CN1315796A - 测量数字通信系统中误码率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在测量工作在数字通信网中的通信终端的接收器灵敏度的方法中,测试在预定数据传输率和预定接收电平下第一准则的满足情况,通过在比预定数据传输率高的数据传输率和预定接收电平下进行测试以显著性地提高测试速度。此外,在测量工作在数字通信网中的通信终端的误码率的方法中,需要获取预定数据传输率和预定接收电平下的第一误码率,通过在比预定数据传输率高的数据传输率和预定接收电平下进行测量以显著提高测试速度。

Description

测量数字通信系统中误码率的方法和装置
本发明涉及测量或测试工作在数字通信网中的通信终端或装置的接收器灵敏度的方法。本发明还涉及测量工作在数字通信网中的通信终端的误码率的方法。还涉及工作在数字通信网中的通信终端的测试装置，具体来说是，用于实现根据本发明的方法的测试装置。
在现有技术中，用于移动电话或蜂窝电话，或者基站的测试装置已很常见。至于已书面公开的相关技术，值得注意的是出版物《MeBchnik für GSM-Funktelefone》，作者R.Schoblick于Funkschau16/97，第64至66页。这种测量装置提供了有关移动电话单个部件的功能信息，特别是有关满足标准化限制值的信息。作为示例，其应用涉及服务仓库中的情况或用于制造商的最终控制。
对于测量传输质量，最好采用测量误码率的方法。为此，利用回送功能将测试器传送的数据再传送回所述测试器。测量误码率是确定移动或蜂窝电话接收器的灵敏度的优秀工具。当测量服务仓库处的接收器灵敏度时，测试器降低规定的移动电话接收电平-从合理起始值大约-95dBm开始逐步降至误码率达到不可接受的高度。达到可接受值所需的接收电平(以dBm为单位)就是所述移动台的灵敏度。在制造商最终控制期间测量接收器灵敏度时，对技术规范的满足进行测试。在这些测量中，测量移动电话的天线耦合装置处使误码率或误帧率不超过预定或预设值的最小接收功率。相应的动态范围是，移动电话的天线耦合装置处使误码率或误帧率不超过预定或预设值的输入功率的范围。在所述测量过程中，对测试器发送的比特中比特数或帧数以及移动电话所接收的“好”的比特数进行计数。接收器灵敏度测量，这一功能测试的目的在于确保移动电话有足够的接收距离。
具体来说，对于象符合CDMA或cdmaOne标准的数字通信系统，由于差错保护机制(如卷积编码和前向纠错，FEC)的缘故，这项测试更难进行。原因是，由于这类保护机制，使得差错很少发生，且总是与整个数据块或各帧相关联。因此，在此情况中，一直是使用误帧率(FER)作为误码率。要更为精确地检查移动电话是否具有符合规范的接收器灵敏度，就需要较长的测量时间。限制值的典型值或误帧率的阈值是0.005，是具有95％的安全度所必需的。所述阈值或0.005表示每200个帧中存在一个差错。为达到所需的安全度95％，假定一种x2分布(x平方分布)，在最大差错数为1的情况下至少传送600个数据块。在每帧约20毫秒的传输持续时间的情况下，这对应于最小测试时间为12秒。但是，如果所述测试期间发生一个以上的帧差错，则可以大大延长测试时间，达到约30至50秒。因此，详细地说，按照CDMA、cdmaOne等移动通信标准的移动通信装置的功能测试所持续的时间比GSM移动电话的功能测试时间长得多。所以，详细地说，这类移动电话的制造商就需要不断在所用部件的质量与导致的测试时间之间寻找一个折中方案。换言之，这意味着成本不高的移动电话结果是在生产后在功能测试方面变得较昂贵。用另一种方式表示，这个论点意味着精心制造的因此较昂贵的移动电话对于测试是较便宜的。
因此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，具体来说，以比当前已知方法更快捷的方式进行接收器灵敏度测试和误码率的测量。
实现根据本发明的目的，可通过一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的接收器灵敏度的方法来解决，其中，测试预定数据传输率和预定接收电平下第一准则的满足情况，所述第一准则具体对应于网络工作规范，其特征在于在高于预定数据传输率的数据传输率和预定接收电平下进行所述测试，其中测试第二准则的满足情况并且第二准则是根据第一准则来确定的。
所述准则是误码率或误帧率小于具有预定安全度的预定阈值。所述第二预定阈值随所述第一预定阈值和所述较高的数据传输率而变。根据所述预定安全度，检查大量帧中是否存在差错；在预定最大测量时间内，当所述误帧率小于具有预定安全度的所述预定阈值时，或者当无法达到所述需要的安全度时结束所述测量。
再者，实现所述目的，还可通过一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的误码率的方法来解决，其中必须获取预定数据传输率和预定接收电平下的第一误码率，所述误码率具体对应于所述网络的工作规范；其特征在于所述测量是在高于预定数据传输率的数据传输率和预定接收电平下进行的，其中在较高的数据传输率下获取第二误码率并且第一误码率是根据第二误码率确定的。
