CN109660306B - 具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有8端口的NB‑IoT终端综测装置，包括信号产生模块；测试控制单元，所述的测试控制单元的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接；信号接收模块，所述的信号接收模块的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接；开关切换单元，所述的开关切换单元的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接。本发明还涉及一种利用该装置实现NB‑IoT终端综测控制的方法。采用了该装置及方法，利用不同终端测试时间间隔，完成对NB‑IoT终端发射机的信号分析；具有高精度、高灵敏度以低成本优势，通过多NB‑IoT终端的并行测量，加快了测试速度，减少了产线的占用空间及测试人员的使用，提高了产线的生产测试效率。

Description

具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法
技术领域
本发明涉及芯片的生产测试领域，尤其涉及NB-IoT终端芯片的生产测试领域，具体是指一种具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法。
背景技术
物联网市场潜力巨大，即将进入大规模井喷式发展。万物互联已成为全球运营商、科技企业和产业联盟积极布局的重要战略方向。为了推动我国NB-IoT通信技术的长期发展，同时也为了避免NB-IoT技术开发过程由于测试设备的匮乏从而延缓NB-IoT产业化进程的窘境，针对NB-IoT终端的特点和测试需求，开发一款多端口NB-IoT终端综测仪表，对于NB-IoT产业链具有重要的战略意义。
传统NB-IoT终端综测仪表与被测NB-IoT是一一对应的关系，一台仪表对应一个测试终端，在NB-IoT终端或芯片的生成过程中，不仅占用大量测试人员、测试空间，单个终端操作测试时间较长，带来综合成本过高。因此开发一款8端口终端综测仪表，通过多NB-IoT终端的并行测量，加快了测试速度，减少了产线的占用空间及测试人员的使用，提高了产线的生产测试效率。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种测试速度快、占用空间少、生产测试效率高的具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法。
为了实现上述目的，本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法如下：
该具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其主要特点是，所述的系统包括：
信号产生模块，用于产生测试信号；
测试控制单元，所述的测试控制单元的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接，用于控制相噪指标及避免信号干扰；
信号接收模块，所述的信号接收模块的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接，用于实现多终端的并行测试；
开关切换单元，所述的开关切换单元的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接，用于实现终端测试状态的选择并完成终端发射机的测试分析。
较佳地，所述的信号产生模块包括：
基带产生变频单元，用于产生基带信号并变频至固定的载波；
通道控制单元，所述的通道控制单元的输入端与所述的基带产生变频单元的输出端相连接，用于控制通道增益和通道滤波。
较佳地，所述的测试控制单元包括：
环形器，所述的环形器的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接，所述的环形器的输出端与所述的信号接收模块的输入端相连接，用于防止所述的信号产生模块的信号对接收信号的干扰；
一分八功分器，所述的一分八功分器的输入端与所述的环形器相连接，用于防止降低的通道增益影响收发信号的相噪指标。
较佳地，所述的开关切换单元包括多个单刀双掷开关射频开关，所述的单刀双掷开关射频开关的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接，用于通过控制开关状态选择NB-IoT终端测试状态。
较佳地，所述的信号接收模块包括：
一次变频单元，所述的一次变频单元的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接，用于把接收到的信号转换为中频信号；
二次变频单元，所述的二次变频单元的输入端与所述的一次变频单元的输出端相连接，用于把接收到的信号转换为零中频信号；
