CN110429997A - 一种无线性能测试方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种无线性能测试方法和系统，应用于包括无线网络子系统和信道特性及QoS测试子系统的路测系统中，其中，在所述信道特性及QoS测试子系统中增加功分器；所述方法包括：功分器接将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端使所述扫频仪和所述接入终端进行数据采集；测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。该方法能够在保证扫频仪和测试终端接收到的来自基站的信号的一致性前提下，提高无线性能测试的准确性。

Description

一种无线性能测试方法和系统
技术领域
本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种无线性能测试方法和系统。
背景技术
近几年，公众移动通信技术从2G向4G逐步升级换代，长期演进技术(Long TermEvolution，LTE)已在全球范围内广泛应用，5G技术的发展也是如火如荼，并已初步开始进行商用探索。
在移动通信技术蓬勃发展的大背景下，专网通信行业的市场规模呈现不断上升趋势。作为无线通信系统设计的基础，无线信道的电波传播直接影响到了无线通信信号的传输质量。为了得到特定通信系统中的无线信道特性，对相应系统的典型环境开展测量成为了最为直接且常用的手段。因此，路测数据成为无线网络优化和系统性能评估等工作的基础，也是系统信道建模及实验室信道回放的数据来源。
为保证路测数据的有效性、准确性和测试的高效性，一个完备的测试系统必不可少。考虑实际通信系统信号传输的连续性，路测系统需实时连续的对信道及服务质量(Quality of Service，QoS)开展测量；同时为了验证信道建模及实验室信道回放的准确性，信道参数及QoS参数的采集必不可少，因此为保证信道及QoS测量时所处的条件完全相同，须同时开展信道及QoS路测数据的采集，从而最大程度还原系统的真实性能。
现有实现中，TDD的无线通信系统通过直接同步开展信道及QoS数据采集，但是这种数据采集方式存在同一频率范围内的信号干扰问题，导致采集的数据不准确。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种无线性能测试方法和系统，能够在保证扫频仪和测试终端接收到的来自基站的信号的一致性前提下，提高无线性能测试的准确性。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
在一个实施例中，提供了一种无线性能测试方法，应用于包括无线网络子系统和信道特性及QoS测试子系统的路测系统中，其中，在所述信道特性及QoS测试子系统中增加功分器；所述方法包括：
所述功分器接将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端使所述扫频仪和所述接入终端进行数据采集；
测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
在另一个实施例中，提供了一种无线性能测试系统，所述系统包括无线网络子系统和信道特性及QoS测试子系统，所述信道特性及QoS测试子系统，包括：接收天线、功分器、扫频仪、接入终端和测试设备；
所述接收天线，用于接收基站发送的信号；
所述功分器，用于将所述接收天线接收到的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端；
所述扫频仪，用于将所述功分器输出的一路信号进行无线信道数据采集；
所述接入终端，用于将所述功分器输出的一路信号进行无线系统QoS数据采集；
测试设备，用于获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
由上面的技术方案可见，上述实施例中仅通过引入功分器来进行测试，避免引入过多射频元器件，减少了由射频元器件的接入损耗、频率响应不均等因素带来的测试误差。该方案很大程度上保证了扫频仪和测试终端接收到的来自基站的信号的一致性，使得扫频仪录制的信道特性数据与测试终端的QoS测试指标变化具有一致性，进而提高无线性能测试的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一中路测系统示意图；
图2为本申请实施例二中路测系统示意图；
图3为本申请应用于图1中所示系统的无线性能测试流程示意图；
