CN107613504B - 通信网络测试仪及多通信制式信号的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种通信网络测试仪及多通信制式信号的测试方法。通信网络测试仪包括：射频放大电路，用于接收不同通信制式的信号进行放大；开关滤波矩阵，用于根据与当前选通的通信制式对应的选通信号，选通对应的信号通路；中频信号生成电路，用于根据第一本振，将单纯接收信号混频生成中频信号；中频滤波器，用于根据与当前选通的通信制式匹配的滤波参数对中频信号进行中频滤波；数字解调信号生成电路，用于根据第二本振，将中频信号解调生成数字解调信号；处理器电路，用于解析数字解调信号，得到对应网络测试结果。本实施例提供的通信网络测试仪优化了现有的多通信制式信号的测试技术，减少了测试复杂度并提高了测试效率。

Description

通信网络测试仪及多通信制式信号的测试方法

技术领域

本发明实施例涉及电路技术，尤其涉及一种通信网络测试仪及多通信制式信号的测试方法。

背景技术

随着通信技术的不断发展，NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)、eMTC(enhanced Machine Type Communicatio，增强的机器类通信制式)不断扩大规模，网络测试仪器越来越受到业内，尤其是运营商的高度关注。目前，在NB-IoT、EMTC、LTE(Long Term Evolution，长期演进)以及GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)多种网络共存的情况下，如何保证各种模式网络中的共存，并能实现完美的网络覆盖，对运营商提出了较高的要求。

作为通信产业链的重要一环，我国在测试仪表研发上打下坚实基础，其中基站测试仪表对运营商前期布网以及后期网络优化起到关键性的作用。传统的网络优化测试设备通常支持现有通信的一种或者几种，不同通信制式之间的切换，需要断开重新加载，不仅测试繁琐，造成测试效率的下降，因此研发一种支持多种通信制式并行测量，尤其能够支撑当前快速发展NB-IoT、EMTC的网络优化测试设备，已经势在必行。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种通信网络测试仪及多通信制式信号的测试方法，以优化现有的多通信制式信号的测试技术，减少测试复杂度并提高测试效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种通信网络测试仪，包括：射频放大电路、开关滤波矩阵、中频信号生成电路、中频滤波器、数字解调信号生成电路、处理器电路及本振信号产生电路，其中：

所述射频放大电路，用于接收周围环境中至少两个通信制式的信号进行放大，并将放大后的混合接收信号传输至所述开关滤波矩阵；

所述开关滤波矩阵，包括与所述至少两个通信制式匹配的信号通路，用于根据所述处理器电路发送的与当前选通的通信制式对应的选通信号，选通对应通信制式的信号通路，以将与所述当前选通的通信制式匹配的单纯接收信号传输至所述中频信号生成电路；

所述中频信号生成电路，用于根据所述本振信号产生电路产生的第一本振，将接收的所述单纯接收信号混频生成中频信号发送至所述中频滤波器；

所述中频滤波器，用于根据所述处理器电路发送的，与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，对接收的所述中频信号进行中频滤波，并将滤波后的所述中频信号传输至所述数字解调信号生成电路；

所述数字解调信号生成电路，用于根据所述本振信号产生电路产生的第二本振，将接收的所述中频信号解调生成数字解调信号，并将所述数字解调信号发送至所述处理器电路；

所述处理器电路，用于获取所述本振信号产生电路产生的第三本振作为采样时钟，向所述开关滤波矩阵发送与当前选通的通信制式对应的选通信号，向所述中频滤波器发送与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，解析接收的所述数字解调信号，得到与所述数字解调信号对应的网络测试结果。

进一步地，所述混合接收信号包括：由窄带物联网制式的信号、增强的机器类通信制式的信号、长期演进制式的信号以及全球移动通信系统制式的信号构成的混合接收信号。

进一步地，所述开关滤波矩阵具体包括：第一四选一开关、第二四选一开关、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第四衰减器、第一低噪声放大器以及第二低噪声放大器，其中：

所述第一四选一开关的第一开关端与所述第一滤波器、所述第一衰减器、以及所述第二四选一开关的第一开关端顺次相连，用于选通所述窄带物联网制式的信号；

所述第一四选一开关的第二开关端与所述第二滤波器、所述第二衰减器、以及所述第二四选一开关的第二开关端顺次相连，用于选通所述增强的机器类通信制式的信号；

所述第一四选一开关的第三开关端与所述第三滤波器、所述第一低噪声放大器、所述第三衰减器、以及所述第二四选一开关的第三开关端顺次相连，用于选通所述长期演进制式的信号；

