CN1925665A - 一种测量无线终端设备接收质量的系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量无线终端设备接收质量的系统与方法，所述系统包括射频信号发生器、主控计算机、以及无线终端设备，在无线终端设备中还设置有隔离状态执行模块和信息交互模块。所述方法中，无线终端设备根据控制指令进入物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层相隔离的状态，具体包括如下步骤：射频信号发生器向上述无线终端设备发射设定的射频信号；无线终端设备解调接收到的射频信号，并将解调获得的数据信息回传至主控计算机；主控计算机根据其接收到的数据信息计算无线终端设备的接收质量。应用本发明，可方便地进行无线终端设备接收质量的测量，并且可以满足高速数据业务下的测量要求。

Description

一种测量无线终端设备接收质量的系统与方法

技术领域

本发明涉及一种无线终端设备测试技术，尤其涉及一种测量数字移动通信终端设备接收质量的系统与方法。

背景技术

在数字移动通信系统中，误码率是检验数据传输设备及其信道工作质量的一个重要性能指标。所谓的误码率，即为无线终端设备接收到的错误码元数在总传输码元数中所占的比例，或者，可以更确切的说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率。由于无线终端每次从信道上接收到的是数据块，而非单一比特，因此，当接收到的数据块中存在误码时，就认为该接收到的数据块为误码块。所有的误码块个数在所有的接收到的数据块中所占的比例即为误块率，该误块率也是检验数据传输设备及其信道工作质量的重要性能指标。通过计算误码率及误块率可以得知无线终端当前的信号接收质量。

现有技术中，移动通信规范要求无线终端设备具备“环回模式”。这样，无线终端设备接收信号质量测试仪器向无线终端发出“进入环回模式”的指令以及测试数据块，无线终端接收到测试数据块后进行解调，再将解调好的数据块通过重新调制发送回无线终端接收信号质量测试仪器，由该测试仪器对其发射到无线终端的数据块与其接收到的无线终端发送回的数据块进行对比，从而计算出无线终端在当前测试环境下的误码率及误块率。上述“环回模式”即是指无线终端设备的测试控制模块收到来自无线终端接收信号质量测试仪的“无线承载测试”消息后，通知其内部的无线资源控制模块，自身已进入测试模式，并等待来自无线资源控制模块的“无线承载建立”请求。一旦收到该请求，无线终端设备的“环回模式”被激活，无线终端设备接收到的所有来自无线终端接收信号质量测试仪的测试数据块均被环回到上行无线链路，并发送至无线终端接收信号质量测试仪。

以GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)为例，只有当测试SIM(Subscriber Identity Module，手机用户识别)卡插入手机的情况下，手机的环回模式才能被激活。通过GSM综合测试仪在下行的慢速随路控制信道上向手机发送命令，使手机进入环回模式。此时，GSM综合测试仪模拟了一台基站与手机建立呼叫，原来在业务信道上传输的是语音数据编码，此时为伪随机序列比特。这些伪随机序列比特被调制在下行的业务信道上，手机对接收到的伪随机序列比特进行解调，并重新调制到上行的业务信道上，发送至GSM综合测试仪，由GSM综合测试仪接收并解调，GSM综合测试仪将解调后的伪随机序列比特与先前下发的原始伪随机序列比特进行对比，从而计算出误码率和误块率。通过不断调整GSM综合测试仪的输出功率，可计算得到手机不同信号强度下的误码率和误块率，当误码率和误块率不超过某个设定值时，GSM综合测试仪对应的输出功率即为无线终端的灵敏度。

由以上分析可以看出，在现有技术中，测量无线终端设备接收质量的方法必须依赖于“环回模式”，即必须使无线终端设备进入到“环回模式”之后，才能进行接收质量的测量。但是，随着高速数据业务的发展，大多数测试设备和无线终端设备无法满足高速数据业务下的环回模式，这就使得对无线终端设备接收质量的测试无法进行。而在无线终端设备中写入专用于测试接收质量的软件虽然也可以达到测试的目的，但在一定程度上增加了无线终端设备的制造成本，降低了无线终端设备制造效率。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种测量无线终端设备接收质量的系统与方法，可以在无线终端设备不进入环回模式和不在无线终端设备写入专用软件程序的条件下，实现测试无线终端设备的接收质量。