图4为本申请应用于图2中所示系统的无线性能测试流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面以具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面几个具体实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本申请实施例中提供一种无线性能测试方法，应用于TDD通信系统中。进行无线性能测试的系统称为路测系统，该路测系统包括：无线网络子系统和信道特性及QoS测试子系统。
其中，无线网络子系统为路测提供QoS测试服务、无线网络接入、空中接口等功能。该系统主要由QoS测试服务器、核心网、基站等设备组成，其关键设备及性能如表1所示。
表1
本申请实施例中针对无线网络子系统的架构不进行任何变动，即按照现有实现的无线网络子系统的架构实现即可。
信道特性及QoS测试子系统用来完成无线信道中电波传播数据的采集和QoS参数的采集，主要由扫频仪、测试终端、GPS天线、射频元器件(固定/可调衰减器、射频电缆等)和测试PC等设备组成。该系统中各部分设备信息及功能如表2所示：
表2
在路测系统中，无线网络子系统的结构较为完善，但信道特性及QoS测试子系统的实现对无线电波传播数据结果造成比较大的影响。
基于此，本申请实施例中对信道特性及QoS测试子系统进行了改进，具体实现如下：
实施例一
在上述信道特性及QoS测试子系统中增加功分器。
增加的功分器位于接收天线，与扫频仪和接入终端之间，将接收天线接收到的信号(一路信号)分成两路能量相同的信号，也就是说分成两份完全相同的信息；其中一路信号输入扫频仪进行信道数据录制，另一路信号输入接入终端进行QoS测试。
参见图1，图1为本申请实施例一中路测系统示意图。图1中的功分器为本申请实施例中新增器件。
在具体实现时，可以进行三种情况的测试，具体为：未接终端(只进行信道参数采集)、进行FTP下载业务测试、进行FTP上传业务测试。
针对未接终端这种情况的测试，功分器不向接入终端侧输出信号，可以在功分器接入接入终端一侧加一个足够大的阻抗使接收天线接收的信号都输出到扫频仪，或者直接不增加功分器使接收天线的接收信号直接输入扫描仪进行测试。
进行FTP下载业务测试时，功分器将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端使所述扫频仪和所述接入终端进行数据采集；
扫频仪接收到功分器输出的信号进行无线信道数据采集，具体为进行信道数据录制。
接入终端接收到功分器输出的信号进行无线系统QoS数据采集，具体为进行QoS测试。
测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
进行FTP上传业务测试时，功分器的工作同FTP下载业务测试时相同，数据的上传和下载不影响控制信道中信号的测量。
按照图1所示的路测系统，分别在未接终端(只进行信道参数采集)、进行FTP下载业务测试、FTP上传业务测试三种情况下对本申请实施例中的路测系统进行测试，测试时长为10分钟，扫频仪测试所得的参考信号信干噪比(RS-SINR)的结果见表3。
未接终端 FTP下载业务测试 FTP上传业务测试
37.44dB 34.25dB 28.99dB
表3
由表3的测试数据可见，进行FTP下载业务测试和FTP上传业务测试时RS-SINR比未接终端时分别小了3.19dB和7.56dB，尤其是下行FTP下载业务测试时可以保证扫频仪和接入终端采集数据的信号的一致性。
测试设备，用于获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
扫频仪采集到的数据包括RSRP、RS-SINR、多径时延等；接入终端采集到的数据包括吞吐量、丢包率等。
测试设备根据扫频仪和接入终端采集到的数据进行无线性能的分析，具体过程这里不再一一描述，根据实际需要进行具体分析即可。
实施例一提供的技术方案结构简单，避免引入过多射频元器件，减少了由射频元器件的接入损耗、频率响应不均等因素带来的测试误差。该实施例很大程度上保证了扫频仪和测试终端接收到的来自基站的信号的一致性，使得扫频仪录制的信道特性数据与测试终端的QoS测试指标变化具有一致性，进而提高无线性能测试的准确性。
实施例二
在上述信道特性及QoS测试子系统中增加功分器、隔离器和环形器。
增加的功分器位于接收天线，与扫频仪和隔离器之间，将接收天线接收到的信号(一路信号)分成两路能量相同的信号，也就是说分成两份完全相同的信息；其中一路信号输入扫频仪进行信道数据录制，另一路信号通过隔离器和环形器输入接入终端进行QoS测试。
参见图2，图2为本申请实施例二中路测系统示意图。图2中的功分器、隔离器和环形器为本申请实施例中新增器件。
在具体实现时，可以进行三种情况的测试，具体为：未接终端(只进行信道参数采集)、进行FTP下载业务测试、进行FTP上传业务测试。