所述第一四选一开关的第四开关端与所述第四滤波器、所述第二低噪声放大器、所述第四衰减器、以及所述第二四选一开关的第四开关端顺次相连，用于选通所述全球移动通信系统制式的信号。

进一步地，所述第一滤波器的带通范围为：875MHz±5MHz，所述第二滤波器的带通范围为：950MHz±50MHz，所述第三滤波器的带通范围为：1750MHz±50MHz，所述第四滤波器的带通范围为：1850MHz±50MHz；

所述第一衰减器为：-3dB衰减的π型衰减器，所述第二衰减器为：-3dB衰减的π型衰减器，所述第三衰减器为：-8dB衰减的π型衰减器，所述第四衰减器为：-8dB衰减的π型衰减器；

所述第一低噪声放大器为：18dB放大的低噪声放大器，所述第二低噪声放大器为：18dB放大的低噪声放大器。

进一步地，所述中频滤波器的滤波参数包括：所述中频滤波器的带通范围，其中，

与所述窄带物联网制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±0.125MHz；

与所述增强的机器类通信制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±2.5MHz；

与所述长期演进制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±2.5MHz；

与所述全球移动通信系统制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±0.125MHz。

进一步地，所述射频放大电路包括：射频天线，以及与所述射频天线相连的第三低噪声放大器，所述第三低噪声放大器的输出端与所述开关滤波矩阵的输入端相连；

所述本振信号产生电路包括：晶振、分别与所述晶振相连的第三运算放大器、第一本振生成器，第二本振生成器、以及处理器采样时钟生成器，所述处理器采样时钟生成器与所述处理器电路的采样时钟输入端相连；

所述中频信号生成电路包括：顺次连接的第一运算放大器、混频器以及第二运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述开关滤波矩阵的输出端相连，所述第二运算放大器的输出端与所述中频滤波器的输入端相连，所述混频器的第一信号输入端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述混频器的第二信号输入端与所述第一本振生成器的输出端相连；

所述数字解调信号生成电路包括：正交解调器，与所述正交解调器的同向解调信号输出端相连的第一模数转换器，以及与所述正交解调器的正交解调信号输出端相连的第二模数转换器，所述正交解调器的信号输入端与所述中频滤波器的输出端相连，所述正交解调器的本振输入端与所述第二本振生成器的输出端相连，所述第一模数转换器以及所述第二模数转换器的输出端分别与所述处理器电路的输入端相连。

进一步地，所述处理器电路包括：相连接的第一处理器以及第二处理器，其中：

所述第一处理器分别与所述开关滤波矩阵、所述中频滤波器以及所述本振信号产生电路相连，用于获取所述本振信号产生电路产生的第三本振作为采样时钟，向所述开关滤波矩阵发送与所述当前选通的通信制式对应的选通信号，向所述中频滤波器发送与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，以及将所述数字解调信号发送至所述第二处理器；

