CN114499708B - 一种射频拉远单元的测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种射频拉远单元的测试系统及方法，系统包括测试信号输入单元、待测射频拉远单元和测试信号分析单元，测试信号输入单元向射频拉远单元的上行链路中输入测试信号，上行链路对测试信号处理后输入至射频拉远单元的数字信号处理模块中，数字信号处理模块将测试信号在内部数字环回后输出至射频拉远单元的下行链路中，下行链路将测试信号处理后输送至测试信号分析单元中，测试信号分析单元根据测试信号获取射频拉远单元的技术指标。本发明通过将测试信号在数字信号处理模块中进行数字环回，无需使用基带处理单元便可实现对射频拉远单元进行各项技术指标的测试。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种射频拉远单元的测试系统及方法。
背景技术
射频拉远单元(RRU，Radio Remote Unit)作为无线通信的重要一环、最关键设备，为用户的信息交流提供稳定可靠的通道，保证了信息的精准、实时送达，其将基带数字信号，通过复杂的电路变换，转化成无线电波，最终通过天线发射出去，同时，接收用户终端发送的信息并传送到核心网，以完成信息交互。
目前，射频拉远单元在研发、联调、生产等阶段需进行严格的测试，如测试射频拉远单元的发射链路技术指标和接收发射链路技术指标等等。对射频拉远单元进行测试常采用的方法是搭建BBU(Building Base band Unit，基带处理单元)和RRU(Radio RemoteUnit，射频拉远单元)测试系统。由于BBU和RRU的生产厂家不同，RRU在研发和生产阶段，RRU无法单独进行接收灵敏度测试等指标的测试，并且上述测试方法中，RRU和BBU耦合比较强，不同BBU厂家的调解门限等技术参数也可能存在一定差异，导致在故障定位时需要解耦RRU指标问题和BBU解调问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种无需使用基带测试单元便可对射频拉远单元的各项技术指标进行测试的测试系统及方法。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种射频拉远单元的测试系统，所述系统包括测试信号输入单元、待测射频拉远单元和测试信号分析单元。
所述待测射频拉远单元包括上行链路、下行链路和与所述上行链路、下行链路相连的数字信号处理模块，所述上行链路用于对测试信号进行处理并输入至数字信号处理模块中，所述数字信号处理模块用于将上行链路输入的测试信号在内部数字环回后输出至下行链路中，所述下行链路用于将测试信号处理后输送至测试信号分析单元；
所述测试信号输入单元与所述上行链路相连，用于向所述上行链路中输入测试信号；
所述测试信号分析单元与所述下行链路相连，用于接收测试信号并根据测试信号获取射频拉远单元的技术指标。
优选地，所述数字信号处理模块包括JESD接收端口、上行数字处理链路、DDC模块、DUC模块、下行数字处理链路和JESD发射端口，JESD接收端口通过所述上行数字处理链路与所述DDC模块相连，DUC模块通过所述下行数字处理链路与所述JESD发射端口相连，所述JESD接收端口将测试信号环回至JESD发射端口，或者所述DDC模块将测试信号环回至DUC模块。
优选地，所述上行链路包括
上行信号预处理链路，包括沿信号传输方向依次相连接的上行滤波模块、低噪声放大模块、射频滤波模块、接收增益放大模块和第一巴伦，上行滤波模块与测试信号输入单元相连，用于对测试信号进行处理；
ADC模块，与所述第一巴伦相连，用于将模拟形式的测试信号转换为数字形式的测试信号。
优选地，所述下行链路包括
DAC模块，与所述数字信号处理模块相连，用于将数字信号处理模块输出的数字形式的测试信号转换为模拟形式的测试信号；
下行信号预处理链路，包括沿信号传输方向依次相连的第二巴伦、可变增益衰减模块、发射增益放大模块、功率放大模块和下行滤波模块，所述第二巴伦与DAC模块相连，所述下行滤波模块与测试信号分析单元相连，用于对模拟形式的测试信号进行处理并输送至测试信号分析单元中。
优选地，所述上行数字处理链路包括AGC模块，所述JESD接端口通过所述AGC模块与所述DDC模块相连。
优选地，所述下行数字处理链路包括沿信号传输方向设置的CFR模块、DPD模块和ALC模块，所述CFR模块与所述DUC模块相连，所述ALC模块与所述JESD发射端口相连。
