CN102480330B - 一种基站智能天线广播赋形的测试方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站智能天线广播赋形的测试方法及设备，包括：通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。本发明能避免外界干扰信号和环境反射和折射信号；测量精度高，不同的测量位置和信号功率对应关系准确。

Description

一种基站智能天线广播赋形的测试方法及设备

技术领域

本发明涉及通信设备，特别涉及一种基站智能天线广播赋形的测试方法及设备。

背景技术

在TD-SCDMA(Time Division Synchronized Code Division Multiple Access，时分同步码分多址接入)基站智能天线赋形测试中，现有方案是采用真实的天线发射射频信号，测量时有两种方式：

1)采用路测终端在户外采集广播信号；

2)在微波暗室中用场强计测量信号强度。

现有测试方法的本质是多根天线发射的信号在空间叠加，利用接受端改变在空间的位置来测量信号强度。

现有测量方式1)的缺点是：会受到外界环境的影响，比如周围物体的反射信号和干扰信号。

现有测量方式2)的缺点是：微波暗室的空间受限，不能构造出很远的空间距离。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供了一种基站智能天线广播赋形的测试方法及设备。

本发明实施例中提供了一种基站智能天线广播赋形的测试系统，包括：

智能天线耦合盘，用于在与TD-SCDMA基站的射频单元用射频线缆相连后输入射频信号；

若干数控移相器，一个数控移相器一端与智能天线耦合盘的一个输出端口相连，一端与功分器的一个输入端口相连；

功分器，将各输入端口输入的信号合路后输入频谱仪。

较佳地，进一步包括：

矢量网络分析仪，用于测量功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端的相位差。

较佳地，进一步包括：

计算装置，用于在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值。

较佳地，进一步包括：

补偿装置，用于将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位。

较佳地，进一步包括：

比较装置，用于根据测试的广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

本发明实施例中还提供了测试系统的测试方法，包括如下步骤：

通过矢量网络分析仪测量功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端的相位差；

通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致。

较佳地，进一步包括：

在基站天线覆盖范围内，通过计算装置确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值。

较佳地，进一步包括：

用补偿装置将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位。

较佳地，进一步包括：

在将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

较佳地，进一步包括：

根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

本发明实施例中提供了一种基站智能天线广播赋形的测试方法，包括如下步骤：

通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；

将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

较佳地，进一步包括：

根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

本发明实施例中提供了一种基站智能天线广播赋形的测试设备，包括：

调节模块，用于通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

校准模块，用于对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

计算模块，用于在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；

获取模块，用于在将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

结果模块，用于将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

较佳地，进一步包括：

比较模块，用于根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

本发明有益效果如下：

由上述实施方式可见，在本发明实施例提供的技术方案中，由于智能天线耦合盘与功分器之间采用了有线连接方式，并在该线路上模拟无线信号地接收，因此避免外界干扰信号和环境反射和折射信号；

由于使用计算出的需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值来补偿各线路上的相位，因此测量精度高，并且不同的测量位置和信号功率对应关系准确；

由于使用的是计算出的需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值，因此也不用更换天线，即可通过改变波长、天线间距等参数，计算出相位差值表，测试不同类型天线；

还可以用计算机控制数控移相器，便可以自动测试，提高测试效率。

附图说明

图1为本发明实施例中相位差值计算示意图；

图2为本发明实施例中基站智能天线广播赋形的测试系统结构示意图；

图3为本发明实施例中测试系统的测试方法；

图4为本发明实施例中基站智能天线广播赋形的测试方法实施流程示意图；

图5为本发明实施例中基站智能天线广播赋形的测试设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

首先对计算相位差值的原理图进行介绍。

图1为相位差值计算示意图，在如图所示的关系中，有：

当接收位置和天线的距离较远时，可以近似的认为接收位置和各天线阵元的连线为平行线，设图中接收位置到各天线的距离为d1～d8。

计算阵元之间的相位差：已知信号的波长为λ，接收位置和天线切线夹角为α，天线间距为δ，各天线间的相位差可以通过下面公式计算：

360*(dn-d1)/λ    (n＝2～8)