所述第二处理器，用于切换与所述当前选通的通信制式匹配的通信解析算法，使用所述通信解析算法解析接收的所述数字解调信号，得到与所述数字解调信号对应的网络测试结果。

进一步地，所述第一处理器分别与所述第三低噪声放大器以及所述第一运算放大器相连；

所述第一处理器还用于：根据所述当前选通的通信制式，调整所述第三低噪声放大器以及所述第一运算放大器的放大增益，以使得不同通信制式的信号能够得到正常检测；

其中，所述第三低噪声放大器的可调放大增益大于等于18dB，所述第一运算放大器的可调放大增益大于等于20dB。

进一步地，所述第一处理器为现场可编程门阵列芯片，所述第二处理器为数字信号处理芯片；

所述第一处理器还用于：实现不同通信制式的信号的初始同步，以及调整所述第一模数转换器以及所述第二模数转换器的模数转换参数；

所述第二处理器还用于：实现不同通信制式的信号的精确同步。

进一步地，还包括：控制显示单元，所述控制显示单元与所述第二处理器相连；

所述控制显示单元，用于接收用户输入的测试参数，并将所述测试参数发送至所述第二处理器；接收所述第二处理器发送的网络测试结果进行显示；

其中，所述网络测试结果包括：与当前选通的通信制式对应的所述数字解调信号的小区标识解析结果、场强值、信干比、以及层三消息解析结果。

第二方面，本发明实施例还提供了一种多通信制式信号的测试方法，应用如本发明任意实施例所述的通信网络测试仪，包括：

根据选择测量的通信制式的数量，将设定执行周期划分为与所述通信制式的数量匹配的测试子周期；

在任一执行周期中的任一测试子周期到达时，执行：

向开关滤波矩阵发送与当前测试子周期匹配的目标通信制式对应的选通信号，向中频滤波器发送与所述目标通信制式匹配的滤波参数，并控制第二处理器切换与所述目标通信制式匹配的通信解析算法，以使所述第二处理器输出与所述目标通信制式对应的网络测试结果。

本发明实施例通过在通信网络测试仪中引入开关滤波矩阵以及滤波参数可调的中频滤波器，能够实现根据开关滤波矩阵实现对至少两个制式的信号进行检测，通过选通开关滤波矩阵中不同通信制式的信号通路，并对应调整中频滤波器的滤波参数进行配合，可以在不断开重新加载的前提下快速实现不同通信制式信号的测量，实现对不同运营商基站场强、小区覆盖等关键指标的精确测试，满足运营商网络优化的需求，减少了测试复杂度并提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种通信网络测试仪的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种通信网络测试仪的电路结构示意图；

图3是本发明实施例二中的一种开关滤波矩阵的电路结构示意图；

图4是本发明实施例三中的一种多通信制式信号的测试方法的流程图；

图5是本发明实施例三中的一种多通信制式信号的同步测试结果的显示示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种通信网络测试仪的结构示意图。如图1所示，所述通信网络测试仪包括：射频放大电路110、开关滤波矩阵120、中频信号生成电路130、中频滤波器140、数字解调信号生成电路150、处理器电路160及本振信号产生电路170，其中：

射频放大电路110，用于接收周围环境中至少两个通信制式的信号进行放大，并将放大后的混合接收信号传输至开关滤波矩阵120。

在本实施例中，射频放大电路110中包括有射频天线，用于同时接收周围环境中不同通信基站发送的不同通信制式的信号，由于本发明实施例的方案主要用于实现同一测试环境中多通信制式信号的同步测试，因此，射频天线获取的信号一般为由至少两个通信制式的信号构成的混合接收信号。

进一步的，射频放大电路110还可以包括有低噪声放大器，用于对接收到的混合接收信号进行放大，以实现不同通信制式的信号都能够得到有效放大，进而实现后续的有效检测。典型的，该射频放大电路110中包括的低噪声放大器的放大增益可以根据该混合接收信号中包括的接收功率最小的单纯接收信号的接收功率来确定。

可选的，该射频放大电路110中包括的低噪声放大器可以为程控可调增益的低噪声放大器，相应的，该射频放大电路110中包括的低噪声放大器中的程控端可以进一步与处理器电路160相连，以实现处理器电路160根据不同的测试环境，适应性的设置该低噪声放大器不同的放大增益。

开关滤波矩阵120，包括与所述至少两个通信制式匹配的信号通路，用于根据处理器电路160发送的与当前选通的通信制式对应的选通信号，选通对应通信制式的信号通路，以将与所述当前选通的通信制式匹配的单纯接收信号传输至中频信号生成电路130。

其中，所述通信制式可以包括：NB-IoT制式、EMTC制式、LTE制式以及GSM制式等常用的通信制式，还可以包括运营商实际所需的其他的通信制式，本实施例对此并不进行限制。

在本实施例中，为了实现在不同通信制式的切换测试过程中不需要进行断开的重新加载，发明人创造性的引入了开关滤波矩阵120。其中，该开关滤波矩阵120中包括了与所述至少两个通信制式匹配的信号通路。

一般来说，不同运营商基站使用的不同通信制式的通信信号，其所占用的通信频段一般是无混叠的，相应的，可以根据这一信号特点，根据所需要测试的运营商类型或者通信制式类型，选取不同频段的带通滤波器，以构造与不同通信制式匹配的信号通路。

典型的，可以通过多路开关与多个带通滤波器的组合构造开关滤波矩阵120，当多路开关与某一带通滤波器选通时，与该带通滤波器的通带范围匹配的某一通信制式的单纯接收信号可以被接收并进行后续测试。其中，该多路开关的当前选通状态由处理器电路160控制。

