CN111880201B

CN111880201B - 一种北斗终端的测试系统、测试方法和装置

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Publication number: CN111880201B
Application number: CN202011036917.9A
Authority: CN
Inventors: 李国锋; 朱磊
Original assignee: Mushroom Car Union Information Technology Co Ltd
Current assignee: Mushroom Car Union Information Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2021-01-22
Anticipated expiration: 2040-09-28
Also published as: CN111880201A

Abstract

本发明实施例提供一种北斗终端的测试系统、测试方法和装置，其中所述测试方法包括：通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述模拟北斗信号包括原始参数；使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数；将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果，从而可以实现采用一台北斗信号模拟器同时对多个待测北斗终端同时进行功能和性能测试，有利于产线批量生产提高效率、且能有效降低成本。

Description

一种北斗终端的测试系统、测试方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种北斗终端的测试系统、测试方法和装置。

背景技术

在北斗三号组网完成后，北斗系统开始提供全球导航授时服务。在使用前，通常对北斗终端进行测试。

现有技术中，对北斗终端测试通常采用信号模拟器的方式进行，如图1所示。在该测量系统中，北斗信号模拟器发出的北斗信号经线缆通过天线辐射出来，待测北斗终端需要放置在屏蔽箱中进行测量。

由于每台待测北斗终端都需要在屏蔽箱中安装天线进行北斗功能及性能测试，测试流程相对复杂且成本较高，尤其是工厂产线批量化生产时效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种北斗终端的测试系统、测试方法和装置，用以解决现有技术中测试流程相对复杂且成本较高的缺陷。

本发明实施例提供一种北斗终端的测试系统，包括：

北斗信号模拟器，用于生成模拟北斗信号；

信号功分器，所述信号功分器与所述北斗信号模拟器通过通信电缆连接，用于所述信号功分器接收所述北斗信号模拟器的模拟北斗信号；

至少一个待测北斗终端，至少一个所述待测北斗终端分别与所述信号功分器通过通信电缆连接，用于所述待测北斗终端接收所述模拟北斗信号进行解析，并将解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

根据本发明一个实施例的北斗终端的测试系统，每个待测北斗终端与所述信号功分器之间还连接有衰减器。

根据本发明一个实施例的北斗终端的测试系统，所述待测北斗终端为多个；所述信号功分器包括多级子信号功分器，多级所述子信号功分器依次连接。

本发明实施例提供一种北斗终端的测试方法，用于如上述任一种所述的北斗终端的测试系统，所述测试方法包括：

通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述模拟北斗信号包括原始参数；

使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数；

将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

根据本发明一个实施例的北斗终端的测试方法，所述原始参数包括原始搜星数和载噪比阈值，解析参数包括实际搜星数和实际载噪比；

将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果，包括：

将原始搜星数和实际搜星数进行对比；

若原始搜星数和实际搜星数不同，则确定所述待测北斗终端异常；

若原始搜星数和实际搜星数相同，则继续判断实际载噪比是否大于设定的载噪比阈值；

若是，则确定所述待测北斗终端正常；

若否，则确定所述待测北斗终端异常。

根据本发明一个实施例的北斗终端的测试方法，所述待测北斗终端包括多个，所述信号功分器包括多级子信号功分器；

使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数，包括：

将所述模拟北斗信号经由多级子信号功分器依次发送至每个待测北斗终端，以使每个待测北斗终端将接收到的所述模拟北斗信号进行解析，得到所述解析参数。

根据本发明一个实施例的北斗终端的测试方法，所述载噪比阈值通过以下方法确定：

根据测试系统的基底噪声和北斗信号模拟器输出至每个待测北斗终端的入口处信号功率，确定每个待测北斗终端的理论载噪比；

确定测试系统的校准误差；

确定每个待测北斗终端的噪声系数以及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度；

根据每个待测北斗终端的理论载噪比、测试系统的校准误差、每个待测北斗终端的噪声系数以及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度，确定所述载噪比阈值。

本发明实施例还提供一种北斗终端的测试装置，用于如上述任一种所述的北斗终端的测试系统，所述测试装置包括：

信号生成模块，用于通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述模拟北斗信号包括原始参数；

解析模块，用于使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数；

对比模块，用于将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述北斗终端的测试方法的步骤。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述北斗终端的测试方法的步骤。

本发明实施例提供的北斗终端的测试系统、测试方法和装置，通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，使每个待测北斗终端接收模拟北斗信号进行解析，得到解析参数，再将解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果，从而可以实现采用一台北斗信号模拟器同时对多个待测北斗终端同时进行功能和性能测试，有利于产线批量生产提高效率、且能有效降低成本。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是现有技术提供的一种北斗终端的测试系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种北斗终端的测试系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种北斗终端的测试方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种北斗终端的测试方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种北斗终端的测试装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

