CN108023605B - 自适应无线终端场景可变信号测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应无线终端场景可变信号测试装置，包括无线信号屏蔽装置箱，GSM信号收发天线，LTE信号收发天线，信号放大器，合路器，内置天线和信号放大器调节旋钮；信号放大器、合路器和内置天线依次连接设置在无线信号屏蔽装置箱内，GSM信号收发天线与合路器连接，LTE信号收发天线与信号放大器连接，GSM信号收发天线和LTE信号收发天线设置在无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，信号放大器调节旋钮设置在装置箱体外侧，信号放大器调节旋钮与信号放大器连接。本发明实现在装置内对无线网络环境进行有效控制，最终实现较少测试人员在日常办公环境下能够对终端的各场景进行全业务测试。

Description

自适应无线终端场景可变信号测试装置

技术领域：

本发明涉及通用测试的业务质量类测试领域，尤其涉及自适应无线终端场景可变信号测试装置领域。

背景技术：

终端在通信生态圈中处于核心地位，终端已经成为各领域公司争夺的业务入口及平台，运营商需要加强在终端领域的控制力。为有效改善用户体验，保持我公司技术优势，需要积极引入4.5G&5G终端新特性并开展技术研究及测试验证，提供配套终端测试体系，确保芯片和终端加速成熟。根据网通[2017]45号_关于2017年网络侧终端工作安排的通知，网优中心终端方面重点开展“旗舰新终端质量测试”、“新技术试点验证测试”、“终端日常质量测试”等工作，其中有关终端测试的部分均包含2/4G语音、SRVCC、VoLTE视频、补充业务、网络互通性等功能验证测试。传统的网优中心终端测试与验证工作主要通过采购“网络侧商用终端及APP评测分析服务”项目，安排终端测试工程师，人工携带需测试的移动终端，进入符合上述无线环境的区域内进行分场景的各项业务测试。

另外也可以利用独立与现网的基站设备通过模拟的搭建终端测试实验室来实现各场景分业务测试，如针对全部特殊的测试项目环节搭建专门的测试环境。

现有技术中存在以下缺陷：

(1)手机等终端信号模拟测试存在不便

由于各场景分业务测试需要在各种特殊的无线场景环境中频繁切换，然而受制于资金投入、可选择的地理位置、网络侧设备技术条件等方面制约，目前无法大量采购“终端测试项目”进行人工手持终端进行分场景实地现场测试，无法针对特定的测试项目搭建专门的测试环境。对主被叫或多方通话等需要多场景同时配合的测试验证时，不仅需要消耗大量的时间和精力，而且测试整体效率降低，具体体现在：

人工手持终端进行分场景实地现场测试由于选择真实网络环境下进行，外场测试通常的网络环境的变化使测试环境缺乏连续性和稳定性，而且受外界网络干扰较大，对于测试来说，恶劣的网络环境将使测试结果生产不可估量的误差；通过搭建模拟的终端测试实验室组建测试环境往往仅适用于大型的终端测试机构，其初期建造难度大、成本较高；

使用操作繁琐、人员学习成本高；后期升级改造困难、技术不够灵活。由于某些特定的测试用例，所需要实现的网络环境单一，较难模拟多网络共存情况下的网络状况，也不适应其它测试项目，存在资源的使用和调配存在巨大的浪费；

在进行对主被叫联合测试、多人多方通话等需要所处不同场景无线网络环境下，或需要同时配合的不同场景测试验证时，往往需要通话的多方终端进行联动操作。但由于测试终端不在同一地点，指令下发于操作较难实现协同，测试人员对测试的过程随机性较大，测试结果并不具备普遍的代表意义，缺乏可控性，使测试周期长，降低测试报告的可信度。

(2)手机等终端在屏蔽场景下信号调节存在不便

对屏蔽场景下信号质量有两个途径，一个是主要的，就是尽可能提高天线在空中拾取到的信号能量，另一个是次要的，就是尽可能压低系统噪声。之所以将压低系统噪声放在次要的地位，是因为压低系统噪声非常困难，很不现实。所以，提高信号质量最有效的途径是设法提高天线的输出。但是，天线的输出取决于信号场强，只要手机天线所处的位置确定，那么，无论用什么方法来改善信号质量所起的作用都是很有限的。

