CN112751968B - 一种基于云测试平台的5g终端测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云测试平台的5G终端测试装置和测试方法,属于5G移动通信终端测试领域,测试装置包括5G基带处理模块、射频发射通道模块、射频接收通道模块、开关功分板模块、本振模块、电源时基板、终端测试装备夹具以及工业计算机。本发明满足终端生产线对5G终端综合测试仪表设备的需求;采用模块化设计和先进的云测技术,易于产线大规模的部署,实现高效的测试。可广泛应用于各大5G终端生产厂商、5G基带芯片厂商和5G手机代工厂等。

Description

一种基于云测试平台的5G终端测试方法
技术领域
本发明属于5G移动通信终端测试领域,具体涉及一种基于云测试平台的5G终端测试装置和测试方法。
背景技术
随着5G技术的不断成熟以及我国5G终端产业的快速发展,使得5G终端的种类和形式更加丰富化、多样化,5G终端产品也将会大规模生产。从市场统计来看,5G移动终端设备类型已超过14种,产品的数量和种类已达到180多种,特别是5G智能手机的出货量出现了大幅度增长。5G终端良好的发展势头,给5G全场景生态带来快速发展,但同时给5G终端的测试带来了极大的挑战。5G终端综合测试装置和先进的测试技术是终端生产线不可或缺的工具或者设备。目前市场上5G终端综合测试的仪表品类很多,但是均不支持产线的云测试部署要求,仍然停留在传统的仪表测试技术上。本装置在传统5G终端综合测试仪表设备设计理念的基础上,结合云平台技术设计了一种分布式5G终端综合测试装置,实现了终端产线的云测试管理和测试数据的大数据分析功能,提高了5G终端产线的测试效率。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题,本发明提出了一种基于云测试平台的5G终端测试装置和测试方法,设计合理,克服了现有技术的不足,具有良好的效果。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于云测试平台的5G终端测试装置,包括5G基带处理模块、射频发射通道模块、射频接收通道模块、开关功分板模块、本振模块、电源时基板、终端测试装备夹具以及工业计算机;5G基带处理模块分别与射频发射通道模块、射频接收通道模块、工业计算机、电源时基板通过线路连接;射频发射通道模块分别与开关功分板模块、本振模块、电源时基板通过线路连接;射频接收通道模块分别与开关功分板模块、本振模块、电源时基板通过线路连接;本振模块与电源时基板通过线路连接;开关功分板模块的8端口与终端测试装备夹具的 8个探针端口通过射频电缆连接;终端测试装备夹具与工业计算机通过USB线连接;
5G基带处理模块,包括ARM和FPGA,被配置为用于完成5G下行信号的发射和5G上行信号的解调分析处理;
射频发射通道模块,被配置为用于完成FPGA发射的中频信号到射频信号的转换;
射频发射通道模块,包括第一混频器、第一一级放大器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器、第一二级放大器以及发射衰减器;第一混频器、第一一级放大器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器、第一二级放大器以及发射衰减器通过线路依次连接;
射频接收通道模块,被配置为用于完成射频信号到中频信号的转换;
射频接收通道模块,包括前置放大器、射频衰减器、第三混频器、第二一级放大器、第三滤波器、中频衰减器、第四混频器以及第四滤波器;前置放大器、射频衰减器、第三混频器、第二一级放大器、第三滤波器、中频衰减器、第四混频器以及第四滤波器通过线路依次连接;
开关功分板模块,被配置为用于实现发射信号的8路功分独立输出和8路接收信号的开关切换接收处理;
本振模块,被配置为用于为射频发射通道模块和射频接收通道模块中的两级混频器分别提供6GHz至20GHz范围内的扫频本振输入和7GHz固定本振输入,实现射频发射通道模块的上变频转换和射频接收通道模块的下变频转换;
电源时基板,被配置为用于为本振模块提供100MHz的时基参考信号;为射频发射通道模块、射频接收通道模块、开关功分板模块和本振模块提供电源;
终端测试装备夹具,被配置为用于实现终端产品的固定、控制以及信号输入输出;