针对未接终端这种情况的测试，功分器不向接入终端侧输出信号，可以在功分器接入接入终端一侧加一个足够大的阻抗使接收天线接收的信号都输出到扫频仪，或者直接不增加功分器使接收天线的接收信号直接输入扫描仪进行测试。
进行FTP下载业务测试时，功分器将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和隔离器；
扫描仪接收到功分器输出的信号进行无线信道数据采集，具体为进行信道数据录制。
所述隔离器接收功分器输出给接入设备的信号，并发送给环形器；并隔离接入终端发送的上行信号。
如果接入终端发送上行信号时，隔离器会隔离接入终端发送的上行信号，不会使发送的上行信号传输到功分器，进而传输到扫频仪，而影响性能测试。
所述环形器接收到所述隔离器发送的信号时，发送给接入终端；
接入终端接收到功分器输出的信号进行无线系统QoS数据采集，具体为进行QoS测试。
测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
进行FTP上传业务测试时，功分器的工作同FTP下载业务测试时相同，数据的上传和下载不影响控制信道中信号的测量；
环形器接收到所述接入终端发送的信号时，通过发送天线发射。
按照图2所示的路测系统，分别在未接终端(只进行信道参数采集)、进行FTP下载业务测试、FTP上传业务测试三种情况下对本申请实施例中的路测系统进行测试，测试时长为10分钟，扫频仪测试所得RS-SINR的结果见表4。
未接终端 FTP下载业务测试 FTP上传业务测试
35.32dB 33.91dB 30.59dB
表4
由表4测试结果可见，进行FTP下载业务测试和FTP上传业务测试时RS-SINR比未接终端时分别小了1.41dB和4.73dB，扫频仪采集信道信息时该方案对终端上行信号起到了明显的隔离作用，而通过校准隔离器和环形器的接入损耗，RS-SINR的误差可以控制在1dB以内，该方案可有效隔离上行信号对扫频仪的影响。
测试设备，用于获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
扫频仪采集到的数据包括RSRP、RS-SINR、多径时延等；接入终端采集到的数据包括吞吐量、丢包率等。
测试设备根据扫频仪和接入终端采集到的数据进行无线性能的分析，具体过程这里不再一一描述，根据实际需要进行具体分析即可。
实施例二提供的技术方案为降低终端上行信号对扫频仪的干扰，对接入终端的信号通过接入隔离器和环形器的方式将终端上行信号进行隔离。隔离器保证终端上行信号不能直接通过功分器内部电路进入扫频仪，对扫频仪信号测量造成干扰；环形器保证下行接收信号可以顺利接入终端的同时，上行信号可通过环形器另一端子在发射天线发射出来。
该实施例提供的方案隔离了通过功分器直接进入扫频仪的上行信号，降低了上行信号对扫频仪测试结果的影响，进而提高无线性能测试的准确性。虽然引入了隔离器和环形器射频元器件，增加了射频元器件的接入损耗，但该接入损耗可以通过测量确定，并在系统中校准。
基于同样的发明构思，本申请实施例中还提供一种无线性能测试方法，应用于包括无线网络子系统和信道特性及QoS测试子系统的路测系统中。
参见图3，图3为本申请应用于图1中所示系统的无线性能测试流程示意图。具体步骤为：
步骤301，功分器接将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端使所述扫频仪和所述接入终端进行数据采集。
功分器分成的两路信号的能量相同。
步骤302，测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
扫频仪采集到的数据包括RSRP、RS-SINR、多径时延等；接入终端采集到的数据包括吞吐量、丢包率等。
测试设备根据扫频仪和接入终端采集到的数据进行无线性能的分析，具体过程这里不再一一描述，根据实际需要进行具体分析即可。
进行FTP下载业务测试和FTP上行业务测试时，当接收天线接收到无线网络子系统发送的信号，通过功分器输出两路信号；当进行未接终端测试时，功分器不向接入终端侧输出信号，可以在功分器接入接入终端一侧加一个足够大的阻抗使接收天线接收的信号都输出到扫频仪，或者直接不增加功分器使接收天线的接收信号直接输入扫描仪进行测试。
该方案使用的测试结构简单，避免引入过多射频元器件，减少了由射频元器件的接入损耗、频率响应不均等因素带来的测试误差。该实施例很大程度上保证了扫频仪和测试终端接收到的来自基站的信号的一致性，使得扫频仪录制的信道特性数据与测试终端的QoS测试指标变化具有一致性。
参见图4，图4为本申请应用于图2中所示系统的无线性能测试流程示意图。具体步骤为：
