CN104170288A - 用于识别自生成杂散信号的方法 - Google Patents

Abstract

把测试系统的本机振荡器(LO)设为初始频率，于是待测设备(DUT)将射频(RF)信号发送到所述测试系统。用所述测试系统测量所述RF信号的特性，并将所述特性用于识别杂散信号产物的振幅和频率。把所述测试系统的所述LO重设为与所述初始频率偏移的一个或多个后续频率。一个或多个后续RF信号从所述DUT发送到所述测试系统，而所述DUT维持其原始信号设置。用所述测试系统测量所述后续RF信号的特性，并将所述特性用于识别对所述后续LO频率每一个的杂散信号产物的振幅和频率。然后可以识别对所述后续LO频率每一个发生了频移的杂散信号产物作为自生成信号产物。

Description

用于识别自生成杂散信号的方法

技术领域

本发明整体涉及用于测试电子装备的系统和方法。本发明特别涉及对采用由硬件、固件和/或软件部分组成的测试平台来测试无线设备的系统和方法的改进。

背景技术

目前的许多手持设备将无线“连接”用于电话技术、数字数据传送、地理定位等。尽管频谱、调制方法和功率谱密度存在差异，但无线连接标准都采用同步数据包来发送和接收数据。一般来讲，所有这些无线性能由行业许可标准(如IEEE 802.11和3GPP LTE)定义，这些标准规定了具有那些性能的设备必须遵守的参数和限制。

在设备开发连续过程的任何时间点，可能需要测试和验证设备是否在其标准规范内运行。许多这样的设备为收发机；也就是说，它们发射和接收无线射频(RF)信号。设计用来测试此类设备的专门系统通常包括子系统，这些子系统被设计用来接收并分析设备所发送的信号(例如矢量信号分析仪(VSA))以及发送符合行业许可标准的信号(例如矢量信号发生器(VSG)))，以便确定设备是否根据其标准接收并处理无线信号。

此类测试系统通常生成预期信号连同杂散信号(或非预期信号)，也称为“寄生信号”。此类杂散信号通常与测试仪中现有信号的基频以及这些基频的谐波相关。例如，与另一信号“混合”的本机振荡器(LO)将产生其基频和与之混合的另一信号频率的和频和差频。LO还可以产生为其基频两倍的二次谐波。这同样可以与另一个信号混合，产生和信号产物与差信号产物，以此类推。通常，此类杂散信号比处于所关注频率的预期信号处于低得多的功率电平。

然而，在例如对功率谱密度进行分析的测试中，频谱掩模可相当宽，而仪器生成的杂散信号可在频谱掩模的边界附近与待测设备(DUT)所生成的信号的功率大小处于相同的数量级。如果不将那些杂散信号与来自DUT的信号加以区分，则它们会使分析得出不好的结果，诸如功率谱密度分析失败。

一般来讲，当识别出由测试仪生成的杂散信号时，可使用数字信号处理(DSP)过滤技术将它们消除。然而，“挑出”或消除已知的仪器杂散信号还可能挑出或消除可能碰巧与测试仪的杂散信号处于相同频率的DUT信号。不对DUT的信号产物加以识别并将它们与测试仪的杂散信号进行分组可能在后续信号分析中带来困难和不准确性。例如，如果对DUT的杂散信号进行分组并与测试仪的杂散信号一起消除，则当事实上DUT可能实际上不能通过功率谱密度分析的情况下，DUT反而可能通过测试。因此，测试系统的信号捕获以及后续信号分析可能不准确并得出错误的结果，包括(例如)按标准所规定的测试结果准则得出假阳性或假阴性。

理想的是，有利地利用不生成杂散信号的测试仪。然而，实际情况是，这对于所有测试场景而言可能是不现实的。因此，需要识别仪器生成的杂散信号并将它们与来自测试系统中配置的一个或多个DUT的信号产物区分开来。还需要确保对测试结果(诸如功率谱密度分析结果)的分析不受仪器寄生信号的影响，以及确保测试结果具有提高的准确性。

