CN103336181B - 一种gps ota测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GPS OTA测试方法及系统。其包括：测试终端放置在暗室内的转台上，并通过GPS卫星信号发生器在所述暗室内产生GPS信号；获取每个角度和极化方向的卫星信号强度并生成信号强度方向图；查找最好的角度和极化方向并获取对应的灵敏度；根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个所述角度和极化方向的灵敏度并进行积分以获得天线信号强度。通过上述方式，本发明能够缩短测试时间，提高测试效率，同时简化测试系统，降低成本。

Description

一种GPS OTA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GPS OTA测试方法及系统。

背景技术

现有技术中的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)天线OTA(On The Air，空中传输方式)测试系统采用AGPS(Assistant GPS，辅助全球定位系统)的方法，测试时间非常长，测试一个频段正常需要5-6个小时。对于一个GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)的四频段或者WCDMA(Wide band Code DivisionMultiple Access，宽带码分多址)3个频段的标准配置终端，需要35-42小时进行测试，测试效率低，耗时长。此外，现有的测试系统造价昂贵，导致成本高。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种能够缩短测试时间，提高测试效率，同时简化测试系统，降低成本的GPS OTA测试方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种GPS OTA测试方法，其包括：

将测试终端放置在暗室内的转台上，并通过GPS卫星信号发生器在暗室内产生GPS信号；

转动转台，以使测试终端经过每个角度，并在每个角度切换暗室的测试天线的极化方向；

获取在每个角度和极化方向上的卫星信号强度，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图，其中，当测试终端完成GPS定位时，在每个角度和极化方向上，每隔预设时间记录和保存当前所有卫星的编号和信号强度，并取所有卫星的信号强度中位值作为该角度和方向的卫星信号强度；

根据信号强度方向图查找最好的角度和极化方向，并获取最好的角度和极化方向的信噪比值，根据信噪比值获取最好的角度和极化方向的灵敏度；

根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个角度的灵敏度；

根据所有角度和极化方向的灵敏度获得天线信号强度；

其中，最好的角度和极化方向是卫星信号强度最好的角度和方向，角度包括倾斜角度和方位角度。

其中，获取在每个角度和极化方向的卫星信号强度，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图包括：

在测试终端接收GPS信号稳定后，向测试终端发送短信或者进行呼叫；

记录和保存测试终端在预设时刻是否收到短信或呼叫振铃，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图。

其中，根据信噪比值获取最好的角度和极化方向的灵敏度满足以下关系：

EIS_EUT＝EIS_GS+(CN_GS-CN_EUT)

其中，EIS_GS表示参考终端预先在标准暗室测试时最好角度和极化方向的灵敏度，CN_GS表示参考终端在当前暗室中获得的最好的信噪比值，CN_EUT表示测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的灵敏度。

其中，根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个角度的灵敏度满足以下关系：

EIS＝EIS_EUT+(CN_EUT-CN)

其中，EIS表示测试终端在每个角度和极化方向的灵敏度，CN表示测试终端在每个角度和极化方向的信噪比值，CN_EUT表示测试终端在最好角度和极化方向上的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端在最好角度和极化方向上的灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种GPS OTA测试系统，其包括：测试终端、暗室、GPS卫星信号发生器以及处理器，暗室包括测试天线和转台，处理器与测试终端以及GPS卫星信号发生器连接，其中：

测试终端放置在转台上，GPS卫星信号发生器在暗室内产生GPS信号；

转台转动以使测试终端经过每个角度，并在每个角度切换测试天线的极化方向；

测试终端获取在每个角度和极化方向的卫星信号强度，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图，其中，当测试终端完成GPS定位时，在每个角度和极化方向上，每隔预设时间记录和保存当前所有卫星的编号和信号强度，并取所有卫星的信号强度中位值作为该角度和方向的卫星信号强度；

处理器根据信号强度方向图查找最好的角度和极化方向，并获取最好的角度和极化方向的信噪比值，根据信噪比值获取最好的角度和极化方向的灵敏度；

处理器根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个角度的灵敏度；

处理器根据所有角度和极化方向的灵敏度获得天线信号强度；

其中，最好的角度和极化方向是卫星信号强度最好的角度和方向，角度包括倾斜角度和方位角度。

其中，在测试终端接收GPS信号稳定后，处理器向测试终端发送短信或者进行呼叫；

测试终端记录和保存其在预设时刻是否收到短信或呼叫振铃并根据卫星信号强度形成信号强度方向图。

其中，处理器根据信噪比值获取最好的角度和极化方向的灵敏度满足以下关系：

EIS_EUT＝EIS_GS+(CN_GS-CN_EUT)

