CN103297161B - 一种终端天线接收灵敏度测试方法及系统 - Google Patents

一种终端天线接收灵敏度测试方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种终端天线接收灵敏度测试方法及系统。其包括：测试每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图以及基站功率和终端接收信号强度对应表；查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向并测试对应的等效灵敏度；计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度并积分以获得终端天线接收灵敏度。通过上述方式，本发明能够有效降低测试时间，提高测试效率。

Description

一种终端天线接收灵敏度测试方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及一种终端天线接收灵敏度测试方法及系统。
背景技术
终端天线测试系统需要测试转台Theta角度从0度到180度，每30度为1步长，共6步；Phi角度从0度到360度，每30度为1步长，共12步。此外标准暗室测量天线使用水平和垂直两种极化方向，因此测试的总点数为6*12*2＝144点。
在每个测试点，测试系统将逐步降低基站仿真器的发射功率，然后发送固定长度，随机内容的数据包。终端接收到这些数据包通过发射通路环回给基站仿真器。基站仿真器对比发送和接收到的数据包的每个bit，计算出BER(BitErrorRate，误比特率)，直至BER超出标准门限，当前基站仿真器发射功率即为当前测试点的EIS(EffectiveIsotropicSensitivity，等效灵敏度)。其中，根据3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划)标准，例如GSM(GlobalSystemofMobilecommunication，全球移动通信系统)的BER标准门限为2.44％，WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess，宽带码分多址系统)的标准门限为0.1％。
在获得每个测试点的EIS以后，将EIS补偿上暗室的路径损耗(PathLoss，在固定频点和暗室测量天线极化方向上为一个固定偏差值)。然后根据公式进行积分计算，即可获得最终的TIS(TotalIsotropicSensitivity，天线接收灵敏度)。
由于每个测试点进行相同的操作，这个步骤地耗时决定了整个系统的最终测试时间。以标准WCDMATIS测试为例，一次BER测试需要使用41个数据块，需要82个WCDMA数据帧(Frame)，耗时82*10ms＝0.82秒。平均一个点需要搜索20次，共16.4s。因此常规3信道WCDMATIS需要耗时大约为16.4*144*3＝118分钟。因此，现有技术中的终端天线测试系统的EIS搜索时间较长，测试效率低。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种测试时间短，测试效率高的终端天线接收灵敏度测试方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种终端天线接收灵敏度测试方法，其包括：
将终端放置在暗室内的转台上，通过暗室测量天线与基站仿真器建立通信连接；
转动转台，测试终端在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图；
生成基站功率和终端接收信号强度对应表，其中所述对应表通过测试基站功率和终端接收信号强度获得，或者利用基站信号强度每降低1dB，终端接收信号强度也降低1dB的等差法生成；
根据终端接收信号强度方向图查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并转动终端至最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并调整基站功率测试所有待测信道在最好的Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度EISbest；
根据等效灵敏度EISbest以及对应表通过以下关系式计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EIS：
EIS＝EISbest+(RXLEVELbest-RXLEVEL)
其中，RXLEVELbest是最好Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度，RXLEVEL是其它Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度；
将所有的等效灵敏度进行积分获得终端天线接收灵敏度。
其中，转动转台，测试终端在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图的步骤包括：
转动转台，将终端依次运动到不同的Theta和Phi角度并调整天线的极化方向；
在每个Theta/Phi角度和每个天线极化方向测试终端接收信号强度；
根据所有终端接收信号强度组成终端接收信号强度方向图。
其中，在每个Theta/Phi角度和每个天线极化方向测试终端接收信号强度的步骤中，测试至少两次终端接收信号强度或者测试不同基站功率下的终端接收信号强度并取平均值。
其中，生成终端接收信号强度方向图的步骤进一步包括：
在每个theta角度，寻找最好的Phi角度和天线极化方向；
在该最好的Phi角度和天线极化方向重新测试终端接收信号强度并与终端接收信号强度方向图中的接收信号强度进行对比得到差值；
根据差值修正theta角度下所有Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度。
本发明还提供一种终端天线接收灵敏度测试系统，包括终端、基站仿真器、暗室以及控制器，暗室包括测量天线和转台，其中：
终端放置在暗室内的转台上，通过测量天线与基站仿真器建立通信连接；
转台转动到不同的Theta/Phi角度和天线极化方向，控制器测试终端在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图；
控制器生成基站功率和终端接收信号强度对应表，其中控制器通过测试基站功率和终端接收信号强度获得对应表，或者利用基站信号强度每降低1dB，终端接收信号强度也降低1dB的等差法生成对应表；