发明内容

因此，本发明的目标是克服现有技术的缺陷，提供用于识别仪器生成的杂散信号并将它们与DUT的信号产物区分开来的方法和系统。根据本发明所公开的示例性实施例，提供了用于识别自生成杂散信号的方法，该方法在本发明的至少一些方面包括将测试系统的本机振荡器设为初始频率并将来自待测设备(DUT)的射频(RF)信号发送到测试系统。该方法还可以用测试系统测量RF信号的物理模拟特性。实施例包括将测得的物理特性的模拟值转换成数字对等值，将测得的物理特性结果相对于功率-频率轴来显示，在显示图中识别杂散信号产物并注意杂散信号产物的振幅和频率。本发明的另外方面可包括将测试系统的本机振荡器重设为与初始频率偏移的一个或多个后续频率，并将来自DUT的一个或多个后续RF信号发送到测试系统，其中DUT维持原始物理信号设置。该方法还可以提供：用测试系统测量所述一个或多个后续RF信号的相应物理模拟特性，将测得的相应物理特性的模拟值转换成对所述一个或多个后续LO频率每一个的数字对等值，以及相对于功率-频率轴显示所述一个或多个后续LO频率每一个的测得的相应物理特性结果。可显示对所述一个或多个后续LO频率每一个的杂散信号产物。实施例提供：注意对所述一个或多个后续LO频率每一个的杂散信号产物的振幅和频率，以及识别对所述一个或多个后续LO频率每一个中发生了频移的杂散信号产物作为自生成信号产物。

为了更好地理解本文对本发明的详细描述，并且为了更好地认识本发明对现有技术的贡献，对本发明的某些实施例进行了相对广义地概括。当然，还存在以下将描述的本发明的附加实施例，并且这些实施例将成为所附权利要求的主题。

在这一方面，在对本发明的至少一个实施例进行详细说明之前，应当理解，本发明在其应用中并不局限于以下描述中所述或附图中所示构造的细节和部件的布置方式。本发明能够具有除了所述实施例之外的实施例，并且能够以多种方式进行应用和实施。另外，应当理解，本文以及说明书摘要采用的词组和术语是为了进行说明而不应视为进行限制。

同样，本领域的技术人员将会知道，本公开所依据的概念可以轻松作为设计其他结构、方法和系统的基础，以便实现本发明的若干目的。因此，重要的是，将权利要求书视为包括此类等同结构，只要它们不脱离本发明的精神和范围。

附图说明

通过下面给出的详细描述以及通过本发明多个实施例的附图，将会更加全面地理解本发明。然而，这些描述和附图不应理解为将本发明限制为具体的实施例，而仅仅是为了说明和理解。其中

图1根据示例性公开实施例示出了叠加在频谱掩模轮廓线上的典型正交频分复用(OFDM)信号。

图2根据示例性公开实施例示出了叠加在频谱掩模轮廓线上的具有杂散信号产物的OFDM信号。

图3根据示例性公开实施例示出了在设为规定频率的测试仪上捕获的OFDM信号。

图4根据示例性公开实施例示出了在设为另一规定频率的测试仪上捕获的图3的OFDM信号。

图5根据示例性公开实施例示出了彼此叠加的图3和图4的OFDM信号。

图6根据示例性公开实施例示出了用于识别杂散信号的叠加在频谱掩模轮廓线上的OFDM信号，包括图3和图4的信号捕获。它表明来源于测试仪的杂散信号已从结果中滤出。

具体实施方式

现在将结合附图描述本发明，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件。以下具体实施方式是结合附图的受权利要求书保护的本发明的示例性实施例。相对于本发明的范围，此类描述旨在进行示例而非加以限制。对此类实施例加以详尽的描述，使得本领域的普通技术人员可以实施该主题发明，并且应当理解，在不脱离本主题发明的精神或范围的前提下，可以实施具有一些变化的其他实施例。