优选地，所述测试信号输入单元包括用于产生上行链路测试信号的信号源和用于产生干扰信号的干扰源，或者所述测试信号输入单元包括用于产生下行发射链路测试信号的信号源，
所述测试信号分析单元包括频谱仪。
优选地，所述测试信号输入单元包括用于产生上行接收链路噪声系数测试信号的噪声源，所述噪声源与所述上行链路相连，所述测试信号分析单元包括噪声仪或具有噪声系数的频谱仪。
本发明还揭示了一种射频拉远单元的测试系统的方法，其特征在于，方法包括：
S100，测试信号输入单元向所述上行链路中输入测试信号；
S200，所述上行链路对测试信号进行处理并输入至数字信号处理模块中，所述数字信号处理模块将上行链路输入的测试信号在内部数字环回后输出至下行链路中，所述下行链路用于将测试信号处理后输送至测试信号分析单元中；
S300，所述测试信号分析单元根据测试信号获取射频拉远单元的技术指标。
优选地，所述数字信号处理模块内数字环回包括JESD接收端口将测试信号环回至JESD发射端口，或者DDC模块将测试信号环回至DUC模块。
本发明的有益效果是：
(1)本发明在测试射频拉远单元各项技术指标时，通过将测试信号在数字信号处理模块内部进行数字环回，无需使用基带处理单元便可以对射频拉远单元进行各项技术指标的测试，解决了射频拉远单元厂家在调试和测试阶段没有基带处理单元的困扰。
(2)本发明在测试射频拉远单元各项技术指标时，因无需使用基带处理单元，也就排除了基带处理单元故障的干扰，在出现故障时无需对基带处理单元进行故障排除，提高了测试效率。
附图说明
图1是本发明的测试系统结构框图示意图；
图2是图1中数字信号处理模块结构框图示意图；
图3是测试上行接收链路指标时的测试系统结构框图示意图；
图4是测试上行接收链路噪声系数指标时的测试系统结构框图示意图；
图5是测试下行接收链路指标时的测试系统结构框图示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种射频拉远单元的测试系统，无需使用基带处理单元(BBU，Building Base band Unit)便可以对射频拉远单元(RRU，Radio Remote Unit)进行各项技术指标的测试。
如图1所示，为本发明所揭示的一种射频拉远单元的测试系统，包括测试信号输入单元、待测射频拉远单元和测试信号分析单元，其中，测试信号输入单元用于向待测射频拉远单元中输入测试信号，测试信号包括但不限于用于测试上行接收链路技术指标的测试信号、用于测试下行发射链路技术指标的测试信号和用于测试上行接收链路噪声系数的测试信号；待测射频拉远单元包括上行链路、下行链路和数字信号处理模块，上行链路的输入端与测试信号输入单元相连，输出端与数字信号处理模块相连，用于对测试信号进行处理并输送至数字信号处理模块中；数字信号处理模块还与下行链路的输入端相连，用于将从上行链路接收到的测试信号在内部数字环回后输出至下行链路中；下行链路的输出端与测试信号分析单元相连，用于对测试信号进行处理并输送至测试信号分析单元中；测试信号分析单元用于对接收到的测试信号进行分析，获取待测射频拉远单元的技术指标，如上行接收链路指标(包括但不限于接收灵敏度、通道内选择性、窄带阻塞)、上行接收链路噪声系数指标和下行发射链路指标(包括但不限于发射信号功率、邻道信号功率比(ACPR)、误差向量幅度(EVM)、峰均比(PAR)等)。
结合图1和图3所示，上行链路包括相连的上行信号预处理链路和ADC(Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器)模块，上行信号预处理链路用于对接收到的测试信号进行处理，其包括沿信号传输方向依次相连接的上行滤波模块、低噪声放大模块(LNA，Low Noise Amplifier)、射频滤波模块(RF Filter)、接收增益放大模块和第一巴伦，测试信号输入单元与上行滤波模块相连或者测试信号输入单元直接与低噪声放大模块的输入端相连，第一巴伦与ADC模块相连；ADC模块的输入端与第一巴伦相连，输出端与数字信号处理模块相连，用于将上行信号预处理链路处理后的模拟形式的测试信号转换为数字形式的测试信号并输送至数字信号处理模块中。
实施时，测试信号输入单元将测试信号输入至上行滤波模块进行滤波处理，经上行滤波模块处理后的测试信号输送至低噪声放大模块中进行信号放大处理，经低噪声放大模块处理后的测试信号输送至射频滤波模块进行再次滤波处理，经射频滤波模块处理后的测试信号输送至增益放大模块中进行信号放大处理，经增益放大模块处理后的测试信号通过第一巴伦输送至ADC模块中，ADC模块将该测试信号转换为数字形式的测试信号并输送至数字信号处理单元中。
