CN1909427B - 一种基站上行同步测试方法及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于测试基站上行同步的测试方法及测试装置。该测试装置包括射频模块、基带模块、电源模块、人机接口模块、控制模块、数据处理模块；其中，所述控制模块协调测试装置内各个模块相互工作，处理被测基站的空中接口协议，所述数据处理模块完成数据记录、数据处理；控制模块从所述基带模块中读取来自于基站的上行同步偏移调整信息，将同步偏移调整值传递到所述数据处理模块，由数据处理模块记录、并进行后续的数据分析；同时，控制模块从数据处理模块读取输入的测试参数，用于控制测试装置上行信号的发送；使用本发明的测试方法和测试装置，能缩短测试时间、提高测试可靠性、降低测试成本、测试装置使用方便。

Description

一种基站上行同步测试方法及测试装置 

技术领域

本发明涉及一种用于测试上行同步的测试方法及测试装置，更确切的说，是涉及一种能检测被测基站是否具备实现CDMA上行同步能力及其性能的测试方法及测试装置。 

背景技术

目前移动通信是以CDMA技术为主的通信系统，CDMA通信系统有着很多优点，如抗干扰性能好、抗多径衰落能力强、系统容量大、频率利用率高，等等。要实现CDMA这些优点，有一个重要的问题需要解决，就是自干扰问题。CDMA的下行一般对用户而言是同步的，由于正交性下行的干扰大大降低。就上行是否要求同步而言，现有的CDMA通信系统一般分为异步CDMA通信系统，如CDMA2000，WCDMA；另外一种就是同步CDMA通信系统，如TD-SCDMA，SCDMA。如果能实现上行信号的同步，使得各个用户的信号同时到达基站接收机，这将会极大降低多址干扰，增加系统容量，提升系统性能。 

因此同步CDMA上行同步的实现是区别于异步CDMA通信系统的最大特征。随着CDMA通信产业的发展，面对着巨大的市场潜力，同时也面临着竞争的压力，同步CDMA通信系统的各个环节，都必须得到完善、成熟。特别是在上行同步测试领域，一直没有这方面的专用测试设备对基站的上行同步情况进行测试和分析。因此，目前需要提出一种测试基站上行同步的专用测试仪器，来检测基站上行信号的同步状态及性能，这将有利用同步CDMA通信系统产业化发展。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于测量基站上行同步的方法 及测试装置，利用本发明测试装置能按照预先设定的时间参数值，发射上行同步信号；接收被测基站对于上行同步做出的反应动作；对监测到的基站信号进行记录、分析；能够根据收到的基站调整指令调整发射信号的时间；能够分析判定基站的上行同步能力。 

本发明的发明目的可以由下述测试方法及测试装置来实现。 

本发明提出一种用于测试基站上行同步的测试方法，包括以下步骤： 

A.设置测试参数； 

B.测试装置根据测试参数，按参数要求在指定的时间发送上行信号； 

C.测试装置根据收到的基站下行信号中的上行同步偏移调整时间的指令，记录基站所要求调整的时间偏移量； 

D.测试执行完毕后进入步骤E，否则，执行步骤B； 

E.对被测基站上行同步进行判断；进一步包括： 

E1.所述数据处理模块进行数据处理，包括，将测试参数ΔSi映射到ΔSi’，对数据进行分析； 

E2.依据系统同步系数ε对基站的同步情况进行判断，当ε＜＝Φ，表示基站能实现上行同步，否则判定基站不能实现上行同步；其中， 

ε＝(|ΔS1’+SS1|+|ΔSi’+SSi|+...+|ΔSn’+SSn|)/n 

ΔSi：时间偏移量，表示测试装置发送上行信号的时间偏移量； 

i表示自然数，i＝1，2，......，n； 

ΔSi’：表示测试装置以ΔSi时间偏移量发射上行信号时，上行信号相对于被测基站基准上行同步时刻的偏移量； 

SSi：上行同步偏移调整时间； 

Φ：协议规定的系统上行同步精度。 

所述的步骤B，包括：控制模块从数据处理模块读取测试参数，控制基带模块、射频模块，在测试参数规定的时刻发射上行信号；其中基带模块调制上行信号并送入射模模块，射频模块发射基带模块送入的上行信号。 