其中，EIS_GS表示参考终端预先在标准暗室测试时最好角度和极化方向的灵敏度，CN_GS表示参考终端在当前暗室中获得的最好的信噪比值，CN_EUT表示测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的灵敏度。

其中，处理器根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个角度的灵敏度满足以下关系：

EIS＝EIS_EUT+(CN_EUT-CN)

其中，EIS表示测试终端在每个角度和极化方向的灵敏度，CN表示测试终端在每个角度和极化方向的信噪比值，CN_EUT表示测试终端在最好角度和极化方向上的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端在最好角度和极化方向上的灵敏度。

通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明通过测试每个角度和极化方向的卫星信号强度以形成信号强度方向图，获取最好角度和极化方向的灵敏度，进而计算出每个角度和极化方向的灵敏度并进行积分以获得天线信号强度，能够缩短测试时间，提高测试效率，同时简化测试系统，降低成本。

附图说明

图1是本发明GPS OTA测试方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明GPS OTA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GPS OTA测试方法第一实施例的流程示意图。如图1所示，本发明实施例的GPS OTA测试方法包括以下步骤：

步骤S101：将测试终端放置在暗室内的转台上，并通过GPS卫星信号发生器在暗室内产生GPS信号。其中，GPS卫星信号发生器通过暗室的测试天线与终端建立通信连接。

步骤S102：转动转台，以使测试终端经过每个角度，并在每个角度切换暗室的测试天线的极化方向。其中，角度包括Theta角度(倾斜角度)和Phi角度(方位角度)，Theta角度从0度到180度，每两个测试角度以30度为间隔，即测试0、30、60、90、120、150、180度。Phi角度从0度到360度，每两个测试角度以30度为间隔。测试0、30、60、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360度。在每个Theta角度和Phi角度，暗室的测试天线为喇叭天线时，有水平/垂直两个极化方向，暗室的测试天线为圆极化天线时，只有一个角度，不需切换测试天线的极化方向，在本实施例中以喇叭天线为例。

步骤S103：获取在每个角度和极化方向上的卫星信号强度，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图。

在步骤S103中，当测试终端完成GPS定位时，在每个角度和极化方向上，测试终端启动GPS卫星信号记录软件，每隔预设时间记录和保存一次当前所有卫星的编号和信号强度，并取所有卫星的信号强度中位值作为该角度和方向的卫星信号强度。预设时间可以但不限于1秒，每次测试耗时30秒以上。在本发明的其它实施例中，可以不需要此纪录软件，处理器使用蓝牙或者WIFI信号与测试终端建立通信连接，测试终端通过蓝牙或者WIFI的通信机制上报当前时刻跟踪到的所有卫星的编号和信号强度。

当测试终端到达每个角度和极化方向且等待GPS信号稳定后，测试终端获取在每个角度和极化方向上的卫星信号强度，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图。其中，等待GPS信号稳定的时间可以但不限于3秒钟，同时处理器向测试终端发送短信或者进行呼叫，短信内容可以但不限于当前的Theta角度、Phi角度以及极化方向，以便测试结束后可以确认是否每个角度都正常接收到短信，而如果是呼叫，并不需要进行接通。处理器可以通过基站信号仿真器利用暗室通信天线向测试终端发送短信或者进行呼叫。测试终端记录和保存其在预设时刻是否收到短信或呼叫振铃以区分有效记录和无效纪录。当所有角度测试完毕以后，从暗室中取出测试终端并连接上处理器，读取测试终端的记录文件，将文件中含有短信或者呼叫振铃标志的纪录依序排列，即可提取出每个Theta/Phi角度和方向上的卫星信号强度并形成信号强度方向图。在本实施例中，可同时使测试终端进入数据连接模式，通过控制测试终端利用最大的功率发送数据业务，可同时测试测试终端的正常通信和GPS同时工作时，GPS受到的干扰的强度。在本发明的其它实施例中，处理器利用蓝牙或者WIFI发出卫星信号强度读取指令，测试终端也通过蓝牙或者WIFI将测试到的所有卫星的编号和卫星信号强度回报给处理器。此时，可以实时获得每个角度和极化方向的卫星信号强度，并组成信号强度方向图，不需要进行后续处理。

步骤S104：根据信号强度方向图查找最好的角度和极化方向，并获取最好的角度和极化方向的信噪比值，根据信噪比值获取最好的角度和极化方向的灵敏度满足以下关系：

EIS_EUT＝EIS_GS+(CN_GS-CN_EUT)