首先，对本发明实施例提供的北斗终端的系统进行示意性的说明。

参见图2，北斗终端的测试系统主要包括：北斗信号模拟器201、信号功分器202以及至少一个待测北斗终端203。

其中，北斗信号模拟器201用于生成模拟北斗信号。具体地，北斗信号模拟器的输出功率可调。本实施例中，主要以搜星数和载噪比作为测试参数，所以工厂生产时，对北斗信号模拟器的性能要求相对较低，采用国内低成本的北斗信号模拟器即可满足需求。

通常地，可以设置四颗卫星，即可满足测试需求。

为了实现采用一台北斗信号模拟器同时对多个待测北斗终端同时进行功能和性能测试，本实施例中设置信号功分器，其中信号功分器与北斗信号模拟器通过通信电缆连接，用于信号功分器接收北斗信号模拟器的模拟北斗信号。

至少一个待测北斗终端分别与信号功分器通过通信电缆连接，用于待测北斗终端接收模拟北斗信号进行解析，并将解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

进一步地，信号功分器202与北斗信号模拟器201之间还可以连接有信号放大器，以对北斗信号模拟器201输出的北斗信号进行功率放大。经信号放大器对功率进行放大的北斗信号，通过信号功分器202等分成N路到被测北斗终端203。信号功分器202的路数N根据工厂测试环境进行确定：一般信号功分器都是2ⁿ路输出。当输出路数大于10路时，建议使用两级信号功分器，这样便于系统实施及校准。分成两级后，第一级可以使用一分二或一分四功分器，第二级可以根据具体情况采用一分四或一分八功分器。

本实施例中，信号功分器202与北斗信号模拟器201以及信号功分器202与待测北斗终端203之间均通过线缆连接，以取代通过天线信号连接，从而无需设置屏蔽箱，简化测试系统，有利于保证测试效果。

可选地，每个待测北斗终端203与信号功分器202之间还连接有衰减器204。如图2所示，有N个待测北斗终端203，那么对应的有N个衰减器204，用于补偿各个支路之间的链路不平衡问题。

对测试系统搭建过程中的一些关键问题说明如下：

（1）衰减器选择及系统校准。

衰减器204用于补偿各个支路之间的链路不平衡问题，支路间的链路不平衡主要由信号功分器202在各支路之间的衰减值不同导致，线缆也会引入较小的衰减差异。

系统校准是通过测量的方法将各支路之间的不平衡问题调到最优，采用信号源+频谱仪的方式来进行校准。校准的准确性由衰减器204的精度也就是最小分辨率决定。目前，可调衰减器的最小精度为0.1dB，这样系统校准之后各路之间误差只有0.1dB，准确性较高，但相对成本也较高。通常可以采用0.5dB或1dB精度的衰减器即可。

（2）北斗信号模拟器输出功率的设置。

理想情况下，当北斗信号模拟器201和待测北斗终端203直连时，北斗信号模拟器201的输出功率为-130dBm（模拟北斗卫星信号到达地面的接收功率）。因此，本测试系统中的北斗信号模拟器201需要弥补信号功分器202、衰减器204及射频线缆带来的功率损失。假设系统校准后单支路信号功分器202、衰减器204、射频线缆带来的总插损为xdB，则北斗信号模拟器201的输出功率应该设置为（-130+x）dBm。

本发明实施例公开了一种北斗终端的测试方法，如图3所示，包括下述步骤301~303：

301、通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述模拟北斗信号包括原始参数。

具体地，北斗信号模拟器的输出功率可调。本实施例中，主要以搜星数和载噪比作为测试参数，所以工厂生产时，对北斗信号模拟器的性能要求相对较低，采用国内低成本的北斗信号模拟器即可满足需求。

本实施例中，原始参数可以包括多种，例如发射功率、定位精度、开机定位时间、搜星数、载噪比等等，本实施例可以使用原始搜星数和载噪比阈值作为原始参数来对待测北斗终端进行测试。