下行链路包括DAC模块和下行信号预处理链路，其中，DAC模块的输入端与数字信号处理模块相连，输出端与下行信号预处理链路相连，用于将数字信号处理模块输出的数字形式的测试信号转换为模拟形式的测试信号并输入至下行信号预处理链路中；下行信号预处理链路用于对模拟形式的测试信号进行处理并输送至测试信号分析单元中，其包括沿信号传输方向依次相连的第二巴伦、可变增益衰减模块、发射增益放大模块、功率放大模块和下行滤波模块，第二巴伦与DAC模块相连，下行滤波模块与测试信号分析单元相连。
实施时，数字信号处理模块将测试信号在内部数字环回处理后输送至DAC模块中，该环回后的数字信号经DAC模块转换后通过第二巴伦输送至可变增益衰减模块中，可变增益衰减模块中对测试信号进行处理后并输送至发射增益放大模块中，发射增益放大模块对测试信号进行放大处理后并输送至功率放大模块中，功率放大模块对测试信号进行放大处理后通过下行滤波模块发送至测试信号分析单元中，测试信号分析单元对测试信号进行分析处理，以获得射频拉远单元的技术指标。
本实施例中，待测射频拉远单元内的上行链路和下行链路包括上述各模块，对于型号不同的射频拉远单元，其上行链路和下行链路包括的信号处理模块不尽相同，可能包括但不限于上述各模块，而本发明所述的测试系统仍然能够测试该射频拉远单元的技术指标。上行滤波模块和下行滤波模块采用双工器实现，当然，在其他实施例中，可根据实际需求设置单独的滤波模块。
如图2所示，数字信号处理模块包括JESD接收端口、上行数字处理链路、下行数字处理链路、JESD发射端口、DDC(Digital Down Converters，数字下变频)模块和DUC(Digital UP Converter)模块，其中，JESD接收端口的输入端与ADC模块相连，输出端通过上行数字处理链路与DDC模块相连；DUC模块通过下行数字处理链路与JESD发射端口相连，JESD发射端口与DAC模块相连，DDC模块用于数字信号下变频处理，DUC模块用于数字信号上变频处理。
数字信号处理模块在进行测试信号环回时，可在JESD接收端口与JESD发射端口之间环回，也即ADC处理后的测试信号发送至JESD接收端口中，并从JESD接收端口输送至JESD发射端口，由JESD发射端口发送至DAC模块中。当然，在进行测试信号环回时，还可在DDC模块与DUC模块之间环回，也即ADC处理后的测试信号通过JESD接收模块发送至DDC模块中进行处理，DDC模块处理后的测试信号发送至DUC模块中，DUC模块处理后通过JESD发射端口发送至DAC模块中。
本实施例中，上行数字处理链路包括AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)模块，JESD接收端口通过AGC模块与DDC模块相连；下行数字处理链路包括沿信号传输方向依次相连的CFR(波峰因子降低)模块、DPD(Digital Predistortion，数字预失真)模块和ALC(Automatic Level Control，自动电平控制)模块，CFR模块与DUC模块相连，ALC模块与JESD发射端口相连。
结合图3～图5所示，当测试信号为用于测试上行接收链路技术指标的测试信号时，测试信号输入单元包括信号源和干扰源，信号源用于产生上行接收链路测试信号，干扰源用于产生干扰信号，实施时，上行接收链路测试信号与干扰信号合成测试信号输入至上行链路中；测试信号分析单元为频谱仪。
当测试信号为用于测试上行接收链路噪声系数技术指标的测试信号时，测试信号输入单元包括噪声源，噪声源与上行链路相连，噪声源用于产生噪声信号；测试信号分析单元为噪声仪或具有噪声系数的频谱仪。
当测试信号为用于测试下行接收链路技术指标的测试信号时，测试信号输入单元包括信号源，信号源与上行链路相连，信号源用于产生下行接收链路测试信号；测试信号分析单元为频谱仪。
进一步地，对本发明所述的测试系统如何测试射频拉远单元的上行接收链路技术指标、上行接收链路噪声系数技术指标和下行发射链路技术指标进行详细地说明。