其中，EIS_GS表示参考终端预先在标准暗室测试时最好角度和极化方向的灵敏度，CN_GS表示参考终端在当前暗室中获得的最好的信噪比值，CN_EUT表示测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的灵敏度。其中，最好的角度和极化方向是卫星信号强度最好的角度和方向。

步骤S105：根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个角度的灵敏度满足以下关系：

EIS＝EIS_EUT+(CN_EUT-CN)

其中，EIS表示测试终端在每个角度和极化方向的灵敏度，CN表示测试终端在每个角度和极化方向的信噪比值，CN_EUT表示测试终端在最好角度和极化方向上的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端在最好角度和极化方向上的灵敏度。在本发明的实施例的一次灵敏度测试中，只需要测试测试终端在最好角度和极化方向上的信噪比值CN_EUT即可，可以节省测试时间3-4小时，而总的测试时间由现有技术的35-42小时降低为30-40分钟，提升了60倍的效率。

步骤S106：根据所有角度和极化方向的灵敏度获得天线信号强度。天线信号强度是对所有角度和极化方向的灵敏度根据以下关系式进行球面积分获得：

       $\mathrm{TIS}\≅\frac{3\mathrm{NM}}{\mathrm{\π}\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{1}{{\mathrm{EIS}}_{\mathrm{\θ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)}\right]+\frac{1}{{\mathrm{EIS}}_{\mathrm{\φ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)}\sin \left({\mathrm{\θ}}_i\right)}$

其中，N，M分别指的是Theta角度和Phi角度的测试点，在本实施例中，N＝6和M＝12；EIS_θ(θ_i,φ_j)表示转台Theta角度为θ_i，转台Phi角度为φ_j，暗室的测试天线为水平极化方向时的灵敏度；EIS_φ(θ_i,φ_j)表示转台Theta角度为θ_i，转台Phi角度为φ_j，暗室的测试天线为垂直极化方向时的灵敏度。

在本实施例中，本发明通过测试终端测试每个角度和极化方向的卫星信号强度以形成信号强度方向图，处理器获取最好角度和极化方向的灵敏度，进而计算出每个角度和极化方向的灵敏度并进行积分以获得天线信号强度，能够缩短测试时间，提高测试效率。

请参阅图2，图2是本发明GPS OTA测试系统第一实施例的结构示意图。如图2所示，本发明的GPS OTA测试系统包括测试终端20、暗室30、GPS卫星信号发生器40以及处理器50。其中，暗室30包括测试天线302和转台301，处理器50与测试终端20以及GPS卫星信号发生器40连接。

在本实施例中，GPS卫星信号发生器40通过暗室30的测试天线302与测试终端20建立通信连接。测试终端20放置在暗室30内的转台301上，并通过处理器控制GPS卫星信号发生器40在暗室30内产生GPS信号。

转台301转动以使测试终端20经过每个角度，并在每个角度切换测试天线的极化方向。其中，角度包括Theta角度和Phi角度，Theta角度从0度到180度，每两个测试角度以30度为间隔，即测试0、30、60、90、120、150、180度。Phi角度从0度到360度，每两个测试角度以30度为间隔。测试0、30、60、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360度。在每个Theta角度和Phi角度，暗室30的测试天线302为喇叭天线时，有水平/垂直两个极化方向，暗室30的测试天线302为圆极化天线时，只有一个角度，在本实施例中以喇叭天线为例。

当测试终端20完成GPS定位时，在每个角度和极化方向上，测试终端20启动GPS卫星信号记录软件，每隔预设时间记录和保存一次当前所有卫星的编号和信号强度，并取所有卫星的信号强度中位值作为该角度和方向的卫星信号强度。预设时间可以但不限于1秒，每次测试耗时30秒以上。在本发明的其它实施例中，可以不需要此纪录软件，处理器50使用蓝牙或者WIFI信号与测试终端20建立通信连接，测试终端20通过蓝牙或者WIFI的通信机制上报当前时刻跟踪到的所有卫星的编号和信号强度。