进一步的，与每一个通信制式对应的信号通路中还可以包括有一个或者多个放大器或者衰减器，以实现该通信制式的信号能够以一个适当的信号功率被接收。

其中，所述信号通路中包括的放大器可以为固定增益放大器，也可以为可调增益放大器；所述信号通路中包括的衰减器，可以为固定增益衰减器，也可以为可调增益衰减器，本实施例对此并不进行限制。

中频信号生成电路130，用于根据本振信号产生电路170产生的第一本振，将接收的所述单纯接收信号混频生成中频信号发送至中频滤波器140。

其中，中频信号生成电路130用于将该高频段的单纯接收信号(也可称为射频信号)混频为一个设定中频的中频信号。中频信号生成电路130中一般包括一个混频器(也可称为乘法器)，通过使用该混频器将第一本振与单纯接收信号取差频，能够得到该中频信号。可选的，中频信号生成电路130可以进一步包括一个或者多个放大器，以实现对接收信号的信号功率的灵活调整。

中频滤波器140，用于根据处理器电路160发送的，与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，对接收的所述中频信号进行中频滤波，并将滤波后的所述中频信号传输至数字解调信号生成电路150。

其中，处理器160发送的滤波参数可以包括：中心频率或者带宽，获取上述两个参数的组合，也即带通范围。一般来说，经过信号生成电路130后生成的中频信号的中心频率一般固定，与预先设定的中频频点相一致。而不同通信制式的信号一般在频带上具有的带宽不同。例如：NB-IoT制式的信号以及GSM制式的信号所占的带宽为0.25MHz，EMTC制式的信号以及LTE制式的信号所占的带宽为5MHz。

在本实施例中，处理器160在确定开关滤波矩阵120中当前选通的信号通路后，将与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数对应发送至中频滤波器140，以使中频滤波器140的滤波参数与当前选通的通信制式相匹配。

数字解调信号生成电路150，用于根据本振信号产生电路170产生的第二本振，将接收的所述中频信号解调生成数字解调信号，并将所述数字解调信号发送至处理器电路160。

典型的，数字解调信号生成电路150可以包括I/Q解调器以及模数转换器，I/Q解调器用于解调出中频信号中包括的同向分量以及正交分量后，输出至模数转换器，模数转换器用于分别将上述同向分量以及正交分量转换为对应的数字信号后，输出至处理器电路160进行后续测试。

处理器电路160，用于获取本振信号产生电路170产生的第三本振作为采样时钟，向开关滤波矩阵120发送与当前选通的通信制式对应的选通信号，向中频滤波器140发送与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，解析接收的所述数字解调信号，得到与所述数字解调信号对应的网络测试结果。

在本实施例的一个可选的实施方式中，所述处理器电路可以包括：相连接的第一处理器以及第二处理器，其中：

所述第一处理器分别与开关滤波矩阵120、中频滤波器140以及本振信号产生电路170相连，用于获取本振信号产生电路170产生的第三本振作为采样时钟，向开关滤波矩阵120发送与所述当前选通的通信制式对应的选通信号，向中频滤波器140发送与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，以及将所述数字解调信号发送至所述第二处理器；

所述第二处理器，用于切换与所述当前选通的通信制式匹配的通信解析算法，使用所述通信解析算法解析接收的所述数字解调信号，得到与所述数字解调信号对应的网络测试结果。

其中，所述网络测试结果可以包括：所述数字解调信号的小区标识解析结果、场强值、信干比、以及层三消息解析结果等信息。

典型的，所述第一处理器可以为FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，所述第二处理器可以为DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片。

这样设置的好处在于：可以让不同性能的处理器芯片执行不同计算复杂度的数据处理工作，可以提高本发明实施例的通信网络测试仪的处理速度，以进一步满足测试用户的多通信制式信号的实时测试需求。

进一步的，还可以包括：控制显示单元，所述控制显示单元与所述第二处理器相连；

所述控制显示单元，用于接收用户输入的测试参数，并将所述测试参数发送至所述第二处理器；接收所述第二处理器发送的网络测试结果进行显示；

相应的，所述网络测试结果包括：与当前选通的通信制式对应的所述数字解调信号的小区标识解析结果、场强值、信干比、以及层三消息解析结果。

当然，本领域技术人员可以理解的是，控制显示单元显示的网络测试结果可以根据测试用户的实际需求进行预设，本实施例对此并不进行限制。

本发明实施例通过在通信网络测试仪中引入开关滤波矩阵以及滤波参数可调的中频滤波器，能够实现根据开关滤波矩阵实现对至少两个制式的信号进行检测，通过选通开关滤波矩阵中不同通信制式的信号通路，并对应调整中频滤波器的滤波参数进行配合，可以在不断开重新加载的前提下快速实现不同通信制式信号的测量，实现对不同运营商基站场强、小区覆盖等关键指标的精确测试，满足运营商网络优化的需求，减少了测试复杂度并提高了测试效率。