在整个本发明中，如果在上下文不存在明确的相反指示，则应当理解，术语“信号”可指一种或多种电流、一种或多种电压或数据信号。

本发明的设备可接受测试以确认设备是否在其标准规范内运行。本发明所公开的待测设备(DUT)的实施例可包括用于发射和接收无线RF信号的收发机。如之前所述，设计用来测试此类设备的专门系统可通常包括子系统，这些子系统被设计用来接收并分析设备所发送的信号(例如矢量信号分析仪(VSA))以及发送符合行业许可标准的信号(例如矢量信号发生器(VSG)))，以便确定设备是否根据其标准接收并处理无线信号。

因此，本发明所公开的测试系统的实施例可被构造成接收DUT的RF信号并能够测量RF信号的物理模拟特性。该测试系统还可以将具有测得的模拟值的物理特性转换成数字对等值。测得的物理特性结果可用图表显示，例如沿着功率-频率轴，于是可识别并随后分析杂散信号产物。

因此，当在本发明所公开的测试下生成杂散信号时，本发明识别仪器生成的杂散信号并将它们与一个或多个DUT的信号产物区分开来。本发明所公开的实施例还可以确保对功率谱密度结果的分析不受诸如仪器寄生信号等来源的影响，并提供提高的测试结果准确性。

图1示出了叠加在频谱掩模轮廓线102上的典型正交频分复用(OFDM)信号101。在此情况下，预期的DUT信号占据2427与2447MHz之间的频谱(20MHz的带宽)。在这些频谱限制之上和之下的信号已被过滤，使得它们的功率远低于频谱掩模限制。

可采用被设计用来发送OFDM RF信号101的设备来产生在所关注的频谱带宽(例如，在该例子中为2427–2447MHz)中具有最高功率的信号产物。为了确保在设备之中的干涉最小，例如，在那些共享授权或未授权频谱的设备之中，此类设备必须限制落在所关注频谱带宽之外的信号产物的功率。这种信号的许可功率限制由频谱功率密度掩模102描绘出。因此，图1所示的信号落在管控所述信号的标准(诸如IEEE 802.11x)的可接受范围内。

图2示出了叠加在如图1所示的频谱掩模上的典型OFDM信号。然而，在该例子中，四个杂散信号产物201、202、203和204分别出现在约2409、2419、2459和2463MHz处。这些杂散信号产物可由待测设备(DUT)本身生成，或前述信号产物可由测试仪生成。或者，杂散信号产物可以是由DUT和测试仪两者生成的寄生信号的组合，可能包括这样的寄生信号，它实际上是在相同频率重合并相长干涉的两个寄生信号。该例子示出了在201、202和203的三种情况下杂散信号超过频谱掩模的功率限制。然而，通过该单次捕获，无法确定哪些寄生信号是由DUT生成，而哪些寄生信号又是由测试仪生成。

参见图3，从DUT捕获信号，并在显示了存在四个杂散信号301、302、303和304的频域中对该信号进行分析。测试仪的本机振荡器(LO)的频率设为F MHz。如图所示，杂散信号301、302、303和304分别出现在频率f₁、f₂、f₃和f₄处。同样，通过该单次捕获，无法区分杂散信号中的一个或多个是由DUT生成还是由测试仪生成。

图4示出了图3的相同信号，其中测试仪的本机振荡器频率已从FMHz变为F-ΔMHz。当改变LO频率时，应注意，在图3所示的四个杂散信号之中，之前的处于频率f₁的杂散信号301现在处于f₁-d MHz401；之前的处于频率f₃的杂散信号303现在处于f₃-3d MHz 403；并且之前的处于频率f₄的杂散信号304现在显示出两个寄生信号–一个仍处于频率f₄405处而另一个处于f₄-d MHz 404处。分析表明，频移中的三个为一阶产物(即，其中漂移为fn-d)，而另一个为高阶产物(即，其中漂移为fn-3d)。

