CN1845477B - 一种测试实际环境中功率容量的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试实际环境中功率容量的方法，以解决现有技术存在用于测试的功率信号不能使系统满负荷工作，从而导致测试有效性不高的问题。方法包括步骤：A、在功率容量测试系统中的测试信号产生模块中预置测试信号生成函数；B、测试信号产生模块调用该函数，并根据该函数生成测试信号，该测试信号满足系统功率容量的测试要求，系统中的判断选择模块关闭判断选择模块与所述系统中的基带处理模块之间的信号通道，并选通判断选择模块与测试信号产生模块之间的测试信号；C、系统中的无线功率发射设备发射所述测试信号，并根据系统前端以空气为介质的系统部件是否发生空气击穿现象，判断无线功率发射设备在实际环境中能否正常工作。

Description

一种测试实际环境中功率容量的系统及其方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种测试实际环境中功率容量的系统及其方法。

背景技术

对于无线基站或直放站等无线功率发射设备，由于其应用环境包括温度、气压、匹配情况、使用信号调制形式等因素的不同，系统内以空气作为介质的腔体滤波器等部件(如无线基站中的腔体双工器)所能承受的输入功率相应不同。在特定使用环境和条件下，其输入功率超过某一功率限值时，空气介质会因功率过大而发生空气被击穿而放电的现象。所说的功率容量，就是在这一特定使用环境和条件下，不会发生空气击穿现象的最大输入功率。所述的功率容量即是一项电气性能指标又是一项安全性指标，对于无线基站是否能正常工作至关重要，所以有必要有效检验这一参数。

目前，在无线基站或直放站等设备的射频前端，一般都配置有以空气为介质的腔体滤波器(如双工器)，对输入到天线的射频信号进行滤波。而以空气为介质的腔体滤波器的功率容量是一组相关量，其随使用环境和条件变化而不同，因此功率容量随气压降低而降低，在高海拨处的基站更容易发生腔体内空气介质在大功率场强作用下，出现空气击穿放电现象。

参照如图1所示的现有功率发射系统组网图，目前测试腔体功率容量的方法有以下几种：

方法一：模块级测试方法，即在生产环境对模块的功率容量进行检验。但是生产环境的检验和控制可能出现漏检现象，或者采用的是抽检方式，所以不能100％保证设备在实际环境下的安全可靠性；而且，生产环境的检验标准比实地环境宽松，这样在实际环境中运行时，可能会出现系统功率容量余量偏小，造成部分设备不能按预想设计正常工作。

方法二：在无线发射设备安装好后，使设备开始工作，之后再测试业务指标是否正常，即以实际应用来检验是否正常。但是系统工作后，工作信号的功率峰值和峰值出现概率，往往低于系统满负荷工作时的功率峰值和峰值出现概率，从而不能保证后期使用中不出问题。

方法三：在基站及直放站在实际环境中安装成功后，开通基站或直放站类无线发射设备的前向功率信号，将功率峰值加到最大，检查是否存在空气介质部件的空气功率击穿现象。但是以实际工作信号为测试信号，即使实际工作信号输出达到最大，其功率峰值分布也可能不集中，难以在量的积累上实现有效检测，例如：CDMA信号的峰值出现概率＜0.01％；而且，实际工作信号一般受功放输出能力的限制，而功放的输出能力在实际工作时通常不是最高，因此达不到提高测试功率容量有效性的目的。

发明内容

本发明提供一种测试实际环境中功率容量的方法，以解决现有技术存在用于测试的功率信号不能使系统满负荷工作，从而导致测试有效性不高的问题.

