CN1617474B - 用于无线通讯装置的批次测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种批次测试系统及方法，其借助单一电波暗室来进行无线通讯装置的批次测试，电波暗室除了可避免外界的电磁干扰外，还可将反射讯号的强度降至最低，提供稳定传播信道环境，以较精确地测试待测装置的讯号收发。本发明还运用电波暗室内的批次容器及其安装机构的特殊设计，以利于多个无线通讯装置的批次测试，提升测试效率。

Description

用于无线通讯装置的批次测试系统及方法

技术领域

本发明是关于一种用于无线通讯装置的批次测试系统及方法，特别是指一种在电波暗室(shielded anechoic chamber)内同时测试多个无线通讯装置的测试系统及方法。

背景技术

近年来，随着无线通讯技术的突飞猛进，移动电话(mobile phone)与无线局域网络(wireless local area network；WLAN)的应用也日益普遍。对于无线通讯装置，如移动电话、无线网络适配卡、无线桥接器(access point)等等的制造厂商而言，一般常在电波暗室中测试产品的讯号收发。不过，其测试方式是一次只放置一个装置在电波暗室内，如果有许多产品等待测试，则整个测试过程中，将会花费许多时间在待测装置的安装上(包括电波暗室的开/关、待测装置的接线等)，且除了正在测试的装置外，其它待测装置就处于闲置状态，如此非常缺乏效率。若想进行批次测试(batch test)，即同时测试多个装置，则需要增设多个电波暗室才能达成，但此举又会增加测试成本，包含设备的成本及操作人力的成本。因此，对于需要对大量无线通讯产品进行快速、低成本测试的厂商而言，上述的测试方式是缺乏效率的。

另一种常用的批次测试方式是采用电缆模式(cable mode)进行。图1是以电缆模式对无线通讯装置进行批次测试的方块图。图中，利用一个二对N的切换器13来引导讯号的传递。图中还包含有N个待测装置14，其分别连接到切换器13及一控制单元15。控制单元15用来控制由哪个装置14来接收/发射讯号。另外，图中还包含一讯号产生装置11及一讯号监测装置12，前者可产生测试讯号，经由切换器13将测试讯号传送至控制单元15所选取的待测装置14，以测试装置的接收功能；后者从切换器13接收并监测控制单元15选取的待测装置14所发射的测试讯号，以测试待测装置的发射功能。这种方式虽能以同一套设备进行批次测试，但由于采取电缆模式来仿真讯号的收发，排除了待测无线通讯装置的天线，因而难以为产品提供完整可靠的测试报告。

有鉴于此，本发明即提出一种批次测试系统及方法，不但可避免上述以电缆模式进行批次测试的缺陷，又能以较低成本同时进行多个无线通讯设备的测试，从而提升测试效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于无线通讯装置的批次测试系统，以避免进行批次测试多重路径效应造成传播讯号的不稳定，从而较精确地测试无线通讯装置的讯号收发。

本发明的又一目的在于提供一种用于无线通讯装置的批次测试方法，以便于多个无线通讯装置的批次测试，提升测试效率。

为达到上述目的，本发明提供一种用于无线通讯装置的批次测试系统，其至少包含：一个用来产生一第一测试讯号的讯号产生装置、一个设置在一个电波暗室中并耦接至该讯号产生装置用来发射该第一测试讯号的收发单元、多个设置在该电波暗室中用来接收该收发单元发射的第一测试讯号并发射多个第二测试讯号至该收发单元的待测无线通讯装置、一个耦接至该收发单元用来监测该收发单元所接收的这些第二测试讯号的讯号监测装置、一个耦接至该讯号产生装置、该讯号监测装置以及这些待测无线通讯装置并用来控制该第一测试讯号的产生以及这些第二测试讯号的监测与发射的控制单元、一个耦接至该控制单元、该讯号产生装置与该讯号监测装置并用来在该讯号产生装置与该讯号监测装置之间进行切换的多工器、以及一个用来承载这些无线通讯装置的批次容器；其中所述多个第二测试讯号为所述多个待测无线通讯装置中的每一待测无线通讯装置在一预定频道依序发射，或者所述多个第二测试讯号为经由所述多个待测无线通讯装置中选取两个以上的所述待测无线通讯装置以便各自在彼此不相重叠的预定频道同时发射。