因此，图4示出了DUT信号的第二次捕获，其中将测试仪的LO频率设为F-ΔMHz。在该捕获后，应注意，第一杂散信号401和第三杂散信号403的频率均分别从f₁和f₃MHz漂移到f₁-d和f₃-3d MHz。然而，第二杂散信号402仍出现在f₂MHz处。之前出现在f₄MHz处的杂散信号405现在表现为振幅减小，而新的杂散信号404出现在f₄-dMHz处。应注意的是，该漂移可能高于一阶，并且杂散信号的频移可能为d的某个倍数。基于频移和信号振幅，可以得出结论，在f₁MHz处的杂散信号401由测试仪生成并与LO频移正相关。频率和振幅保持固定的在f₂MHz处的杂散信号402因此可以得出结论是由DUT生成。杂散信号403(处于f₃-3d MHz)的频率在第二次数据捕获期间也从f₃发生了漂移。因此，可以得出结论，杂散信号403由测试仪生成并与LO频率的谐波相关(例如，杂散信号漂移了3d而不是d)。处于频率f₄的杂散信号实际上是由测试仪和DUT生成的寄生信号的重合，当将LO设为频率F时，两者都出现在频率f₄处(如图3所示)。但是，当将LO设为频率F-ΔMHz时，处于频率f₄的杂散信号发生分离，如通过漂移到f₄-d MHz的杂散信号404所指示。由于在第二次数据捕获期间的频移，因此可以确定杂散信号404由测试仪生成。或者，杂散信号405在第二次数据捕获期间保持在频率f₄处，因此可以得出结论，该信号由DUT生成。当分离时，各杂散信号404、405的振幅较低，因为它们之前彼此相长干涉(即，当将LO设为F时)，而现在当相对于彼此漂移时不再相长干涉。

图5提供了当最初将本机振荡器设为F MHz时生成的四个信号的快照。图5还示出了当将本机振荡器设为F-ΔMHz时生成的那些信号。因此，第一次数据捕获(如图3所示)和第二次数据捕获(如图4所示)的结果同时显示在图5中。对显示的结果进行分析表明，四个杂散信号中的三个与本机振荡器频移一起发生了频移。一阶产物的漂移量为LO漂移，而高阶产物的偏移量为LO漂移的倍数。这表明第一501和第三504杂散信号以及位于频率f₄506处的两个重合杂散信号之一由测试仪而不是DUT生成。第二寄生信号503以及处于频率f₄507处的两个重合寄生信号之一由DUT生成。

由于在第二次数据捕获期间当发生LO漂移时杂散信号501和504发生频移(分别从杂散信号502和505)，因此本发明所公开的实施例确定了杂散信号501、502、504和505由测试仪生成。所述实施例还确定了当将LO设为频率F-ΔMHz时，处于频率f₄处的杂散信号发生分离(如通过漂移到频率f₄-d MHz的杂散信号506所注意到，而杂散信号507保持在频率f₄处)。因此，所公开的发明确定了由于在第二次数据捕获期间杂散信号506的漂移，杂散信号506由测试仪生成。杂散信号503和507在第二次数据捕获期间未漂移，因此经确定为由DUT生成。

