CN114205859B - 一种无线通信性能多指标测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信性能多指标测试系统，涉及无线电通信测试技术领域，包括用以测试天线的指向性和空间耦合指标的微型电波暗室,用以测试通信质量中射频传导链路的指标的射频传导装置，本发明通过考虑通信频段较高的情况下，使用微型电波暗室进行模拟被测物的无线通信的实际使用情况，使用射频传导的方式进行通信链路的测试，再结合微型电波暗室进行方向性确认，通过两个信号干扰源产生的同频干扰信号和邻频干扰信号对被测物的无线通信进行干扰，从而模拟被测物在无线通信性能在不同电磁干扰下的被测指标是否能够达到对应的预设范围，从而保证每个被测试指标的准确性，使无线通信质量的评价更加全面和精准。

Description

一种无线通信性能多指标测试系统

技术领域

本发明涉及无线电通信测试技术领域，尤其涉及一种无线通信性能多指标测试系统。

背景技术

现阶段的无线通信质量测试系统，公开号：210016466U申请号：201921238551.6，利用现有标准的EMC电波暗室，模拟在3米测试距离处Wi-Fi或者LTE的通信质量，考虑天线发射的方向性，和通信链路中的衰减，所考量的技术指标以基本的通信数据吞吐量，数据丢包率，接收灵敏度为主。

对现有无线通信质量的测试系统，只考虑了无线设备在信号有衰减和方向性的情况下的通信性能，没有能考虑在实际复杂的电磁环境下，带无线同频干扰以及非同频干扰下的无线通信质量的情况。原有的无线通信质量的评价指标偏重于纯通信的技术参数，而实际应用中我们需要根据产品的嵌入式操作系统或者人机界面对通信数据流的响应，更全面的评价通信质量，落实到具体的直观感受的相关指标中。

而且，现有的无线通信质量的测试使用了比较大型的电波暗室，造价和成本比较高。

发明内容

为此，本发明提供一种无线通信性能多指标测试系统，用以克服现有技术中测试环境单一导致无线通信质量的评价不够全面和精准的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种无线通信性能多指标测试系统，包括：

用以测试天线的指向性和空间耦合指标的微型电波暗室；

用以测试通信质量中射频传导链路的指标的射频传导装置；

所述射频传导装置设置在所述微型电波暗室中，所述射频传导装置包括被测物、用以与被测物进行无线通信的被测物通信对象、用以监控通信指标的通信监控设备、第一信号干扰源和第二干扰信号源；

所述被测物、通信监控设备和第二干扰信号源均连接有固定衰减器和功分器，所述第一信号干扰源连接有第一可调衰减器和功分器，所述被测物通信对象连接有第二可调衰减器和功分器，且各所述功分器均互连。

进一步地，所述干扰信号源为能够发生用以对通信的调制方式和信道进行干扰的信号发生器。

进一步地，所述通信监控设备在所述被测物和被测物通信对象通信时，获取在所述第一可调衰减器和/或第二可调衰减器在对应的衰减量时对应指标是否合格。

进一步地，所述通信监控设备根据所述第一可调衰减器和/或第二衰减器在对应的衰减量时对应指标是否合格包括获取所述被测物分别在第二可调衰减器的n个衰减量Qn下的所述指标值Ui，并根据该指标值Ui与预设指标范围U0的比对结果判定所述指标值是否合格，其中所述预设指标范围U0包括预设最小指标值Umin和预设最大指标值Umax，所述衰减量按顺序递增，i＝1，2，…，n。

若Ui∈U0，所述通信监控设备判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标值合格，

若Ui＜Umin或Ui＞Umax，所述通信监控设备判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标值不合格。

进一步地，所述通信监控设备还用以在判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标合格时，获取在第二衰减器衰减下的合格指标数量E，并根据该指标数量E和总指标数量Ez的比值计算所述指标的第一合格率Wa，设定Wa＝E/Ez。

进一步地，所述通信监控设备还用以在所述和第二衰减器的第n衰减量Qn下的第一衰减器的m个衰减量Qm的指标值Uj，并根据该指标值Uj与预设指标范围的比对结果判定所述指标值是否合格，

若Uj∈U0，所述通信监控设备判定在第一衰减器的第m衰减都Qm下所述指标值合格；

若Uj＜Umin或Uj＞Umax，所述通信监控设备判定在第一衰减器的第m衰减都Qm下所述指标值不合格。

进一步地，所述通信监控设备还用以在判定在第一衰减器的第m衰减量Qm下所述指标合格时，获取在第一衰减器的衰减下的合格指标数量F，并根据该指标数量F和总指标数量F的比值计算所述指标的第二合格率Wb，设定Wb＝F/Fz。