本发明所述测量无线终端设备接收质量的系统，包括射频信号发生器、主控计算机、以及无线终端设备，在无线终端设备中还设置有：

隔离状态执行模块，用于根据无线终端设备内中央处理器的指令，将无线终端设备的物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层进行隔离；

信息交互模块，用于在上述隔离状态下接收主控计算机的配置信息，并将无线终端设备内中央处理器解调后的数据信息发送至主控计算机；

所述射频信号发生器向上述处于隔离状态的无线终端设备发射设定的射频信号。

本发明中，射频信号发生器向处于隔离状态的无线终端设备发射设定了通信制式、数据速率、频点、发射功率、和码道分布的射频信号。

所述射频信号的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布由射频信号发生器预先设定或根据主控计算机的指令设定。

所述射频信号发生器发射的射频信号为包含伪随机序列比特的数据块。

所述无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布与射频信号发生器发射射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布相对应。

所述无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布由无线终端设备预先设定或根据主控计算机的指令设定。

本发明还提供一种测量无线终端设备接收质量的方法。首先，无线终端设备根据控制指令进入物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层相隔离的状态，具体还包括如下步骤：

步骤一，射频信号发生器向上述无线终端设备发射设定的射频信号；

步骤二，无线终端设备解调接收到的射频信号，并将解调获得的数据信息回传至主控计算机；

步骤三，主控计算机根据其接收到的数据信息计算无线终端设备的接收质量。

上述无线终端设备进入隔离状态的控制指令来源于主控计算机或由无线终端设备预先设定。

上述步骤一中，射频信号发生器向处于隔离状态的无线终端设备发射设定了通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布的射频信号。

上述步骤一中，射频信号的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布由射频信号发生器预先设定或根据主控计算机的指令设定。

上述步骤一中，射频信号发生器发射的射频信号为包含伪随机序列比特的数据块。

上述步骤二中，无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布与射频信号发生器发射射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布相对应。

上述步骤二中，无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布由无线终端设备预先设定或根据主控计算机的指令设定。

本发明中，射频信号发生器以射频信号形式向处于隔离状态的无线终端设备发射包含伪随机序列比特的数据信息，无线终端设备在隔离状态下接收射频信号并进行解调，再并将解调后数据信息发送到主控计算机，主控计算机将数据信息中的伪随机序列比特与预定的伪随机序列比特进行逐一比对，从而确定无线终端设备的误码率和误块率，以及无线终端设备的接收灵敏度。相对于现有技术，本发明中无线终端设备不必进入专门的“环回模式”，不必插入专门的测试SIM卡，不必向无线终端设备写入专门的测试软件，提高了测试的方便性；而且，由于本发明中利用射频电缆线和信号线直接传输数据信息，并利用数据信息中的伪随机序列比特的逐一比对确定无线终端设备的接收质量，克服了现有技术中无法满足高速数据业务的弊端，保证了测试的准确性并扩展了测试范围。

附图说明

图1为本发明的测量无线终端设备接收质量的系统结构示意图；

图2为本发明的测量无线终端设备接收质量的方法流程图。

具体实施方式

本发明所述系统中，各测量设备以有线方式连接，并通过伪随机序列比特的逐一比对确定无线终端设备的接收质量，能够满足各种传输速率下的接收质量测量要求。

下面结合附图对本发明所述测量无线终端设备接收质量的系统和方法做进一步说明。

如图1所示，本发明所述的测量无线终端设备接收质量的系统包括射频信号发生器、主控计算机、无线终端设备，以及连接射频信号发生器和无线终端设备的射频电缆线、连接无线终端设备和主控计算机的信号线、连接主控计算机与射频信号发生器之间的通信控制线。