图6示出了一个例子，显示了识别第一和第三杂散信号以及两个重合杂散信号之一(由测试仪生成的)并将它们滤出的结果，而留下第二信号以及两个重合信号产物之一(由DUT生成的)。这代表了由DUT生成的信号产物的结果比以下情况更准确：如果将所有三个寄生信号都保留在所显示的数据捕获中，或者如果消除所有三个杂散信号(例如，通过DSP过滤技术)。作为两次前述数据捕获的结果(例如，如在图3和4所示的信号快照中示出)，通过将LO仍设为F-ΔMHz，如图6所示的所述实施例更容易地识别由测试仪生成的杂散信号。在此情况下，杂散信号601、603和605容易地被识别为由测试仪生成。所公开的实施例可采用数字信号处理(DSP)和过滤技术来进一步精化结果。例如，过滤由测试仪生成的杂散信号(例如，杂散信号601、603和605)的信号特性可反映仅由DUT生成的杂散信号602和604的贡献。以此方式，所公开的发明有利于更有效地生成信号数据捕获，并且对数据捕获的后续分析将更加准确。例如，所公开的实施例提供对DUT所产生的杂散信号的分析测定，以确认(例如)前述杂散信号是否在频谱的规定频率范围内发生。另一种分析可包括：例如通过相对于频谱掩模所指定的功率限制来研究相应杂散信号的功率强度水平而确定不合要求的杂散信号。以举例的方式，根据所公开的实施例，图6示出了DUT生成的杂散信号602，该信号被容易地确定为出现在频谱掩模的可接受容限之外。

将容易地认识到，可能的是，在一个LO漂移后，不同的杂散信号可以生成并事实上移动到之前的杂散信号所占据的频率。这样，前述所生成的杂散信号被视为由DUT而不是测试仪生成。本发明的所公开实施例可采用处于与第一LO频率或第一LO漂移谐波不相关的频率下的第二LO漂移，以便进一步区分与由DUT生成的杂散信号相对的由测试仪生成的杂散信号。

因此，本发明的公开实施例提供了用于识别仪器生成的杂散信号并将它们与DUT的信号产物区分开来的方法。本发明确保了对杂散信号的分析不受由测试仪生成的杂散信号的影响。此外，本发明提高了分析杂散信号的效率和准确性。本发明识别由测试仪生成的杂散信号。当前的实施例还可以采用DSP技术来识别和过滤处于某一频谱内的杂散信号，以将它们与DUT生成的信号产物区分开来。以此方式，本发明可考虑到DUT的杂散信号应是与测试仪的杂散信号重合的DUT的信号产物。本发明能够有效快速地捕获规定的信号谱并对其进行分析。该分析可包括调整和过滤信号谱，以消除不是由DUT生成的杂散信号的质量指标的任何杂散信号。因此，来自测试设备的杂散信号的任何贡献都不包括在本发明的改进的信号分析中。

根据所公开的实施例，本发明能够消除特别是仪器生成的杂散信号，而不会不经意消除信号捕获期间由所采用的DUT产生的重合频率的信号产物。因此，本发明的改进技术按标准所规定的测试结果准则减少或消除假阳性或假阴性。

本领域的技术人员将显而易见，在不脱离本公开的情况下，可以在本发明所公开的装置和方法中进行各种修改和变型。另外，在考虑了说明书的情况下，该装置和方法的其他实施例对于本领域的技术人员将显而易见。说明书和例子应被视为仅用于举例说明，本公开的真正范围由以下权利要求及其等同形式限定。

本技术中所述系统或其任何部件可以计算机系统的形式呈现。计算机系统的典型例子包括通用计算机、编程的微处理器、微控制器、外围集成电路元件和能够实现构成本技术的方法的步骤的其他设备或设备的布置。

计算机系统包括计算机、输入设备、显示单元和/或因特网。计算机还包括微处理器。微处理器连接到通信总线。计算机也包括存储器。存储器可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。计算机系统还包括存储设备。存储设备可以是硬盘驱动器或可拆除的存储驱动器，例如，软盘驱动器、光盘驱动器等。存储设备也可以是用于将计算机程序或其他指令加载到计算机系统中的另一种类似装置。计算机系统也包括通信单元。通信单元允许计算机通过I/O接口连接到其他数据库和因特网。通信单元允许传送和接收来自其他数据库的数据。通信单元可包括调制解调器、以太网卡或任何使得计算机系统能够连接到数据库和诸如LAN、MAN、WAN和因特网的网络的类似设备。计算机系统有利于用户通过可通过I/O接口访问系统的输入设备进行输入。