通常地，对于原始搜星数可以设置四颗卫星，即可满足测试需求。

对于载噪比阈值的确定，可以通过以下方法S1~S4：

S1、根据测试系统的基底噪声和北斗信号模拟器输出至每个待测北斗终端的入口处信号功率，确定每个待测北斗终端的理论载噪比。

通过，北斗终端的测试系统的基底噪声N₀的计算公式如下式（1）：

N₀=KTB （1）

其中，K是玻尔兹曼常数、为1.38*10^-23J/K；

T为开尔文温度、常温23°时为290K；

B为信号带宽，取1Hz；

则基底噪声N₀=1.38*10^-23*290=4.002*10^-21W=-173.977dBm≈-174dBm。

北斗信号模拟器输出至每个待测北斗终端的入口处信号功率为-130dBm，则每个待测北斗终端的理论载噪比为（-130）-（-174）=44dB。

S2、确定测试系统的校准误差。

S3、确定每个待测北斗终端的噪声系数以及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度。

需要说明的是，被测设备接收载噪比预设值包括两部分：

一部分是系统的校准误差决定到达待测北斗终端的功率误差，主要由衰减器精度决定，通常取0.5dB。

另一部分由待测北斗终端决定，即单个待测北斗终端的噪声系数及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度。待测北斗终端的噪声系数一般在1.5~2dB，待测北斗终端之间的接收通道的增益不确定度通常取1dB。

S4、根据每个待测北斗终端的理论载噪比、测试系统的校准误差、每个待测北斗终端的噪声系数以及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度，确定所述载噪比阈值。

本实施例中，每个待测北斗终端的理论载噪比为44dB，待测北斗终端的校准误差为0.5 dB，每个待测北斗终端的噪声系数一般为1.5~2dB，各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度通常取1dB，载噪比阈值可以为44-0.5-2-1=40.5 dB，通常设置为40dB。

302、使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数。

本实施例中，解析参数包括实际搜星数和实际载噪比。

303、将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

具体地，将解析参数分别与原始参数进行对比，例如将实际搜星数与原始搜星数进行对比，将实际载噪比与载噪比阈值进行对比，若对比结果都正常，则该待测北斗终端测试正常，否则异常。

本发明实施例提供的北斗终端的测试方法，通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，使每个待测北斗终端接收模拟北斗信号进行解析，得到解析参数，再将解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果，从而可以实现采用一台北斗信号模拟器同时对多个待测北斗终端同时进行功能和性能测试，有利于产线批量生产提高效率、且能有效降低成本。

为了对本发明实施例的方法进行进一步的说明，本发明实施例还提供了一种北斗终端的测试方法，参见图4，包括下述步骤401~406：

401、通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号。

其中，所述模拟北斗信号包括原始参数，原始参数包括原始搜星数和载噪比阈值。

对于载噪比阈值的确定方法，前述实施例已经详述，在此便不再赘述。

402、使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数。

其中，解析参数包括实际搜星数和实际载噪比。

对于待测北斗终端包括多个的情形，信号功分器包括多级子信号功分器，步骤402包括：将模拟北斗信号经由多级子信号功分器依次发送至每个待测北斗终端，以使每个待测北斗终端将接收到的模拟北斗信号进行解析，得到解析参数。

例如以10个待测北斗终端为例，信号功分器可以分两级，第一级为一分二信号功分器，第二级为两个一分八信号功分器，10个待测北斗终端分别与两个一分八信号功分器相连接。

403、将原始搜星数和实际搜星数进行对比，判断原始搜星数和实际搜星数是否相同，若是，执行步骤404，若否，执行步骤406。

例如原始搜星数为4，实际搜星数为3或2，则认为待测北斗终端异常。

404、继续判断实际载噪比是否大于设定的载噪比阈值，若是，执行步骤405，若否，执行步骤406。

405、确定所述待测北斗终端正常。

406、确定所述待测北斗终端异常。

下面对本发明实施例提供的北斗终端的测试装置进行描述，下文描述的北斗终端的测试装置与上文描述的北斗终端的测试方法可相互对应参照。

本发明实施例提供的北斗终端的测试装置如图5所示，用于北斗终端的测试系统，包括：

信号生成模块501，用于通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述模拟北斗信号包括原始参数。

解析模块502，用于使每个待测北斗终端通过信号功分器接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数。

对比模块503，用于将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

可选地，原始参数包括原始搜星数和载噪比阈值，所述解析参数包括实际搜星数和实际载噪比；

对比模块503，具体用于：

将原始搜星数和实际搜星数进行对比；

若是，则确定所述待测北斗终端正常；

若否，则确定所述待测北斗终端异常。

可选地，待测北斗终端包括多个，信号功分器包括多级子信号功分器；解析模块502具体用于：将所述模拟北斗信号经由多级子信号功分器依次发送至每个待测北斗终端，以使每个待测北斗终端将接收到的所述模拟北斗信号进行解析，得到所述解析参数。