实施例二

本实施例以上述实施例为基础进行优化，在本实施例中，将所述混合接收信号具体为由NB-IoT制式的信号、EMTC制式的信号、LTE制式的信号以及GSM制式的信号构成的混合接收信号，并相应设计了适用于实现上述四个通信制式信号的同步测试的通信网络测试仪，其中，在图2中示出了实施例二中的一种具体的通信网络测试仪的电路结构示意图。

如图2所示，在本实施例的通信网络测试仪中，所述射频放大电路包括：射频天线，也即，RF(Radio Frequency)天线210，以及与所述射频天线相连的第三低噪声放大器，也即，LNA(Low Noise Amplifier)220，所述第三低噪声放大器的输出端与开关滤波矩阵230的输入端相连；

所述本振信号产生电路可以包括晶振2130、第三运算放大器，也即第三运放2140，第一LO(local oscillator，本振)生成器，也即，第一LO2150，第二LO生成器，也即，第二LO2160，以及处理器采样时钟生成器，也即FPGA_CLK2170。

作为示例而非限定，可以设计最终生成的中频信号的中心频率为140MHz，相应的，第一LO2150的输出频率应为：RF0-140MHz，其中，RF0为射频天线接收到的信号的中心频率；同时，为了使得数字解调信号生成电路能够准确的进行信号的解调，第二LO2160的输出频率应为：140MHz。进一步的，FPGA_CLK2170可以输出19.2MHz的信号为FPGA2110提供采样时钟。

相应的，在本实施例中，晶振2130可以选择19.2MHz的晶振，第一LO2150、第二LO2160以及FPGA2110中均包括有锁相环，该晶振2130提供的晶振频率通过上述各器件中的锁相环，可以对应输出各个器件所需的信号频率。

所述中频信号生成电路包括：顺次连接的第一运算放大器，也即，第一运放240、混频器250以及第二运算放大器，也即，第二运放260。

第一运放240的输入端与开关滤波矩阵230的输出端相连，第二运放260的输出端与中频滤波器270的输入端相连，混频器250的第一信号输入端与第一运放240的输出端相连，混频器250的第二信号输入端与第一LO2150的输出端相连；

所述数字解调信号生成电路包括：正交解调器，也即，I/Q解调器280(典型的，所述I/Q解调器可以为PC8190芯片)，与所述正交解调器的同向解调信号输出端相连的第一模数转换器，也即，第一DAC290，以及与所述正交解调器的正交解调信号输出端相连的第二模数转换器，也即，第二DAC2100，I/Q解调器280的信号输入端与中频滤波器270的输出端相连，I/Q解调器280的本振输入端与第二LO2160的输出端相连，第一DAC290以及第二DAC2100的输出端分别与FPGA2110的两个输入端相连。FPGA2110的信号输出端与DSP2120相连，FPGA2110的采样时钟输入端与FPGA_CLK2170的输出端相连，DSP2120与控制显示单元2180相连。

具体的，FPGA2110还可以用于：实现不同通信制式的信号的初始同步，以及调整第一DAC290以及第二DAC2100的模数转换参数；DSP2120还可以用于：实现不同通信制式的信号的精确同步。不同信道提取并通过参考信号进行小区ID解析，场强、SNR(信干比)计算以及层三消息解析。

进一步的，如图3所示，所述开关滤波矩阵具体包括：第一四选一开关2201、第二四选一开关2202、第一滤波器2203、第二滤波器2204、第三滤波器2205、第四滤波器2206、第一衰减器2207、第二衰减器2208、第三衰减器2209、第四衰减器2210、第一低噪声放大器2211以及第二低噪声放大器2212，其中：

第一四选一开关2201的第一开关端与第一滤波器2203、第一衰减器2207、以及第二四选一开关2202的第一开关端顺次相连，用于选通NB-IoT制式的信号；

第一四选一开关2201的第二开关端与第二滤波器2204、第二衰减器2208、以及第二四选一开关2202的第二开关端顺次相连，用于选通EMTC制式的信号；

第一四选一开关2201的第三开关端与第三滤波器2205、第一低噪声放大器2211、第三衰减器2209、以及第二四选一开关2202的第三开关端顺次相连，用于选通LTE制式的信号；

