通信制式模块，所述通信制式模块分别与主信道和分集信道连接；

所述通信制式模块可与待测天线电连接，用于发射对应通信制式信号。

2.如权利要求1所述的通信测试装置，其特征在于：还包括主信道控制模块和分集信道控制模块，

每种通信制式模块连接的主信道分别连接一主信道控制模块，所述主信道控制模块用于控制对应主信道上的接收增益和发射增益；

每种通信制式模块连接的分集信道分别连接一分集信道控制模块，所述分集信道控制模块用于控制对应分集信道上的接收增益和发射增益。

3.如权利要求1所述的通信测试装置，其特征在于：还包括，

电源接口，用于外接电源，为所述通信制式模块供电。

4.如权利要求1所述的通信测试装置，其特征在于：所述通信制式模块包括以下的一种或多种：

全球微波互联接入模块、码分多址纯数据演进模块、WIFI模块和全球定位系统模块。

5.如权利要求1-4任一项所述的通信测试装置，其特征在于：还包括，

射频电缆，用于将所述通信制式模块与待测天线电连接。

6.如权利要求5所述的通信测试装置，其特征在于：

所述射频电缆为50欧姆同轴电缆。

7.一种无线终端空中传输方式性能的测试系统，包括如权利要求1-6任一项所述的通信测试装置、待测终端结构件和性能测试装置，其中，所述待测终端结构件中安装有待测天线，所述通信测试装置与待测终端结构件中的待测天线的射频端口电连接，模拟组合为待测终端；

所述通信测试装置，至少包括待测终端对应的通信制式的通信制式模块，用于发射对应的通信制式信号；

所述性能测试装置，用于在所述通信测试装置发射待测终端对应的通信制式的信号的情况下，测试待测终端空中传输方式性能。

8.如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述通信测试装置是通过射频多路开关与待测终端结构件中的待测天线的射频端口电连接的，

所述射频多路开关，用于控制所述通信测试装置中不同的通信制式模块与待测天线电连接。

9.一种无线终端空中传输方式性能的测试方法，包括：

将待测终端结构件中的待测天线的射频端口与至少包括待测终端的通信制式的通信测试装置电连接，模拟组合成待测终端，所述待测终端结构件中安装有待测天线；

在所述通信测试装置发射待测终端对应的通信制式的信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述待测终端为多通信制式，所述测试待测终端的空中传输方式性能还包括：

在所述通信测试装置发射所述待测终端对应的两种以上的通信制式的信号的情况下，测试待测终端整机空中传输方式性能。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于：所述测试待测终端的空中传输方式性能还包括：

在对待测终端加入白噪声或干扰信号的情况下，测试待测终端的空中传输方式性能。

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