CN102571239B - 一种射频指标的测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的射频指标的测试系统，包括多工器、射频单元(RRU)、测试仪和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，所述多工器中的一个或多个带通滤波器接口通过第一衰减器连接到测试仪，用于测试下行信号射频指标；所述信号源的第一输出口直接与多工器中的第一带阻滤波器接口连接，用于输出上行干扰信号，所述信号源的第二输出口通过第二衰减器与多工器中的第二带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，进而测试上行信号射频指标。通过本发明能够实现上下行指标同时测试，可以解决TX额定功率下进行block指标测试、排除测试环境对RRU性能的影响以及提高测试效率。

Description

一种射频指标的测试系统
技术领域
本发明涉及无线通信设备测试，特别涉及FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)LTE(Long Term Evolution，长期演进)基站的射频指标的测试系统。
背景技术
基站中的射频单元(RRU)是所有无线通信系统必不可少的部分，其性能优劣影响着整个系统，只有通过测试才能验证其性能是否达到了设计目标。
2011年11月3GPP(第三代合作伙伴计划)组织已经通过了FDD LTE上行灵敏度指标和某些阻塞干扰点(下行信号与干扰信号的二次/三次谐波落在上行带内)需要在下行发射E-TM1.1模式下进行测试。
实验室灵敏度测试环境如图1，矢量信号发生器产生的上行信号经过衰减器到达天线口，进行灵敏度测试。灵敏度测试的详细过程已在3GPP 36.141协议中规定，这里就不再详细说明。
阻塞测试环境如图2，矢量信号发生器B端口产生的上行有用信号经过衰减器和环形器到达天线口；矢量信号发生器A端口产生的上行干扰信号经过衰减器和环形器到达天线口，进行阻塞测试。阻塞测试的详细过程已在3GPP 36.141协议中规定，这里就不再详细说明。
图1和图2是基站下行不输出功率情况下，灵敏度和阻塞测试环境；如果基站下行满功率发射情况下，灵敏度和阻塞指标还是采用图1和图2的话，就存在以下问题：
由于RRU的输出功率一般都大于20W，测试环境需要用到衰减器和环形器。目前就业界器件水平而言衰减器的无源互调约-110dBc，环形器的无源互调指标更差，如果TX(发射链路)满功率发射，测试环境会产生大量的无源互调以及杂散，从而影响上行指标。但这种指标的恶化，并非RRU性能不佳引起，而是由于测试环境的不合理所导致，测试环境已经不能真实的反映RRU的性能。
针对3GPP TS36.141协议中的block(阻塞)指标，要求干扰信号的功率大于+16dBm，同时还要求TX满功率发射。如何搭建测试环境极为关键，既要保证TX下行信号对信号源不造成损坏，还要保证信号源送给RRU的干扰信号在天线口大于+16dBm，更要保证测试环境不能产生大的互调产物影响RRU射频测试指标。
目前绝大多数的FDD LTE设备供应商，上行射频指标和下行射频指标都是分时测试，效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种射频指标的测试系统，以实现上下行指标同时测试，大幅提高测试效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种射频指标的测试系统，包括：多工器、射频单元(RRU)、测试仪和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述多工器中的一个或多个带通滤波器接口通过第一衰减器连接到测试仪，用于测试下行信号射频指标；
所述信号源的第一输出口直接与多工器中的第一带阻滤波器接口连接，用于输出上行干扰信号，所述信号源的第二输出口通过第二衰减器与多工器中的第二带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，进而测试上行信号射频指标。
进一步地，上述系统还具有下面特点：
所述下行信号射频指标包括：下行信号的功率、矢量误差、占用带宽和频率误差中的一个或多个；
所述上行信号射频指标包括：上行信号的灵敏度、动态范围、临道选择性、信道内选择性和互调指标中的一个或多个。
为了解决上述问题，本发明还提供一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述信号源的第一输出口直接与所述多工器中的第一带阻滤波器接口连接，用于输出大于预定功率且不落在下行信号频段内的上行干扰信号；
所述信号源的第二输出口通过衰减器与所述多工器中的第二带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，
所述系统，用于进行在下行信号达到额定功率的情况下的阻塞指标测试。
为了解决上述问题，本发明还提供一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述信号源的第一输出口与所述多工器中的一带通滤波器接口连接，用于输出大于预定功率且落在下行信号频段内的上行干扰信号；
所述信号源的第二输出口通过衰减器与所述多工器中的一带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，
所述系统，用于进行在下行信号达到额定功率的情况下的阻塞指标测试。
为了解决上述问题，本发明还提供一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU和测试仪，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述多工器中的一带阻滤波器接口与所述测试仪连接，用于进行下行杂散信号测试。