信号分析单元，所述的信号分析单元的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接，用于对不同终端的信号进行时域、频域和调制域信号分析。
较佳地，所述的一次变频单元包括：
放大网络结构，所述的放大网络结构的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接；
衰减滤波网络结构，所述的衰减滤波网络结构的输入端与所述的放大网络结构的输出端相连接，用于滤除信号传输过程中的杂散信号；
混频器，所述的混频器的输入端与所述的衰减滤波网络结构的输出端相连接；
第一锁相环，所述的第一锁相环的输出端与所述的混频器的输入端相连接，用于避免信号被压缩。
较佳地，所述的二次变频单元包括：
中频滤波器，所述的中频滤波器的输入端与所述的一次变频单元的输出端相连接；
中频放大器，所述的中频放大器的输入端与所述的中频滤波器的输出端相连接；
解调器，所述的解调器的输入端与所述的中频滤波器的输出端相连接；
第二锁相环，所述的第二锁相环的输出端与所述的解调器的输入端相连接。
较佳地，所述的信号分析单元包括：
模数转换器，所述的模数转换器的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接；
数字信号处理结构，所述的数字信号处理结构的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接。
较佳地，所述的一分八功分器的支路的衰减量小于1dB。
较佳地，所述的环形器的隔离度大于40dB。
较佳地，所述的开关切换单元包括8个单刀双掷开关射频开关。
较佳地，所述的一次变频单元将信号转换为140MHz的中频信号。
该利用上述装置实现NB-IoT终端综测控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的开关切换单元上置所有开关，进行NB-IoT终端接收机功率和频率校准；
(2)测试NB-IoT终端发射机的射频信号；
(2.1)通过上位机控制被测设备发送信号，所述的开关切换单元闭合第一个开关；
(2.2)所述的信号分析单元获取对应的被测终端的数据，并开启独立线程进行时域、频域及调制域分析；
(2.3)所述的开关切换单元闭合下一个开关，继续步骤(2.2)，直至所有的开关均已闭合。
采用了本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法，通过控制连接不同NB-IoT的终端以及多选一功分器的控制，实现8个NB-IoT终端接收机的并行校准，利用不同终端测试时间间隔，完成对NB-IoT终端发射机的信号分析；具有高精度、高灵敏度以低成本优势，通过多NB-IoT终端的并行测量，加快了测试速度，减少了产线的占用空间及测试人员的使用，提高了产线的生产测试效率。
附图说明
图1为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的电路原理框图。
图2为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的开关切换单元的原理框图。
图3为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的测试控制单元的原理框图。
图4为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的信号发生模块单元的原理框图。
图5为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的信号接收模块的原理框图。
图6为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的一次变频单元的原理框图。
图7为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的二次变频单元的原理框图。
图8为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的信号分析单元的原理框图。
图9为本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置的实施例的域频域及调制域测量图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其中包括：
信号产生模块，用于产生测试信号；
测试控制单元，所述的测试控制单元的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接，用于控制相噪指标及避免信号干扰；
信号接收模块，所述的信号接收模块的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接，用于实现多终端的并行测试；