其中：dn-d1＝δ(n-1)*cos(α)。

下面对测试系统进行说明。

图2为基站智能天线广播赋形的测试系统结构示意图，如图所示，系统中可以包括：

智能天线耦合盘201，用于在与TD-SCDMA基站的射频单元用射频线缆相连后输入射频信号；

若干数控移相器202，一个数控移相器一端与智能天线耦合盘的一个输出端口相连，一端与功分器的一个输入端口相连；

功分器203，将各输入端口输入的信号合路后输入频谱仪204。

实施中，TD-SCDMA基站的射频单元和智能天线耦合盘(通常简称“耦合盘”)用射频线缆连接，耦合盘输出端口分别连接数控移相器，然后通过功分器合路之后与频谱仪有线连接。

耦合盘通常由9个输入端口和8个输出端口组成的。9个输入端口包括：8个I/O port(RF connector)+1 cal Port组成。8个输出端口是由8个Antennaelement RF connector port组成的。

实施中，测试系统中还可以进一步包括：

矢量网络分析仪，用于测量功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端的相位。

实施中，测试系统中还可以进一步包括：

计算装置，用于在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值。

实施中，测试系统中还可以进一步包括：

补偿装置，用于将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位。

实施中，测试系统中还可以进一步包括：

比较装置，用于根据测试的广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

下面对利用测试系统进行测试方的方法实施方式进行说明。

图3为测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤301、通过矢量网络分析仪测量功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端的相位差。

步骤302、通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致。

这两步骤中，可以对功分器的输出端(如图2中A点)到耦合盘的天线输出端(如图2中B点)的相位通过矢量网络分析仪进行测量，并通过调节数控移相器将各路的相位差补偿到一致。

步骤303、对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致。

本步骤中，在测试时，可以使基站先对射频单元到智能天线耦合盘的之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致。

实施中，还可以进一步包括：

步骤304、在基站天线覆盖范围内，通过计算装置确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值。

本步骤中，可以计算在天线覆盖范围内所有需要测试的角度下接受位置到各天线的相位差值，具体的，可以把差值记录成表格。

实施中，还可以进一步包括：

步骤305、用补偿装置将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位。

实施中，还可以进一步包括：

步骤306、在将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

步骤307、将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

在这三步骤中，基站发送广播，按照步骤304的表格补偿各路数控移相器的相位，之后记录频谱仪上的广播功率。然后遍历步骤304中的所有角度的数据，按照角度坐标画出功率图。画出的图即为广播赋形结果。

具体的，角度是指接收位置和天线切线夹角为α，在选取不同角度后，实施中可以以1°为步长，计算在天线覆盖范围内所有需要测试的角度下接受位置到各天线的相位差值。

实施中，还可以进一步包括：

步骤308、根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

本步骤中，把步骤306中的图和理论结果比较，即可得出广播赋形是否正确的结论。

在上述实施过程中，调整相位差的目的在于要模拟测试点较远的测试情形，由于在实际应用时用户和天线的距离较远，而微波暗室不能达到这样的距离，因此通过该方式的模拟来实现基站智能天线广播赋形的测试。

而在具体的测试中，首先对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准、将功分器到智能天线耦合盘的相位差补偿到一致，这样模拟出测试点较远的测试情形；然后确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；当将某一角度下的相位差补偿进功分器到智能天线耦合盘之间的各测试线路后，事实上便可以获得到这一角度下的极远处的信号接收情况。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种基站智能天线广播赋形的测试方法、一种基站智能天线广播赋形的测试设备，由于这些方案解决问题的原理与基站智能天线广播赋形的测试系统、及该系统的测试方法相似，因此这些方案的实施可以参见前述方案的实施，重复之处不再赘述。

图4为基站智能天线广播赋形的测试方法实施流程示意图，如图所示，测试时可以包括如下步骤：

步骤401、通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

步骤402、对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

步骤403、在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；

步骤404、将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

步骤405、将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

测试时还可以进一步包括：

步骤406、根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

图5为基站智能天线广播赋形的测试设备结构示意图，如图所示，设备中可以包括：

调节模块501，用于通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

校准模块502，用于对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

计算模块503，用于在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；

获取模块504，用于在将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

结果模块505，用于将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

实施中，设备中还可以进一步包括：

比较模块506，用于根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

由上述实施方式可见，在本发明实施例提供的技术方案中，由于智能天线耦合盘与功分器之间采用了有线连接方式，并在该线路上模拟无线信号地接收，因此避免外界干扰信号和环境反射和折射信号；