本发明还提供了一种功率容量测试系统，以解决现有技术存在目前系统无法生成可满足功率容量测试需要的测试信号的问题。

本发明采用一种测试实地功率容量的方法，包括下列步骤：

A、在功率容量测试系统中的测试信号产生模块中预置测试信号生成函数；

B、所述系统启动后，所述测试信号产生模块调用所述函数，并根据该函数生成测试信号，所述测试信号满足系统功率容量的测试要求，所述系统中的判断选择模块关闭所述判断选择模块与所述系统中的基带处理模块之间的信号通道，并选通所述判断选择模块与所述测试信号产生模块之间的测试信号；C、所述系统中的无线功率发射设备发射所述测试信号，并根据系统前端以空气为介质的系统部件是否发生空气击穿现象，来判断无线功率发射设备在实际环境中能否正常工作。

所述步骤C之后还包括：系统自动关闭或触发关闭所触发的预置功率测试信号，结束测试。

所述函数中包含控制参数，用以控制产生的测试信号的特征。所述控制参数为频点、幅度、持续时间，以及模式。

所述测试信号的功率峰值大于工作信号的功率峰值。

所述测试信号的功率峰值出现概率大于工作信号的功率峰值出现概率。

所述测试信号的频率覆盖要求测试的频率范围。所述测试信号的频率至少覆盖工作频率的两个边频频率。

所述测试信号生成后，将持续发射，直至测试结束。

步骤B中所述的系统启动后调用所述函数是通过软件触发，或者硬件触发来实现。

所述测试信号的波形是未被调制的连续波、已被调制的连续波、非连续波，或者自定义的波形。

本发明采用一种功率容量测试系统，包括：控制操作模块，用于触发和终止功率容量测试工作；基带处理模块，其受所述控制操作模块控制，以及对接收到的正常工作信号进行基带处理；数模转换及变频模块，用于对接收到的信号进行数模转换和变频；以空气为介质的部件，其接收数模转换和变频后的信号；并在发射该信号时，用于观察是否发生空气击穿现象；

所述系统还包括：判断选择模块，其连接于所述基带处理模块与数模转换及变频模块之间，并受所述控制操作模块控制，用于根据所述控制操作模块发来的控制命令选通输出信号；测试信号产生模块，其受所述控制操作模块控制，用于存储测试信号产生函数，以及根据该函数产生测试信号，并将所述测试信号提供给所述判断选择模块。

本发明有益效果：本发明通过在系统中添加了测试信号生成模块，以及判断选择模块，使系统可生成满足功率容量测试要求的测试信号，并选通该信号对系统功率容量进行测试。

本发明方法通过在系统中预置测试信号生成函数，利用该函数生成测试信号，并通过调节该函数的控制参数进而调节测试信号的特征，使所述测试信号可满足系统功率容量测试要求.所述测试信号生成后，系统触发关闭正常工作信号通道，开启所述测试信号的信号通道，使系统以测试信号为发射信号进行发射.系统在一定的工作时长内持续发射所述测试信号，在这一时间段内观察是否出现空气击穿现象，来判断在当前测试信号的特征参数所决定的输出功率下，该设备在实际环境中能否正常工作.

附图说明

图1为现有技术的功率发射系统组网图；

图2为本发明的功率发射系统组网图；

图3为本发明方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使现有的无线信号发射系统可生成满足功率容量测试需要的测试信号，并可选择发射所述的测试信号，本发明在系统中添加了判断选择模块和测试信号产生模块。如图2所示，本发明系统包括：

外部操作平台，用于下发调用命令。

控制操作模块，其接收所述外部操作平台发来的调用命令，并据此触发所述测试信号的生成；下发选通命令来选择允许发射的信号；以及在获得测试结果后，下发终止测试命令，关闭所述测试信号，终止功率容量测试工作。

基带处理模块，其受所述控制操作模块控制，以及对接收到的正常工作信号进行基带处理。

测试信号产生模块，其内预先存储了测试信号产生函数，在收到所述控制操作模块的生成信号命令时，则根据所述函数生成测试信号。

判断选择模块，其接收所述基带处理模块发来的基带处理后的正常工作信号，以及接收所述测试信号产生模块发来的测试信号。所述判断选择模块根据所述控制操作模块下发的选通命令，来选择上述正常工作信号和测试信号中的哪个信号被传输到系统前端。