第一四选一开关2201的第四开关端与第四滤波器2206、第二低噪声放大器2212、第四衰减器2210、以及第二四选一开关2202的第四开关端顺次相连，用于选通GSM制式的信号。

典型的，第一四选一开关2201以及第二四选一开关2202可以均选择SP4TAS204芯片，当需要切换哪一个信号通路时，第一四选一开关2201以及第二四选一开关2202均与该信号通路相连接即可。

具体的，通过综合考虑不同通信制式的基站的所发送的通信信号的频率范围以及信号功率范围，设定第一滤波器2203的带通范围为：875MHz±5MHz，第二滤波器2204的带通范围为：950MHz±50MHz，第三滤波器的带通范围为：1750MHz±50MHz，所述第四滤波器的带通范围为：1850MHz±50MHz；

第一衰减器2207为：-3dB衰减的π型衰减器，第二衰减器2208为：-3dB衰减的π型衰减器，第三衰减器2209为：-8dB衰减的π型衰减器，第四衰减器2210为：-8dB衰减的π型衰减器；

第一低噪声放大器2211为：18dB放大的低噪声放大器，第二低噪声放大器2212为：18dB放大的低噪声放大器。

相应的，中频滤波器270的滤波参数包括：所述中频滤波器的带通范围，其中，与NB-IoT制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±0.125MHz；与EMTC制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±2.5MHz；与LTE制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±2.5MHz；与GSM制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±0.125MHz。

在上述各实施例的基础上，所述第一处理器还可以分别与所述第三低噪声放大器(即，图2中的LNA220，连接关系图2中未示出)以及所述第一运算放大器(即，图2中的第一运放240，连接关系图2中未示出)相连；

所述第一处理器还用于：调整所述第三低噪声放大器以及所述第一运算放大器的放大增益，以使得不同通信制式的信号能够得到正常检测；其中，考虑到上述四种通信制式的信号功率特点，所述第三低噪声放大器的可调放大增益大于等于18dB，所述第一运算放大器的可调放大增益大于等于20dB。

这样设置的好处是：可以使得本发明实施例的通信网络测试仪能够适应各种复杂环境下的测试，仪器的适应性以及通用性更强。

本发明实施例的技术方案，通过控制开关滤波矩阵切换，可控的第三低噪声放大器以及可控的第一运算放大器的放大增益对通道增益的补偿，以及FPGA对中频滤波器的通带范围的控制切换，支持多种通信制式的协同测试，测量参数的并行展示。由于实现了通过FPGA控制射频滤波和中频率滤波的软切换，实现不同通信模式的快速切换测量，DSP中不同制式通信解析算法的快速切换，从而从根本上避免了传统不同通信制式之间的切换，需要断开重新加载，不仅测试繁琐，造成测试效率的下降的问题。提高了测试效率，降低了测试的复杂度。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种多通信制式信号的测试方法的流程图，本实施例可适用于对环境中存在的多通信制式的信号进行测试的情况，该方法可以由通信网络测试仪来中的第一处理器(典型的，FPGA芯片)执行。本实施例的方法具体包括如下步骤：

S310、根据选择测量的通信制式的数量，将设定执行周期划分为与所述通信制式的数量匹配的测试子周期。

在本实施例中，可以根据第一处理器的执行速度，确定一个执行周期，例如：1s或者2s等。之后可以根据用户选择测量的通信制式的数量，例如为4个，将上述执行周期划分为4个测试子周期，例如，针对执行周期为1s的情况，每个执行子周期为0.25s。

相应的，当每个执行周期达到时，可以在该执行周期的第一个0.25s，执行对通信制式1的信号进行测试，在该执行周期的第二个0.25s，执行对通信制式2的信号进行测试，在该执行周期的第三个0.25s，执行对通信制式3的信号进行测试，在该执行周期的第四个0.25s，执行对通信制式4的信号进行测试。当下一个执行周期到达时，重新往复的对上述四个通信制式的信号进行测试。实际上，如果执行周期或者测试子周期选择得当的话，虽然该通信网络测试仪仍然是分时对不同通信制式的信号进行测试，但是因为在通信制式切换时不需要断开重新连接，对于测试用户来说(考虑人眼的分辨率)，等同于在同一时间内同步测试了多个通信制式的信号。