本发明的用于无线通讯装置的批次测试方法包含以下步骤：将多个无线通讯装置置于一电波暗室内的一批次容器中；产生一第一测试讯号；使一收发单元发射该第一测试讯号；使这些无线通讯装置接收该第一测试讯号；分析这些无线通讯装置所接收的该第一测试讯号；使这些无线通讯装置发射多个第二测试讯号，其中所述多个第二测试讯号为所述多个无线通讯装置中的每一无线通讯装置在一预定频道依序发射，或者所述多个第二测试讯号为经由所述多个无线通讯装置中选取两个以上的所述无线通讯装置，以便各自在彼此不相重叠的预定频道同时发射；使该收发单元接收所述多个第二测试讯号；以及监测该收发单元所接收的所述多个第二测试讯号；其中该收发单元在发射该第一测试讯号与接收所述多个第二测试讯号之前由一多工器进行切换。

本发明还提供另一种批次测试方法，其包含：将若干个无线通讯装置置于一电波暗室中；从这些无线通讯装置中选取一发射组与一接收组的无线通讯装置；使发射组的无线通讯装置发射至少一测试讯号；使接收组的无线通讯装置接收该测试讯号；以及分析接收组的无线通讯装置所接收的测试讯号。

采用本发明的优点在于：本发明是借助单一电波暗室来进行批次测试，电波暗室除了可避免外界的电磁干扰(electromagnetic interference；EMI)外，因其内壁是由特殊材质制成，讯号传至内壁，大部分的能量均被吸收，所以反射讯号的强度可降至最低，可避免多重路径效应造成传播讯号的不稳定，如此可较精确地测试无线通讯装置的讯号收发。本发明还运用电波暗室内的批次容器及其安装机构的特殊设计，有利于多个无线通讯装置的批次测试，提升测试效率。

附图说明

图1是现有的以电缆模式对无线通讯装置进行批次测试的方块图。

图2是本发明的批次测试系统的优选实施例立体图。

图3是电波暗室的环形批次容器的操作示意图。

图4A是批次容器利用一窗型机构置入电波暗室的示意图。

图4B是批次容器利用一抽屉型机构置入电波暗室的示意图。

图5是本发明的批次测试方法的优选实施例的动作流程图。

图6是本发明的批次测试方法的另一优选实施例的动作流程图。

具体实施方式

本节将以优选实施例，详细说明本发明的批次测试系统及方法的实施方式。图2是本发明的批次测试系统的优选实施例立体图。图中，批次测试系统20是用来测试若干个无线通讯装置，如无线网络适配卡、无线桥接器、无线电话等。批次测试系统20包含一个用来产生第一测试讯号的讯号产生装置21。为获致较佳的测试效果，讯号产生装置21可以为待测无线通讯装置的一精选样本(Golden Sample)，其特性高度符合待测装置所应遵循的技术标准及规格，因而产生的讯号品质较好且合乎测试需求。此外，还可使用一向量讯号产生器(vector signal generator)或还搭配一功率放大器(power amplifier)以作为讯号产生装置21，可适应需要产生更精确、更多样的讯号。

批次测试系统20还包含一电波暗室24，其可隔绝外部的电磁干扰，并降低讯号在其内部传播时的反射效应。电波暗室24内部设置一收发单元241，其包含一耦接至讯号产生装置21的天线或天线阵列，以便用来发射第一测试讯号。待测的无线通讯装置则接收收发单元241所发射的第一测试讯号，并发射若干个第二测试讯号至收发单元241。在图2的实施例中，电波暗室24为角锥形(pyramidal)，而收发单元241则置于角椎体的顶端，如此可比一般立方体形(cubical)的电波暗室具有更大的静音区(quiet zone)。静音区是因电波暗室24本身的特性而产生，在此区域内，由收发单元241发射的讯号，除了从收发单元241至待测装置的直接路径(即未经反射的直接路径)所传输的部分外，其余间接路径的反射讯号皆会降至最低。将待测装置放置于此静音区内，可获得较佳的测试效果。

电波暗室24内还具有一个用来承载待测装置的批次容器(batch container)242。在图2的实施例中，批次容器242是一方形容器，具有方形格状隔间，以放置待测无线通讯装置。收发单元241的天线的轴心(boresight)则保持对准此方形的批次容器242的正中央。在另一实施例中，批次容器为一环形容器，具有扇形的隔间，用来放置待测无线通讯装置，如图3所示。此时，收发单元241的天线轴心保持对准环形批次容器的圆心，或对准一扇形隔间，例如此扇形隔间的形心，待此隔间内的装置测试完毕，再旋转此环形批次容器，以将天线轴心对准下一隔间，依此方式来进行测试。