所述的步骤C，进一步包括： 

C1.所述射频模块接收下行信号，送入所述基带模块； 

C2.基带模块解调射频模块送入的下行信号，并根据被测基站的空中接口协议对信号进行处理得到上行同步偏移调整时间送入所述控制模块； 

C3.控制模块将对应测试参数的基站所要求调整的时间偏移量写入所述数据处理模块。 

人机界面模块对基站上行同步的判断结果进行显示； 

所述的测试参数，由数据处理模块产生或由人机界面模块输入数据处理模块。 

所述控制模块，判断测试是否执行完毕。 

本发明还提出一种用于测试基站上行同步的测试装置，包括： 

射频模块：射频模块主要负责空中射频信号与基带信号之间的传输和转换，并进行相应的发射功率和接收增益控制； 

基带模块：基带模块主要完成射频信号与模拟基带信号、模拟基带信号与数字基带信号之间的接口转换，完成数字基带信号处理，实现基站信号的同步、调制与解调； 

电源模块：对各模块供电； 

其特征在于，还包括控制模块、数据处理模块；所述控制模块协调测试装置内各个模块相互工作，处理被测基站的空中接口协议，所述数据处理模块完成数据记录、数据处理；控制模块从所述基带模块中读取来自于基站的上行同步偏移调整信息，将上行同步偏移调整时间传递到所述数据处理模块，由数据处理模块记录；同时，控制模块从数据处理模块读取测试参数，用于控制测试装置上行信号的发送时间； 

进一步的，所述数据处理模块将测试参数ΔSi映射到ΔSi’，对数据进行分析；并依据系统同步系数ε对基站的同步情况进行判断，当ε＜＝Φ，表示基站能实现上行同步，否则判定基站不能实现上行同步；其中， 

ε＝(|ΔS1’+SS1|+...+|ΔSi’+SSi|+...+|ΔSn’+SSn|)/n 

ΔSi：时间偏移量，表示测试装置发送上行信号的时间偏移量； 

i表示自然数，i＝1，2，......，n； 

ΔSi’：表示测试装置以ΔSi时间偏移量发射上行信号时，上行信号 相对于被测基站基准上行同步时刻的偏移量； 

SSi：上行同步偏移调整时间； 

Φ：协议规定的系统上行同步精度。 

所述控制模块控制基带模块、射频模块，在测试参数规定的时刻，测试装置发射上行信号。 

所述射频模块还接收下行信号，送入所述基带模块；基带模块解调射频模块送入的下行信号，并根据被测基站的空中接口协议对信号进行处理得到上行同步偏移调整时间送入所述控制模块； 

所述射频模块包括：收发转换开关、收信机、发信机；所述的控制模块控制收发转换开关使所述射频模块通过收信机接收下行信号；使所述射 频模块通过发信机发送上行信号。 

所述的测试装置还包括人机界面模块；通过人机界面模块将所述测试参数输入所述数据处理模块中，并可通过接口将数据送至人机界面模块显示。 

所述的人机界面模块，可以是计算机，利用所述计算机上的测试软件完成人机交互、参数设置、运算处理等；可以是移动终端的人机界面模块。 

所述的数据处理模块中的测试参数，通过接口从所述人机界面模块输入，或由数据处理模块在本地产生。 

本发明的测试方法和测试装置，使用方便、能缩短测试时间：测试过程中操作人员不用再多次调整测试设备和做测试记录，而是随时输入参数或按照预先定义的参数直接由测试软件来完成，测试记录自动记录，操作便捷的同时大大减轻了劳动力度。 

提高测试的可靠性：测试原理正确、清晰明了，测试记录自动记录，减少了直接由人眼观察引起的误差。 

降低测试成本：利用集成的设备来完成测试功能，节约了成本，降低了测试环境配置的复杂度。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。 

图1测试连接图； 

图2测试装置原理框架图； 

图3测试控制流程图； 

图4ΔSi的映射图。 

具体实施方式

下面参照附图，说明在CDMA系统中，通过本方法实现CDMA基站上行同步的测试方法及测试装置。 

测试连接图如图1所示： 

测试装置原理框图如图2所示，各个模块的功能及作用关系如下所述： 

射频模块RF： 

测试装置的射频单元主要由收信机(Receiver)、发信机(Transmitter)组成，可工作在规定频段内的任意频点上。射频单元主要负责空中射频信号与基带信号之间的传输和转换，射频单元把经基带滤波的信号向上转换为适宜于空中无线传播、具有更高频率和更高功率的RF信号，并从天线端口发送出去；或把从天线端口接收到的RF信号向下转换为适宜于基带处理和控制的基带数字信号，并进行相应的发射功率和接收增益控制。 