控制器根据终端接收信号强度方向图查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并转动终端至最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并调整基站功率测试所有待测信道在最好的Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度EISbest；
控制器根据等效灵敏度EISbest以及对应表通过以下关系式计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EIS：
EIS＝EISbest+(RXLEVELbest-RXLEVEL)
其中，RXLEVELbest是最好的Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度，RXLEVEL是其它Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度；控制器将所有的等效灵敏度进行积分获得终端天线接收灵敏度。
其中，转台转动并将终端依次运动到不同的Theta和Phi角度并调整天线的极化方向，控制器在每个Theta/Phi角度和每个天线极化方向测试终端接收信号强度并根据所有终端接收信号强度组成终端接收信号强度方向图。
其中，控制器测试至少两次终端接收信号强度或者测试不同基站功率下的终端接收信号强度并取平均值。
其中，在每个theta角度，控制器寻找最好的Phi角度和天线极化方向，并重新测试终端接收信号强度与终端接收信号强度方向图中的终端接收信号强度进行对比得到差值；
控制器根据差值修正theta角度下所有Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度。
通过上述方案，本发明的有益效果是：通过测试每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图以及基站功率和终端接收信号强度对应表，查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向并测试对应的等效灵敏度，进而计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度并积分以获得终端天线接收灵敏度，能够有效降低测试时间，提高测试效率。
附图说明
图1是本发明终端天线接收灵敏度测试方法第一实施例的流程示意图；
图2是本发明图1中步骤S12的子流程示意图；
图3是本发明终端天线接收灵敏度测试系统第一实施例的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明终端天线接收灵敏度测试方法第一实施例的流程示意图。如图1所示，本发明提供一种终端天线接收灵敏度测试方法，其包括：
步骤S11：将终端放置在暗室内的转台上，通过暗室测量天线与基站仿真器建立通信连接。
步骤S12：转动转台，测试终端在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度，并生成终端接收信号强度方向图。在每个Theta/Phi角度，需调整两次测量天线的极化方向，即水平极化和垂直极化。一个Theta/Phi角度和天线极化方向即为一个测试点，基站仿真器维持固定的信号强度，在每个测试点仅测试一次终端接收信号强度，其中，基站仿真器的功率为InitialCellPower。在本发明的其它实施例中，在每个测试点测试至少两次终端接收信号强度或者测试不同基站功率下的终端接收信号强度，并取其平均值作为该测试点的终端接收信号强度，测试次数可以但不限于2次。优选地，一次基站仿真器的功率为InitialCellPower，另一次基站仿真器的功率为InitialCellPower-0.5，取这二者的平均值作为该测试点的终端接收信号强度，可以将终端接收信号强度的分辨率由1dB提升到0.5dB。此处的InitialCellPower可以但不限于为一个较高的信号强度，优选为-40dBm。例如，第一次测试的基站功率为-15dBm，测试获得的强度为40。第二次，基站功率设为-15.5dbm，测试如果仍然获得强度为40，那么最终测试值为40.5，否则为40。如此可以将原本1dB的测试误差修正为0.5dB。如果测试次数增加，间隔为0.25，那么测试误差也相应变为0.25dB。每次测试仅需要4秒。完成所有测试点的测试后，根据所有的终端接收信号强度组成终端接收信号强度方向图。在优选实施例中，将此终端接收信号强度方向图保存起来，以便需要时调用，可进一步节省测试时间，其中，终端接收信号强度方向图可以但不限于保存为一个文件。在继续测试其它终端而需要调用终端接收信号强度方向图时，可以按以下方法进行修正以增加测试精确性，使结果更加稳定。如图2所示，图2是本发明图1中步骤S12的子流程示意图。步骤S12包括：
步骤S121：在每个theta角度，寻找最好的Phi角度和天线极化方向。
步骤S122：在该最好的Phi角度和天线极化方向重新测试终端接收信号强度并与原终端接收信号强度方向图中的接收信号强度进行对比得到差值。
步骤S123：根据差值修正theta角度下所有Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度。
对于一个通信频段来说，每个信道的TIS或终端接收信号强度方向图基本一致，因此只要测试其中一个信道的终端接收信号强度方向图，而不需要测试每个信道的终端接收信号强度方向图。优选的，如果测试高中低三个信道，则只需要测试中间信道的终端接收信号强度方向图即可。
步骤S13：生成基站功率和终端接收信号强度对应表。其中，对应表可以通过测试基站功率和终端接收信号强度获得，或者利用基站信号强度每降低1dB，终端接收信号强度也降低1dB的等差法生成。
步骤S14：根据终端接收信号强度方向图查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并转动终端至最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并测试所有待测信道在最好的Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度EISbest。其中，等效灵敏度EISbest需要补偿上暗室的路径损耗，在固定频点和测量天线极化方向上，暗室的路径损耗为一固定偏差值。在本实施例中，基站仿真器通过测量天线发送数据包给终端，终端将接收到的数据包通过通信天线回给基站仿真器，基站仿真器根据发送和接收的数据包计算误码率，调整基站仿真器的发送功率，当误码率达到标准门限时的基站仿真器的发射功率即为当前Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度。