如图3所示，当测试射频拉远单元的上行链路技术指标时，如测试上行链路灵敏度、通道内选择性、窄带阻塞和邻道选择性(ACS)等技术指标，测试信号输入单元为信号源和干扰源，测试信号分析单元为频谱仪。具体地，信号源和干扰源产生的信号合成后通过线缆输送至射频拉远单元中，测试信号经上行链路处理后输出至ADC模块中，ADC模块将模拟形式的测试信号转换为数字形式的测试信号并输入至数字信号处理模块中，数字信号处理模块在内部进行数字环回，也即测试信号在JESD接收端口与JESD发射端口之间环回，将测试信号环回至JESD发射端口，JESD发射端口进一步将测试信号输出至DAC模块中，或者在DDC模块与DUC模块之间环回，将测试信号环回至DUC模块中，DUC模块进一步通过下行数字处理链路将测试信号处理后发送至JESD发射端口，JESD发射端口进一步将测试信号输出至DAC模块中；DAC模块将数字形式的测试信号通过下行链路输出至频谱仪中，频谱仪对测试信号进行分析，可获得接收灵敏度、通道内选择性、窄带阻塞、邻道选择性等技术指标。当然，也可通过频谱仪直接在DAC或增益放大模块后获取测试信号，以获取上行接收链路技术指标。
进一步地，为提高测试的准确性，在测试前需进行仪表校准，实施时，在信号源中设置需要测试的频率，进一步将信号源通过线缆连接至频谱分析仪中，校准线缆的插入损耗，并分别补偿至信号源和频谱仪中。
如图4所示，当测试射频拉远单元的上行接收链路噪声系数技术指标时，测试信号输入单元为噪声源，测试信号分析单元为噪声仪，或具有噪声系数功能的频谱仪。具体地，噪声源产生的测试信号通过线缆输送至射频拉远单元中，测试信号经上行链路处理后输出至ADC模块中，ADC模块将模拟形式的测试信号转换为数字形式的测试信号并输入至数字信号处理模块中，数字信号处理模块在内部进行数字环回，也即测试信号在JESD接收端口与JESD发射端口之间环回，将测试信号环回至JESD发射端口，JESD发射端口进一步将测试信号输出至DAC模块中，或者在DDC模块与DUC模块之间环回，将测试信号环回至DUC模块中，DUC模块进一步通过下行数字处理链路将测试信号处理后发送至JESD发射端口，JESD发射端口进一步将测试信号输出至DAC模块中；DAC模块将数字形式的测试信号通过下行链路输出至噪声仪或具有噪声系数的频谱仪中，噪声仪或具有噪声系数的频谱仪对测试信号进行分析，可获得接收链路噪声系数。当然，也可通过频谱仪直接在DAC模块或下行链路中的发射增益放大模块后获取测试信号，以获取接收链路技术指标。
进一步地，为提高测试的准确性，在测试前需进行仪表校准，实施时，在噪声源中设置需要测试的频率，进一步将噪声源通过线缆连接至噪声仪中或者具有噪声系数功能的频谱仪中，使用噪声仪进行校准。
本实施例中，对于接收灵敏度指标，也可在获取噪声系数后，根据接收灵敏度公式，如下，计算出上行接收链路的接收灵敏度指标。
Rs(dB)＝Pnoise(dBm)+NF(dB)+SNR(dB)
其中，Pnoise(dBm)＝K·T·BW，Pnoise(dBm)为接收机的热噪声，NF为接收机噪声系数，SNR为系统输出信噪比，K为玻尔兹曼常数，T为温度，BW为射频载波带宽。
如图5所示，当测试射频拉远单元的下行发射链路技术指标时，如测试发射链路的ACPR(邻信号功率比)、EVM(误差向量幅度)、PAR(峰均比)等技术指标，测试信号输入单元为信号源，测试信号分析单元为频谱仪。具体地，在信号源中设置好需要测试的频段和调制信号类型并将信号通过线缆输送至射频拉远单元中，测试信号经上行链路处理后输出至ADC模块中，ADC模块将模拟形式的测试信号转换为数字形式的测试信号并输入至数字信号处理模块中，数字信号处理模块在内部进行数字环回，也即测试信号在JESD接收端口与JESD发射端口之间环回，将测试信号环回至JESD发射端口，JESD发射端口进一步将测试信号输出至DAC模块中，或者在DDC模块与DUC模块之间环回，将测试信号环回至DUC模块中，DUC模块进一步通过下行数字处理链路将测试信号处理后发送至JESD发射端口，JESD发射端口进一步将测试信号输出至DAC模块中；DAC模块将数字形式的测试信号通过下行链路输出至频谱仪中，频谱仪对测试信号进行分析，可获得下行链路发射功率、ACPR(邻信号功率比)、EVM(误差向量幅度)、PAR(峰均比)等技术指标。当然，也可将信号源通过线缆直接连接至上行链路的第一巴伦中，以测试发射链路的技术指标。
本发明在测试射频拉远单元各项技术指标时，通过将测试信号在数字信号处理模块中进行数字环回，无需使用基带处理单元便可以对射频拉远单元(RRU，Radio RemoteUnit)进行各项技术指标的测试，解决了射频拉远单元厂家在调试和测试阶段没有BBU的困扰，节约了研发和设备成本，同时，因无需使用基带处理单元，也就排除了基带处理单元故障的干扰，在出现故障时无需对基带处理单元进行故障排除，提高了测试效率。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种射频拉远单元的测试系统，其特征在于，所述系统包括测试信号输入单元、待测射频拉远单元和测试信号分析单元，