所述的射频信号发生器用于通过射频电缆线向无线终端设备发射设定的射频信号，其具体可包括中央处理器和射频信号发射模块。

其中，中央处理器用于完成数据处理功能。例如，根据主控计算机的指令设定射频信号发射模块发射射频信号的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布。当然，射频信号发射模块发射射频信号的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布也可以预先进行设定，在此种情况下，中央处理器每次都按照预先设定的通信制式、数据速率、频点、发射功率、和码道分布控制射频信号发射模块。

射频信号发射模块用于根据中央处理器的数据处理结果，向无线终端设备发射设定的射频信号。例如，按照设定的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布向无线终端设备发射射频信号。所述发射的射频信号为包含伪随机序列比特的数据块，这些数据块可以采纳用于数据传输设备测试误码的M序列作为数据块，例如，采用特征多项式为X9+X5+1的PN9序列。根据设定的数据速率将PN9序列周期性按顺序编入相应的业务传输信道的数据块中，再由射频信号发射模块以射频信号形式发射出去。

所述的无线终端设备根据主控计算机的指令进入隔离状态，并对接收到的射频信号进行解调，再将解调得到的数据信息通过信号线发送至主控计算机。

该无线终端设备具体可包括射频信号接收模块、中央处理器、信息交互模块、以及隔离状态执行模块。

其中，射频信号接收模块用于根据中央处理器的指令接收射频信号发生器发射来的射频信号。该射频信号接收模块与射频信号发生器中射频信号发射模块相对应，即该射频信号接收模块接收射频信号的通信制式、数据速率、频点、和码道分布与射频信号发射模块的通信制式、数据速率、频点和码道分布分别对应相同。

中央处理器，用于完成数据处理功能。例如，根据主控计算机的配置信息设置射频信号接收模块的通信制式、数据速率、频点和码道分布。当然，此处对射频信号接收模块进行配置的通信制式、数据速率、频点和码道分布也可以是无线终端设备预先设定的，此时，预先设定的通信制式、数据速率、频点和码道分布应该与射频信号发生器发射射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布相对应。

又如，对接收到的射频信号进行解调，并将解调后得到的数据信息发送至信息交互模块。根据上述射频信号发生器发射的射频信号为包含伪随机序列比特的数据块，因此，中央处理器对接收到的射频信号进行解调可得到包含伪随机序列比特的数据信息。

又如，根据数据处理结果触发隔离状态执行模块。当无线终端设备接收到外部的要求其进入隔离状态的指令时，中央处理器可触发隔离状态执行模块；当无线终端设备接收到主控计算机要求其进入隔离状态的指令时，中央处理器也可触发隔离状态执行模块。

信息交互模块，用于接收主控计算机的配置信息，并将中央处理器解调后的数据信息发送至主控计算机。该信息交互模块可利用无线终端设备与主控计算机之间的信号线，通过无线终端设备的外部端口接收主控计算机的配置信息，并将中央处理器解调后的数据信息发送至主控计算机。信息交互模块接收到主控计算机的配置信息后，由中央处理器根据该配置信息控制射频信号接收模块接收射频信号。

隔离状态执行模块，用于根据中央处理器的指令，将无线终端设备的物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层进行隔离。隔离后，无线终端设备不再进行正常开机后与基站之间的消息交互过程。例如，无线终端设备不再进行网络注册，小区、位置区、路由区的更新，随机接入过程以及测量控制过程。无线终端设备对射频信号的捕获和同步、对射频信号的解调和解码、以及向主控计算机发送解调后的数据信息都是基于此隔离状态之上完成的。无线终端设备进入隔离状态后，其无线资源控制层及媒体接入控制层等与物理控制层密切相关的上层软件模块由信息交互模块所替代，所述信息交互模块通过无线终端设备的外部端口与主控计算机进行消息交互。