上述方法有很多不便。其一是手机拖一条电缆使用很难让人接受，其二是很多手机没有外接天线的插口。即便是有插口，也不一定能够买到配套的插头，所以，要想方便地利用高增益天线接收到的较高质量的信号，必须解决高增益天线与手机无线连接的问题。

若是高增益天线能够安装在很近的强信号处，如大城市的地下室，内部几乎没有信号，而外面不远就可以找到很强的信号。

将高增益天线架设到外面强信号处，用几米长的射频同轴电缆引入无信号的室内，在终端接一个小天线，将手机靠近小天线，就可以在无信号的室内实现可靠地通信。参见图1。

但是，上述只是一种比较极端的情况，更多的场合是没有这么好的条件的，往往需要在十米二十米以外才能找到强信号，这时，用这种简单的方法就不能奏效了。因为在手机通信的频段，电缆的损耗是比较大的，而小天线与手机之间的信号传输也有不小的衰减量，这样高增益天线和手机之间无法实现有效地传输，当然也就无法通信了。解决的办法是在传输途径中插入放大器来弥补传输损耗，如图2所示。

实践证明，插入一个20分贝的放大器，即便是需要20－30米长的电缆，这种装置也是很有效的，只要是高增益天线所安装的位置信号足够强，手机距离小天线1－2米，即可显示较强的信号。但是，这样的装置是无法实现通信的，因为手机通信要靠两个传输通道，一个是上行通道，用来发话和应答基站指令，另一个是下行通道，用来接受基站指令和接听电话，这两个通道缺一不可，假如只有图2所示的下行通道，虽然可以很好地接收到基站发来的相关指令，但是没有上行通道手机无法应答，系统不会接通通信链路，整个通信就不可能实现。

如图3所示，在装置中增加一个传输通道，可实现通信，但仍无法实现对终端的测试。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种自适应无线终端场景可变信号测试装置，主要通过对4G信号的输入调节，观察手机在全密闭环境下的2G与4G信号接收情况，实现在装置内对无线网络环境进行有效控制，最终实现较少测试人员在日常办公环境下能够对终端的各场景进行全业务测试。

本发明由如下技术方案实施：

本发明提供一种自适应无线终端场景可变信号测试装置，包括：

无线信号屏蔽装置箱，GSM信号收发天线，LTE信号收发天线，信号放大器，合路器，内置天线和信号放大器调节旋钮；

所述信号放大器、合路器和所述内置天线依次连接设置在所述无线信号屏蔽装置箱内，所述GSM信号收发天线与所述合路器连接，所述LTE信号收发天线与所述信号放大器连接，所述GSM信号收发天线和LTE信号收发天线设置在所述无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，所述信号放大器调节旋钮设置在所述装置箱体外侧，所述信号放大器调节旋钮与所述信号放大器连接，用于对所述信号放大器的强度进行调整；

在对手机终端进行测试时，所述LTE信号收发天线用于接收4G信号，所述GSM信号收发天线用于接收2G信号，通过所述信号放大器调节旋钮控制所述信号放大器调节所述4G信号的强度，所述合路器用于将通过所述输入的2G信号和调节过的4G信号进行合路，合路后的信号通过所述内置天线接收并发射信号用于对所述手机终端测试。

本发明提供的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其技术方案为：包括无线信号屏蔽装置箱，GSM信号收发天线，LTE信号收发天线，信号放大器，合路器，内置天线和信号放大器调节旋钮；所述信号放大器、合路器和所述内置天线依次连接设置在所述无线信号屏蔽装置箱内，所述GSM信号收发天线与所述合路器连接，所述LTE信号收发天线与所述信号放大器连接，所述GSM信号收发天线和LTE信号收发天线设置在所述无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，所述信号放大器调节旋钮设置在所述装置箱体外侧，所述信号放大器调节旋钮与所述信号放大器连接，用于对所述信号放大器的强度进行调整；在对手机终端进行测试时，所述LTE信号收发天线用于接收4G信号，所述GSM信号收发天线用于接收2G信号，通过所述信号放大器调节旋钮控制所述信号放大器调节所述4G信号的强度，所述合路器用于将通过所述输入的2G信号和调节过的4G信号进行合路，合路后的信号通过所述内置天线接收并发射信号用于对所述手机终端测试。