基带模块BB： 

基带模块主要完成射频信号与模拟基带信号、模拟基带信号与数字基带信号之间的接口转换；负责完成整个数字基带信号处理，包括实现基站信号的同步、调制与解调，根据被测系统的协议恢复无线信号所承载的协议数据，根据CU的指令发送上行信号，向CU传送基站对上行信号的发射时间的调整量。 

控制模块CU： 

控制模块CU是测试装置内协调各个模块相互工作的模块，处理被测基站的空中接口协议，控制模块CU从基带模块BB中读取来自于基站的上行同步调整信息——上行同步偏移调整时间的指令，将同步偏移调整SSi值传递到数据处理模块DB，由数据处理模块DB记录、并进行后续的数据分析。同时，控制模块CU从数据处理模块DB读取测试参数，用于 控制测试装置上行信号的发送时间。 

数据处理模块DB： 

测试装置内部的数据记录、数据处理，在数据处理模块DB完成。基站发来的上行同步偏移调整SSi值，在基带模块BB中解调出来后，经过控制模块CU传送到数据处理模块DB，在数据处理模块DB中记录；通过接口a(MMI与DB之间的接口)，可以将数据送至人机界面显示。从人机界面输入的测试参数，通过接口a，送到数据处理模块DB保存；测试执行的时候，由控制模块CU从数据处理模块DB读取测试参数，对信号的发送进行控制。数据处理模块DB对记录下的上行同步偏移调整SS值、测试参数等数据进行分析。 

人机界面模块MMI： 

测试装置的人机接口界面模块，输入测试参数、输出测试结果等。 

电源模块PM： 

是整个测试装置的供电部分，包括对各个模块的供电。 

测试控制流程图如图3所示，包括： 

步骤一：测试装置初始化： 

测试装置开机上电，通过天线接收被测基站发来的信号，并同步在被测基站上。 

步骤二：DB得到测试参数，可通过DB本地产生或MMI输入测试参数： 

输入的测试参数为ΔSi(下标i为自然数，ΔSi为一集合，下文的n为一定值，表示i中的最大值，即1＝＜i＝＜n)，ΔSi表示时间偏移量，即：是测试装置发送上行信号的时间偏移量。 

步骤三：控制模块CU从数据处理模块DB读取测试参数，控制基带模块BB、射频模块RF，在测试参数规定的时刻发射上行同步信号： 

测试开始后，在即将发送上行信号的发射时刻，由CU控制测试装置偏离发射时刻ΔS1发射上行信号，使上行信号产生ΔS1的偏移量；第二次发送上行信号的时候，CU控制测试装置使上行信号产生ΔS2的偏移；第三次发送上行信号的时候，CU控制测试装置使上行信号产生ΔS3时刻 的偏移；...，第n次发送上行信号的时候，CU控制测试装置使上行信号产生ΔSn的偏移量。 

被测基站接收到上行信号，计算时间偏移量，将上行同步偏移调整时间指令发给测试装置： 

每次测试装置发射上行信号，基站会反馈回上行同步偏移调整指令SSi，第一次反馈的同步调整值为SS1，第二次反馈为SS2，...，第n次反馈为SSn。 

步骤四：测试装置RF模块接收基站反馈的上行信号的同步偏移信息送入基带模块BB： 

BB根据被测基站的空口接口协议对信号进行处理解调出基站要求的上行同步调整指令SSi，送给CU： 

CU将对应的ΔSi与SSi记录在DB中。 

记录如下： 

左边一列表示测试装置发射信号的时间偏移量，右边一列表示基站收到该上行信号后反馈回的上行同步调整指令。 

步骤五：测试参数执行完毕后执行步骤六；否则，循环执行上述步骤三： 

步骤六：上行同步判定： 

ΔSi时间偏移量可以根据不同的参考点来定义，是测试装置发送上行信号的时间偏移量。以ΔS ’表示测试装置以ΔSi时间偏移量发射上行信号时，上行信号相对于基站基准上行同步点的偏移量。测试装置以ΔS1时间偏移量发射上行信号时，以ΔS1’表示上行信号相对于基站基准上行同步点的偏移量，ΔS2’表示以ΔS2时间偏移量发射上行信号相对于基 站基准上行同步时刻的偏移量，...，ΔSn’表示以ΔSn时间偏移量发射上行信号相对于基站基准上行同步时刻的偏移量；则有图4所述的映射关系： 

f：表示以ΔSi时间偏移量发送上行信号，相对于基站基准上行同步时刻的偏移量为ΔSi’的映射。ΔSi时间偏移量的参考点不同，映射f也会发生变化，但是总存在映射到ΔSi’的映射法则f。(例如实施例中给出一些例子) 