所述通信终端是移动或蜂窝电话、尤其是符合CDMA标准的移动或蜂窝电话。所述误码率是误帧率。进一步检查所述第一误码率是否小于具有预定安全度的预定阈值。将所述第二误码率与预定的阈值比较，以便检查所述第一误码率是否小于具有预定安全度的所述预定阈值。所述阈值随所述数据传输率而变。所述第二阈值是根据所述第一阈值确定的。根据预定的安全度检查大量帧中是否存在差错；在预定最大测量时间内，当所述误帧率小于具有预定安全度的所述预定阈值时，或者当无法达到所需安全度时结束所述测量。
通过以较高的数据传输率、具体地说不对应于工作的数据传输率的数据传输率分别进行误帧率的测量和接收器灵敏度测试，显著地减少了测量时间。
通信终端最好是移动或蜂窝电话、尤其是符合CDMA标准或cdmaOne标准的移动或蜂窝电话。如上所述，当使用码分多址方法或类似方法时，接收器灵敏度的测量一般持续长的时间。
最好检查第一误帧率是否小于预定安全度概率下的预定的阈值。为此，将以高数据传输率获取的第二误帧率与第二预定阈值比较。最好根据第一阈值和所述数据传输率确定随数据传输率而变的第二预定阈值和所导致的保护机制。这尤其可以利用数值表或查询表来实现。最好根据预定的安全度，检查大量比特或帧中是否存在差错，其中在预定最大测量持续时间内，当误帧率小于具有预定安全度的预定阈值时，或者当再也无法达到所需安全度时结束所述测量。
一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的误码率的测试装置，其中必须获取预定数据传输率和预定接收电平下的第一误码率，所述测量是在高于预定的数据传输率的数据传输率和预定的接收电平下进行的，其中以较高的数据传输率获取第二误码率并且所述第一误码率是根据所述第二误码率确定的。
所述测试装置包括用于控制所述测试过程的控制装置。所述测试装置包括用于显示测量或测试结果的显示装置。
下面将参照附图描述本发明及其另外的特征，优点，目的和应用。
此处，所有单独或以组合形式说明的或图解的特征构成本发明的主题，后者独立于权利要求书中的概念或其相关性。附图中：
图1显示的是说明根据本发明的方法的示意图。
根据本发明的最佳实施例，为了确定移动通信装置、尤其移动或蜂窝电话的接收器灵敏度，采用误码率(尤其是误帧率)的测量。为此，通过命令信号将移动电话的接收电平从起始值逐步降低到误码率过分或不可接受的高时为止。刚好达到可接受值所需的接收电平就是所述移动电话的灵敏度。如上所述，由于保护机制的原因，判断各个误帧率。因此，更详细地说，通过各种接收信号，判断误帧率是否满足预定的规范。最佳实施例涉及对符合cdmaOne标准的移动台的测试。
当测试所述灵敏度时，误帧率主要由两个准则确定。一方面是信号强度或信号电平，另一方面是所采用的保护机制。例如，采用约-104dBm的信号电平和约9,600bps的数据传输。使用这些值，可在制造商最终控制期间测试移动电话的接收器灵敏度。9,600bps数据传输确定所用的保护机制，如卷积编码或前向纠错。
因此，作为一个示例，要满足的规范要求：在-104dBm的信号电平和9,600bps的数据传输条件下误帧率小于0.005。如以上本说明书的导言部分中所述，这对应于12秒的最小测试时间，根据测量过程的需要，所述测量持续时间可长得多，达到所述最小时间的数倍。根据本发明，数据传输率增加到例如14,400bps。由于数据传输率确定保护机制，所以阈值0.005(数据传输率：9,600bps)现在对应于阈值0.03(数据传输率：14,400bps)。通过假定所述差错的泊松分布、这相当于假设所有差错的出现都彼此无关，来计算所述阈值。对于所测误帧率，得出如下的上限
FERmeasured=2*FERspecified*k/x2(1-C,2k)
在所述公式中，使用了如下的缩写：FERmeasured所测出错率，FERspecified指定或预定出错率，C真实出错率小于指定或预定出错率FERspecified且发生k次差错的情况下的预定安全度。因为增加传输率使得保护减弱，所以新的阈值大于旧的阈值。这样，较高的阈值0.03意味着34个帧中发生一个差错。假定x平方分布，如果在一百个帧中一个或没有差错发生，则所述误帧率可以确保95％的安全度。因为对于一个帧传输时间约为20毫秒，所以所述数量被快得多地传输(例如2秒)。因此，根据本发明的测试接收器灵敏度的方法约比常规方法快6倍，所述数据传输率用于通信网运行。特别需要注意的是，由于导致差错保护机制的非线性相关性以及与之相关的“颗粒性”的原因，采用稍微小于两倍的数据传输率，就可以实现6的倍数。
与常规方法相比，根据本发明，只需更改传输速度(如数据传输率)及相应的保护机制。其余的参数(测试设置，信号强度……)都不改变，这样移动电话的信噪比保持不变。但是，这意味着，所述信噪比所致的传输差错发生的频率也相等，且由于保护机制不同，这些差错得到的补偿更少。这样，就确保了根据本发明的测试准则和根据现有技术的测试准则是等效的，例如，经过利用适合于此处的误码率以增加的传输率进行的测试合格的移动电话、经过采用较低传输率进行的原测试也会合格，反之亦然。
根据本发明，把在较高传输率下获得的测量结果转换成在低速度下的等效值。这些测量结果最好通过显示装置呈现给用户。当测试结果满足所需的安全度时或者太多差错发生使之无法再达到安全度时，接收器灵敏度的测试就结束了。