由于使用计算出的需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值来补偿各线路上的相位，因此测量精度高，并且不同的测量位置和信号功率对应关系准确；

由于使用的是计算出的需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值，因此也不用更换天线，即可通过改变波长、天线间距等参数，计算出相位差值表，测试不同类型天线；

还可以用计算机控制数控移相器，便可以自动测试，提高测试效率。

由于TD-SCDMA\TD-LTE(TD-SCDMA Long Term Evolution，TD-SCDMA长期演进)基站的信号是时分的，上行和下行信号的频率相同，所以空间传播的信道可以认为是相同的，因此本发明实施例中提供的技术方案也可用于TD-LTE基站。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种基站智能天线广播赋形的测试系统，其特征在于，包括：

智能天线耦合盘，用于在与TD-SCDMA基站的射频单元用射频线缆相连后输入射频信号；

若干数控移相器，一个数控移相器一端与智能天线耦合盘的一个输出端口相连，一端与功分器的一个输入端口相连；

功分器，将各输入端口输入的信号合路后输入频谱仪；

其中，进一步包括：

矢量网络分析仪，用于测量功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端的相位差；

计算装置，用于在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；其中，当天线的根数为N，接收位置到各天线的距离为d1～dn，接收位置和各天线阵元的连线为平行线，接收位置和天线切线夹角为α，天线间距为δ，已知信号的波长为λ，所述接收位置到各天线间的相位差值可以通过下面公式计算：360*（dn-d1）/λ，其中：dn-d1=δ(n-1)*cos(α)，n=2～N；

补偿装置，用于将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位。

2.如权利要求1的测试系统，其特征在于，进一步包括：

比较装置，用于根据测试的广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

3.如权利要求1或2所述测试系统的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过矢量网络分析仪测量功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端的相位差；

通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

其中，进一步包括：

在基站天线覆盖范围内，通过计算装置确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；其中，当天线的根数为N，接收位置到各天线的距离为d1～dn，接收位置和各天线阵元的连线为平行线，接收位置和天线切线夹角为α，天线间距为δ，已知信号的波长为λ，所述接收位置到各天线间的相位差值可以通过下面公式计算：360*（dn-d1）/λ，其中：dn-d1=δ(n-1)*cos(α)，n=2～N；

用补偿装置将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位；

在将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：

根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

5.一种基站智能天线广播赋形的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；

将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果；

其中，当天线的根数为N，接收位置到各天线的距离为d1～dn，接收位置和各天线阵元的连线为平行线，接收位置和天线切线夹角为α，天线间距为δ，已知信号的波长为λ，所述接收位置到各天线间的相位差值可以通过下面公式计算：

360*（dn-d1）/λ；

其中：dn-d1=δ(n-1)*cos(α)，n=2～N。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

7.一种基站智能天线广播赋形的测试设备，其特征在于，包括：

调节模块，用于通过调节数控移相器将功分器的输出端到智能天线耦合盘的天线输出端之间的各路的相位差补偿到一致；

校准模块，用于对射频单元到智能天线耦合盘之间相位进行校准，使各通道的相位差达到一致；

计算模块，用于在基站天线覆盖范围内，确定所有需要测试的角度下的接收位置到各天线的计算相位差值；

获取模块，用于在将每一角度下的所述计算相位差值补偿至各路数控移相器的相位后，获取该角度下在基站发送广播信号时频谱仪上的广播功率；

结果模块，用于将按照角度以及该角度下的广播功率确定的功率作为广播赋形结果；

其中，当天线的根数为N，接收位置到各天线的距离为d1～dn，接收位置和各天线阵元的连线为平行线，接收位置和天线切线夹角为α，天线间距为δ，已知信号的波长为λ，所述接收位置到各天线间的相位差值可以通过下面公式计算：

360*（dn-d1）/λ；

其中：dn-d1=δ(n-1)*cos(α)，n=2～N。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，进一步包括：

比较模块，用于根据测试的所述广播赋形结果与理论上的广播赋形结果确定广播赋形是否正确。

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