开关切换单元，所述的开关切换单元的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接，用于实现终端测试状态的选择并完成终端发射机的测试分析。
作为本发明的优选实施方式，所述的信号产生模块包括：
基带产生变频单元，用于产生基带信号并变频至固定的载波；
通道控制单元，所述的通道控制单元的输入端与所述的基带产生变频单元的输出端相连接，用于控制通道增益和通道滤波。
作为本发明的优选实施方式，所述的测试控制单元包括：
环形器，所述的环形器的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接，所述的环形器的输出端与所述的信号接收模块的输入端相连接，用于防止所述的信号产生模块的信号对接收信号的干扰；
一分八功分器，所述的一分八功分器的输入端与所述的环形器相连接，用于防止降低的通道增益影响收发信号的相噪指标。
作为本发明的优选实施方式，所述的开关切换单元包括多个单刀双掷开关射频开关，所述的单刀双掷开关射频开关的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接，用于通过控制开关状态选择NB-IoT终端测试状态。
作为本发明的优选实施方式，所述的信号接收模块包括：
一次变频单元，所述的一次变频单元的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接，用于把接收到的信号转换为中频信号；
二次变频单元，所述的二次变频单元的输入端与所述的一次变频单元的输出端相连接，用于把接收到的信号转换为零中频信号；
信号分析单元，所述的信号分析单元的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接，用于对不同终端的信号进行时域、频域和调制域信号分析。
作为本发明的优选实施方式，所述的一次变频单元包括：
放大网络结构，所述的放大网络结构的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接；
衰减滤波网络结构，所述的衰减滤波网络结构的输入端与所述的放大网络结构的输出端相连接，用于滤除信号传输过程中的杂散信号；
混频器，所述的混频器的输入端与所述的衰减滤波网络结构的输出端相连接；
第一锁相环，所述的第一锁相环的输出端与所述的混频器的输入端相连接，用于避免信号被压缩。
作为本发明的优选实施方式，所述的二次变频单元包括：
中频滤波器，所述的中频滤波器的输入端与所述的一次变频单元的输出端相连接；
中频放大器，所述的中频放大器的输入端与所述的中频滤波器的输出端相连接；
解调器，所述的解调器的输入端与所述的中频滤波器的输出端相连接；
第二锁相环，所述的第二锁相环的输出端与所述的解调器的输入端相连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的信号分析单元包括：
模数转换器，所述的模数转换器的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接；
数字信号处理结构，所述的数字信号处理结构的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的一分八功分器的支路的衰减量小于1dB。
作为本发明的优选实施方式，所述的环形器的隔离度大于40dB。
作为本发明的优选实施方式，所述的开关切换单元包括8个单刀双掷开关射频开关。
作为本发明的优选实施方式，所述的一次变频单元将信号转换为140MHz的中频信号。
本发明的该利用上述装置实现NB-IoT终端综测控制的方法，其中包括以下步骤：
(1)所述的开关切换单元上置所有开关，进行NB-IoT终端接收机功率和频率校准；
(2)测试NB-IoT终端发射机的射频信号；
(2.1)通过上位机控制被测设备发送信号，所述的开关切换单元闭合第一个开关；
(2.2)所述的信号分析单元获取对应的被测终端的数据，并开启独立线程进行时域、频域及调制域分析；
(2.3)所述的开关切换单元闭合下一个开关，继续步骤(2.2)，直至所有的开关均已闭合。
本发明的具体实施方式中，本发明涉及一种8端口NB-IoT终端综测装置，包括NB-IoT被测终端输入输出端与开关切换单元输入输出端相连，其中，开关切换单元由8个单刀双掷开关射频开关组成；开关切换单元输入输出端与测试控制单元相连输入输出端，测试控制单元的输入端通过环形器与信号产生模块的输出端相连，其中，信号产生模块包含发生通道控制单元和基带产生变频单元；测试控制单元的输出端通过环形器与信号接收模块的输入端相连，其中，信号接收模块包含一次变频、二次变频及信号分单析单元；同时可以通过此装置的级联，实现更多终端的并行测试。同时，本发明还公开了一种8端口NB-IoT终端综测测试方法，通过控制连接不同NB-IoT的终端以及多选一功分器的控制，实现8个NB-IoT终端接收机的并行校准，利用不同终端测试时间间隔，完成对NB-IoT终端发射机的信号分析；具有高精度、高灵敏度以低成本优势，通过多NB-IoT终端的并行测量，加快了测试速度，减少了产线的占用空间及测试人员的使用，提高了产线的生产测试效率。