在图1中，根据本发明的确定误帧率的方法以更为简要的形式予以示意说明。在步骤10，根据预定的移动通信标准来确定测量准则。这些对应值最好是可调整的。最准确地说，信号电平S，数据传输率D，阈值T和安全度或概率P都是预先确定的。这意味着，如果在信号电平S和数据传输率D的情况下误码率或误帧率低于适当安全度P所需的预定阈值T，则满足预定规范。现在系统选择比D高的较高数据传输率D’。所述较高数据传输率D’将具体地取决于测量所期望的总测量时间以及系统容量。在步骤20设置较高数据传输率。在步骤30，确定了由此产生的高于T的新阈值T’。阈值T’取决于旧阈值以及在步骤20增加为D’的数据传输率。需要注意的是，阈值T’可以被写成1/x，其中x表示确保一个或没有差错发生的情况下帧的数量。在步骤40，等待x个帧，并对含有差错的帧进行计数。在步骤50，判断步骤40的测量过程中，是否发生零或一个差错。如果所述问题的结果是“是”，则在步骤60结束测量且测试通过。如果步骤50的结果是“否”，则在步骤70就差错存在的问题进一步地测试帧，直到达到满足所需安全度的结果时，或者发生太多差错以致无法在预定最大测量时间内达到满足安全度的值。所述方法的另一个替代方案是，同样基本上在预定测量时间内可以完成测量，其中所测得的实际差错率与随所述安全度而定的期望差错率进行比较。
前面参照最佳实施例对本发明进行了说明。但是，本专业的技术人员应清楚，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以进行各种更改和修改。

Claims (16)

1．一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的接收器灵敏度的方法，其中，测试在预定数据传输率和预定接收电平下第一准则的满足情况，其特征在于：所述测试是在比预定数据传输率高的数据传输率和预定接收电平下进行的，测试第二准则的满足情况并且所述第二准则是根据所述第一准则确定的。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于：所述准则是误码率或误帧率小于具有预定安全度的预定阈值。
3．根据权利要求2的方法，其特征在于：所述第二预定阈值随所述第一预定阈值和所述较高的数据传输率而变。
4．根据权利要求3的方法，其特征在于：根据所述预定安全度，检查大量帧中是否存在差错；在预定最大测量时间内，当所述误帧率小于具有预定安全度的所述预定阈值时，或者当无法达到所述需要的安全度时结束所述测量。
5．一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的误码率的方法，其中必须获取预定数据传输率和预定接收电平下的第一误码率，其特征在于：所述测量是在高于预定数据传输率的数据传输率和预定接收电平下进行的，其中以较高的数据传输率获取第二误码率并且所述第一误码率是根据所述第二误码率确定的。
6．根据权利要求5的方法，其特征在于：所述通信终端是移动或蜂窝电话、尤其是符合CDMA标准的移动或蜂窝电话。
7．根据权利要求6的方法，其特征在于：所述误码率是误帧率。
8．根据权利要求7的方法，其特征在于：进一步检查所述第一误码率是否小于具有预定安全度的预定阈值。
9．根据权利要求8的方法，其特征在于：将所述第二误码率与预定的阈值比较，以便检查所述第一误码率是否小于具有预定安全度的所述预定阈值。
10．根据权利要求9的方法，其特征在于：所述阈值随所述数据传输率而变。
11．根据权利要求10的方法，其特征在于：所述第二阈值是根据所述第一阈值确定的。
12．根据权利要求11的方法，其特征在于：根据预定的安全度检查大量帧中是否存在差错；在预定最大测量时间内，当所述误帧率小于具有预定安全度的所述预定阈值时，或者当无法达到所需安全度时结束所述测量。
13．一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的接收器灵敏度的测试装置，其中，测试在预定数据传输率和预定接收电平下第一准则的满足情况，其特征在于：所述测试是在比预定数据传输率高的数据传输率和预定接收电平下进行的，测试第二准则的满足情况并且所述第二准则是根据所述第一准则确定的。
14．一种用于测量工作在数字通信网中的通信终端的误码率的测试装置，其中必须获取预定数据传输率和预定接收电平下的第一误码率，其特征在于：所述测量是在高于预定的数据传输率的数据传输率和预定的接收电平下进行的，其中以较高的数据传输率获取第二误码率并且所述第一误码率是根据所述第二误码率确定的。
15．根据权利要求14的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括用于控制所述测试过程的控制装置。
16．根据权利要求15的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括用于显示测量或测试结果的显示装置。
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