将ΔSi映射到ΔSi’，对数据进行分析。在DB中记录的值，经过映射，有以下关系： 

令 

ε＝(|ΔS1′+SS1|+|ΔS2′+SS2|+...+|ΔSn′+SSn|)/n 

如果协议规定的系统上行同步精度为Φ， 

当ε＜＝Φ，表示基站能实现上行同步，否则判定基站不能实现上行同步。 

步骤七：MMI显示测试结果： 

根据不同的测试目的，输出客观的测试结果。 

根据以上本发明的测试装置，在具体实现过程中，可以有多种不同的实现方式： 

1.测试装置作为一个完整的测试平台，直接操作，完成测试。 

例如：同步CDMA通信系统SCDMA已经商用，有着巨大的市场潜力。同步CDMA通信系统SCDMA产业设备的各个环节，都必须得到完善、成熟。在SCDMA系统中作为SCDMA基站上行同步性能的测试仪表，根据本发明提出的方法，结合SCDMA终端的通信协议和实现方法设计测试装置，选择合 适的测试参数ΔSi，就能用来对基站的上行同步进行测试，并且利用现有的设备，节约了成本。 

SCDMA通信系统中，测试装置相对上次发射时刻经过一个发射周期后的这一时刻作为ΔSi的参考点。例如：输入系列测试参数ΔSi，测试运行，DB中记录以下数据，进行映射分析和同步判断如下： 

根据映射法则f，有： 

将ΔSi’、SS值代入下式(n为9)： 

ε＝(|ΔS1′+SS1|+|ΔS2′+SS2|+...+|ΔSn′+SSn |)/n 

ε＝0，即完全没有误差的理想同步情况。 

如果某通信系统的上行调整偏移量以基站基准时间为参考点，即有ΔSi’＝ΔSi，利用： 

ε＝(|ΔS1+SS1|+|ΔS2+SS2|+...+|ΔSn+SSn|)/n是否有ε＜＝Φ，就可以判定基站的同步能力。 

同样，利用本发明的技术方案，根据特定的通信协议选择合理的测试参数，就能测试其它通信系统基站的上行同步性能。 

2.将测试控制软件加载在PC机上，通过PC机控制测试装置，完成测试。 

通过a接口，连接PC机，利用PC机控制测试装置，可以完成了人机交互、参数设置、运算处理及测试等功能，通过PC机与测试装置的通信协议达成了软件与硬件的充分结合。 

3.测试装置是其他仪表的一部分 

测试装置可以作为其它仪表的一个功能模块，集成到其它仪表中，也能完成通信系统基站的上行同步性能的测试。 

由以上可知，使用本发明的测试方法和测试装置，能缩短测试时间、提高测试可靠性、降低测试成本、测试装置使用方便。 

仅是出于进行说明和描述本发明的目的，给出了以上SCDMA系统的实例。但是，可以理解，本发明的方法也适用于其他CDMA系统。本领域普通技术人员可以在本发明的主旨和范围之内对具体实施方式进行修改而不背离本发明。 

Claims (15)