本发明提供的自适应无线终端场景可变信号测试装置，主要通过对4G信号的输入调节，观察手机在全密闭环境下的2G与4G信号接收情况，实现在装置内对无线网络环境进行有效控制，最终实现较少测试人员在日常办公环境下能够对终端的各场景进行全业务测试。

进一步地，所述无线信号屏蔽装置箱包括可开合上盖和装置箱体，所述可开合上盖与所述装置箱体通过连接转轴连接，所述可开合上盖上设置透视窗口。

进一步地，所述装置箱体还包括终端放置槽，所述终端放置槽设置在所述装置箱体内部，用来放置手机终端。

进一步地，所述装置箱体内部设置屏蔽层。

进一步地，所述屏蔽层由高导电性材料和高导磁性金属材料制成。

进一步地，所述透视窗口为半透明屏蔽膜。

进一步地，所述半透明屏蔽膜由高导磁性细丝编制制成。

进一步地，所述终端放置槽的外圈设置主体接触膜，所述可开合上盖的透视窗口周围设置上盖接触膜。

进一步地，所述主体接触膜和所述上盖接触膜为软性材料制成。

本发明的优点：

1、利用信号放大器调节输入的4G信号，进而有效控制所述装置对无线信号的屏蔽效果；

2、通过所述装置上盖中的半透明屏蔽膜，可对屏蔽盒内放置的手机终端进行各项业务的性能操作并观测操作结果反馈。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的现有技术第一结构示意图；

图2为一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的现有技术第二结构示意图；

图3为一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的现有技术第三结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的第一结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的正面结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的后部结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的整体俯视图；

图8为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的内部架构图；

图9为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的合路器原理图；

图10为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的内置天线原理图；

图11为本发明实施例所提供的一种自适应无线终端场景可变信号测试装置的信号放大器原理图。

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作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。

实施例一

参见图4至图8，实施例一提供一种自适应无线终端场景可变信号测试装置，包括：

无线信号屏蔽装置箱，GSM信号收发天线3，LTE信号收发天线4，信号放大器5，合路器6，内置天线7和信号放大器调节旋钮8；

信号放大器5、合路器6和内置天线7依次连接设置在无线信号屏蔽装置箱内，GSM信号收发天线3与合路器6连接，LTE信号收发天线4与信号放大器5连接，GSM信号收发天线3和LTE信号收发天线4设置在无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，信号放大器调节旋钮8设置在装置箱体1外侧，信号放大器调节旋钮8与信号放大器5连接，用于对信号放大器5的强度进行调整；

在对手机终端进行测试时，LTE信号收发天线4用于接收4G信号，GSM信号收发天线3用于接收2G信号，通过信号放大器调节旋钮8控制信号放大器5调节4G信号的强度，合路器6用于将通过输入的2G信号和调节过的4G信号进行合路，合路后的信号通过内置天线7接收并发射信号用于对手机终端测试。

本发明提供的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其技术方案为：包括无线信号屏蔽装置箱，GSM信号收发天线3，LTE信号收发天线4，信号放大器5，合路器6，内置天线7和信号放大器调节旋钮8；信号放大器5、合路器6和内置天线7依次连接设置在无线信号屏蔽装置箱内，GSM信号收发天线3与合路器6连接，LTE信号收发天线4与信号放大器5连接，GSM信号收发天线3和LTE信号收发天线4设置在无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，信号放大器调节旋钮8设置在装置箱体1外侧，信号放大器调节旋钮8与信号放大器5连接，用于对信号放大器5的强度进行调整；在对手机终端进行测试时，LTE信号收发天线4用于接收4G信号，GSM信号收发天线3用于接收2G信号，通过信号放大器调节旋钮8控制信号放大器5调节4G信号的强度，合路器6用于将通过输入的2G信号和调节过的4G信号进行合路，合路后的信号通过内置天线7接收并发射信号用于对手机终端测试。

本发明提供的自适应无线终端场景可变信号测试装置，主要通过对4G信号的输入调节，观察手机在全密闭环境下的2G与4G信号接收情况，实现在装置内对无线网络环境进行有效控制，最终实现较少测试人员在日常办公环境下能够对终端的各场景进行全业务测试。