步骤S15：根据等效灵敏度EISbest以及对应表通过以下关系式计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EIS：
EIS＝EISbest+(RXLEVELbest-RXLEVEL)
其中，RXLEVELbest是最好Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度，RXLEVEL是其它Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度。
在本实施例中，只需要测试最好角度Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EISbest，其它角度和极化方向的等效灵敏度是EIS通过关系式计算得出，而目前常规的测试每个测试点都需要进行相同的EIS搜索操作，如果每个测试点节省10秒，则整个测试将节省144*10秒＝24分钟，对于常规3信道测试将节省24*3＝72分钟。以常规3信道WCDMATIS测试为例，每个测试点的耗时从3*16.4秒降为4秒，则整个测试的测试时间从118分钟降为10分钟左右，极大地提升了测试效率。
步骤S16：将所有的等效灵敏度进行积分获得终端天线接收灵敏度。
在本实施例中，通过测试每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图以及基站功率和终端接收信号强度对应表，查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向并测试对应的等效灵敏度，进而计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度并积分以获得终端天线接收灵敏度，能够有效降低测试时间，提高测试效率。
请参阅图3，图3是本发明终端天线接收灵敏度测试系统第一实施例的结构示意图。如图3所示，本发明的终端天线接收灵敏度测试系统，包括终端20、基站仿真器40、暗室30以及控制器50，暗室30包括测量天线302、通信天线303以及转台301。
终端20放置在暗室30内的转台301上，通过测量天线302以及通信天线303与基站仿真器40建立通信连接。
转台301转动到不同的Theta/Phi角度和天线极化方向，控制器50测试终端20在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图。
在本实施例中，在每个Theta/Phi角度，需调整两次测量天线的极化方向，即水平极化和垂直极化。一个Theta/Phi角度和天线极化方向即为一个测试点。基站仿真器40维持固定的信号强度，在每个测试点仅测试一次终端接收信号强度，其中，基站仿真器40的功率为InitialCellPower。在本发明的其它实施例中，在每个测试点控制器50测试至少两次终端接收信号强度或者测试不同基站功率下的终端接收信号强度，并取其平均值作为该测试点的终端接收信号强度，测试次数可以但不限于2次。优选地，一次基站仿真器40的功率为InitialCellPower，另一次基站仿真器40的功率为InitialCellPower-0.5，取二者的平均值作为该测试点的终端接收信号强度，如此可以将终端接收信号强度的分辨率由1dB提升到0.5dB。每次测试仅需要4秒。完成所有测试点的测试后，控制器50根据所有的终端接收信号强度组成终端接收信号强度方向图，并将此终端接收信号强度方向图保存起来，以便需要时调用，可进一步节省测试时间，其中，终端接收信号强度方向图可以但不限于保存为一个文件。
在继续测试其它终端20而需要调用终端接收信号强度方向图时，控制器50可以对终端接收信号强度方向图进行修正以增加测试精确性，使结果更加稳定。具体为：在每个theta角度，控制器50寻找最好的Phi角度和天线极化方向并重新测试终端接收信号强度并与原终端接收信号强度方向图中的接收信号强度进行对比得到差值；控制器50根据差值修正theta角度下所有Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度。
控制器50通过测试基站功率和终端接收信号强度，或者利用基站信号强度每降低1dB，终端接收信号强度也降低1dB的等差法生成基站功率和终端接收信号强度对应表。
控制器50根据终端接收信号强度方向图查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并转动终端20至最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并测试所有待测信道在最好的Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度EISbest。其中，等效灵敏度EISbest需要补偿上暗室30的路径损耗，在固定频点和测量天线302极化方向上，暗室30的路径损耗为一固定偏差值。在本实施例中，基站仿真器40通过测量天线302发送数据包给终端20，终端20将接收到的数据包通过通信天线303回给基站仿真器40，基站仿真器40根据发送和接收的数据包计算误码率，调整基站仿真器40的发送功率，当误码率达到标准门限时的基站仿真器40的发射功率即为当前Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度。
控制器50根据等效灵敏度EISbest以及对应表通过以下关系式计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EIS：
EIS＝EISbest+(RXLEVELbest-RXLEVEL)
其中，RXLEVELbest是最好的Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度，RXLEVEL是其它Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度。
最后，控制器50将所有的等效灵敏度进行积分获得终端天线接收灵敏度。
在本实施例中，控制器50只需要测试最好角度Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EISbest，其它角度和极化方向的等效灵敏度是EIS通过关系式计算得出，而目前常规的测试每个测试点都需要进行相同的EIS搜索操作，因此，能够有效降低测试时间，提高测试效率。以常规3信道WCDMATIS测试为例，每个测试点的耗时从3*16.4秒降为4秒，整个测试的测试时间从118分钟降为10分钟左右，极大地提升了测试效率。
