具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明基于多通道射频拉远单元的自动测试系统的一实施例的结构示意图,如图1所示,所述系统包括:环行装置101以及控制装置102。
环行装置101包括至少三个端口;如图2所示,三个端口依次对应关系是:端口1对应多通道射频拉远单元201、端口2对应下行侧接收单元202以及端口3对应上行侧发射单元203。
在实际应用中,环行装置可以使用环行器,环行器是一个多端口器件,其中电磁波的传输只能沿单方向环行,反方向是隔离的。在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向环行特性的器件。例如,在收发设备共用一副天线的雷达系统中常用环行器作双工器。在微波多路通信系统中,用环行器可以把不同频率的信号分隔开。
上行侧发射单元用于上行方向检测时发射射频信号,对于上行方向:用户手机信号被距离最近的通道收到,然后从这个通道经过光纤传到基站,这样也可以大大降低不同通道上用户之间的干扰。
下行侧接收单元用于下行方向检测时接收射频信号,对于下行方向:光纤从BBU直接连到RRU,BBU和RRU之间传输的是基带数字信号,这样基站可以控制某个用户的信号从指定的RRU通道发射出去,可以大大降低对本小区其他通道上用户的干扰。
控制装置102包括上下行测试模块,所述上下行测试模块用于控制多通道射频拉远单元所有通道与上行侧发射单元、下行侧接收单元之间分别进行上行和下行测试。
在进行上行测试时,环行装置中与下行侧接收单元对应的端口处于隔离状态,上行侧发射单元发出射频信号,环行装置接收后,射频信号从对应多通道射频拉远单元的端口流出,多通道射频拉远单元接收,对它的所有通道进行测试。
在进行下行测试时,环行装置中与上行侧发射单元对应的端口处于隔离状态,多通道射频拉远单元发出射频信号,经过对应多通道射频拉远单元的端口进入环行装置后,射频信号从对应下行侧接收单元的端口流出,下行侧接收单元接收射频信号,对多通道射频拉远单元所有通道进行测试。
如图3所示,所述系统还包括1×N的多通道耦合装置,所述多通道耦合装置的耦合输出端OH连接环行装置相应端口,射频输入端1至N用于连接多通道射频拉远单元,其中,N为自然数。
在实际应用中,多通道耦合装置可以是多通道耦合盘。通过价格几千元人民币的多通过耦合盘来替代价格几十万人民币的开关矩阵,可以大大降低设备的成本。
如图4所示,所述控制装置还包括校准模块401以及测试报表生成模块402。
校准模块401用于将包括环行装置和多通道耦合装置在内的上行侧与下行侧之间的连接通路的总损耗按照通道校准到所述信号源和频谱仪中。
测试报表生成模块402用于对比预设的指标要求,分析所述上行和下行的测试数据,并自动生成测试报表。
其中,所述上下行测试模块包括上行测试单元以及下行测试单元。如图5所示,所述上行测试单元包括第一设置单元501、第一信号输出单元502以及第一测试数据获得单元503。
第一设置单元501用于根据不同的上行测试指标,选择相应所述信号源的测试仪表模板预先进行设置;其中,所述不同的上行测试指标包括上行灵敏度、上行邻道选择性以及上行阻塞。
干扰源在被干扰接收机工作频段产生的噪声,包括干扰源的杂散、噪底、发射互调产物等,使被干扰接收机的信噪比恶化,称为干扰源对被干扰接收机的加性噪声干扰。灵敏度就是可以允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度。
在接收机第一邻频存在的强干扰信号,由于滤波器残余、倒易混频和通道非线性等原因,引起的接收机性能恶化,称为邻道干扰。邻道选择性ACS是指在相邻信道信号存在邻道干扰的情况下,接收机在其指定信道频率上接收有用信号的能力,定义为发射功率与相邻信道(或者被干扰频带)上的测得功率之比。
阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时,强干扰会使接收机链路的非线性器件饱和,产生非线性失真。