进一步地，所述通信监控设备根据所述第一合格率Wa和第二合格率Wb分别与预设合格率W0的比对结果确定所述被测物的所述指标是否合格，

若Wa＞W0且Wb＞W0，所述通信监控设备判定所述被测物的所述指标合格；

若Wa≤W0或Wb≤W0，所述通信监控设备初步判定所述指标不合格，并增加测试次数C，当C≥2时，所述指标仍不合格，则判定所述被测物的所述指标不合格；

若W≤W0且Wb≤W0，所述通信监控设备判定所述指标不合格。

进一步地，所述指标包括被测物无线通信过程中的吞吐量、通信时延、通信时延的变化率、通信完成时间、断电重连时间、误码率、接收灵敏度以及最大工作距离。

进一步地，所述功分器为五个一进四出或者四进一出的功率分配器或功率合路器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过考虑通信频段较高的情况下，使用微型电波暗室进行模拟被测物的无线通信的实际使用情况，使用射频传导的方式进行通信链路的测试，再结合微型电波暗室进行方向性确认，从而保证每个被测试指标的准确性，使无线通信质量的评价更加全面精准。

尤其，本发明通过在测试系统的射频传导装置设置信号干扰源，通过两个信号干扰源产生的同频干扰信号和邻频干扰信号对被测物的无线通信进行干扰，从而模拟被测物无线通信性能在不同电磁干扰下的被测指标是否能够达到对应的预设范围，从而进一步提高了无线通信质量的在复杂环境下的评价精准性。

进一步地，本发明在测试被测物的对应指标时，通过固定衰减器对被测物的无线通信信号进行固定衰减，通过可调衰减器对被测物通信对象的无线通信信号进行调节衰减，更加精确的模拟现实复杂环境下的被测物的指标是否合格，进一步无线通信质量的评价精准性。

进一步地，本发明在通过在可调衰减器对被测物通信对象和信号干扰源的信号通过不同程度的衰减，并在对应的衰减量下根据实际监测的指标值和预设指标范围的比对结果确定一个指标在对应衰减量下指标值是否合格，并进一步根据合格指标值的数量确定被测物对应指标的合格率，通过两个衰减器的不同衰减量下的指标合格率共同判定被测物的对应指标是否合格，进一步保证每个被测试指标的准确性，从而能提高无线通信质量的多项指标在不同复杂环境下的评价精准性。

附图说明

图1为本发明所述无线通信性能多指标测试系统的逻辑框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述无线通信性能多指标测试系统的逻辑框图。

本发明实施例所述无线通信性能多指标测试系统，包括：

用以测试天线的指向性和空间耦合指标的微型电波暗室1；

用以测试通信质量中射频传导链路的指标的射频传导装置(图中未画出)；

所述射频传导装置设置在所述微型电波暗室中，所述射频传导装置包括被测物、用以与被测物进行无线通信的被测物通信对象、用以监控通信指标的通信监控设备、第一干扰信号源和第二干扰信号源；

所述被测物、通信监控设备和第二干扰信号源均连接有固定衰减器和功分器，所述第一干扰信号源连接有第一可调衰减器和功分器，所述被测物通信对象连接有第二可调衰减器和功分器，且各所述功分器均互连。

具体而言，本发明通过考虑通信频段较高的情况下，使用微型电波暗室进行模拟被测物的无线通信的实际使用情况，使用射频传导的方式进行通信链路的测试，在结合微型电波暗室进行方向性确认，从而保证每个被测试指标的准确性，从而使无线通信质量的评价更加精准。

尤其，本发明通过在测试系统的射频传导装置设置信号干扰源，通过两个信号干扰源产生的同频干扰信号和邻频干扰信号对被测物的无线通信进行干扰，从而模拟被测物无线通信在不同电磁干扰下的被测指标是否能够达到对应的预设范围，从而进一步提高了无线通信质量的评价精准性。

具体而言，所述微型电波暗室1中安装有测量天线2。

具体而言，本发明实施例中所述干扰信号源为能够发生用以对通信的调制方式和信道进行干扰的信号发生器。

具体而言，本发明实施例中所述指标包括被测物无线通信过程中的吞吐量、通信时延、通信时延的变化率、通信完成时间、断电重连时间、误码率、接收灵敏度以及最大工作距离。

具体而言，本发明实施例中所述功分器为五个一进四出或者四进一出的功率分配器或功率合路器。

具体而言，本发明实施例中所述固定衰减器为固定在20dB衰减量的衰减器，可调衰减器是衰减量可以根据实际需要进行调节的衰减器，本发明中可调衰减器的最小步径为1dB，可调范围为1-50dB。