所述待测射频拉远单元包括上行链路、下行链路和与所述上行链路、下行链路相连的数字信号处理模块，所述上行链路用于对测试信号进行处理并输入至数字信号处理模块中，所述数字信号处理模块用于将上行链路输入的测试信号在内部数字环回后输出至下行链路中，所述下行链路用于将测试信号处理后输送至测试信号分析单元；
所述测试信号输入单元与所述上行链路相连，用于向所述上行链路中输入测试信号；
所述测试信号分析单元与所述下行链路相连，用于接收测试信号并根据测试信号获取射频拉远单元的技术指标；其中，
所述数字信号处理模块包括JESD接收端口、DDC模块、DUC模块和JESD发射端口，所述JESD接收端口将测试信号环回至JESD发射端口，或者所述JESD接收端口将测试信号发射至DDC模块，所述DDC模块将测试信号环回至DUC模块，所述DUC模块通过JESD发射端口输出；
所述测试信号输入单元包括用于产生上、下行链路测试信号的信号源，所述测试信号分析单元包括频谱仪，所述信号源在配置测试频率后通过线缆连接至频谱仪进行线缆插入损耗校准并分别补偿至信号源和频谱仪中；
或者
所述测试信号输入单元包括用于产生上行接收链路噪声系数测试信号的噪声源，所述测试信号分析单元包括噪声仪或具有噪声系数测试功能的频谱仪。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理模块还包括上行数字处理链路和下行数字处理链路，JESD接收端口通过所述上行数字处理链路与所述DDC模块相连，DUC模块通过所述下行数字处理链路与所述JESD发射端口相连。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上行链路包括
上行信号预处理链路，包括沿信号传输方向依次相连接的上行滤波模块、低噪声放大模块、射频滤波模块、接收增益放大模块和第一巴伦，测试信号输入单元与上行滤波模块相连或者测试信号输入单元直接与低噪声放大模块的输入端相连，用于对测试信号进行处理；
ADC模块，与所述第一巴伦相连，用于将模拟形式的测试信号转换为数字形式的测试信号。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下行链路包括
DAC模块，与所述数字信号处理模块相连，用于将数字信号处理模块输出的数字形式的测试信号转换为模拟形式的测试信号；
下行信号预处理链路，包括沿信号传输方向依次相连的第二巴伦、可变增益衰减模块、发射增益放大模块、功率放大模块和下行滤波模块，所述第二巴伦与DAC模块相连，所述下行滤波模块与测试信号分析单元相连，用于对模拟形式的测试信号进行处理并输送至测试信号分析单元中。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上行数字处理链路包括AGC模块，所述JESD接收端口通过所述AGC模块与所述DDC模块相连。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述下行数字处理链路包括沿信号传输方向设置的CFR模块、DPD模块和ALC模块，所述CFR模块与所述DUC模块相连，所述ALC模块与所述JESD发射端口相连。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在测试射频拉远单元的上行链路技术指标时，所述测试信号输入单元还包括用于产生干扰信号的干扰源。
8.一种基于权利要求1所述的射频拉远单元的测试系统的测试方法，其特征在于，方法包括：
S100，测试信号输入单元向所述上行链路中输入测试信号；
S200，所述上行链路对测试信号进行处理并输入至数字信号处理模块中，所述数字信号处理模块将上行链路输入的测试信号在内部数字环回后输出至下行链路中，所述下行链路用于将测试信号处理后输送至测试信号分析单元中；
S300，所述测试信号分析单元根据测试信号获取射频拉远单元的技术指标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述数字信号处理模块内数字环回包括JESD接收端口将测试信号环回至JESD发射端口，或者DDC模块将测试信号环回至DUC模块。
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