CN102801483A - 一种在线测试装置、方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在线测试装置、方法和系统,所述装置包括:信道合成模块,用于将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;测试数据发送模块,用于生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将所述测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送;比较器,用于接收所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;其中,仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的。本发明所述测试装置解决了测试无线网络信道模拟系统仿真结果可信度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域,尤其涉及一种在线测试装置、方法和系统。
背景技术
无线信道中电波的传播不是单一路径,而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同,因而各个路径来的反射波到达时间不同,也就是各信号的时延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时,移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成,我们称为时延扩展。
同时由于各个路径来的反射波到达时间不同,相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加,有时迭加而加强(方向相同),有时迭加而减弱(方向相反)。这样,接收信号的幅度将急剧变化,即产生了快衰落。这种衰落是由多种路径引起的,所以称为多径衰落。
此外,接收信号除瞬时值出现快衰落之外,场强中值(平均值)也会出现缓慢变化。主要是由地区位置的改变以及气象条件变化造成的,以致电波的折射传播随时间变化而变化,多径传播到达固定接收点的信号的时延随之变化。这种由阴影效应和气象原因引起的信号变化,称为慢衰落。
由于移动通信中移动台的移动性,如前所述,无线信道中还会有多普勒效应。在移动通信中,当移动台移向基站时,频率变高,远离基站时,频率变低。多普勒效应进一步加大了移动通信的复杂性。
以上谈及的无线信道特征,包括多径传播,时延扩展,衰落特性以及多普勒效应等,仅仅是点到点的无线信道。在蜂窝移动通讯中,终端发出的信号除了被服务基站接收外,还被与服务基站相邻的多个邻区基站接收,构成邻区基站的上行信道干扰(终端到基站的无线信道通常称为上行信道,基站到终端的无线信道通常称为下行信道);同样,基站发射信号除了被其服务区域内的终端接收外,同时也被邻区的终端接收,因此构成了邻区终端的下行信道干扰。这种在蜂窝无线通讯系统中点到多点,多点到点的无线信道环境称为无线网络信道。无线网络信道除了随通讯地理环境、移动速度变化而变化外,还与蜂窝网络拓扑结构有密切的关系。
无线网络信道的复杂性、多样性以及时变性给无线基站系统设计和系统参数配置带来了很大难度。通常无线基站系统在批量应用以前,很难预知其在网络环境下的系统性能;即使基站系统通过了实验室系统测试。在实验室内搭建的系统测试环境通常只支持点到点的功能和性能验证,即只具备无线信道模拟能力,不具备无线网络信道模拟能力。也正是因为实验室系统测试无法刻画实际网络环境中的各种无线信道特征,通常在基站系统批量应用以前,需要建设一定规模商用实验局,以充分暴露基站系统中存在的问题。规模商用实验局需要投入巨额资金,并且需要相当长的建设和开通时间。
为了增进系统测试的覆盖度,提出一种在实验室建立无线网络信道模拟环境,充分暴露基站系统产品中存在的问题。
无线仿真技术在无线技术研究和无线系统研发中都扮演重要的角色。无线系统研发和无线技术研究的复杂性远高于有线系统,这主要因为无线环境随着时间、地点、地理环境、天气环境、移动性、干扰等条件发生变化而使得无线系统复杂度大大增加。无线产品必须要考虑解决这些因素带来的影响,比如要解决多径、衰落、信道相关性、噪声、干扰等。
无线技术的发展要求在快速提升传输能力的同时,频谱利用率也要不断增加,在有限的频谱上实现通信的高速率、大容量和高质量。目前MIMO技术、COMP技术、RELAY技术、载波聚合、大带宽等都成为新技术研究热点。
无线通信技术发展迅猛,新的技术不断出现,信道仿真技术也需要适应新技术研究和研发的需要。
目前无线信道仿真技术主要有软仿真技术和信道模拟器技术。
软仿真技术:通过MATLAB等工具进行无线建模,输出仿真结果,一般在PC中运行;软仿真技术一般用于离线、非实时仿真。
信道模拟器:通过嵌入式系统进行无线建模,把建模产生的信道数据实时作用于实际的基带数据。信道模拟器需要设计研发新的硬件系统,可以实现点对点、实时信道模拟。
目前市场上的信道模拟器仅能够模拟点对点信道情况,在增加衰减器的情况可以有限度的搭建固定,并且是相对衰落的信道。对实际信道模拟都很难胜任。
无线网络信道在使用过程中会产生仿真结果,然而对仿真结果的可信问题是所有仿真器面临的问题。对仿真结果有影响的有两方面因素,一个是信源问题,如基站或者终端本身的问题,一个是信道模拟系统的问题。无线网络信道模拟设备必须证明自身的可信,才能排除上面两个因素的一个,进而才能对信源完成信道仿真的功能。
发明内容
本发明提供一种在线测试装置、方法和系统,用以测试无线网络信道模拟系统仿真结果的可信度。
具体地,本发明采用如下技术方案:
一方面,本发明提供一种在线测试装置,包括:
信道合成模块,用于获取采集的外场信道和预先定义的测试信道,将所述外场信道和测试信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;
测试数据发送模块,用于生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送;