批次测试系统20还提供待测装置的安装机构的设计，如图4A与图4B所示。图4A是批次容器242利用一窗型机构置入电波暗室24的示意图。图4B则为批次容器242利用一抽屉型机构置入电波暗室24的示意图。利用前述两种安装机构，可方便快速地一次安装多个待测装置，以节省测试时间。

图2中，批次测试系统20还具有一个耦接至收发单元241的讯号监测装置22，用来分析收发单元241所接收的第二测试讯号。针对不同测试项目的需求，讯号监测装置22可采用不同的仪器设备，如向量讯号分析仪(vectorsignal analyzer)及功率计，或是频谱分析仪(spectrum analyzer)等。此外，也可使用待测通讯装置的精选样本(Gold Sample)作为讯号监测装置22。

批次测试系统20利用一控制单元25，如个人电脑或工作站(work station)，将其耦接至讯号产生装置21、讯号监测装置22及待测装置，以分别控制第一测试讯号的产生、第二测试讯号的监测及发射。控制单元25也可执行相关的分析软件，以进行测试讯号的分析。在前述使用环形批次容器的实施例中，控制单元25还可耦接至此环形批次容器，以控制其旋转幅度。批次测试系统20还运用一个耦接至控制单元25的多工器23，且讯号产生装置21与讯号监测装置22也分别经由多工器23耦接至收发单元241，如图2所示。这样，多工器23可在控制单元25的控制下，在讯号产生装置21与讯号监测装置22间做切换，或在讯号产生装置21内不同的讯号产生单元间做切换，或在讯号监测装置22内不同的讯号监测单元间做切换。

接着，要说明如何利用前述的测试系统20来实施本发明的批次测试方法。图5是本发明的批次测试方法的优选实施例的动作流程图。如图5所示，此方法包含以下步骤：

501将若干个待测无线通讯装置置于电波暗室24的批次容器242中；

502将多工器23切换至讯号产生装置21；

503使讯号产生装置21产生第一测试讯号；

504通过收发单元241发射第一测试讯号；

505通过这些待测装置接收第一测试讯号；

506利用控制单元25分析待测装置所接收的第一测试讯号；

507将多工器23切换至讯号监测装置22；

508通过这些待测装置发射若干个第二测试讯号；

509通过收发单元241接收这些第二测试讯号；以及

510利用讯号监测装置22监测收发单元241所接收的第二测试讯号。

步骤501中，可以利用图4A或图4B所示的安装机构来安装待测装置，且较佳地使批次容器242位于电波暗室24的静音区内。

步骤502至506是用来测试待测装置的接收机(receiver)。在这些步骤中，将多工器23切换至讯号产生装置21，使讯号产生装置21所产生的第一测试讯号，可在电波暗室24内通过收发单元241发射，并由待测装置的接收机接收，以进行后续的讯号分析。如前所述，此处讯号产生装置21可为向量讯号产生器或是待测装置的精选样本。

在图5的优选实施例中，步骤505是同时利用所有待测无线通讯装置，在一预先选定的频道接收该第一测试讯号。接着在步骤506中，则由控制单元25以适当方法，例如：执行讯号品质(signal quality)分析软件，个别分析每一待测装置所接收的第一测试讯号，以测得在该预定频道中，每一待测装置的最小输入功率及封包错误率(packet error rate，PER)，例如：待测装置的接收机的最小输入功率及封包错误率。在另一优选实施例中，步骤505是依序利用每一待测装置在一预定频道接收第一测试讯号。接着在步骤506中，则由控制单元25依序分析每一待测装置所接收的第一测试讯号，例如执行链接品质(link quality)分析软件，以测得在该预定频道中，每一待测装置的下链资料吞吐量(downlink throughput)，例如：待测装置的接收机的下链资料吞吐量。

步骤507至510是用来测试无线通讯装置的发射机(transmitter)。在这些步骤中，是将多工器23切换至讯号监测装置22，使待测装置的发射机所发射的第二测试讯号，在电波暗室24内通过收发单元241的天线接收后，可传送至讯号监测装置22进行后续的讯号分析。如前所述，配合不同的测试项目，讯号监测装置22会有所不同。若是测试无线通讯装置发射机的最大输出功率及误差向量大小(error vector magnitude，EVM)，则讯号监测装置22采用待测装置的一精选样本，或是向量讯号分析仪搭配一功率计。而步骤508中，由每一待测装置在一预定频道依序发射第二测试讯号。接着在步骤510中，利用前述所采用的讯号监测装置22，监测收发单元241所接收的第二测试讯号，以便依序测得在该预定频道中，每一待测装置发射机的最大输出功率及误差向量大小。此外，由步骤510还可测得每一待测装置发射机在该预定频道的上链资料吞吐量(uplink throughput)。