为了解决上述问题，本发明还提供一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU、测试仪和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述多工器中的一带通滤波器接口与一环形器连接，所述环形器通过第一衰减器连接到测试仪；
所述信号源的第一输出口与所述环形器连接，用于输出上行干扰信号；
所述信号源的第二输出口通过衰减器与所述多工器中的一带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，
所述系统用于进行下行发射互调测试。
综上，本发明提供的射频指标的测试系统，能够实现上下行指标同时测试，可以解决TX额定功率下进行block指标测试、排除测试环境对RRU性能的影响以及提高测试效率。
附图说明
图1为现有技术中的测试灵敏度的测试系统的示意图；
图2为现有技术中的测试阻塞的测试系统的示意图；
图3(a)-3(d)、图5(a)为本发明实施例的射频指标的测试系统的示意图；
图4、图5(b)为本发明实施例的多工器的示意图。
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。
本发明实施例的测试系统利用多工器来搭建测试环境，多工器实现的功能如图4所示，它由一系列的带通滤波器、带阻滤波器以及T型结按照一定的级联方式组成，完成的主要功能为：公共端口(Port1)到Port2为TX信号的带通滤波器，通行下行信号；Port1到Port3和Port4为TX信号的带阻滤波器，阻止下行信号，但是可通行上行信号，在DC-4GHz(除去TX频段)间其它频段信号可以无衰减的通过。利用多工器来搭建测试环境比采用分离式器件更加简单，并且能保证测试环境的无源互调产物小于-110dBm。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实例进行详细说明。
实施例1
进行上下行指标同时测试的测试系统如图3(a)所示，本实施例的测试系统的构成如下：
一多工器的下上行信号通行的公共端口(Port1)与eRRU(演进型RRU)的一天线端口连接，多工器的带通滤波器接口(Port2)与一衰减器连接，该衰减器与一频谱仪连接，多工器的两带阻滤波器接口(Port3和Port4)分别与一矢量信号发生器的两输出端口连接。
图中的EPC为核心网)、eBBU为基站资源池、OMC为操作维护中心。
本实施例中，基站的下行信号通过三工器的Port1到Port2，在经过衰减器到频谱仪；矢量信号发生器A端口产生的上行有用信号经过衰减器，再经过三工器的Port3到Port1，然后到天线口；矢量信号发生器B端口产生的上行干扰信号经过三工器的Port4到Port1，再到天线口。
本实施例中，多工器的Port1到Port2为TX信号的带通滤波器，允许下行信号无衰减的通过；Port1到Port3/Port4为TX信号的带阻滤波器，阻止下行信号通过，只允许上行信号无衰减的通过，利用多工器将上行和下行分成了独立的两路信号。
本实施例中，利用频谱仪从Port2测试下行信号的功率、EVM(Error VectorMagnitude，矢量误差))、占用带宽、频率误差；
利用信号源(如图3(a)中的矢量信号发生器)从Port3和Port4测试上行灵敏度、动态范围、ACS(Adjacent Channel Selectivity，临道选择性)、ICS(In-channelselectivity，信道内选择性)、互调指标。
本实施例的系统利用多工器将上行和下行分成了独立的两路信号，可以进行上行指标和下行指标的独立测试。相比于分时测试，测试效率大幅度提高，极大的降低了人力成本。利用该测试环境可以完成下行和上行全部指标测试，使得测试附件的费用投入大大降低。
实施例2，干扰信号落在TX频段外时，测试TX额定功率下的block指标的测试系统，如图3(a)所示。
本实施例中，使TX信号达到额定功率，信号源发出大于预定功率，且不落在TX频段内的干扰信号，来进行在下行信号达到额定功率的情况下的阻塞指标测试。
本实施例中，可以通过调节衰减器，使得进入频谱仪的功率在允许的范围内，这样TX额定功率不会造成频谱仪损坏。
由于多工器中TX信号的阻带，TX额定功率无法通过Port1到Port3和Port4造成信号源损坏，所以TX大功率信号不会进入信号源。
本实施例中，可以使信号源发出大于+16dBm且不落在TX频段内的干扰信号，干扰信号经过多工器的Port4到Port1，这些器件的线损为1dB左右，常用信号源的输出功率最大为+20dBm左右，那么到达天线端口的干扰功率约为+19dB。
实施例3，干扰信号落在TX频段内时，测试TX额定功率下的block指标的测试系统，如图3(b)所示，本实施例的测试系统的结构如下：
一多工器的下上行信号通行的端口(Port1)与RRU的一天线端口连接，多工器的带通滤波器接口(Port2)与一环形器连接，环形器与衰减器连接，该衰减器与一频谱仪连接，矢量信号发生器的一端口(A)通过衰减器与多工器的一带阻滤波器接口(Port3)，矢量信号发生器的另一端口(B)与所述环形器连接，多工器的另一带阻滤波器接口(Port4)接一匹配负载。
本实施例中，基站的下行信号通过三工器的Port1到Port2，在经过环形器，然后经过衰减器到频谱仪；矢量信号发生器A端口产生的上行有用信号经过衰减器，再经过三工器的Port3到Port1，然后到天线口；矢量信号发生器B端口产生的上行干扰信号经过环形器，再经过三工器的Port2到Port1，再到天线口。
本实施例中，使TX信号达到额定功率，信号源发出大于预定功率，且落在TX频段内的干扰信号，来进行在下行信号达到额定功率的情况下的阻塞指标测试。
图3(b)中虽然用到了无源互调较差的环形器，但环形器产生的RX(接收通道)频段无源互调产物会被多工器Port1到Port2的TX带通滤波器抑制掉，不会对RX指标测试造成影响。