在本发明的一优选实施例中,上行灵敏度的模板设置是(模板代码:信1a):9载波TD-SCDMA信号,时隙比3∶3(5ms);中心频率2017.4MHz,输出功率要求单个载波到RRU天线口为-107dBm;设置帧头作为外部触发器trigger。
第一信号输出单元502用于控制所述信号源调用所述相应的测试仪表模板输出射频信号;
第一测试数据获得单元503用于控制多通道射频拉远单元所有通道依次接收所述射频信号,并依次记录所述所有通道的上行测试数据。
如图6所示,所述下行测试单元包括第二设置单元601、第二信号输出单元602以及第二测试数据获得单元603。
第二设置单元601用于根据不同的下行测试指标,选择所述频谱仪的相应测试仪表模板预先进行设置;所述不同的下行测试指标包括下行输出功率、下行邻信道功率比ACPR、下行误差向量幅度EVM以及下行发射效率。
ACPR度量了干扰或者说是相邻频率信道功率的大小,通常定义为相邻频道(或偏移)内平均功率与发射信号频道内的平均功率之比,ACPR描述了由于发射机硬件非线性造成的失真大小。是误差矢量平均功率与参考信号的平均功率之比的平方根。EVM一般用来评估发射机发射信号的调制质量,避免了用多个参数来表征发送射频信号,在开发设计过程中是一个很有价值的整个信号质量的指示器。
在本发明的一优选实施例中,输出功率、下行邻信道功率比ACPR的模板设置是(模板代码:频a):设置到TD-SCDMA的9载波ACPR测量模式,TS4时隙;设置为外部trigger模式;读取输出功率;读取邻道/次邻道ACPR。误差向量幅度EVM的模板设置是(模板代码:频b):设置到TD-SCDMA的EVM测量模式,TS4时隙;设置中心频率为2011MHz,并以1.6MHz为步进往上增加,直至2023.8MHz,测量EVM。发射效率的模板设置是(模板代码:频c):设置到TD-SCDMA的ACPR测量模式,TS4时隙;设置为外部trigger模式;读取输出功率。
第二信号输出单元602用于控制多通道射频拉远单元所有通道依次按照额定功率输出射频信号;
第二测试数据获得单元603用于控制所述频谱仪调用相应测试仪表模板,依次接收所述所有通道的射频信号,并依次记录所述所有通道的下行测试数据。
如图7所示,所述下行测试单元还包括发射效率单元,所述发射效率单元包括第三设置单元701、第三信号输出单元702、功率获得单元703、电流获得单元704以及发射效率获得单元705。
第三设置单元701用于根据下行测试发射效率,选择所述频谱仪的相应测试仪表模板预先进行设置;
第三信号输出单元702用于控制多通道射频拉远单元所有通道依次按照额定功率输出射频信号;
功率获得单元703用于控制所述频谱仪调用相应测试仪表模板,依次接收所述所有通道的射频信号,并依次记录所述所有通道的功率P1-Pn;
电流获得单元704用于控制多通道射频拉远单元所有通道同时按照额定功率输出射频信号,通过串口读取电流表的电流值I;
发射效率获得单元705用于根据所述所有通道的功率P1-Pn以及电流值I,计算所述多通道射频拉远单元的发射效率,即为(P1+P2+...+Pn)/(48*I)。
区别于现有技术,本发明实施例的环行装置和控制装置使多通道射频拉远单元所有通道的上行测试和下行测试在一个测试平台上来实现,测试完成后,对比预设的指标要求,并自动生成测试报表,通过这种方式,能够提高测试效率,节省测试的人力和设备资源;另一方面,用多通道耦合盘取代现有技术的矩阵开关,能够大幅降低测试平台的设备成本。
以TD-SCDMA RRU 8通道为例,如图8所示,图8是本发明基于多通道射频拉远单元的自动测试系统的一实施例的TD-SCDMA RRU多通道自动测试框图,图8中的801圆形部分即为引入的环行器,用于将上行和下行测试合成在一起,在本发明实施例中所使用的环行器为三端口器件,为逆时针方向流通,当端口1为输入,端口2为输出,则3端口为隔离端口,能量几乎不能穿过,相反,当端口3作为收发复用端接收信号时,信号会按逆时针进入端口1,此时端口2为隔离端口,能量几乎不能穿过。图8中的802部分即为8通道耦合盘,用于替代开关矩阵,进行分通道测试,降低设备成本。测试框图说明如下:
1)RRU803是射频拉远单元,其通过主/辅光纤与BBU804相连,进行基带信号传输和调制解调;
2)RRU803通过电流表805与-48V直流电源806相连接进行供电,电流表805用来测量RRU803的工作电流,通过串口与计算机807进行通信,计算RRU803的工作效率;
3)RRU803的通道1~8分别与8通道的耦合盘802相连接,用于接收和发射射频信号;
4)RRU803校准通道与1分2功分器808的其中一个分路输出端口相连接,用于接收和发射射频信号;
5)RRU803通过交换机809与计算机807相连接,通过计算机的本地管理终端与RRU803和BBU804进行通信;
6)RRU803的trigger输出与1分4功分器810相连接,分别触发频谱仪811和3台信号源812、813以及814,使仪器和RRU803之间保持同步状态;
7)8通道耦合盘802的8个射频输出端均接50欧姆负载,耦合输出端接1分2功分器808的另一个分路输出端;
8)1分2功分器808的合路端与30dB大功率衰减器815相连接后,与环行器801的输入端口1相连接,环行器801的2端口接频谱仪811,3端口通过1分3功分器816与3台信号源812、813以及814相连接;
9)计算机807的USB口通过USB扩展卡分别与频谱仪811和3台信号源812、813以及814之间通过GPIB卡相连接,用于计算机807和仪器之间的控制和通信,自动生成测试报表,可控制频谱仪811使用预设的测试模板,并将测试数据读入计算机807进行处理,可控制信号源812、813以及814使用预设的数据源模板和调整输出功率,并将相关信息读入计算机807进行处理;
其中,射频线缆、30dB衰减器、1分2功分器、1分3功分器、环行器以及8通道耦合盘的总损耗要分通道校准到信号源和频谱仪中。
当然,在实际应用中,环行装置不限于环行器,环行器的流通方向也不限于逆时针方向。
根据图8,TD-SCDMARRU 8通道的自动化测试步骤如下:
1)将射频线缆、30dB衰减器815、1分2功分器808、1分3功分器816、环行器801和8通道耦合盘802的总损耗分通道校准到信号源和频谱仪中;
2)按照图8搭建好自动测试平台;
3)计算机807控制RRU803和BBU804处于正常工作状态;
4)计算机807控制RRU803为RX1通道接收状态,控制信号源812调用模板信1a,通过计算机807读取BBU804的解调误码率,判断接收灵敏度是否满足指标要求;
5)依次测试RRU803的8个通道;
6)计算机807控制RRU803为TX1通道发射状态,RRU803按照额定功率输出信号;
7)计算机807控制频谱仪811调用模板频a,读取TX1通道的输出功率和ACPR;
8)依次测试RRU803的8个通道;
9)计算机807控制RRU803为TX1通道发射状态,RRU803按照额定功率输出信号;
10)计算机807控制频谱仪811调用模板频b,读取TX1通道的EVM;
11)依次测试RRU803的8个通道;
12)计算机807控制RRU803为TX1~TX8通道依次处于发射状态,按照额定功率输出信号,频谱仪811调用模板频a,依次测试RRU803的8个通道的功率,并记录下来P1~P8;
13)计算机807控制RRU803为TX1~TX8通道同时处于发射状态,按照额定功率输出信号;
14)计算机807通过串口读取电流表805的电流值I,计算RRU803的发射效率=(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8)/(48*I);
15)计算机807分析上述测试项目的数据,与预设的指标要求相对比,自动生成测试报表。
如图9所示,图9是一种基于多通道射频拉远单元的自动测试设备,所述设备包括环行装置901。
