CN102547803A - 一种基站的射频测试系统、方法及多工器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基站的射频测试系统、方法及多工器。所述多工器包括：第一端口，与所述基站的待测试射频端口连接；第一合路器，与所述第一端口连接；至少一个第二端口，与频谱分析仪连接；至少一个第三端口，与信号发生仪连接；连接在所述第一合路器和所述第二端口之间的带通滤波器，其通带为所述基站的下行射频信号频段；连接在所述第一合路器和所述第三端口之间的带阻滤波器，其阻带为所述基站的下行射频信号频段。本发明能够提高测试效率和测试结果的准确性，并降低测试成本。

Description

一种基站的射频测试系统、方法及多工器

技术领域

本发明涉及无线通信设备测试技术，特别涉及一种频分双工长期演进(FDD LTE)基站的射频测试系统、方法及多工器。

背景技术

LTE基站中的演进射频拉远单元(eRRU)是无线通信系统中不可或缺的部分，其性能优劣影响着整个系统，需要通过测试验证其射频性能是否达到了设计的目标。

eRRU实际部署场景如图1所示，图1中，ANT为天线，UE为用户设备，EPC为演进的分组核心网，OMC为操作维护中心。外场实际部署的时候eRRU直接通过馈线连接天线，由于天线和射频馈线的无源互调通常都在-150dBc以下，所以天线和射频馈线对eRRU的性能影响很小。

实验室测试环境如图2所示，在实验室测试中，由于eRRU的每个天馈口(即射频端口)的输出功率都大于20W，经常要用到许多的测试附件，如：衰减器、环形器、隔离器和陷波器等，但环形器和隔离器这类铁氧体器件无源互调都很差，在大功率下互调产物很大，对eRRU的测试影响非常大，测试环境已经不能真实的反映eRRU实际性能。

另外，在上述测试环境中，上行射频指标(接收机射频指标)和下行射频指标(发射机射频指标)是分时测试，效率比较低。

而且，目前FDD LTE的射频测试环境都是采用分立式器件，连接复杂，搭建测试环境成本高，且连接处很容易产生互调以及电磁杂散，对测试结果存在很大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基站的射频测试系统、方法及多工器，以提高测试效率和测试结果的准确性，并降低测试成本。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种用于基站射频测试的多工器，包括：

第一端口，与所述基站的待测试射频端口连接；

第一合路器，与所述第一端口连接；

至少一个第二端口，与频谱分析仪连接；

至少一个第三端口，与信号发生仪连接；

连接在所述第一合路器和所述第二端口之间的带通滤波器，其通带为所述基站的下行射频信号频段；

连接在所述第一合路器和所述第三端口之间的带阻滤波器，其阻带为所述基站的下行射频信号频段。

上述的多工器，其中：

所述第二端口的数目为1；

所述第三端口的数目为2，分别用于接收所述信号发生仪发送的上行射频信号和对所述上行射频信号进行干扰的干扰信号。

上述的多工器，其中：

所述带阻滤波器的数目为1；

所述多工器还包括，连接在所述带阻滤波器和所述第三端口之间的第二合路器。

上述的多工器，其中：

所述带阻滤波器的阻带包括所述基站的两个不同的下行射频信号频段。

一种基站的射频测试系统，包括，频谱分析仪、信号发生仪和上述的多工器。

一种基于上述的射频测试系统实现的射频测试方法，包括：

多工器接收基站发送的下行射频信号和信号发生仪发送的上行射频信号；

所述多工器对所述下行射频信号进行带通滤波后，发送到频谱分析仪，供所述频谱分析仪进行发射机射频指标的测试；

所述多工器对所述上行射频信号进行带阻滤波后，发送到所述基站，供所述基站进行接收机射频指标的测试。

上述的射频测试方法，其中：

所述发射机射频指标包括发射功率、误差矢量幅度、下行杂散和占用信道带宽中的至少一个；

所述接收机射频指标包括灵敏度、阻塞、上行杂散中的至少一个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明给出了一种多工器的结构，采用该多工器进行LTE基站的射频测试时，能够同时对RRU的上行射频指标和下行射频指标进行测试，提高了测试效率，降低了测试成本；

本发明克服了现有技术中测试环境无源互调过大对测试结果的影响问题，使测试结果更准确，能在实验室测试中充分反应RRU的实际性能；

本发明的多工器支持异频RRU的同时测试，并且，所述多工器还可以实现测试环境简单化，提高测试过程的稳定性和测试结果的可靠性。

附图说明

图1为RRU外场部署场景示意图；

图2为RRU实验室测试环境示意图；

图3为根据本发明实施例的多工器的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的三工器的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的三工器的另一种结构示意图；

图6为根据本发明实施例的四工器的结构示意图。

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，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明针对目前FDD LTE RRU上行射频指标和下行射频指标分时进行、测试环境对RRU性能的影响大，以及RRU射频测试环境的附件费用投入高等问题，设计了一种用于射频测试的多工器结构，采用该多工器进行RRU的射频性能测试，能够保证测试环境真实的反应RRU的性能，并能够实现上行射频指标和下行射频指标的同时测试。