当测试终端20到达每个角度和极化方向且等待GPS信号稳定后，测试终端20获取在每个角度和极化方向上的卫星信号强度，并根据卫星信号强度形成信号强度方向图。同时处理器50向所述测试终端20发送短信或者进行呼叫，测试终端20记录和保存其在预设时刻是否收到短信或呼叫振铃以区分有效记录和无效纪录。当所有角度测试完毕以后，从暗室中取出测试终端并连接上处理器，读取测试终端的记录文件，将文件中含有短信或者呼叫振铃标志的纪录依序排列，即可提取出每个Theta/Phi角度和方向上的卫星信号强度并形成信号强度方向图。在本发明的其它实施例中，处理器50利用蓝牙或者WIFI发出卫星信号强度读取指令，测试终端20也通过蓝牙或者WIFI将测试到的卫星信号强度回报给处理器50。此时，可以实时获得每个角度和极化方向的所有卫星的编号和卫星信号强度，并组成信号强度方向图，而不需要进行后续处理。

处理器50根据信号强度方向图查找最好的角度和极化方向，并获取最好的角度和极化方向的信噪比值，根据信噪比值获取最好的角度和极化方向的灵敏度满足以下关系：

EIS_EUT＝EIS_GS+(CN_GS-CN_EUT)

其中，EIS_GS表示参考终端预先在标准暗室30测试时最好角度和极化方向的灵敏度，CN_GS表示参考终端在当前暗室中获得的最好的信噪比值，CN_EUT表示测试终端20在当前暗室中最好角度和极化方向的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端20在当前暗室中最好角度和极化方向的灵敏度。其中，最好的角度和极化方向是卫星信号强度最好的角度和方向。

处理器50根据最好的角度和极化方向的灵敏度和信号强度方向图获取每个角度的灵敏度满足以下关系：

EIS＝EIS_EUT+(CN_EUT-CN)

其中，EIS表示测试终端20在每个角度和极化方向的灵敏度，CN表示测试终端20在每个角度和极化方向的信噪比值，CN_EUT表示测试终端20在最好角度和极化方向上的信噪比值，EIS_EUT表示测试终端20在最好角度和极化方向上的灵敏度。

处理器50根据所有角度和极化方向的灵敏度获得天线信号强度。天线信号强度是对所有角度和极化方向的灵敏度根据以下关系式进行球面积分获得：

       $\mathrm{TIS}\≅\frac{3\mathrm{NM}}{\mathrm{\π}\underset{i=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\left[\frac{1}{{\mathrm{EIS}}_{\mathrm{\θ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)}\right]+\frac{1}{{\mathrm{EIS}}_{\mathrm{\φ}}({\mathrm{\θ}}_i,{\mathrm{\φ}}_j)}\sin \left({\mathrm{\θ}}_i\right)}$

其中，N，M分别指的是Theta角度和Phi角度的测试点，在本实施例中，N＝6和M＝12；EIS_θ(θ_i,φ_j)表示转台Theta角度为θ_i，转台Phi角度为φ_j，暗室的测试天线为水平极化方向时的灵敏度；EIS_φ(θ_i,φ_j)表示转台Theta角度为θ_i，转台Phi角度为φ_j，暗室的测试天线为垂直极化方向时的灵敏度。

在本实施例中，本发明测试系统包括测试终端20、暗室30、GPS卫星信号发生器40以及处理器50，测试终端放置在暗室内的转台上，并通过GPS卫星信号发生器在所述暗室内产生GPS信号，通过测试终端20测试每个角度和极化方向的卫星信号强度以形成信号强度方向图，在此基础上查找最好角度和极化方向并获取对应的灵敏度，进而通过处理器50计算出每个角度和极化方向的灵敏度并进行积分以获得天线信号强度，能够缩短测试时间，提高测试效率，同时能够简化测试系统，降低成本。

综上所述，本发明通过测试终端测试每个角度和极化方向的卫星信号强度以形成信号强度方向图，处理器获取最好角度和极化方向的灵敏度，进而计算出每个角度和极化方向的灵敏度并进行积分以获得天线信号强度，能够缩短测试时间，提高测试效率，同时简化测试系统，降低成本。

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。

Claims (8)

1.一种GPS OTA测试方法，其特征在于，所述方法包括：

将测试终端放置在暗室内的转台上，并通过GPS卫星信号发生器在所述暗室内产生GPS信号；

转动所述转台，以使所述测试终端经过每个角度，并在每个所述角度切换所述暗室的测试天线的极化方向；

获取在每个所述角度和所述极化方向上的所述卫星信号强度，并根据所述卫星信号强度形成信号强度方向图，其中，当所述测试终端完成GPS定位时，在每个所述角度和所述极化方向上，每隔预设时间记录和保存当前所有卫星的编号和信号强度，并取所述所有卫星的信号强度中位值作为该角度和方向的所述卫星信号强度；