所述主控计算机用于根据其接收到的数据信息和预存的数据信息，计算无线终端设备的接收质量。

该主控计算机中设置有中央处理器、接收质量计算模块、显示输出模块、射频信号控制模块以及信息输入模块。

所述的中央处理器用于完成数据处理功能。

所述信息输入模块用于接收外部控制指令，以及无线终端设备发送来的数据信息。所述外部控制指令可以为对主控计算机内各模块进行控制的指令，例如，输入对显示输出模块的控制命令，要求显示输出计算得到的对应于无线终端设备接收数据信号的误块率和误码率；或输入对接收质量计算模块的控制命令，要求计算无线终端设备接收数据信号的误块率和误码率；或输入对射频信号控制模块进行控制的指令，使射频信号控制模块控制射频信号发生器按设定的配置信息发射射频信号。

所述射频信号控制模块用于根据信息输入模块输入的控制指令，控制射频信号发生器发射射频信号。例如，信息输入模块输入了欲发射的射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布，则射频信号控制模块控制射频信号发生器以上述通信制式、数据速率、频点和码道分布发射射频信号。

所述接收质量计算模块用于根据信息输入模块接收到的数据信息和预存的数据信息，计算无线终端设备接收数据信息的误块率和误码率。主控计算机接收到的无线终端设备发送来的数据信息中包含了伪随机序列比特，而在主控计算机中已经预存了与射频信号发生器发射的射频信号相同的数据信息，预存的数据信息中也包含了伪随机序列比特，该伪随机序列比特与射频信号发生器发射的射频信号所对应的数据块中包含的伪随机序列比特相同。

接收质量计算模块提取数据信息中包含的伪随机序列比特，并根据伪随机序列比特的相关性特性，找出主控计算机接收到的数据信息的第一比特对应在伪随机序列比特中的位置，之后，逐一将接收到的数据信息中的伪随机序列比特与预存的数据块中的伪随机序列比特进行对比，确定主控计算机接收到的数据块中误码的数量，以及含有误码的数据块的数量。上述误码及包含误码的数据块的数量即等于无线终端设备接收误码及含有误码的数据块的数量，由此，可以计算出反映无线终端设备接收质量的误码率和误块率。

所述的显示输出模块用于输出中央处理器的数据处理结果，以及接收质量计算模块计算的误码率和误块率。

本发明中，主控计算机统计出当前射频信号发生器发射功率下无线终端设备接收数据信息的误码率和误块率，若计算的误码率和误块率均低于设定值，则可以进一步降低射频信号发生器的发射功率，之后，再计算当前的误码率和误块率，若计算得到的误码率和误块率等于设定值，那么，此时射频信号发生器的输出功率与射频电缆线上的损耗功率之差即为无线终端设备的接收灵敏度。

本发明中，将包含伪随机序列比特的数据信息以射频信号形式通过射频信号发生器和无线终端设备之间的射频电缆线发射到无线终端设备，无线终端设备在特定的隔离状态下，即物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层隔离的状态下，对接收到的射频信号进行解调，并将解调后数据信息发送到主控计算机，主控计算机将数据信息中的伪随机序列比特与预定的伪随机序列比特进行逐一对比，从而确定无线终端设备的误码率和误块率，以及无线终端设备的接收灵敏度。相对于现有技术，由于本发明中实现了物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层的隔离，使得无线终端设备在不进入专门的“环回模式”，不必插入专门的测试SIM卡，不必预先写入特定的测试程序的情况下，就能够完成对无线终端设备接收质量的测量，提高了测试的方便性；而且，由于本发明中利用射频电缆线和信号线直接传输数据信息，并利用数据信息中的伪随机序列比特的逐一对比确定无线终端设备的接收质量，克服了现有技术中无法满足高速数据业务的弊端，保证了测试的准确性并扩展了测试范围。