工业计算机,包括软件虚拟测试平台、VXI-11通信模块以及计算机内核驱动单元;
软件虚拟测试平台,被配置为用于在工业计算机中实现测试任务的分解,按照测试指标要求调度、执行各个测试项,并实现测试数据的本地化处理、实时上传工作;
VXI-11通信模块,基于VXI-11协议开发的通信模块,被配置为用于实现软件虚拟化测试平台与5G基带处理模块的通信,通过5G基带处理模块的透传达到对射频发射通道模块、射频接收通道模块、本振模块以及开关功分板模块的控制,保证信号的输入和输出;
计算机内核驱动单元,被配置为用于使软件虚拟化测试平台基于工业计算机内核操作系统实现与外设接口的通信控制和数据交换。
此外,本发明还提到一种基于云测试平台的5G终端测试方法,该方法采用如上所述的一种基于云测试平台的5G终端测试装置,包括终端接收机测试方法和终端发射机测试方法;
其中,终端接收机测试方法,具体包括如下步骤:
步骤S01:根据构建的测试场景,知道测试要的5G下行波形文件信息,经过VXI-11通信模块传递到5G基带处理模块的ARM中;由ARM根据传递的信息将波形文件数据写入5G基带处理模块的FPGA的DDR中;FPGA按照单次触发发射或者连续发射1474.56MHz的中频信号到达射频发射通道模块;
步骤S02:在发射通道模块与频率为7.0GHz的发射固定本振经第一混频器混频、第一一级放大器放大、第一滤波器滤波后经滤波后与本振模块的发射扫频本振输出信号经第二混频器进行二次混频;
步骤S03:二次混频后的信号经第二滤波器滤波、第一二级放大器方法、发射衰减器衰减后到达开关功分板模块的射频天线端口,经射频电缆,到达终端测试装备夹具的探针;
步骤S04:终端测试装备夹具捕获到信号,完成同步后发送上行信号或者进行最大输入电平测试、参考灵敏度测试和RSSI检测;
其中,终端发射机测试方法,具体包括如下步骤:
步骤S11:按照测试场景要求由软件虚拟测试平台发送的AT命令经夹具内外的USB线配置终端测试参数,终端接收下行信号并同步后,按参数进行上行信号发射;
步骤S12:通过终端测试装备夹具的探针、射频电缆到达开关功分板的8个天线端口中的其中一个端口,经过接收通道的前置放大器、射频衰减器变换后与本振模块的接收扫频本振输出信号通过第三混频器进行一次混频,混频后经第二一级放大器放大、第三滤波器滤波、中频衰减器衰减、第四混频器混频变成983.04MHz的中频信号,经第四滤波器输入到5G基带处理模块的FPGA中;
步骤S13:FPGA完成中频信号的功率触发同步,频偏估计、信道估计、均衡、解预编码 5G信号物理处理过程后,进行时域功率与开关时间模板计算以及包括频域FFT变换、占用带宽OBW、带内平坦度、邻道泄露抑制比ACLR、频谱发射模板、EVM解调分析、IQ星座图在内的测试例计算,并将统计测试结果反馈到软件虚拟测试平台,最终发往云测试平台进行存储与分析。
本发明所带来的有益技术效果:
满足终端生产线对5G终端综合测试仪表设备的需求;采用模块化设计和先进的云测技术,易于产线大规模的部署,实现高效的测试。可广泛应用于各大5G终端生产厂商、5G基带芯片厂商和5G手机代工厂等。
附图说明
图1为基于云测试平台的5G终端测试系统架构框图。
图2为5G终端测试装置原理设计框图。
图3为Web显示UE发射的5G信号测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
整个云测试系统如图1所示,从系统架构来说可以分为三层,即由测试控制中心构成的应用域、云测试平台形成的网络服务域和5G终端测试装置构成的系统集成域。测试控制中心构成的应用域主要根据产线任务分配、可用资源、产能和发货量等形成生产任务列表,经云测试平台构建的网络服务域发往各终端产线执行生产任务。云测试平台构建的网络服务域主要完成对各个终端产线测试业务调度,测试资源管理,消息分发,产线实时监控,收集和存储各产线终端生产中的测试数据到数据库,并进行数据统计整理等,同时采用大数据技术完成数据的分析和故障诊断,实现各终端生产线的高效生产和管理。5G终端测试装置构成的系统集成域主要是将各终端产线的测试工位上的5G终端测试装置连接到云端,实现远程操控、在线调度和测试数据实时上传与存储。