比较器,用于接收所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将该仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;其中,所述仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的。
进一步地,所述测试数据序列发送模块具体包括:
定时器,用于获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成帧同步信号;
测试数据发送子模块,用于根据所述帧同步信号,将所述测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送。
其中,在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,所述定时器获取的帧定时修正参数为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,所述定时器获取的帧定时修正参数为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
在所述测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,所述定时器获取的帧定时修正参数为预先设置的定值。
进一步地,本发明所述装置中,所述比较器,将所述测试数据根据测试信道进行信道处理得到所述预期理论结果。
另一方面,本发明还提供一种在线测试方法,包括:
将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;
生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送;
接收所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;其中,所述仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的。
其中,所述生成帧同步信号具体包括:
获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成帧同步信号。
其中,所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,为预先设置的定值。
进一步地,本发明所述方法中,所述预期理论结果为将所述测试数据根据所述测试信道进行信道处理得到的理论结果。
再一方面,本发明还提供一种在线测试系统,包括:测试装置和无线网络信道模拟系统;
所述测试装置,用于将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,将该信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;并且生成帧同步信号,根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述信道模拟系统发送;当接收到所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果时,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;
所述无线网络信道模拟系统,用于接收所述测试装置发送的信道脚本和测试数据,将所述测试数据根据所述信道脚本进行信道处理,得到仿真结果后发送至所述测试装置。
本发明有益效果如下:
本发明提供的装置、方法和系统,首先,利用测试装置将外场信道和测试信道的相关数据合并为一个信道脚本并下载到无线网络信道模拟系统中,使得无线网络信道模拟系统和基站、终端使用同一个信道脚本,且作用时间、过程都完全一样,能够完全实时、透明地证明无线网络信道模拟系统的可信性;
其次,本发明可以对测试信道、测试数据等进行灵活定义,增加了测试的扩展性;
第三,本发明支持帧同步修订,能够保证测试装置和基站、终端定时完全一致;
第四,测试装置可以独立使用对无线网络信道模拟系统进行测试,也可以和基站、终端一起使用进行实时测试,灵活性较大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的在线测试装置结构图;
图2为本发明提供的在线测试方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的在线测试方法的流程图;
图4为本发明实施例中信道脚本结构图;
图5为本发明提供的在线测试系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了实现室内无线网络信道模拟系统仿真结果可信度的实时测试,本发明提供一种在线测试装置、方法和系统。
如图1所示,本发明提供的在线测试装置,包括:
信道合成模块,用于获取采集的外场信道和预先定义的测试信道,将所述外场信道和测试信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;
测试数据发送模块,用于生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向无线网络信道模拟系统发送;
比较器,用于接收所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;其中,所述仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的仿真结果;所述预期理论结果为所述比较器将所述测试数据根据测试信道进行信道处理得到的理论结果。
优选地,所述装置还包括:管理模块,通过该管理模块定义测试数据和测试信道。
进一步地,为了实现信息的统一管理,比较器在得到测试结果后,优选地将该测试结果发送给管理模块,由管理模块负责上报或呈现给测试人员。
进一步地,本发明所述装置中,测试数据发送模块具体包括:
定时器,用于获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成帧同步信号;
测试数据发送子模块,用于根据所述帧同步信号,将所述测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送。