本实施例中，干扰信号落在多工器Port1到Port2的TX带通滤波器和Port1到Port4的阻带滤波器的过渡带上时，对图4中的多工器Port1到Port2的TX带通滤波可以左右各外扩相应的带宽(例如：由于目前带阻滤波器的过渡带约为6M左右，那么TX带通滤波器可以左右各外扩6M，这样Port1到Port2的TX带通滤波器和Port1到Port4的TX带阻滤波器互补起来完成整个频段干扰点的测试。
本发明实施例的FDD LTE上下行射频指标同时测试的方法和系统，解决FDD LTERRU上行block指标在TX额定功率下无法测试的问题及测试环境无源互调干扰过大导致测试结果不准确的问题，使测试结果更准确，能在实验室测试中充分反应RRU的真实性能；同时系统可以进行上下行指标同时测试，从而大幅提高了测试效率，降低了人力和资源投入；该测试环境降低了对高性能测试附件的依赖，尤其是排除了对低互调的衰减器以及环形器的依赖；该项系统测试环境十分简单，有利用研发阶段简单有效的定位问题。
实施例4，进行下行杂散信号测试的测试系统如图3(c)所示，将图3(a)中多工器的Port2和Port4接上匹配负载变成图3(c)，可以利用图3(c)进行下行杂散信号测试，下行杂散具体测试过程在3GPP 36.141协议中已经规定，这里就不做详细的描述。
可以将图3(a)中多工器去掉，在天线口直接接衰减器变成图3(d)，可以利用图3(d)进行下行ACLR(Adjacent Channel Leakage power Ratio，临道泄露比)、SEM(spuriousemission Mask，功率辐射模板)测试。
也可以在图3(a)多工器的Port2加入环形器并且在Port4接上匹配负载变成图3(b)，可以利用图3(b)进行下行发射互调测试，下行发射互调测试过程已经在3GPP 36.141协议中规定，这里就不再详细说明。
在图3(a)的基础上做适当的变化，就可以实现FDD LTE 3GPP TS36.141协议中所有的射频指标的测试。本发明实施例中的测试环境大幅度简化了TS36.141附录中的测试环境；并且比TS36.141附录中的测试环境，更具有实际可执行性。
实施例4，支持异频RRU同时测试的测试系统如图5所示：一多工器的下上行信号通行的端口(Port1)与RRU的一天线端口连接，多工器的下行信号通行的端口(Port2和Port5)分别与衰减器连接，该衰减器分别与频谱仪连接，多工器的两上行信息通行的端口(Port3和Port4)分别与一矢量信号发生器的两输出端口连接。
本实施例中的多工器的Port1到Port2为TX1的带通滤波器，可以从Port2测试TX1的下行带内指标测试(例如，功率、EVM等指标)；
本实施例中的多工器的Port1到Port5为TX2的带通滤波器，可以从Port5测试TX2的下行带内指标测试(例如，功率、EVM等指标)；
本实施例中的多工器的Port3和Port4到Port1为TX1和TX2的带阻滤波器，可以从Port3和Port4测试RX1和RX2的上行射频指标。
在图5的基础上做适当的变化也可以完成其它指标的测试(如按照图3的变化思路)。
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 (5)

1.一种射频指标的测试系统，包括：多工器、射频单元(RRU)、测试仪和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述多工器中的一个或多个带通滤波器接口通过第一衰减器连接到测试仪，用于测试下行信号射频指标；
所述信号源的第一输出口直接与多工器中的第一带阻滤波器接口连接，用于输出上行干扰信号，所述信号源的第二输出口通过第二衰减器与多工器中的第二带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，进而测试上行信号射频指标。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述下行信号射频指标包括：下行信号的功率、矢量误差、占用带宽和频率误差中的一个或多个；
所述上行信号射频指标包括：上行信号的灵敏度、动态范围、临道选择性、信道内选择性和互调指标中的一个或多个。
3.一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述信号源的第一输出口直接与所述多工器中的第一带阻滤波器接口连接，用于输出大于预定功率且不落在下行信号频段内的上行干扰信号；
所述信号源的第二输出口通过衰减器与所述多工器中的第二带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，
所述系统，用于进行在下行信号达到额定功率的情况下的阻塞指标测试。
4.一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述信号源的第一输出口与所述多工器中的一带通滤波器接口连接，用于输出大于预定功率且落在下行信号频段内的上行干扰信号；
所述信号源的第二输出口通过衰减器与所述多工器中的一带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，
所述系统，用于进行在下行信号达到额定功率的情况下的阻塞指标测试。
5.一种射频指标的测试系统，包括：多工器、RRU、测试仪和信号源，其中，所述多工器的公共端口与RRU的一天线端口连接，
所述多工器中的一带通滤波器接口与一环形器连接，所述环形器通过第一衰减器连接到测试仪；
所述信号源的第一输出口与所述环形器连接，用于输出上行干扰信号；
所述信号源的第二输出口通过衰减器与所述多工器中的一带阻滤波器接口连接，用于输出上行有用信号，
所述系统用于进行下行发射互调测试。
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