其中，参见图9，为合路器6原理图，可将输入的2G信号与4G信号滤波后进行合路输出，确保4G信号仅从4G天线进入装置盒内。参见图10，为内置天线7原理图，可为手机终端提供特定频率的无线信号；参见图11，为信号放大器5的原理图，可通过调节旋钮8对信号放大的程度进行调整，间接控制屏蔽盒内4G手机信号。

参见图6，优选地，无线信号屏蔽装置箱包括可开合上盖2和装置箱体1，可开合上盖2与装置箱体1通过连接转轴连接，可开合上盖2上设置透视窗口9。通过透视窗口9可对装置内的手机终端测试状态进行检测，便于及时进行强度的调节，更好的实现对终端的各场景进行全业务测试。

参见图5和图7，优选地，装置箱体1还包括终端放置槽10，终端放置槽10设置在装置箱体1内部，用来放置手机终端。

优选地，装置箱体1内部设置屏蔽层。

更优选地，屏蔽层由高导电性材料和高导磁性金属材料制成。

金属导体的封闭结构对终端与基站通信的信号具有反射和引导作用，在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化，从而减弱源电磁场的辐射，此结构利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到更好的屏蔽效果。电场波较容易被导磁体材料所屏蔽的，大部分金属如铁、铜材料都可以提供100dB以上的屏蔽效能，采用高导电性材料和高导磁性金属材料复合起来的材料制成一种屏蔽层能够为屏蔽盒内提供100Db以上屏蔽效能。装置中的这种屏蔽膜，可较好的屏蔽外界的信号干扰。

优选地，透视窗口9为半透明屏蔽膜。

更优选地，半透明屏蔽膜由高导磁性细丝编制制成。

半透明屏蔽膜使用高导磁性细丝编制而成，可以在屏蔽信号的同时，提供透光和触摸信号传导的功能。

参见图6，优选地，终端放置槽10的外圈设置主体接触膜11，的透视窗口9周围设置上盖接触膜12。

本装置采用一种软性带弹性连接的接触膜围绕上盖的观察窗与主体的手机终端放置槽10外圈，分别为主体接触摸和上盖接触膜12，使得上盖与主体合可开合上盖2并关闭时能将手机终端放置槽10外圈的接触膜进行紧密结合。

优选地，主体接触膜11和上盖接触膜12为软性材料制成。

接触膜(主体接触膜11和上盖接触膜12)可使用上述半透明屏蔽膜延展并内衬EVA塑料等软性材质折叠包裹后使用。

基于本发明的装置，其功能原理及操作顺序如下：首先按照图4结构图所示对内部组件进行连接组装，然后图8的内部架构图所示安装在装置箱内部，密闭盒的侧面设计有两个小孔分别供辅助测试工具的GSM以及LTE天线通过小孔伸出外界，用于接收2G以及4G信号，2G天线接收到的GSM信号通过内外连接馈线正常透传至屏蔽盒(装置箱体1)内部；4G天线接收到的LTE信号连接信号放大器5后通过内置天线7传入屏蔽盒内部。通过对图5信号放大器调节旋钮8进行调整，可对屏蔽盒内部的信号放大器5的强度进行调整。测试时将手机放置于终端放置槽10中，关闭装置上盖(可开合上盖2)，根据测试需要调节信号放大器5旋钮，此时可通过上盖的半透明屏蔽膜用肉眼对终端进行观察，透过此膜可对手机终端进行操作并观测并感知各项业务的使用情况。