图3为根据本发明实施例的多工器的结构示意图。参照图3，所述多工器可以包括：

多个端口：端口0、端口1、端口2、...、端口3n；

多个滤波器：滤波器1、滤波器2、...、滤波器3n；

合路器，所述合路器的一端连接端口0，另一端并行连接所述多个滤波器，用于实现多路射频信号的合并和分离，所述合路器可以为T型结；另外，每个滤波器i还与相应的端口i连接，1≤i≤3n。

所述多个滤波器中，每3个滤波器为一组，每组滤波器实现对RRU的一个发射频段的测量，则所述多工器可以实现对n个不同的发射频段的测量。其中，每组滤波器包括一个带通滤波器和两个带阻滤波器，所述带通滤波器的通带为RRU的一个发射频段，所述带阻滤波器的阻带也为该发射频段。

例如，对于第一组滤波器，滤波器1为带通滤波器，其通带为RRU的一个发射频段-TX1频段，滤波器2和滤波器3为带组滤波器，其阻带均为TX1频段，第一组滤波器可以实现对RRU的TX1频段的射频指标测量；对于第二组滤波器，滤波器4为带通滤波器，其通带为RRU的另一个发射频段-TX2频段，滤波器5和滤波器6为带组滤波器，其阻带均为TX2频段，第二组滤波器可以实现对RRU的TX2频段的射频指标测量。

优选地，所述多工器采用的铝基制作，不含铁基等，无源互调可以达到或优于-150dBc，在46dBm大功率下该器件产生的电磁辐射小于-104dBm，不会对被测设备的测试结果造成影响。

在进行测试时，是将端口0连接至基站RRU的待测试射频端口，将带通滤波器的端口连接至频谱分析仪，将带阻滤波器的端口连接至信号分析仪。下面以多工器中最为典型的三工器来对本发明实施例的射频测试原理进行说明。

图4为根据本发明实施例的三工器的结构示意图，参照图4，所述三工器可以包括：

端口0，与RRU的待测试射频端口连接；

端口1，与频谱分析仪连接；

端口2和端口3，与信号发生仪连接；

合路器，其一端连接至端口0；

连接在合路器与端口1之间的滤波器1，滤波器1为带通滤波器，其通带为RRU的一个发射频段-TX频段；

连接在合路器与端口2之间的滤波器2，滤波器2为带阻滤波器，其阻带为所述TX频段；

连接在合路器与端口3之间的滤波器3，滤波器3为带阻滤波器，其阻带为所述TX频段。

上述三工器能够实现RRU上行信号和下行信号的分离，支持上下行射频指标的同时测试。具体地，由于端口0到端口1为RRU TX频段的带通滤波器，TX信号可以无衰减的通过，利用频谱分析仪从端口1接收TX信号后，可以测试发射功率、误差矢量幅度(EVM)、占用信道带宽(OBW)等下行指标。

由于端口0到端口2为RRU TX频段的带阻滤波器，信号发生仪发出的RRU接收频段(RX)信号可以从端口2到端口01，进入RRU的接收通道，由RRU进行上述指标例如灵敏度的测量。

另外，端口0到端口3为RRU TX频段的带阻滤波器，能够使得信号发生仪发出的RX路的干扰信号通过。由于带阻滤波器的通带频段可以达到DC-4G范围，就为3GPP TS36.141协议中的阻塞(block)指标提供了测试方案。同时，所述三工器中的滤波器2和滤波器3还能够抑制TX信号通过，防止TX信号进入信号发生仪对仪表造成损伤。

上行阻塞指标的具体测试过程为：

RRU发送的额定功率的TX信号从端口0无衰减的到达端口1，同时，TX信号无法到达端口2和端口3，从而保护信号发生仪；

信号发生仪发送的RRU的RX信号从端口2无衰减到达端口0后，进入RRU；

信号发生仪发送的对所述RX信号进行干扰的干扰信号从端口3无衰减到达端口0后，进入RRU，其中，端口2和端口3的信号具有30dB的隔离度，保证RX信号无衰减到达端口0；

由于端口0到端口2和端口3的通带为DC-4G(减去TX频段)，上行阻塞测试要求的干扰信号通过信号发生仪可以无衰减的到达RRU的RX端口，RRU便可以根据接收到的信号进行阻塞测试。

上述三工器还可以支持下行杂散和上行杂散测试，具体为：端口0到端口2和端口3的通带为DC-4G(减去TX频段)，所以TX频段10M外的杂散可以无衰减的从端口0到达端口2和端口3，从端口2和端口3可以测试下行频段的杂散；另外，信号发生仪发出的RX频段的杂散也可以无衰减的从端口2和端口3到达端口0，从端口0可以测试上行频段的杂散。