具体而言，本发明实施例中所述被测物是具有无线通信功能的产品，所述被测物通信对象是具有无线通信功能且能够与被测物配对通信的产品。

具体而言，本发明在进行射频传导测试时，将射频传导装置布置在2米×2米的微型电波暗室中进行测试和监控，能否评价出被测物在近距离通信下的方向性。

具体而言，所述通信监控设备在所述被测物和被测物通信对象通信时，获取在所述第一可调衰减器和/或第二可调衰减器在对应的衰减量时对应指标是否合格。

具体而言，本发明在测试被测物的对应指标时，通过固定衰减器对被测物的无线通信信号进行固定衰减，通过可调衰减器对被测物通信对象的无线通信信号进行调节衰减，更加精确的模拟现实复杂环境下的被测物的指标是否合格，进一提高无线通信质量在复杂环境下的评价的精准性。

具体而言，所述通信监控设备根据所述第一可调衰减器和/或第二衰减器在对应的衰减量时对应指标是否合格包括获取所述被测物分别在第二可调衰减器的n个衰减量Qn下的所述指标值Ui，并根据该指标值Ui与预设指标范围U0的比对结果判定所述指标值是否合格，其中所述预设指标范围U0包括预设最小指标值Umin和预设最大指标值Umax，所述衰减量按顺序递增，i＝1，2，…，n。

若Ui∈U0，所述通信监控设备判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标值合格，

若Ui＜Umin或Ui＞Umax，所述通信监控设备判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标值不合格。

具体而言，所述通信监控设备还用以在判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标合格时，获取在第二衰减器衰减下的合格指标数量E，并根据该指标数量E和总指标数量Ez的比值计算所述指标的第一合格率Wa，设定Wa＝E/Ez。

具体而言，所述通信监控设备还用以在所述和第二衰减器的第n衰减量Qn下的第一衰减器的m个衰减量Qm的指标值Uj，并根据该指标值Uj与预设指标范围的比对结果判定所述指标值是否合格，

若Uj∈U0，所述通信监控设备判定在第一衰减器的第m衰减都Qm下所述指标值合格；

若Uj＜Umin或Uj＞Umax，所述通信监控设备判定在第一衰减器的第m衰减都Qm下所述指标值不合格。

具体而言，所述通信监控设备还用以在判定在第一衰减器的第m衰减量Qm下所述指标合格时，获取在第一衰减器的衰减下的合格指标数量F，并根据该指标数量F和总指标数量F的比值计算所述指标的第二合格率Wb，设定Wb＝F/Fz。

具体而言，所述通信监控设备根据所述第一合格率Wa和第二合格率Wb分别与预设合格率W0的比对结果确定所述被测物的所述指标是否合格，

若Wa＞W0且Wb＞W0，所述通信监控设备判定所述被测物的所述指标合格；

若Wa≤W0或Wb≤W0，所述通信监控设备初步判定所述指标不合格，并增加测试次数C，当C≥2时，所述指标仍不合格，则判定所述被测物的所述指标不合格；

若W≤W0且Wb≤W0，所述通信监控设备判定所述指标不合格。

具体而言，本发明在通过在可调衰减器对被测物通信对象和信号干扰源的信号通过不同程度的衰减，并在对应的衰减量下根据实际监测的指标值和预设指标范围的比对结果确定一个指标在对应衰减量下指标值是否合格，并进一步根据合格指标值的数量确定被测物对应指标的合格率，通过两个衰减器的不同衰减量下的指标合格率共同判定被测物的对应指标是否合格，进一步保证每个被测试指标的准确性，从而进一步无线通信质量的评价精准性。

本发明所能测试的无线通信规格包括WiFi、蓝牙、4GLTE、5GNR、NB-IoT和ZigBee等。

具体而言，本发明在测试无线通信的吞吐量时，使用射频传导或者辐射的连接，通过可调衰减器调节通信链路中的衰减量，监控吞吐量的随通信链路衰减的变化量。

测试无线通信的时延时，使用射频传导或者辐射的连接，通过可调衰减器调节通信链路中的衰减量，通过ping包的响应时间确认通信的时延，通过系统的反应确认系统的时延，同时，通信时延随时间和衰减量的变化率也可以作为时延的波动。

测试无线通信的完成时间，使用射频传导或者辐射的连接，通过可调衰减器调节通信链路中的衰减量，通过数据发出端到接收端的正确接收，计算通信完成的时间。

测试无线通信的断电重连时间，使用射频传导或者辐射的连接，通过可调衰减器调节通信链路中的衰减量，对产品在正常通信时，通过对产品断电一定时间再重新恢复，无线通信模块的恢复以及在数据接收端的正确接收，测试断电重连时间。