5G终端综合测试装置作为整个云测试系统的核心测试执行机构,完成基础的测试任务和数据采集,其原理框图如图2所示。工业计算机上采用了软件虚拟测试平台,实现对本工位的测试业务进行合理的调度和分配。整个测试装置包含5G基带处理模块(由ARM+FPGA构成)、射频发射通道模块、射频接收通道模块、开关功分板模块、高性能本振模块、终端测试装备夹具以及软件虚拟测试平台等。5G基带处理模块完成5G下行信号的发射和5G上行信号的解调分析处理等。射频发射通道模块完成FPGA发射的中频信号到射频信号的转换。射频接收通道模块完成射频信号到中频信号的转换。开关功分板模块实现发射信号的8路功分独立输出和8路接收信号的开关切换接收处理。终端测试装备夹具实现终端产品的固定、控制以及信号输入输出等。软件虚拟测试平台在本地工业计算机中实现测试任务的分解,按照测试指标要求调度、执行各个测试项,并实现测试数据的本地化处理、实时上传等工作。根据云测试平台下发的测试业务构建相应的测试场景例如选择测试频段和频点、3GPP符标的测试项、是否采用快速测试功能、5G上行信号的物理层参数等。对于终端接收机测试,则具体的实施过程为:根据构建的测试场景,可以知道测试要的5G下行波形文件信息,经过VXI-11 通信模块(基于VXI-11协议开发的通信模块)传递到5G基带处理模块的ARM中;由ARM 根据传递的信息将波形文件数据写入5G基带处理模块的FPGA的DDR中;FPGA按照单次触发发射或者连续发射1474.56MHz的中频信号到达射频发射通道;在发射通道先与发射固定本振(频率为7.0GHz)混频,经滤波、一级放大等变换后再与本振模块的发射扫频本振信号进行二次混频,再一次滤波、二级放大、衰减到达开关功分板模块的射频天线端口,经射频连接电缆(开关功分板模块8端口与夹具的8个探针端口用射频电缆连接),到达夹具的探针,最后被终端捕获到信号,终端完成同步后发送上行信号或者进行最大输入电平测试(测试误码率)、参考灵敏度测试(测试误码率)和RSSI检测等。对于终端发射机测试:按照测试场景要求由软件虚拟测试平台发送的AT命令经夹具内外的USB线配置终端测试参数,终端接收下行信号并同步后,按参数进行上行信号发射;通过夹具的探针、射频电缆到达开关功分板的8个天线端口中的其中一个端口,经过接收通道的前置放大器、射频衰减器等变换后与高性能本振模块的接收扫频本振信号进行二次混频,混频后滤波、放大再混频变成983.04MHz的中频信号,经由中频衰减器、200MHz带宽滤波器输入到5G基带处理模块的FPGA中;FPGA完成中频信号的功率触发同步,频偏估计、信道估计、均衡、解预编码等 5G信号物理处理过程后,分为时域功率与开关时间模板计算、频域FFT变换、占用带宽OBW、带内平坦度、邻道泄露抑制比ACLR、频谱发射模板、EVM解调分析、IQ星座图等测试例计算,统计测试结果反馈到软件虚拟测试平台模块,最终发往云测试平台进行存储与分析。
本装置的测试结果数据可以通过web网页进行访问查看,测试结果数据如图3所示。
UE output power表示测试终端发射的时域功率大小;
Error Vector Magnitude(EVM)表示对终端发射的信号解调分析,衡量信号指标情况。
EVM vsSubcarrier表示EVM与子载波之间的关系,从频域角度分析信号指标。
IQ Constellation表示星座图,与信号调制方式相关(图中为256QAM)。
从图中可以看出,对接收的5G终端上行信号进行了时域功率计算(UE outputpower)、 EVM(Error Vector Magnitude)的解调和IQ星座图(IQ Constellation)分析等,通过这些数据的上报能够检测测试结果对3GPP标准的符标性,基于云测试平台的大数据分析能力可以从统计学的角度实现终端性能的评估,帮助产线更好的生产5G终端产品。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于云测试平台的5G终端测试方法,其特征在于:采用一种基于云测试平台的5G终端测试装置,该装置包括5G基带处理模块、射频发射通道模块、射频接收通道模块、开关功分板模块、本振模块、电源时基板、终端测试装备夹具以及工业计算机;5G基带处理模块分别与射频发射通道模块、射频接收通道模块、工业计算机、电源时基板通过线路连接;射频发射通道模块分别与开关功分板模块、本振模块、电源时基板通过线路连接;射频接收通道模块分别与开关功分板模块、本振模块、电源时基板通过线路连接;本振模块与电源时基板通过线路连接;开关功分板模块的8端口与终端测试装备夹具的8个探针端口通过射频电缆连接;终端测试装备夹具与工业计算机通过USB线连接;