本发明的目的在于提供一种8端口NB-IoT终端综测装置。
如图1所示，NB-IoT被测终端输入输出端与开关切换单元输入输出端相连，其中，开关切换单元由8个单刀双掷开关射频开关组成；开关切换单元输入输出端与测试控制单元相连输入输出端，测试控制单元的输入端通过环形器与信号产生模块的输出端相连，其中，信号产生模块包含发生通道控制单元和基带产生变频单元；测试控制单元的输出端通过环形器与信号接收模块的输入端相连，其中，信号接收模块包含一次变频、二次变频及信号分单析单元；同时可以通过此装置的级联，实现更多终端的并行测试。
如图2所示，开关切换单元包括8个单刀双掷开关射频开关，通过控制开关状态，实现对NB-IoT终端测试状态的选择，开关上置为终端接收机校准，开关下置为终端发射机的测试分析。
如图3所示，测试控制单元包括一个一分八的功分器和一个环形器组成，其中，功分器各支路的衰减量要小于1dB,防止通道增益的降低影响收发信号的相噪指标；环形器的隔离度要大于40dB,防止当对终端信号进行分析时，信号产生模块的信号对接收信号的干扰。
如图4所示，信号产生模块包括发射通道控制单元和基带产生变频单元，发射通道控制单元用于控制通道增益和通道滤波；基带产生变频单元，用于NB-IoT基带信号产生并变频到固定的载波上。
信号产生模块通过调制放大器增益和衰减器的衰减，实现信号输出在-20～-130dBm的范围内；在通道中并行配置870MHz～880MHz、925MHz～960MHz及1805MHz～1880MHz的带通滤波器，通过选择滤波通道，实现在800、900和1800MHz NB使用频段内，滤除谐波和杂散，降低噪声，提高灵敏度。
如图5所示，信号接收模块包括一次变频单元、二次变频单元及信号分析单元。其中一次变频单元用于把接收到NB-IOT的舍宾信号转换到140MHz的中频信号；二次变频单元用于把140MHz的中频信号转换到零中频信号；两次变频目的是为了有效滤谐波和杂散。信号分析单元用于对不同终端的信号进行时域、频域和调制域信号分析。
如图6所示，信号接收模块的一次变频单元包括放大网络与衰减滤波网络相连，PLL2(锁相环)与衰减网络输出端与混频器相连，输出中频信号。此单元通过放大网络对接收射频的增益进行调整，保证信号不会被压缩，通过衰减滤波网络滤除信号传输过程中的杂散信号，同时调整信号大小在-30～-5dB之间进入混频器，此操作的目的是为了保证混频器正常工作。
如图7所示，信号接收模块的二次变频包括中频滤波器输出端与中频放大器输入端相连，中频放大器输出端与PLL3(锁相环)输出端通过块解调器相连，输出零频模拟信号进入信号分析单元；
如图8所示，信号接收模块的信号分析单元用于将ADC(模数转换器)转换出的数字信号进行处理，在FPGA中直接进行均方根检波然后进行时域分析；把接收数据进行FFT变换后的数据进行频域分析；将直接采样后的数据经过同步，变换在对应资源栅格上提取对应信道数据，进行调制域分析。
通过8端口NB-IoT终端综测装置测试方法如下：
NB-IOT终端综测的过程主要有两个部分：一是终端接收机的校准，二是终端发射机的射频信号的测试。
NB-IoT终端接收机校准时，开切换单元的所有开关上置，8个NB终端接收来自同一信号产生模块的校准信号，然后进行功率、频率校准。
终端发射机的射频信号的测试时，通过上位机控制信号产生模块关闭或者-130dBm输出，目的为了保证在做信号接收测量时，避免信号产生模块产生干扰；测量开始初始状态，开关K1、……、开关K8悬空，上位机控制所有NB被测端发送NB信号，闭合开关K1，此时其他终端仍悬空，信号通过8选一功分器进入信号接收模块，此时信号分析单元获取了NB被测终端1的长度为2个无线帧数据，开辟一独立线程进行时域、频域及调制域分析；上位机控制开关K2闭合，悬空K1，其他开关一直悬空，信号通过8选一功分器进入信号接收模块，此时信号分析单元获取了NB被测终端2的长度为2个无线帧数据，开辟一独立线程进行时域、频域及调制域分析；按照上述操作一直到开关K8，然后再循环到K1。整个过程就是应用开关切花来获取不同被测终端的数据进行分析，数据处理结束接着通过开关切换来更新数据，变相实现了多终端的并行测量。
如图9所示为NB-IOT时域、频域及调制域测量图。
采用了本发明的具有8端口的NB-IoT终端综测装置及其综测控制方法，通过控制连接不同NB-IoT的终端以及多选一功分器的控制，实现8个NB-IoT终端接收机的并行校准，利用不同终端测试时间间隔，完成对NB-IoT终端发射机的信号分析；具有高精度、高灵敏度以低成本优势，通过多NB-IoT终端的并行测量，加快了测试速度，减少了产线的占用空间及测试人员的使用，提高了产线的生产测试效率。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的装置包括：
信号产生模块，用于产生测试信号；