S320、判断是否到达任一执行周期中的任一测试子周期：若是，执行S330；否则，返回执行S320。

S330、向开关滤波矩阵发送与当前测试子周期匹配的目标通信制式对应的选通信号，向中频滤波器发送与所述目标通信制式匹配的滤波参数，并控制第二处理器切换与所述目标通信制式匹配的通信解析算法，以使所述第二处理器输出与所述目标通信制式对应的网络测试结果。

在任一执行周期中的任一测试子周期到达时，根据与该达到的测试子周期匹配的目标通信制式，可以对应选通相应的信号通路，调整中频滤波器中相应的滤波参数，以及控制第二处理器(典型的，DSP芯片)切换对应的通信解析算法，以最终实现第二处理器输出与所述目标通信制式对应的网络测试结果。

其中，在图5中示出了本发明实施例三中的一种多通信制式信号的同步测试结果的显示示意图。如图5所示，对于用户来说，可以实现多个通信制式信号的网络测试结果同步刷新，同步观测的效果，大大提高的仪器的用户满意度。

本发明实施例的技术方案通过使用通信网络测试仪在任一执行周期中的任一测试子周期到达时，执行向开关滤波矩阵发送与当前测试子周期匹配的目标通信制式对应的选通信号，向中频滤波器发送与所述目标通信制式匹配的滤波参数，并控制第二处理器切换与所述目标通信制式匹配的通信解析算法的操作，可以实现多通信制式信号同步测试并同步显示的技术效果，大大提高用户的使用体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通信网络测试仪，其特征在于，包括：射频放大电路、开关滤波矩阵、中频信号生成电路、中频滤波器、数字解调信号生成电路、处理器电路及本振信号产生电路，其中：

所述射频放大电路，用于接收周围环境中至少两个通信制式的信号进行放大，并将放大后的混合接收信号传输至所述开关滤波矩阵；

所述开关滤波矩阵，包括与所述至少两个通信制式匹配的信号通路，用于根据所述处理器电路发送的与当前选通的通信制式对应的选通信号，选通对应通信制式的信号通路，以将与所述当前选通的通信制式匹配的单纯接收信号传输至所述中频信号生成电路；

所述中频信号生成电路，用于根据所述本振信号产生电路产生的第一本振，将接收的所述单纯接收信号混频生成中频信号发送至所述中频滤波器；

所述中频滤波器，用于根据所述处理器电路发送的，与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，对接收的所述中频信号进行中频滤波，并将滤波后的所述中频信号传输至所述数字解调信号生成电路；

所述数字解调信号生成电路，用于根据所述本振信号产生电路产生的第二本振，将接收的所述中频信号解调生成数字解调信号，并将所述数字解调信号发送至所述处理器电路；

所述处理器电路，用于获取所述本振信号产生电路产生的第三本振作为采样时钟，向所述开关滤波矩阵发送与当前选通的通信制式对应的选通信号，向所述中频滤波器发送与所述当前选通的通信制式匹配的滤波参数，解析接收的所述数字解调信号，得到与所述数字解调信号对应的网络测试结果；

所述处理器电路包括：相连接的第一处理器以及第二处理器，其中：

所述第一处理器分别与所述开关滤波矩阵、所述中频滤波器以及所述本振信号产生电路相连，用于根据选择测量的通信制式的数量，将设定执行周期划分为与所述通信制式的数量匹配的测试子周期，获取所述本振信号产生电路产生的第三本振作为采样时钟，在任一执行周期中的任一测试子周期到达时，执行：向所述开关滤波矩阵发送与当前测试子周期匹配的目标通信制式对应的选通信号，向所述中频滤波器发送与所述目标通信制式匹配的滤波参数，以及将所述数字解调信号发送至所述第二处理器；

所述第二处理器，用于切换与所述当前选通的通信制式匹配的通信解析算法，使用所述通信解析算法解析接收的所述数字解调信号，得到与所述数字解调信号对应的网络测试结果。

2.根据权利要求1所述的通信网络测试仪，其特征在于，所述混合接收信号包括：由窄带物联网制式的信号、增强的机器类通信制式的信号、长期演进制式的信号以及全球移动通信系统制式的信号构成的混合接收信号。