5G基带处理模块,包括ARM和FPGA,被配置为用于完成5G下行信号的发射和5G上行信号的解调分析处理;
射频发射通道模块,被配置为用于完成FPGA发射的中频信号到射频信号的转换;
射频发射通道模块,包括第一混频器、第一一级放大器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器、第一二级放大器以及发射衰减器;第一混频器、第一一级放大器、第一滤波器、第二混频器、第二滤波器、第一二级放大器以及发射衰减器通过线路依次连接;
射频接收通道模块,被配置为用于完成射频信号到中频信号的转换;
射频接收通道模块,包括前置放大器、射频衰减器、第三混频器、第二一级放大器、第三滤波器、中频衰减器、第四混频器以及第四滤波器;前置放大器、射频衰减器、第三混频器、第二一级放大器、第三滤波器、中频衰减器、第四混频器以及第四滤波器通过线路依次连接;
开关功分板模块,被配置为用于实现发射信号的8路功分独立输出和8路接收信号的开关切换接收处理;
本振模块,被配置为用于为射频发射通道模块和射频接收通道模块中的两级混频器分别提供6GHz至20GHz范围内的扫频本振输入和7GHz固定本振输入,实现射频发射通道模块的上变频转换和射频接收通道模块的下变频转换;
电源时基板,被配置为用于为本振模块提供100MHz的时基参考信号;为射频发射通道模块、射频接收通道模块、开关功分板模块和本振模块提供电源;
终端测试装备夹具,被配置为用于实现终端产品的固定、控制以及信号输入输出;
工业计算机,包括软件虚拟测试平台、VXI-11通信模块以及计算机内核驱动单元;
软件虚拟测试平台,被配置为用于在工业计算机中实现测试任务的分解,按照测试指标要求调度、执行各个测试项,并实现测试数据的本地化处理、实时上传工作;
VXI-11通信模块,基于VXI-11协议开发的通信模块,被配置为用于实现软件虚拟化测试平台与5G基带处理模块的通信,通过5G基带处理模块的透传达到对射频发射通道模块、射频接收通道模块、本振模块以及开关功分板模块的控制,保证信号的输入和输出;
计算机内核驱动单元,被配置为用于使软件虚拟化测试平台基于工业计算机内核操作系统实现与外设接口的通信控制和数据交换;
该方法包括终端接收机测试方法和终端发射机测试方法;
其中,终端接收机测试方法,具体包括如下步骤:
步骤S01:根据构建的测试场景,知道测试要的5G下行波形文件信息,经过VXI-11通信模块传递到5G基带处理模块的ARM中;由ARM根据传递的信息将波形文件数据写入5G基带处理模块的FPGA的DDR中;FPGA按照单次触发发射或者连续发射1474.56MHz的中频信号到达射频发射通道模块;
步骤S02:在发射通道模块与频率为7.0GHz的发射固定本振经第一混频器混频、第一一级放大器放大、第一滤波器滤波后经滤波后与本振模块的发射扫频本振输出信号经第二混频器进行二次混频;
步骤S03:二次混频后的信号经第二滤波器滤波、第一二级放大器方法、发射衰减器衰减后到达开关功分板模块的射频天线端口,经射频电缆,到达终端测试装备夹具的探针;
步骤S04:终端测试装备夹具捕获到信号,完成同步后发送上行信号或者进行最大输入电平测试、参考灵敏度测试和RSSI检测;
其中,终端发射机测试方法,具体包括如下步骤:
步骤S11:按照测试场景要求由软件虚拟测试平台发送的AT命令经夹具内外的USB线配置终端测试参数,终端接收下行信号并同步后,按参数进行上行信号发射;
步骤S12:通过终端测试装备夹具的探针、射频电缆到达开关功分板的8个天线端口中的其中一个端口,经过接收通道的前置放大器、射频衰减器变换后与本振模块的接收扫频本振输出信号通过第三混频器进行一次混频,混频后经第二一级放大器放大、第三滤波器滤波、中频衰减器衰减、第四混频器混频变成983.04MHz的中频信号,经第四滤波器输入到5G基带处理模块的FPGA中;
步骤S13:FPGA完成中频信号的功率触发同步,频偏估计、信道估计、均衡、解预编码5G信号物理处理过程后,进行时域功率与开关时间模板计算以及包括频域FFT变换、占用带宽OBW、带内平坦度、邻道泄露抑制比ACLR、频谱发射模板、EVM解调分析、IQ星座图在内的测试例计算,并将统计测试结果反馈到软件虚拟测试平台,最终发往云测试平台进行存储与分析。
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