环行装置901用于进行上行和下行测试,并且包括至少三个端口;所述三个端口依次对应关系如图,端口1对应多通道射频拉远单元902、端口2对应下行侧接收单元903以及端口3对应上行侧发射单元904。
其中,所述设备包括1×N的多通道耦合装置,如图3所示,所述多通道耦合装置的耦合输出端OH连接环行装置相应端口,射频输入端1至N用于连接多通道射频拉远单元。
图10是本发明基于多通道射频拉远单元的自动测试方法的一实施例的流程图,如图10所示,所述方法包括:
步骤S101:通过预置的环形装置在测试用连接通路中进行上行和下行的数据传输;
步骤S102:对多通道射频拉远单元的所有通道分别进行上行和下行测试;
步骤S103:通过所述上行和下行测试得到上行和下行的测试数据;
步骤S104:将所述上行和下行的测试数据与预设指标对比分析,并自动生成测试报表。
其中,所述在测试用连接通路中进行上行和下行的数据传输的步骤包括:利用串接于环行装置与多通道射频拉远单元之间的多通道耦合装置作为通路开关,将所述多通道射频拉远单元中的一个通道打开而将其余通道关闭,以在测试用连接通路中进行上行和下行的数据传输。
在实际应用中,环行装置可以使用环行器,环行器是一个多端口器件,其中电磁波的传输只能沿单方向环行,反方向是隔离的。在近代雷达和微波多路通信系统中都要用单方向环行特性的器件。例如,在收发设备共用一副天线的雷达系统中常用环行器作双工器。在微波多路通信系统中,用环行器可以把不同频率的信号分隔开。多通道耦合装置可以是多通道耦合盘,通过价格几千元人民币的多通过耦合盘来替代价格几十万人民币的开关矩阵,可以大大降低设备的成本。
如图11所示,所述控制多通道射频拉远单元所有通道进行上行测试的步骤包括:
步骤S201:根据不同的上行测试指标,选择相应所述信号源的测试仪表模板预先进行设置;其中,所述不同的上行测试指标包括上行灵敏度、上行邻道选择性以及上行阻塞。
步骤S202:控制所述信号源调用所述相应的测试仪表模板输出射频信号;
步骤S203:控制多通道射频拉远单元所有通道依次接收所述射频信号,并依次记录所述所有通道的上行测试数据。
如图12所示,所述控制多通道射频拉远单元所有通道进行下行测试的步骤包括:
步骤S301:根据不同的下行测试指标,选择所述频谱仪的相应测试仪表模板预先进行设置;所述不同的下行测试指标包括下行输出功率、下行邻信道功率比(ACPR)、下行误差向量幅度(EVM)以及下行发射效率。
步骤S302:控制多通道射频拉远单元所有通道依次按照额定功率输出射频信号;
步骤S303:控制所述频谱仪调用相应测试仪表模板,依次接收所述所有通道的射频信号,并依次记录所述所有通道的下行测试数据。
其中,所述控制多通道射频拉远单元所有通道进行下行测试发射效率的步骤还包括:根据下行测试发射效率,选择所述频谱仪的相应测试仪表模板预先进行设置;控制多通道射频拉远单元所有通道依次按照额定功率输出射频信号;控制所述频谱仪调用相应测试仪表模板,依次接收所述所有通道的射频信号,并依次记录所述所有通道的功率P1-Pn;控制多通道射频拉远单元所有通道同时按照额定功率输出射频信号,通过串口读取电流表的电流值I;根据所述所有通道的功率P1-Pn以及电流值I,计算所述多通道射频拉远单元的发射效率,即为(P1+P2+...+Pn)/(48*I)。
其中,所述控制多通道射频拉远单元所有通道进行下行测试发射效率的步骤还包括:将包括环行器在内的上行侧与下行侧之间的连接通路的总损耗按照通道校准到所述信号源和频谱仪中。
区别于现有技术,本发明实施例的测试用连接通路中的环行装置使多通道射频拉远单元所有通道的上行测试和下行测试在一个测试平台上来实现,测试完成后,对比预设的指标要求,并自动生成测试报表,通过这种方式,能够提高测试效率,节省测试的人力和设备资源;另一方面,用多通道耦合盘取代现有技术的矩阵开关,能够大幅降低测试平台的设备成本。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。