测试无线通信的误码率，使用射频传导或者辐射的连接，通过可调衰减器调节通信链路中的衰减量，通信仪器本身的分析仪，或者使用通用的网络通信监控工具，抓取通信包的误码率。

测试无线通信的接收灵敏度，使用射频传导或者辐射的连接，通过可调衰减器调节通信链路中的衰减量，监控接收端的强度，当监控数据流量误码率已经高于能正常分析数据的误码率时，测试接收端强度，定义为无线通信的最低能忍受的接收强度，也就是通信的接收灵敏度。

测试最大工作距离，使用射频传导或者辐射的连接，调节通信链路中的衰减量，对于建立的无线通信链接，使用实际通信效果分析，通过计算获得最大工作距离。对于射频传导和射频辐射的链接，通过通信链路中的衰减量以及天线的增益推算实际工作距离。而用辐射的方式测试可以测试出不同方向的最大工作距离，从而绘制出不同方向的最大工作距离的立体图，直观的描述产品工作具体范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (3)

1.一种无线通信性能多指标测试系统，其特征在于，包括：

用以测试天线的指向性和空间耦合指标的微型电波暗室；

用以测试通信质量中射频传导链路的指标的射频传导装置；

所述射频传导装置设置在所述微型电波暗室中，所述射频传导装置包括被测物、用以与被测物进行无线通信的被测物通信对象、用以监控通信指标的通信监控设备、第一信号干扰源和第二干扰信号源；

所述被测物、通信监控设备和第二干扰信号源均连接有固定衰减器和功分器，所述第一信号干扰源连接有第一可调衰减器和功分器，所述被测物通信对象连接有第二可调衰减器和功分器，且各所述功分器均互连；

所述干扰信号源为能够发生用以对通信的调制方式和信道进行干扰的信号发生器；

所述通信监控设备在所述被测物和被测物通信对象通信时，获取在所述第一可调衰减器和/或第二可调衰减器在对应的衰减量时对应指标是否合格；

所述通信监控设备根据所述第一可调衰减器和/或第二衰减器在对应的衰减量时对应指标是否合格包括获取所述被测物分别在第二可调衰减器的n个衰减量Qn下的所述指标值Ui，并根据该指标值Ui与预设指标范围U0的比对结果判定所述指标值是否合格，其中所述预设指标范围U0包括预设最小指标值Umin和预设最大指标值Umax，所述衰减量按顺序递增，i＝1，2，…，n，

若Ui∈U0，所述通信监控设备判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标值合格，

若Ui＜Umin或Ui＞Umax，所述通信监控设备判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标值不合格；

所述通信监控设备还用以在判定在第二衰减器的第n衰减量下所述指标合格时，获取在第二衰减器衰减下的合格指标数量E，并根据该指标数量E和总指标数量Ez的比值计算所述指标的第一合格率Wa，设定Wa＝E/Ez；

所述通信监控设备还用以在所述第二衰减器的第n衰减量Qn下的第一衰减器的m个衰减量Qm的指标值Uj，并根据该指标值Uj与预设指标范围的比对结果判定所述指标值是否合格，

若Uj∈U0，所述通信监控设备判定在第一衰减器的第m衰减都Qm下所述指标值合格；

若Uj＜Umin或Uj＞Umax，所述通信监控设备判定在第一衰减器的第m衰减都Qm下所述指标值不合格；

所述通信监控设备还用以在判定在第一衰减器的第m衰减量Qm下所述指标合格时，获取在第一衰减器的衰减下的合格指标数量F，并根据该指标数量F和总指标数量F的比值计算所述指标的第二合格率Wb，设定Wb＝F/Fz；

所述通信监控设备根据所述第一合格率Wa和第二合格率Wb分别与预设合格率W0的比对结果确定所述被测物的所述指标是否合格，

若Wa＞W0且Wb＞W0，所述通信监控设备判定所述被测物的所述指标合格；

若Wa≤W0或Wb≤W0，所述通信监控设备初步判定所述指标不合格，并增加测试次数C，当C≥2时，所述指标仍不合格，则判定所述被测物的所述指标不合格；

若W≤W0且Wb≤W0，所述通信监控设备判定所述指标不合格。

2.根据权利要求1所述的无线通信性能多指标测试系统，其特征在于，所述指标包括被测物无线通信过程中的吞吐量、通信时延、通信时延的变化率、通信完成时间、断电重连时间、误码率、接收灵敏度以及最大工作距离。

3.根据权利要求1所述的无线通信性能多指标测试系统，其特征在于，所述功分器为五个一进四出或者四进一出的功率分配器或功率合路器。

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