数模转换及变频模块，其接收所述判断选择模块选通的一路信号，用于对接收到的信号进行数模转换和变频。

以空气为介质的部件，其接收数模转换和变频后的信号；并在发射该信号时，用于观察是否发生空气击穿现象。

发射天线，其与所述以空气为介质的部件相连，用于发射信号。

为了在实地应用环境中评估基站或直放站在以最大功率输出时，是否会使以空气为介质的腔体滤波器等系统前端部件发生空气功率击穿的现象，有必要以基站或直放站可能达到的最大输出功率，甚至以更高的测试功率来对系统进行测试，用以验证功率容量安全特性。为此本发明利用上述系统，提供一种测试实际环境中系统功率容量的方法，从图3可见，该方法应用于CDMA系统中，包括以下具体步骤：

S1、在对系统的功率容量测试之前，先在该系统的测试信号产生模块中设置专门用于产生功率容量测试信号的函数。该函数中包含控制参数，所述控制参数用来控制产生的功率容量测试信号的特征，通过调整所述的控制参数来满足系统功率容量的测试要求。所述控制参数例如：频点、幅度、持续时间、模式等。

通过调整所述控制参数，使所述测试信号满足下述三个条件，进而达到系统功率容量测试要求.

条件一：所述测试信号的峰值功率大于工作信号的峰值功率。

根据BTS的射频功率工作特性，CDMA系统的工作信号是一非等幅信号，所述工作信号的瞬时功率是根据当前用户数量不同，而时刻不同的。所以其具有较高的峰值功率与平均功率比。根据对系统实际情况的分析，并加上保险系数，可得到系统中以空气为介质的双工器的最大峰值功率，假设该值为250W，而平均功率远远小于该值。为了保证系统在实际运行中的安全可靠性，应以250W为测试标准，甚至更高的功率值，对BTS的功率容量进行测试。但如前面所述，工作信号的瞬时功率是根据当前用户数量不同，而时刻不同的。所以以工作信号作为测试信号难以实现有效测试。因此本发明方法在系统中预置一专门用于测试系统功率容量的功率测试信号，而且通过信号参数的调整，使其峰值功率大于工作信号的峰值功率(250W)，这样在实际测试时可保证测试信号的峰值功率不小于250W。

条件二：所述测试信号的峰值功率出现概率要大于工作信号的峰值功率出现概率。使预置功率测试信号的测试条件比以工作信号作为测试信号的测试条件更加严格。例如：测试信号的峰值功率出现概率为0.5％到1.0％。

条件三：所述测试信号的频率覆盖要求测试的频率范围。

所述要求测试的频率范围由BTS制造商和运营商决定。通常所述测试信号的频率至少覆盖工作频率的两个边频频率。

S2、在为系统设置了所述函数之后，开始测试工作。参照图2，系统启动后，通过外部操作平台向控制操作模块下发携带有调用参数的命令；控制操作模块将所述命令转发到所述测试信号产生模块。所述测试信号产生模块根据命令中携带的调用参数来调用预先设置的相应函数。所述测试信号产生模块利用被调用的函数生成所述测试信号。本步骤也可用硬件设备触发替代外部操作平台的软件触发，来调用对应的函数，并生成测试信号。

S3、在所述控制操作模块向所述测试信号产生模块下发命令的同时，所述控制操作模块向系统中的判断选择模块下发选通命令，告知其关闭其与系统中基带处理模块之间的信号通道，选通其与所述测试信号产生模块之间的测试信号。本步骤也可用硬件设备触发替代外部操作平台的软件触发，使所述判断选择模块选通测试信号的信号通道。

通过上述3个步骤的实施，使生成的测试信号通过所述判断选择模块，被传输到系统前端。

S4、无线功率发射设备发射所述功率容量测试信号后，观察系统前端以空气为介质的系统部件是否发生空气击穿现象，来判断在当前环境下，该BTS能否以当前输出功率正常工作。由于BTS在实际运行中，需要长时间持续工作。所以为了保证功率容量测试的有效性，则使所述BTS保持当前输出功率，持续运行一段时长。