3.根据权利要求2所述的通信网络测试仪，其特征在于，所述开关滤波矩阵具体包括：第一四选一开关、第二四选一开关、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第四滤波器、第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第四衰减器、第一低噪声放大器以及第二低噪声放大器，其中：

所述第一四选一开关的第一开关端与所述第一滤波器、所述第一衰减器、以及所述第二四选一开关的第一开关端顺次相连，用于选通所述窄带物联网制式的信号；

所述第一四选一开关的第二开关端与所述第二滤波器、所述第二衰减器、以及所述第二四选一开关的第二开关端顺次相连，用于选通所述增强的机器类通信制式的信号；

所述第一四选一开关的第三开关端与所述第三滤波器、所述第一低噪声放大器、所述第三衰减器、以及所述第二四选一开关的第三开关端顺次相连，用于选通所述长期演进制式的信号；

所述第一四选一开关的第四开关端与所述第四滤波器、所述第二低噪声放大器、所述第四衰减器、以及所述第二四选一开关的第四开关端顺次相连，用于选通所述全球移动通信系统制式的信号。

4.根据权利要求3所述的通信网络测试仪，其特征在于：

所述第一滤波器的带通范围为：875MHz±5MHz，所述第二滤波器的带通范围为：950MHz±50MHz，所述第三滤波器的带通范围为：1750MHz±50MHz，所述第四滤波器的带通范围为：1850MHz±50MHz；

所述第一衰减器为：-3dB衰减的π型衰减器，所述第二衰减器为：-3dB衰减的π型衰减器，所述第三衰减器为：-8dB衰减的π型衰减器，所述第四衰减器为：-8dB衰减的π型衰减器；

所述第一低噪声放大器为：18dB放大的低噪声放大器，所述第二低噪声放大器为：18dB放大的低噪声放大器。

5.根据权利要求2-4任一项所述的通信网络测试仪，其特征在于，所述中频滤波器的滤波参数包括：所述中频滤波器的带通范围，其中，

与所述窄带物联网制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±0.125MHz；

与所述增强的机器类通信制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±2.5MHz；

与所述长期演进制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±2.5MHz；

与所述全球移动通信系统制式匹配的所述中频滤波器的带通范围为：140MHz±0.125MHz。

6.根据权利要求1所述的通信网络测试仪，其特征在于，所述射频放大电路包括：射频天线，以及与所述射频天线相连的第三低噪声放大器，所述第三低噪声放大器的输出端与所述开关滤波矩阵的输入端相连；

所述本振信号产生电路包括：晶振、分别与所述晶振相连的第三运算放大器、第一本振生成器，第二本振生成器、以及处理器采样时钟生成器，所述处理器采样时钟生成器与所述处理器电路的采样时钟输入端相连；

所述中频信号生成电路包括：顺次连接的第一运算放大器、混频器以及第二运算放大器，所述第一运算放大器的输入端与所述开关滤波矩阵的输出端相连，所述第二运算放大器的输出端与所述中频滤波器的输入端相连，所述混频器的第一信号输入端与所述第一运算放大器的输出端相连，所述混频器的第二信号输入端与所述第一本振生成器的输出端相连；

所述数字解调信号生成电路包括：正交解调器，与所述正交解调器的同向解调信号输出端相连的第一模数转换器，以及与所述正交解调器的正交解调信号输出端相连的第二模数转换器，所述正交解调器的信号输入端与所述中频滤波器的输出端相连，所述正交解调器的本振输入端与所述第二本振生成器的输出端相连，所述第一模数转换器以及所述第二模数转换器的输出端分别与所述处理器电路的输入端相连。

7.根据权利要求6所述的通信网络测试仪，其特征在于，所述第一处理器分别与所述第三低噪声放大器以及所述第一运算放大器相连；

所述第一处理器还用于：根据所述当前选通的通信制式，调整所述第三低噪声放大器以及所述第一运算放大器的放大增益，以使得不同通信制式的信号能够得到正常检测；

其中，所述第三低噪声放大器的可调放大增益大于等于18dB，所述第一运算放大器的可调放大增益大于等于20dB。

8.根据权利要求6-7任一项所述的通信网络测试仪，其特征在于，所述第一处理器为现场可编程门阵列芯片，所述第二处理器为数字信号处理芯片；

所述第一处理器还用于：实现不同通信制式的信号的初始同步，以及调整所述第一模数转换器以及所述第二模数转换器的模数转换参数；

所述第二处理器还用于：实现不同通信制式的信号的精确同步。

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