可选地，所述装置还包括载噪比阈值确定模块，用于：根据测试系统的基底噪声和北斗信号模拟器输出至每个待测北斗终端的入口处信号功率，确定每个待测北斗终端的理论载噪比；

确定测试系统的校准误差；

本发明实施例提供的北斗终端的测试装置，通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，使每个待测北斗终端接收模拟北斗信号进行解析，得到解析参数，再将解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果，从而可以实现采用一台北斗信号模拟器同时对多个待测北斗终端同时进行功能和性能测试，有利于产线批量生产提高效率、且能有效降低成本。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行北斗终端的测试方法，包括：

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的北斗终端的测试方法，包括：

又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的北斗终端的测试方法，包括：

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种北斗终端的测试方法，其特征在于，用于北斗终端的测试系统，所述测试系统包括：北斗信号模拟器、信号功分器和至少一个待测北斗终端；

所述北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述北斗信号至少包括原始参数；

使用原始搜星数和载噪比阈值作为所述原始参数来对所述待测北斗终端进行测试，所述载噪比阈值按照如下的方式确定：

根据所述北斗终端的测试系统的基底噪声N₀=KTB 和所述北斗信号模拟器输出至所述至少一个待测北斗终端的入口处信号功率，确定所述至少一个待测北斗终端的理论载噪比，

其中，K是玻尔兹曼常数；T为开尔文温度；B为信号带宽；

根据所述每个待测北斗终端的理论载噪比、测试系统的校准误差、每个待测北斗终端的噪声系数以及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度，确定所述载噪比阈值，其中，所述北斗终端的测试系统的校准误差主要由衰减器精度确定且为0.5dB；所述每个待测北斗终端的噪声系数为1.5至2dB范围；所述各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度为1 dB；

所述信号功分器与所述北斗信号模拟器通过通信电缆连接，接收所述北斗信号模拟器的模拟北斗信号；

所述至少一个待测北斗终端，分别与所述信号功分器通过通信电缆连接，接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数；

所述至少一个待测北斗终端，还将所述解析参数与所述模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果。

2.根据权利要求1所述的北斗终端的测试方法，其特征在于，所述解析参数包括实际搜星数和实际载噪比；

所述至少一个待测北斗终端将所述解析参数与模拟北斗信号的原始参数进行对比，以获得测试结果，包括：

所述至少一个待测北斗终端将原始搜星数和实际搜星数进行对比；

若是，则确定所述待测北斗终端正常；

若否，则确定所述待测北斗终端异常。

3.根据权利要求2所述的北斗终端的测试方法，其特征在于，所述待测北斗终端包括多个，所述信号功分器包括多级子信号功分器；

所述至少一个待测北斗终端接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数，包括：

所述至少一个待测北斗终端接收经由多级子信号功分器发送的所述模拟北斗信号，以使所述至少一个待测北斗终端将接收到的所述模拟北斗信号进行解析，得到所述解析参数。

4.一种北斗终端的测试装置，其特征在于，用于北斗终端的测试系统，所述测试系统包括：北斗信号模拟器、信号功分器和至少一个待测北斗终端，所述信号功分器与所述北斗信号模拟器通过通信电缆连接，所述至少一个待测北斗终端分别与所述信号功分器通过通信电缆连接，所述测试装置包括：

信号生成模块，用于通过北斗信号模拟器生成模拟北斗信号，其中，所述模拟北斗信号包括原始参数；使用原始搜星数和载噪比阈值作为所述原始参数对所述待测北斗终端进行测试；

载噪比阈值确定模块，用于根据所述北斗终端的测试系统的基底噪声N₀=KTB 和所述北斗信号模拟器输出至所述至少一个待测北斗终端的入口处信号功率，确定所述至少一个待测北斗终端的理论载噪比，其中，K是玻尔兹曼常数；T为开尔文温度；B为信号带宽；

根据所述每个待测北斗终端的理论载噪比、测试系统的校准误差、每个待测北斗终端的噪声系数以及各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度，确定所述载噪比阈值；

其中，所述北斗终端的测试系统的校准误差主要由衰减器精度确定且为0.5dB；所述每个待测北斗终端的噪声系数为1.5至2dB范围；所述各个待测北斗终端的接收通道的增益不确定度为1 dB；

解析模块，用于使所述信号功分器接收所述北斗信号模拟器的模拟北斗信号，至少一个待测北斗终端接收所述模拟北斗信号进行解析，得到解析参数；

5.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3任一项所述北斗终端的测试方法的步骤。

6.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述北斗终端的测试方法的步骤。