步骤401，功分器接将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端使所述扫频仪和所述接入终端进行数据采集。
功分器分成的两路信号的能量相同。
步骤402，隔离器接收功分器输出给接入设备的信号，发送给环形器；并隔离接入终端发送的上行信号。
如果接入终端发送上行信号时，隔离器会隔离接入终端发送的上行信号，不会使发送的上行信号传输到功分器，进而传输到扫频仪，而影响性能测试。
步骤403，环形器接收到所述隔离器发送的信号时，发送给接入终端。
环形器若接收到所述接入终端发送的信号时，通过发送天线发射。
步骤404，测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
扫频仪采集到的数据包括RSRP、RS-SINR、多径时延等；接入终端采集到的数据包括吞吐量、丢包率等。
测试设备根据扫频仪和接入终端采集到的数据进行无线性能的分析，具体过程这里不再一一描述，根据实际需要进行具体分析即可。
进行FTP下载业务测试和FTP上行业务测试时，当接收天线接收到无线网络子系统发送的信号，通过功分器输出两路信号；当进行未接终端测试时，功分器不向接入终端侧输出信号，可以在功分器接入接入终端一侧加一个足够大的阻抗使接收天线接收的信号都输出到扫频仪，或者直接不增加功分器使接收天线的接收信号直接输入扫描仪进行测试。
实施例二提供的技术方案为降低终端上行信号对扫频仪的干扰，对接入终端的信号通过接入隔离器和环形器的方式将终端上行信号进行隔离。隔离器保证终端上行信号不能直接通过功分器内部电路进入扫频仪，对扫频仪信号测量造成干扰；环形器保证下行接收信号可以顺利接入终端的同时，上行信号可通过环形器另一端子在发射天线发射出来。
以上所述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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种无线性能测试方法，其特征在于，应用于包括无线网络子系统和信道特性及服务质量QoS测试子系统的路测系统中，其中，在所述信道特性及QoS测试子系统中增加功分器；所述方法包括：
所述功分器接将接收天线接收的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端使所述扫频仪和所述接入终端进行数据采集；
测试设备获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
2.根据权利要求1所述的方法。其特征在于，所述方法进一步包括：在所述信道特性及QoS测试子系统中增加隔离器和环形器；
所述隔离器接收功分器输出给接入设备的信号，并发送给环形器；并隔离接入终端发送的上行信号；
所述环形器接收到所述隔离器发送的信号时，发送给接入终端；接收到所述接入终端发送的信号时，通过发送天线发射。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功分器分成的两路信号的能量相同。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
进行未接终端测试时，功分器不向接入终端侧输出信号。
5.一种无线性能测试系统，所述系统包括无线网络子系统和信道特性及服务质量QoS测试子系统，其特征在于，所述信道特性及QoS测试子系统，包括：接收天线、功分器、扫频仪、接入终端和测试设备；
所述接收天线，用于接收基站发送的信号；
所述功分器，用于将所述接收天线接收到的信号分成两路信号分别输出给扫频仪和接入终端；
所述扫频仪，用于将所述功分器输出的一路信号进行无线信道数据采集；
所述接入终端，用于将所述功分器输出的一路信号进行无线系统QoS数据采集；
测试设备，用于获取所述扫频仪和所述接入终端采集的数据进行无线性能分析。
6.根据权利要求5所述的系统。其特征在于，所述系统进一步包括：隔离器和环形器；
所述隔离器，用于接收到功分器输出给接入终端的信号时，发送给环形器；并隔离接入终端发送的上行信号；
所述环形器，用于接收到所述隔离器发送的信号时，发送给接入终端；接收到所述接入终端发送的信号时，通过发送天线发射。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述功分器分成的两路信号的能量相同。
8.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，
所述功分器，进一步用于进行未接终端测试时，不向接入终端侧输出信号。
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