另一种情形是，若测试无线通讯装置发射机的中心频率(center frequency)及功率屏蔽(power mask)，则讯号监测装置22采用频谱分析仪(spectrumanalyzer)。而步骤508中，选取若干个待测装置，以便在若干个彼此不相重叠的预定频道同时发射第二测试讯号。例如，以WLAN规格的产品而言，可选取其中两个待测装置，例如：分设于第1及8频道(或第2及9频道...依此类推)发射测试讯号。这些频道因为其频率相距够远，所以在频谱上比较不会产生重叠、干扰的现象，而可同时进行测试，以提高效率。接着在步骤510中，则利用频谱分析仪，分析收发单元241所接收的第二测试讯号，以同时测得在这些不重叠的预定频道中，所选取的待测装置发射机的中心频率及功率屏蔽。

因此，通过这种批次测试的方式，我们能快速测得多个待测装置的讯号收发的相关数据，可大幅提高测试效率。更进一步地，对规格中其它未测试的频道重复进行步骤502至510，就可得知待测无线通讯装置在规格所界定的整个频谱内，其讯号收发的品质及能力。

对于无线通讯装置的上/下链资料吞吐量的测试，本发明还提供另一个批次测试方法的优选实施例，其动作流程如图6所示。在此实施例中，采取待测装置互相收发讯号的测试方式，因此只需利用图2的结构的一部份即可运作，原本测试系统20内的讯号产生装置21、讯号监测装置22、多工器23及收发单元241都不需使用。此流程包含以下步骤：

601将若干个待测无线通讯装置置于电波暗室24中；

602通过控制单元25从待测装置中选取一发射组与一接收组的待测装置；

603使发射组的待测装置发射至少一测试讯号；

604使接收组的待测装置接收该测试讯号；以及

605利用控制单元25分析接收组的待测装置所接收的测试讯号。

步骤603中，由发射组的各个待测装置同时在不相重叠的预定频道发射该测试讯号；而步骤604中，则由接收组的各个待测装置同时在这些不相重叠的预定频道接收该测试讯号。步骤605中，由控制单元25分析接收组的待测装置所接收的测试讯号，例如执行链接品质分析软件，以测得在这些不相重叠的频道中，接收组的待测装置的下链资料吞吐量以及发射组的待测装置的上链资料吞吐量。

再以WLAN规格的产品为例，可选取其中两个待测装置为发射组，另外两个待测装置为接收组，各组装置皆分设于不相互重叠的频道，例如：第1及8频道(或第2及9频道...依此类推)，以发射/接收测试讯号。如此即可测得在第1及8频道中，接收组装置的下链资料吞吐量及发射组装置的上链资料吞吐量。针对其它频道重复进行测试，则可测得待测装置于整个规格所定频域的上/下链数据吞吐量。

以上所述只是利用优选实施例来详细说明本发明，而非限制本发明的范围。任何本领域的普通技术人员依据本发明的构思进行的各种修改，均不脱离所附的权利要求的范围。

Claims (32)

1.一种用于无线通讯装置的批次测试系统，其特征在于，其至少包含：

一个用来产生一第一测试讯号的讯号产生装置、

一个设置在一个电波暗室中并耦接至该讯号产生装置用来发射该第一测试讯号的收发单元、

多个设置在该电波暗室中用来接收该收发单元发射的第一测试讯号并发射多个第二测试讯号至该收发单元的待测无线通讯装置、

一个耦接至该收发单元用来监测该收发单元所接收的这些第二测试讯号的讯号监测装置、

一个耦接至该讯号产生装置、该讯号监测装置以及这些待测无线通讯装置并用来控制该第一测试讯号的产生以及这些第二测试讯号的监测与发射的控制单元、

一个耦接至该控制单元、该讯号产生装置与该讯号监测装置并用来在该讯号产生装置与该讯号监测装置之间进行切换的多工器、以及

一个用来承载这些无线通讯装置的批次容器；

其中所述多个第二测试讯号为所述多个待测无线通讯装置中的每一待测无线通讯装置在一预定频道依序发射，或者所述多个第二测试讯号为经由所述多个待测无线通讯装置中选取两个以上的所述待测无线通讯装置以便各自在彼此不相重叠的预定频道同时发射。