其中,所述帧定时修正参数优选地由管理模块负责获取并管理,生成帧同步信号时发送至所述定时器;或者,管理模块将获取的帧定时修正参数先发送至预先配置的时间修正寄存器,由该时间修正寄存器进行缓存,并在定时器生成帧同步信号时,将帧定时修正参数发送至所述定时器。
其中,所述帧定时修正参数在不同场景下取值不同,具体表现为:
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,为预先设置的定值。
其中,所述帧定时修正参数可以由本发明测试装置外的其他装置测得后发送至管理模块,或者直接发送至定时器。本发明所述装置不限定帧定时修正参数的具体获取方式。
综上所述,本发明所述测试装置将外场信道和测试信道的相关数据合并为一个信道脚本并下载到无线网络信道模拟系统中,使得无线网络信道模拟系统和基站、终端使用同一个信道脚本,且作用时间、过程都完全一样,能够完全实时、透明地证明无线网络信道模拟系统的可信性。并且通过测试结果可以进一步判断仿真结果的可信度,基于该可信度上层可以对应修改配置。
如图2所示,本发明还提供一种在线测试方法,包括:
步骤S201、测试装置将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;
步骤S202、测试装置生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向无线网络信道模拟系统发送;
其中,生成帧同步信号具体为:获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成帧同步信号;
其中,所述帧定时修正参数在不同场景下取值不同,具体表现为:
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,为预先设置的定值。
步骤S203、测试装置接收无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果。
其中,所述仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的仿真结果;所述预期理论结果为将所述测试数据根据所述测试信道进行信道处理得到的理论结果。
下面根据图3给出本发明一个具体的实施例,并结合对实施例的描述,进一步给出本发明的技术细节。
本发明实施例的应用场景如下:无线网络信道模拟系统为LTE系统两小区下行进行信道模拟,LTE系统的MIMO参数为4发2收信道,LTE系统两个小区下分别有一个终端;LTE系统帧定时周期为10MS,内部又划分为多个256chip时钟周期。本发明所述的测试装置对上述无线网络信道模拟系统进行在线实时测试。
本发明实施例提供的无线网络信道模拟系统在线测试方法,如图3所示,包括:
步骤S301、测试装置的管理模块定义测试信道和测试数据;
具体的,本发明实施例中定义测试信道序列为:Hi,Hi+1,其在时间上信道序列交替进行,即Ti=Hi1,Hi2;Ti+1=H(i+1)1,H(i+1)2;所述定义的测试信道序列的慢衰信道设置为1,即不衰减。所述Hi,Hi+1具体表现如下:
其中,hjk表示四个发射天线两个接收天线对应的天线信道值。
本发明实施例中定义的测试数据序列如下:
对于第一个小区数据:从10ms开始的256chip开始循环发送如下数据:
第i个256chip发送数据:D1={d1,d2,d3,d4}={0号基带0x2000+i;1号基带0x2000+i;2号基带0x4000+i;3号基带0x4000+i};
对于第二个小区数据:从10ms开始的256chip开始循环发送如下数据:
第i个256chip发送数据:D2={d1,d2,d3,d4}={0号基带0x0200+i;1号基带0x0200+i;2号基带0x0400+i;3号基带0x0400+i};
其中,上述d1、d2、d3、d4分别表示四个发射天线的发射数据。
步骤S302、测试装置的管理模块把测试信道序列发给信道脚本合成单元;
步骤S303、测试装置的信道管理脚本合成单元把采集的外场信道序列和测试信道序列合成一个信道脚本,下载到无线网络信道模拟系统中。
本实施例中,合成的信道脚本形式如图4所示,其中,Cell0-0至Cell0-3、Cell1-0至Cell1-3为两个小区对应的信道特征值;Test0-0至Test0-3以及Test1-0至Test1-3为测试装置模拟两个小区进行测试所对应的测试信道特征值。
步骤S304、测试装置通过管理模块把测试装置与基站间的帧定时修正参数发送到时间修正寄存器;
步骤S305、测试装置的时间修正寄存器将帧定时修正参数发送至定时器,该定时器根据GPS和帧定时修正参数产生帧同步信号;
步骤S306、测试装置的管理模块把MIMO参数、测试数据发到测试数据发送模块;
步骤S307、测试装置的测试数据发送模块根据帧同步信号,结合MIMO参数将测试数据定时发送至无线网络信道模拟系统;
步骤S308、测试装置的管理模块把MIMO参数、测试数据和测试信道发送到比较器;
步骤S309、测试装置的比较器接收无线网络信道模拟系统传进来的仿真结果数据;同时比较器根据管理模块发送的测试数据和测试信道,对测试数据进行信道处理,得到预期理论结果数据,将该结果数据与仿真结果数据进行比较得到测试结果。
本发明根据得到的测试结果可以获知仿真结果的可信度,并基于此进行信道模拟系统改进。
其中,对测试数据进行信道处理具体为:
(1)对于第i个256chip时刻预期收到的信号:
UE天线0收到基带信号=Hi1*D1+Hi2*D2=0x6600+2i
UE天线1收到基带信号=Hi1*D1+Hi2*D2=0x3300+i
(2)对于第i+1个256chip时刻预期收到的信号:
UE天线0收到基带信号=H(i+1)*D1+H(i+1)2*D2=0x3300+2i
UE天线1收到基带信号=H(i+1)1*D1+H(i+1)2*D2=0x6600+i
综上所述,本发明所述测试方法将外场信道和测试信道的相关数据合并为一个信道脚本并下载到无线网络信道模拟系统中,使得无线网络信道模拟系统和基站、终端使用同一个信道脚本,且作用时间、过程都完全一样,能够完全实时、透明地证明无线网络信道模拟系统的可信性。并且通过测试结果可以进一步判断仿真结果的可信度,基于该可信度上层可以对应修改配置。
如图5所示,本发明还提供一种在线测试系统,包括:测试装置和无线网络信道模拟系统;其中,