计算机系统执行存储在一个或多个存储元件中的指令集，以处理输入的数据。存储元件也可根据需要保持数据或其他信息。存储元件可以为存在于处理器中的信息源或物理存储元件的形式。

指令集可以包括多个命令，这些命令指示处理器执行具体任务，例如构成本技术的方法的步骤。指令集可以为软件程序的形式。此外，软件可以为单独程序的集合、具有较大程序的程序模块或程序模块的一部分的形式，如在本技术中那样。软件也可以包括具有面向对象的编程形式的模块化编程。由处理器进行的输入数据的处理可以响应用户命令、此前的处理的结果或由另一个处理器发出的请求。

虽然给出了以上描述以使本领域的普通技术人员能够制造和使用本技术，但是其是在用于获得专利的要求的背景下提供的。本说明书是用于实现本技术的目前想到的最佳方法。对于优选实施例的各种修改对本领域的技术人员将显而易见，并且本技术的一般原理可以应用于其他实施例，而且可以使用本技术的一些特征而无需对应使用其他特征。因此，本技术并非意图局限于所示实施例，而是被赋予与本文所述原理和特征一致的最宽泛的范围。此外，对本领域的技术人员将显而易见的是，并不总是需要多次捕获。一旦已知测试仪的杂散信号后，即可存储它们的位置和功率，并在捕获DUT信号时将那些杂散信号滤出。在这样的情况下，将按预定的计划如本文所述执行多次捕获以确保此类杂散信号的功率不随时间而变化。

Claims (5)

1.一种用于识别自生成杂散信号的方法，包括：

把测试系统的本机振荡器设置成初始频率；

把来自待测设备(DUT)的射频(RF)信号发送到所述测试系统；

用所述测试系统测量所述RF信号的物理模拟特性；

把所测量的物理特性的模拟值转换成第一数字对等值；

根据所述第一数字对等值识别杂散信号产物；

识别所述杂散信号产物的振幅和频率；

把所述测试系统的所述本机振荡器重新设置成从所述初始频率偏移的一个或多个后续频率；

把来自所述DUT的一个或多个后续RF信号发送到所述测试系统，其中所述DUT维持原始物理信号设置；

用所述测试系统测量所述一个或多个后续RF信号的相应物理模拟特性；

把所测量的相应物理特性的模拟值转换成对一个或多个后续LO频率每一个的第二个或更多个数字对等值；

根据所述第二个或更多个数字对等值识别对所述一个或多个后续LO频率每一个的杂散信号产物；

识别对所述一个或多个后续LO频率每一个的杂散信号产物的振幅和频率；以及

识别对所述一个或多个后续LO频率每一个发生了频移的杂散信号产物作为自生成信号产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述根据所述第一数字对等值识别杂散信号产物包括相对于功率-频率轴显示所测量的物理特性结果；以及

在显示图中所述根据所述第二个或更多个数字对等值识别所述一个或多个后续LO频率每一个的杂散信号产物包括相对于功率-频率轴显示所述一个或多个后续LO频率每一个的所测量的相应物理特性结果。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从另外识别的信号产物中过滤所述一个或多个后续LO频率每一个中发生了频移的杂散信号产物。

4.一种用于识别自生成杂散信号的方法，包括：

把测试系统设置成初始频率；

把来自待测设备(DUT)的第一信号发送到所述测试系统；

测量所述第一信号的特性；

从所测量的所述第一信号的特性中识别杂散信号产物；

把所述测试系统重新设置成从所述初始频率偏移的一个或多个后续频率；

把来自所述DUT的一个或多个后续信号发送到所述测试系统，其中所述DUT维持原始物理信号设置；

测量所述一个或多个后续信号的相应特性；

识别对所述一个或多个后续频率每一个的杂散信号产物；

识别对所述一个或多个后续频率每一个发生了频移的杂散信号产物作为自生成信号产物。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

从另外识别的信号产物中过滤对所述一个或多个后续频率每一个发生了频移的杂散信号产物。