2.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号产生装置包含多个讯号产生单元，且该多工器可在这些讯号产生单元之间进行切换。

3.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号监测装置包含多个讯号监测单元，且该多工器可在这些讯号监测单元之间进行切换。

4.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该批次容器为一方形容器。

5.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该批次容器为一环形容器，且其耦接至该控制单元，并由该控制单元控制其旋转幅度。

6.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该批次容器利用一窗型机构置入该电波暗室。

7.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该批次容器利用一抽屉型机构置入该电波暗室。

8.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该电波暗室为角锥形。

9.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该电波暗室为立方体形。

10.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该收发单元为一天线或天线阵列。

11.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：这些无线通讯装置置于该电波暗室的一静音区内。

12.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号产生装置为一向量讯号产生器。

13.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号产生装置为这些无线通讯装置的一精选样本。

14.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号监测装置包含一向量讯号分析仪及一功率计。

15.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号监测装置包含一频谱分析仪。

16.如权利要求1所述的批次测试系统，其特征在于：该讯号监测装置为这些无线通讯装置的一精选样本。

17.一种用于无线通讯装置的批次测试方法，其特征在于，其至少包含以下步骤：

将多个无线通讯装置置于一电波暗室内的一批次容器中；

产生一第一测试讯号；

使一收发单元发射该第一测试讯号；

使这些无线通讯装置接收该第一测试讯号；

分析这些无线通讯装置所接收的该第一测试讯号；

使这些无线通讯装置发射多个第二测试讯号，其中所述多个第二测试讯号为所述多个无线通讯装置中的每一无线通讯装置在一预定频道依序发射，或者所述多个第二测试讯号为经由所述多个无线通讯装置中选取两个以上的所述无线通讯装置，以便各自在彼此不相重叠的预定频道同时发射；

使该收发单元接收所述多个第二测试讯号；以及

监测该收发单元所接收的所述多个第二测试讯号；

其中该收发单元在发射该第一测试讯号与接收所述多个第二测试讯号之前由一多工器进行切换。

18.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：该电波暗室为角锥形。

19.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：这些无线通讯装置置于该电波暗室的一静音区内。

20.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：该第一测试讯号由这些无线通讯装置的一精选样本所产生。

21.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：该第一测试讯号由一向量讯号产生器所产生。

22.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：这些无线通讯装置在一预定频道接收该第一测试讯号。

23.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：监测这些第二测试讯号的步骤中，是利用这些无线通讯装置的一精选样本进行监测。

24.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：监测这些第二测试讯号的步骤中，是利用一向量讯号分析仪及一功率计进行监测。

25.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：在监测依序发射的所述多个第二测试讯号的步骤中，包含分析每一这些无线通讯装置在该预定频道的最大输出功率及误差向量大小。

26.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：监测这些第二测试讯号的步骤是利用一频谱分析仪进行。

27.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：在监测同时发射的所述多个第二测试讯号的步骤中，包含分析每一被选取的这些无线通讯装置所对应的这些预定频道的中心频率及功率屏蔽。

28.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：接收该第一测试讯号的步骤，包含依序利用每一个这些无线通讯装置在一预定频道接收该第一测试讯号。

29.如权利要求28所述的批次测试方法，其特征在于：分析该第一测试讯号的步骤，包含分析每一个这些无线通讯装置在该预定频道的下链资料吞吐量。

30.如权利要求17所述的批次测试方法，其特征在于：在监测依序发射的所述多个第二测试讯号的步骤中，包含分析每一这些无线通讯装置在该预定频道的上链资料吞吐量。

31.一种用于无线通讯装置的批次测试方法，其特征在于，其至少包含以下步骤：

将多个无线通讯装置置于一电波暗室的批次容器中；

从这些无线通讯装置中选取一发射组与一接收组的无线通讯装置；

使该发射组的无线通讯装置发射多个测试讯号，其中发射多个测试讯号的步骤为该发射组的多个待测无线通讯装置在多个彼此不相重叠的预定频道同时发射所述多个测试讯号；

使该接收组的无线通讯装置接收所述多个测试讯号，其中接收所述多个测试讯号的步骤为该接收组的多个待测无线通讯装置同时在所述多个不相重叠的预定频道接收所述多个测试讯号；以及

分析该接收组的多个待测无线通讯装置所接收的所述多个测试讯号。

32.如权利要求31所述的批次测试方法，其特征在于：该分析步骤包含分析该接收组的无线通讯装置的下链资料吞吐量，以及分析该发射组的无线通讯装置的上链资料吞吐量。

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