另外，本装置为有源工具，使用时接入12V电源。信号辅助测试工具接收外部的4G以及2G信号，将4G信号经过图4中的信号放大器5实现信号传递，放大器最大衰调节幅度为60dB，在正常网络环境下可提供的信号范围则在-70dB～-130dB范围左右。通常情况下，空闲状态的手机终端放置进测试盒内将自动进行4G回落至2G的操作，手机通话从VoLTE通话自动SRVCC操作切换至GSM语音通话，VoLTE视频通话回落至2G语音通话，当对信号放大器调节旋钮8进行增益调节时，可将4G信号调节至-118Db以上，此时手机终端自动切换至LTE网络；当对信号放大器调节旋钮8进行负增益调节时，可将4G信号调节至-118Db以下，此时手机终端自动切换至GSM网络。由于移动网络的各项业务对于弱场信号变化强度的敏感程度不一致，终端网络互操作的节点也不同。装置利用可调信号放大器5控制屏蔽箱内的信号强度变化，模拟真实移动环境下的网络信号强度变化，最终来观测手机终端在不同网络环境及不同业务下的互操作性能指标，从而更好的帮助手机厂家、网络设备厂家提升手机用户感知。

本发明通过使用一种手动进行调节的衰减装置，便于对手机等终端的4G网络信号进行相对线性的信号屏蔽，建立了一种测试环境模拟装置，可以实现多种无线环境的模拟。利用本发明可以实现多种外场无线环境模拟，信号调节操作简便，尤其适用于不同无线环境的主被叫联合测试、不同无线环境的多方通话、电话会议、各网络间互操作、SRVCC、视频降级通话等业务的测试环境模拟，对商用手机终端进行网络性能测试，以达到分析特定无线环境下的各业务互操作性能、定位终端与网络配合等问题，同时为无线网络新技术实验和前沿研究提供了便利的无线试验环境。

综上，本发明的优点：

1、本发明成本较低，无需搭建复杂的实验装置维持其正常运转；使用较为容易，降低了操作人员的学习成本；结构简单，故障排查容易，维护方便；通过转接头即可适配多种终端，整体结构提现了简约易用的设计理念。本发明系统组件布局灵活，不仅便于协助完成终端的质量和业务测试，还能更好的定位网络问题，测试验证效率高，省时省力。

2、由于本发明体积较小，使用便捷，进而具备了单人同时控制多部无线环境模拟装置的条件，通常情况下，操作人员利用本发明的装置可以同时进行主被叫联合测试、分处不同场景的多人多方通话等业务测试验证；测试时无需多人协调，进而避免了沟通不畅所造成的的测试步骤随机性大、可控性差、测试周期长等问题，最终测试结果具备普遍的代表意义，测试报告可信度高。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (9)

1.一种自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，包括无线信号屏蔽装置箱，GSM信号收发天线，LTE信号收发天线，信号放大器，合路器，内置天线和信号放大器调节旋钮；

所述信号放大器、合路器和所述内置天线依次连接设置在所述无线信号屏蔽装置箱内，所述GSM信号收发天线与所述合路器连接，所述LTE信号收发天线与所述信号放大器连接，所述GSM信号收发天线和LTE信号收发天线设置在所述无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，所述信号放大器调节旋钮设置在所述无线信号屏蔽装置箱的箱体外侧，所述信号放大器调节旋钮与所述信号放大器连接，用于对所述信号放大器的强度进行调整；

在对手机终端进行测试时，所述LTE信号收发天线用于接收4G信号，所述GSM信号收发天线用于接收2G信号，通过所述信号放大器调节旋钮控制所述信号放大器调节所述4G信号的强度，所述合路器用于将输入的2G信号和调节过的4G信号进行合路，合路后的信号通过所述内置天线接收并发射信号用于对所述手机终端测试。

2.根据权利要求1所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述无线信号屏蔽装置箱包括可开合上盖和所述箱体，所述可开合上盖与所述箱体通过连接转轴连接，所述可开合上盖上设置透视窗口。

3.根据权利要求2所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述箱体还包括终端放置槽，所述终端放置槽设置在所述箱体内部，用来放置手机终端。

4.根据权利要求2所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述箱体内部设置屏蔽层。

5.根据权利要求4所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述屏蔽层由高导电性材料和高导磁性金属材料制成。

6.根据权利要求2所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述透视窗口为半透明屏蔽膜。

7.根据权利要求6所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述半透明屏蔽膜由高导磁性细丝编制制成。

8.根据权利要求3所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述终端放置槽的外圈设置主体接触膜，所述可开合上盖的透视窗口周围设置上盖接触膜。

9.根据权利要求8所述的自适应无线终端场景可变信号测试装置，其特征在于，

所述主体接触膜和所述上盖接触膜为软性材料制成。