若未发生所述的空气击穿现象，则表明该BTS能以当前输出功率正常工作；若发生了所述的空气击穿现象，则表明该BTS不能以当前输出功率正常工作，即表明该BTS在当前环境下以其最大功率容量工作存在不可靠性。

通过上述测试就可以判断出系统在当前环境下以最大功率容量工作的稳定性和安全性。

S5、当测试完毕后，所述的功率容量测试信号可通过系统内设置的定时器自动关闭，或者通过外部操作平台软件触发关闭，或者通过硬件设备触发关闭.触发控制关闭.至此完成测试工作.

本例可采用脉冲调制连续波功率测试信号，也可以采用改良的脉冲调制连续波波形信号，作为测试信号。脉冲调制连续波信号因其上升沿和下降沿会形成明显的频谱扩散，所以为了减少测试信号的频谱扩散，可以平滑处理脉冲信号的上升沿和下降沿；或者通过对脉冲调制后的预置功率容量测试信号进行带限滤波实现；或者采用如根升余弦等波形来调制连续波，均可达到收缩预置功率容量测试波形信号频谱扩散的目的。

综上所述，只要不再采用系统工作信号作为测试信号，而是采用预置信号作为测试信号的实施方法都应在本发明的保护范围之内。

采用本发明方法，可以根据不同的实际情况，在系统内预置不同的测试信号，使测试更加准确、有效，保证系统在其实际工作地点的工作安全性和可靠性。

Claims (13)

1.一种功率容量测试系统，包括：

控制操作模块，用于触发和终止功率容量测试工作；

基带处理模块，其受所述控制操作模块控制，以及对接收到的正常工作信号进行基带处理；

数模转换及变频模块，用于对接收到的信号进行数模转换和变频；

以空气为介质的部件，其接收数模转换和变频后的信号；并在发射该信号时，用于观察是否发生空气击穿现象；

其特征在于，所述系统还包括：

判断选择模块，其连接于所述基带处理模块与数模转换及变频模块之间，并受所述控制操作模块控制，用于根据所述控制操作模块发来的控制命令选通输出信号；

测试信号产生模块，其受所述控制操作模块控制，用于存储测试信号产生函数，以及根据该函数产生测试信号，并将所述测试信号提供给所述判断选择模块。

2.一种测试实地功率容量的方法，包括下列步骤：

A、在功率容量测试系统中的测试信号产生模块中预置测试信号生成函数；

B、所述系统启动后，所述测试信号产生模块调用所述函数，并根据该函数生成测试信号，所述测试信号满足系统功率容量的测试要求，所述系统中的判断选择模块关闭所述判断选择模块与所述系统中的基带处理模块之间的信号通道，并选通所述判断选择模块与所述测试信号产生模块之间的测试信号；

C、所述系统中的无线功率发射设备发射所述测试信号，并根据系统前端以空气为介质的系统部件是否发生空气击穿现象，来判断无线功率发射设备在实际环境中能否正常工作。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括：系统自动关闭或触发关闭所触发的预置功率测试信号，结束测试。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述函数中包含控制参数，用以控制产生的测试信号的特征。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制参数为频点、幅度、持续时间，以及模式。

6.如权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，所述测试信号的功率峰值大于工作信号的功率峰值。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述测试信号的功率峰值出现概率大于工作信号的功率峰值出现概率。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测试信号的频率覆盖要求测试的频率范围。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测试信号的频率至少覆盖工作频率的两个边频频率。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述测试信号生成后，将持续发射，直至测试结束。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤B中所述的系统启动后调用所述函数是通过软件触发，或者硬件触发来实现。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述测试信号的波形是未被调制的连续波、已被调制的连续波、非连续波，或者自定义的波形。

13.如权利要求3至5任一项所述的方法，其特征在于，所述系统自动关闭测试信号是通过系统内预置的定时器来实现；

所述触发关闭测试信号是通过软件触发，或者硬件触发来实现。

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