综上所述，本发明通过测试每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图以及基站功率和终端接收信号强度对应表，查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向并测试对应的等效灵敏度，进而计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度并积分以获得终端天线接收灵敏度，能够有效降低测试时间，提高测试效率。
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。

Claims (8)

1.一种终端天线接收灵敏度测试方法，其特征在于，所述方法包括：
将终端放置在暗室内的转台上，通过暗室测量天线与基站仿真器建立通信连接；
转动所述转台，测试所述终端在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图；
生成基站功率和终端接收信号强度对应表，其中所述对应表通过测试基站功率和终端接收信号强度获得，或者利用基站信号强度每降低1dB，终端接收信号强度也降低1dB的等差法生成；
根据所述终端接收信号强度方向图查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并转动终端至所述最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并调整所述基站功率测试所有待测信道在所述最好的Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度EISbest；
根据所述等效灵敏度EISbest以及所述对应表通过以下关系式计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EIS：
EIS＝EISbest+(RXLEVELbest-RXLEVEL)
其中，RXLEVELbest是最好Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度，RXLEVEL是其它Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度；
将所有的所述等效灵敏度进行积分获得终端天线接收灵敏度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转动转台，测试所述终端在每个Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图的步骤包括：
转动转台，将终端依次运动到不同的Theta和Phi角度并调整天线的极化方向；
在每个Theta/Phi角度和每个所述天线极化方向测试终端接收信号强度；
根据所有所述终端接收信号强度组成终端接收信号强度方向图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在每个Theta/Phi角度和每个所述天线极化方向测试终端接收信号强度的步骤中，测试至少两次终端接收信号强度或者测试不同基站功率下的终端接收信号强度并取平均值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成终端接收信号强度方向图的步骤进一步包括：
在每个theta角度，寻找最好的Phi角度和天线极化方向；
在该最好的Phi角度和天线极化方向重新测试终端接收信号强度并与所述终端接收信号强度方向图中的所述终端接收信号强度进行对比得到差值；
根据所述差值修正所述theta角度下所有Phi角度和天线极化方向的所述终端接收信号强度。
5.一种终端天线接收灵敏度测试系统，其特征在于，所述测试系统包括终端、基站仿真器、暗室以及控制器，所述暗室包括测量天线和转台，其中：
所述终端放置在所述暗室内的所述转台上，通过所述测量天线与所述基站仿真器建立通信连接；
所述转台转动到不同的Theta/Phi角度和天线极化方向，所述控制器测试所述终端在每个所述Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度并生成终端接收信号强度方向图；
所述控制器生成基站功率和终端接收信号强度对应表，其中所述控制器通过测试基站功率和终端接收信号强度获得所述对应表，或者利用基站信号强度每降低1dB，终端接收信号强度也降低1dB的等差法生成所述对应表；
所述控制器根据所述终端接收信号强度方向图查找最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并转动终端至所述最好的Theta/Phi角度和天线极化方向，并调整所述基站功率测试所有待测信道在所述最好的Theta/Phi角度和天线极化方向上的等效灵敏度EISbest；
所述控制器根据所述等效灵敏度EISbest以及所述对应表通过以下关系式计算其它Theta/Phi角度和天线极化方向的等效灵敏度EIS：
EIS＝EISbest+(RXLEVELbest-RXLEVEL)
其中，RXLEVELbest是所述最好的Theta/Phi角度和天线极化方向的接收信号强度，RXLEVEL是其它Theta/Phi角度和天线极化方向的终端接收信号强度；
所述控制器将所有的所述等效灵敏度进行积分获得终端天线接收灵敏度。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述转台转动并将终端依次运动到不同的Theta和Phi角度并调整天线的极化方向，所述控制器在每个Theta/Phi角度和每个所述天线极化方向测试终端接收信号强度并根据所有所述终端接收信号强度组成终端接收信号强度方向图。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器测试至少两次终端接收信号强度或者测试不同基站功率下的终端接收信号强度并取平均值。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在每个theta角度，所述控制器寻找最好的Phi角度和天线极化方向，并重新测试终端接收信号强度与所述终端接收信号强度方向图中的所述终端接收信号强度进行对比得到差值；
所述控制器根据所述差值修正所述theta角度下所有Phi角度和天线极化方向的所述终端接收信号强度。
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