图5为根据本发明实施例的三工器的另一种结构示意图。参照图5，所述三工器可以包括：

端口0，与RRU的待测试射频端口连接；

端口1，与频谱分析仪连接；

端口2和端口3，与信号发生仪连接；

第一合路器，其一端连接至端口0；

第二合路器，其一端连接端口2和端口3；

连接在第一合路器与端口1之间的滤波器1，滤波器1为带通滤波器，其通带为RRU的一个发射频段-TX频段；

连接在第一合路器与第二合路器之间的滤波器2，滤波器2为带阻滤波器，其阻带为所述TX频段。

可以看出，图5与图4的区别在于，只有一个带阻滤波器，端口2、3通过第二合路器与所述带阻滤波器连接。利用该三工器进行射频指标测试的原理与图4所示的三工器类似，这里不作赘述。

图6为根据本发明实施例的四工器的结构示意图，该四工器能够支持异频RRU的同时测试。参照图6，所述四工器可以包括：

端口0，与RRU的待测试射频端口连接；

端口1和端口4，与频谱分析仪连接；

端口2和端口3，与信号发生仪连接；

合路器，其一端连接至端口0；

连接在合路器与端口1之间的滤波器1，滤波器1为带通滤波器，其通带为RRU的一个发射频段-TX1频段；

连接在合路器与端口4之间的滤波器4，滤波器41为带通滤波器，其通带为RRU的另一个发射频段-TX2频段；

连接在合路器与端口2之间的滤波器2，滤波器2为带阻滤波器，其阻带为所述TX1频段和TX2频段；

连接在合路器与端口3之间的滤波器3，滤波器3为带阻滤波器，其阻带为所述TX1频段和TX2频段。

其工作原理为：

端口0到端口1为TX1的带通滤波器，从端口1可以测试TX1的下行带内指标(例如，功率、EVM等指标)；

端口0到端口4为TX2的带通滤波器，从端口4可以测试TX2的下行带内指标(例如，功率、EVM等指标)；

端口2和端口3到端口0为TX1和TX2的带阻滤波器，通过端口3和端口4发送上行信号RX1和RX2，可以进行RX1和RX2上行指标测试。

综上所述，本发明通过设计一种多工器的结构来实现上行射频指标和下行指标的同时测试，使得测试效率大幅提高，并能够保证测试环境能够真实的反映RRU的性能。多工器由带通滤波器、带阻滤波器以及合路器组合而成，为了适应不同的应用场景，还可以对多工器进行任意的组合，提高了射频测量的灵活性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于基站射频测试的多工器，其特征在于，包括：

第一端口，与所述基站的待测试射频端口连接；

第一合路器，与所述第一端口连接；

至少一个第二端口，与频谱分析仪连接；

至少一个第三端口，与信号发生仪连接；

连接在所述第一合路器和所述第二端口之间的带通滤波器，其通带为所述基站的下行射频信号频段；

连接在所述第一合路器和所述第三端口之间的带阻滤波器，其阻带为所述基站的下行射频信号频段。

2.如权利要求1所述的多工器，其特征在于：

所述第二端口的数目为1；

所述第三端口的数目为2，分别用于接收所述信号发生仪发送的上行射频信号和对所述上行射频信号进行干扰的干扰信号。

3.如权利要求2所述的多工器，其特征在于：

所述带阻滤波器的数目为1；

所述多工器还包括，连接在所述带阻滤波器和所述第三端口之间的第二合路器。

4.如权利要求1所述的多工器，其特征在于：

所述带阻滤波器的阻带包括所述基站的两个不同的下行射频信号频段。

5.一种基站的射频测试系统，其特征在于，包括，频谱分析仪、信号发生仪和多工器，所述多工器包括：

第一端口，与所述基站的待测试射频端口连接；

第一合路器，与所述第一端口连接；

至少一个第二端口，与频谱分析仪连接；

至少一个第三端口，与信号发生仪连接；

连接在所述第一合路器和所述第二端口之间的带通滤波器，其通带为所述基站的下行射频信号频段；

连接在所述第一合路器和所述第三端口之间的带阻滤波器，其阻带为所述基站的下行射频信号频段。

6.如权利要求5所述的射频测试系统，其特征在于：

所述第二端口的数目为1；

所述第三端口的数目为2，分别用于接收所述信号发生仪发送的上行射频信号和对所述上行射频信号进行干扰的干扰信号。

7.如权利要求6所述的射频测试系统，其特征在于：

所述带阻滤波器的数目为1；

所述多工器还包括，连接在所述带阻滤波器和所述第三端口之间的第二合路器。

8.如权利要求5所述的射频测试系统，其特征在于：

所述带阻滤波器的阻带包括所述基站的两个不同的下行射频信号频段。

9.一种基于权利要求5至8中任一项所述的射频测试系统实现的射频测试方法，其特征在于，包括：

多工器接收基站发送的下行射频信号和信号发生仪发送的上行射频信号；

所述多工器对所述下行射频信号进行带通滤波后，发送到频谱分析仪，供所述频谱分析仪进行发射机射频指标的测试；

所述多工器对所述上行射频信号进行带阻滤波后，发送到所述基站，供所述基站进行接收机射频指标的测试。

10.如权利要求9所述的射频测试方法，其特征在于：

所述发射机射频指标包括发射功率、误差矢量幅度、下行杂散和占用信道带宽中的至少一个；

所述接收机射频指标包括灵敏度、阻塞、上行杂散中的至少一个。

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