根据所述信号强度方向图查找最好的角度和极化方向，并获取所述最好的角度和极化方向的信噪比值，根据所述信噪比值获取所述最好的角度和极化方向的灵敏度；

根据所述最好的角度和极化方向的灵敏度和所述信号强度方向图获取每个所述角度的灵敏度；

根据所有所述角度和极化方向的灵敏度获得天线信号强度；

其中，所述最好的角度和极化方向是所述卫星信号强度最好的角度和方向，所述角度包括倾斜角度和方位角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取在每个所述角度和所述极化方向上的所述卫星信号强度，并根据所述卫星信号强度形成信号强度方向图包括：

在所述测试终端接收所述GPS信号稳定后，向所述测试终端发送短信或者进行呼叫；

记录和保存所述测试终端在预设时刻是否收到短信或呼叫振铃，并根据所述卫星信号强度形成所述信号强度方向图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信噪比值获取所述最好的角度和极化方向的灵敏度满足以下关系：

EIS_EUT＝EIS_GS+(CN_GS-CN_EUT)

其中，EIS_GS表示参考终端预先在标准暗室测试时最好角度和极化方向的灵敏度，CN_GS表示参考终端在当前暗室中获得的最好的信噪比值，CN_EUT表示所述测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的信噪比值，EIS_EUT表示所述测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的灵敏度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述最好的角度和极化方向的灵敏度和所述信号强度方向图获取每个所述角度的灵敏度满足以下关系：

EIS＝EIS_EUT+(CN_EUT-CN)

其中，EIS表示所述测试终端在每个角度和极化方向的灵敏度，CN表示所述测试终端在每个角度和极化方向的信噪比值，CN_EUT表示所述测试终端在最好角度和极化方向上的信噪比值，EIS_EUT表示所述测试终端在最好角度和极化方向上的灵敏度。

5.一种GPS OTA测试系统，其特征在于，所述系统包括：测试终端、暗室、GPS卫星信号发生器以及处理器，所述暗室包括测试天线和转台，所述处理器与所述GPS卫星信号发生器连接，其中：

所述测试终端放置在所述转台上，所述GPS卫星信号发生器在所述暗室内产生GPS信号；

所述转台转动以使所述测试终端经过每个角度，并在每个所述角度切换所述测试天线的极化方向；

所述测试终端获取在每个所述角度和所述极化方向的所述卫星信号强度，并根据所述卫星信号强度形成信号强度方向图，其中，当所述测试终端完成GPS定位时，在每个所述角度和所述极化方向上，所述测试终端每隔预设时间记录和保存当前所有卫星的编号和信号强度，并取所述所有卫星的信号强度中位值作为该角度和方向的所述卫星信号强度；

所述处理器根据所述信号强度方向图查找最好的角度和极化方向，并获取所述最好的角度和极化方向的信噪比值，根据所述信噪比值获取所述最好的角度和极化方向的灵敏度；

所述处理器根据所述最好的角度和极化方向的灵敏度和所述信号强度方向图获取每个所述角度的灵敏度；

所述处理器根据所有所述角度和极化方向的灵敏度获得天线信号强度；

其中，所述最好的角度和极化方向是所述卫星信号强度最好的角度和方向，所述角度包括倾斜角度和方位角度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述测试终端接收所述GPS信号稳定后，所述处理器向所述测试终端发送短信或者进行呼叫；

所述测试终端记录和保存其在预设时刻是否收到短信或呼叫振铃，并根据所述卫星信号强度形成所述信号强度方向图。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器根据所述信噪比值获取所述最好的角度和极化方向的灵敏度满足以下关系：

EIS_EUT＝EIS_GS+(CN_GS-CN_EUT)

其中，EIS_GS表示参考终端预先在标准暗室测试时最好角度和极化方向的灵敏度，CN_GS表示参考终端在当前暗室中获得的最好的信噪比值，CN_EUT表示所述测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的信噪比值，EIS_EUT表示所述测试终端在当前暗室中最好角度和极化方向的灵敏度。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理器根据所述最好的角度和极化方向的灵敏度和所述信号强度方向图获取每个所述角度的灵敏度满足以下关系：

EIS＝EIS_EUT+(CN_EUT-CN)

其中，EIS表示所述测试终端在每个角度和极化方向的灵敏度，CN表示所述测试终端在每个角度和极化方向的信噪比值，CN_EUT表示所述测试终端在最好角度和极化方向上的信噪比值，EIS_EUT表示所述测试终端在最好角度和极化方向上的灵敏度。