测试装置,用于将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,将该信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;并且生成帧同步信号,根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述信道模拟系统发送;当接收到所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果时,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;
无线网络信道模拟系统,用于接收所述测试装置发送的信道脚本和测试数据,将所述测试数据根据所述信道脚本进行信道处理,得到仿真结果后发送至所述测试装置。
进一步地,所述测试装置在线测试无线网络信道模拟系统时,无线网络信道模拟系统还可以进行上下行信道模拟处理。
综上所述,本发明所述测试系统将外场信道和测试信道的相关数据合并为一个信道脚本并下载到无线网络信道模拟系统中,使得无线网络信道模拟系统和基站、终端使用同一个信道脚本,且作用时间、过程都完全一样,能够完全实时、透明地证明无线网络信道模拟系统的可信性。并且通过测试结果可以进一步判断仿真结果的可信度,基于该可信度上层可以对应修改配置。
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 (10)
1.一种在线测试装置,其特征在于,包括:
信道合成模块,用于获取采集的外场信道和预先定义的测试信道,将所述外场信道和测试信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;
测试数据发送模块,用于生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送;
比较器,用于接收所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将该仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;其中,所述仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述测试数据序列发送模块具体包括:
定时器,用于获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成帧同步信号;
测试数据发送子模块,用于根据所述帧同步信号,将所述测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,
在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,所述定时器获取的帧定时修正参数为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,所述定时器获取的帧定时修正参数为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
在所述测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,所述定时器获取的帧定时修正参数为预先设置的定值。
4.如权利要求1或2或3所述的装置,其特征在于,所述比较器,将所述测试数据根据所述测试信道进行信道处理得到所述预期理论结果。
5.一种在线测试方法,其特征在于,包括:
将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,并将所述信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;
生成帧同步信号,并根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述无线网络信道模拟系统发送;
接收所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;其中,所述仿真结果为所述无线网络信道模拟系统根据所述信道脚本对所述测试数据进行信道处理得到的。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述生成帧同步信号具体包括:
获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成帧同步信号。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,为预先设置的定值。
8.如权利要求5或6或7所述的方法,其特征在于,所述预期理论结果为将所述测试数据根据所述测试信道进行信道处理得到的理论结果。
9.一种在线测试系统,其特征在于,包括:测试装置和无线网络信道模拟系统;
所述测试装置,用于将预先定义的测试信道和采集的外场信道合为一个信道脚本,将该信道脚本下发到无线网络信道模拟系统;并且生成帧同步信号,根据所述帧同步信号,将预先定义的测试数据向所述信道模拟系统发送;当接收到所述无线网络信道模拟系统发送的仿真结果时,将所述仿真结果与预期理论结果进行比较,获取测试结果;
所述无线网络信道模拟系统,用于接收所述测试装置发送的信道脚本和测试数据,将所述测试数据根据所述信道脚本进行信道处理,得到仿真结果后发送至所述测试装置。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述测试装置,获取全局时钟信号和帧定时修正参数,并根据所述全局时钟信号和帧定时修正参数生成所述帧同步信号;
其中,所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行上行链路测试时,为终端与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在所述无线网络信道模拟系统进行下行链路测试时,为基站与测试装置间的帧定时时钟差;
所述帧定时修正参数在测试装置独立测试所述无线网络信道模拟系统时,为预先设置的定值。
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