测试控制单元，所述的测试控制单元的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接，用于控制相噪指标及避免信号干扰；
信号接收模块，所述的信号接收模块的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接，用于实现多终端的并行测试；
开关切换单元，所述的开关切换单元的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接，用于实现终端测试状态的选择并完成终端发射机的测试分析；
所述的信号产生模块包括：
基带产生变频单元，用于产生基带信号并变频至固定的载波；
通道控制单元，所述的通道控制单元的输入端与所述的基带产生变频单元的输出端相连接，用于控制通道增益和通道滤波；
所述的测试控制单元包括：
环形器，所述的环形器的输入端与所述的信号产生模块的输出端相连接，所述的环形器的输出端与所述的信号接收模块的输入端相连接，用于防止所述的信号产生模块的信号对接收信号的干扰；
一分八功分器，所述的一分八功分器的输入端与所述的环形器相连接，用于防止降低的通道增益影响收发信号的相噪指标；
开关切换单元包括多个单刀双掷开关射频开关，所述的单刀双掷开关射频开关的输入端和输出端与被测终端和测试控制单元的输入端和输出端均相连接，用于通过控制开关状态选择NB-IoT终端测试状态；
信号接收模块包括：
一次变频单元，所述的一次变频单元的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接，用于把接收到的信号转换为中频信号；
二次变频单元，所述的二次变频单元的输入端与所述的一次变频单元的输出端相连接，用于把接收到的信号转换为零中频信号；
信号分析单元，所述的信号分析单元的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接，用于对不同终端的信号进行时域、频域和调制域信号分析。
2.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的一次变频单元包括：
放大网络结构，所述的放大网络结构的输入端与所述的测试控制单元的输出端相连接；
衰减滤波网络结构，所述的衰减滤波网络结构的输入端与所述的放大网络结构的输出端相连接，用于滤除信号传输过程中的杂散信号；
混频器，所述的混频器的输入端与所述的衰减滤波网络结构的输出端相连接；
第一锁相环，所述的第一锁相环的输出端与所述的混频器的输入端相连接，用于避免信号被压缩。
3.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的二次变频单元包括：
中频滤波器，所述的中频滤波器的输入端与所述的一次变频单元的输出端相连接；
中频放大器，所述的中频放大器的输入端与所述的中频滤波器的输出端相连接；
解调器，所述的解调器的输入端与所述的中频滤波器的输出端相连接；
第二锁相环，所述的第二锁相环的输出端与所述的解调器的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的信号分析单元包括：
模数转换器，所述的模数转换器的输入端与所述的二次变频单元的输出端相连接；
数字信号处理结构，所述的数字信号处理结构的输入端与所述的模数转换器的输出端相连接。
5.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的一分八功分器的支路的衰减量小于1dB。
6.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的环形器的隔离度大于40dB。
7.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的开关切换单元包括8个单刀双掷开关射频开关。
8.根据权利要求1所述的具有8端口的NB-IoT终端综测装置，其特征在于，所述的一次变频单元将信号转换为140MHz的中频信号。
9.一种利用权利要求1所述的装置实现NB-IoT终端综测控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的开关切换单元上置所有开关，进行NB-IoT终端接收机功率和频率校准；
(2)测试NB-IoT终端发射机的射频信号。
10.根据权利要求9所述的实现NB-IoT终端综测控制的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)通过上位机控制被测设备发送信号，所述的开关切换单元闭合第一个开关；
(2.2)所述的信号分析单元获取对应的被测终端的数据，并开启独立线程进行时域、频域及调制域分析；
(2.3)所述的开关切换单元闭合下一个开关，继续步骤(2.2)，直至所有的开关均已闭合。
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