1.一种用于测试基站上行同步的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.设置测试参数；

B.测试装置根据测试参数，按参数要求在指定的时间发送上行信号；

C.测试装置根据收到的基站下行信号中的上行同步偏移调整时间的指令，记录基站所要求调整的时间偏移量；

D.测试执行完毕后进入步骤E，否则，执行步骤B；

E.对被测基站上行同步进行判断；

所述的步骤E进一步包括：

E1.数据处理模块进行数据处理，包括，将测试参数ΔSi映射到ΔSi’，对数据进行分析；

E2.依据系统同步系数ε对基站的同步情况进行判断，当ε＜＝Φ，表示基站能实现上行同步，否则判定基站不能实现上行同步；其中，

ε＝(|ΔS1’+SS1|+|ΔSi’+SSi|+…+|ΔSn’+SSn|)/n

ΔSi：时间偏移量，表示测试装置发送上行信号的时间偏移量；

i表示自然数，i＝1，2，……，n；

ΔSi’：表示测试装置以ΔSi时间偏移量发射上行信号时，上行信号相对于被测基站基准上行同步时刻的偏移量；

SSi：上行同步偏移调整时间；

Φ：协议规定的系统上行同步精度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤B，包括：控制模块从数据处理模块读取测试参数，控制基带模块、射频模块，在测试参数规定的时刻发射上行信号，其中基带模块调制上行信号并送入射频模块，射频模块发射基带模块送入的上行信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤C，进一步包括：

C1.所述射频模块接收下行信号，送入所述基带模块；

C2.基带模块解调射频模块送入的下行信号，并根据被测基站的空中接口协议对信号进行处理得到上行同步偏移调整时间送入所述控制模块；

C3.控制模块将对应测试参数的基站所要求调整的时间偏移量写入所述数据处理模块。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由人机界面模块对基站上行同步的判断结果进行显示。

5.如权利要求1、4之一所述的方法，其特征在于，所述的测试参数由数据处理模块产生。

6.如权利要求1、4之一所述的方法，其特征在于，所述的测试参数由人机界面模块输入数据处理模块。

7.如权利要求1、4之一所述的方法，其特征在于，所述的步骤D，由控制模块判断测试是否执行完毕。

8.一种用于测试基站上行同步的测试装置，包括：

射频模块：射频模块负责空中射频信号与基带信号之间的传输和转换，并进行相应的发射功率和接收增益控制；

基带模块：基带模块完成射频信号与模拟基带信号、模拟基带信号与数字基带信号之间的接口转换，完成数字基带信号处理，实现基站信号的同步、调制与解调；

电源模块：对各模块供电；

其特征在于，还包括控制模块、数据处理模块；所述控制模块协调测试装置内各个模块相互工作，处理被测基站的空中接口协议，所述数据处理模块完成数据记录、数据处理；控制模块从所述基带模块中读取来自于基站的上行同步偏移调整信息，将上行同步偏移调整时间传递到所述数据处理模块，由数据处理模块记录；同时，控制模块从数据处理模块读取测试参数，用于控制测试装置上行信号的发送时间；

进一步的，所述数据处理模块将测试参数ΔSi映射到ΔSi’，对数据进行分析；并依据系统同步系数ε对基站的同步情况进行判断，当ε＜＝Φ，表示基站能实现上行同步，否则判定基站不能实现上行同步；其中，

ε＝(|ΔS1’+SS1|+…+|ΔSi’+SSi|+…+|ΔSn’+SSn|)/n

ΔSi：时间偏移量，表示测试装置发送上行信号的时间偏移量；

i表示自然数，i＝1，2，……，n；

ΔSi’：表示测试装置以ΔSi时间偏移量发射上行信号时，上行信号相对于被测基站基准上行同步时刻的偏移量；

SSi：上行同步偏移调整时间；

Φ：协议规定的系统上行同步精度。

9.如权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述控制模块控制基带模块、射频模块，在测试参数规定的时刻，测试装置发射上行信号。

10.如权利要求9所述的测试装置，其特征在于，所述射频模块还接收下行信号，送入所述基带模块；基带模块解调射频模块送入的下行信号，并根据被测基站的空中接口协议对信号进行处理得到上行同步偏移调整时间送入所述控制模块。

11.如权利要求8所述的测试装置，其特征在于还包括人机界面模块；通过人机界面模块将所述测试参数输入所述数据处理模块中，并通过接口将数据送至人机界面模块显示。

12.如权利要求11所述的测试装置，其特征在于，所述人机界面模块是计算机，利用所述计算机上的测试软件完成人机交互、参数设置和运算处理。

13.如权利要求11所述的测试装置，其特征在于，所述人机界面模块是移动终端的人机界面模块。

14.如权利要求12、13之一所述的测试装置，其特征在于，所述数据处理模块中的测试参数，通过接口从所述人机界面模块输入，或由数据处理模块在本地产生。

15.如权利要求8、9、10之一所述的测试装置，其特征在于，所述射频模块包括：收发转换开关、收信机、发信机；所述的控制模块控制收发转换开关使所述射频模块通过收信机接收下行信号；使所述射频模块通过发信机发送上行信号。

Images