本发明还提供一种测量无线终端设备接收质量的方法，如图2所示，包括如下步骤：

步骤101，无线终端设备根据控制指令进入隔离状态。

本步骤中，无线终端设备接收到的控制指令既可以来源于外部的主控计算机，即通过主控计算机的控制指令进入隔离状态；控制指令也可以来源于无线终端设备本身的设定按键，即该设定按键对应于触发无线终端设备进入隔离状态的命令，当该按键被按动时，无线终端设备进入隔离状态。

所述隔离状态，即物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层相隔离的状态。下述各步骤均是基于此隔离状态下进行的。在此隔离状态下，无线终端设备不再进行正常开机后与基站之间的消息交互过程，例如，无线终端设备不再进行网络注册，小区、位置区、路由区的更新，随机接入过程以及测量控制过程，而只完成对射频信号的捕获和同步过程，以保证无线终端设备在主控计算机的配置下能够正确解调和解码射频信号。在此隔离状态下，无线终端设备的无线资源控制层及媒体接入控制层等与物理控制层密切相关的上层软件模块由信息交互模块所替代，该信息交互模块通过无线终端设备的外部端口与主控计算机进行消息交互。

步骤102，射频信号发生器向上述无线终端设备发射设定的射频信号。

本步骤中，射频信号发生器向处于隔离状态的无线终端设备发射设定的射频信号，该射频信号为包含伪随机序列比特的数据块，这些数据块可以采纳用于数据传输设备测试误码的M序列作为数据块，例如，采用特征多项式为X9+X5+1的PN9序列。根据设定的数据速率将PN9序列周期性按顺序编入相应的业务传输信道的数据块中，再由射频信号发生器以射频信号形式发射出去。

所述的数据信息既可以是射频信号发生器预先设定的，也可以通过外部指令进行设定。例如，通过主控计算机输入对射频信号发生器的配置信息，使射频信号发生器按照该配置信息发射射频信号。

为保证无线终端设备能够正确接收射频信号发生器的射频信号以及进行正确的解调，射频信号发射射频信号时的通信制式、数据速率、频点和码道分布应该分别与无线终端设备接收射频信号时的通信制式、数据速率、频点、和码道分布相同。

步骤103，无线终端设备解调接收到的射频信号，并将解调获得的数据信息回传至主控计算机。

无线终端接收到射频信号后，对射频信号进行解调，从中获得数据信息，该数据信息中包含了伪随机序列比特。无线终端设备解调后的数据信息通过其外部端口回传至主控计算机。

步骤104，主控计算机根据其接收到的数据信息计算无线终端设备的接收质量。

本步骤中，主控计算机接收到的数据信息中包含了伪随机序列比特，而且，射频信号发生器发射数据信息时包含的伪随机序列比特也是主控计算机已知的，例如，主控计算机通过对射频信号发生器设定配置信息可以得知数据信息中包含的伪随机序列比特，或者，当射频信号发生器的配置信息是预先设定时，也可以将此预先设定的配置信息告之主控计算机。

主控计算机将其接收到的数据信息中包含的伪随机序列比特与已知的伪随机序列比特进行逐一对比，以确定无线终端设备接收信号的误码率、误块率，和无线终端设备接收信号的灵敏度。

由于本发明中实现了物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层的隔离，使得无线终端设备在不进入专门的“环回模式”，不必插入专门的测试SIM卡，不必预先写入特定的测试程序的情况下，就能够完成对无线终端设备接收质量的测量，提高了测试的方便性；而且，由于本发明中利用射频电缆线和信号线直接传输数据信息，并利用数据信息中的伪随机序列比特的逐一对比确定无线终端设备的接收质量，克服了现有技术中无法满足高速数据业务的弊端，保证了测试的准确性并扩展了测试范围。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (13)

1.一种测量无线终端设备接收质量的系统，包括射频信号发生器、主控计算机、以及无线终端设备，其特征在于，所述无线终端设备中还包括：

隔离状态执行模块，用于根据无线终端设备内中央处理器的指令，将无线终端设备的物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层进行隔离；

信息交互模块，用于在上述隔离状态下接收主控计算机的配置信息，并将无线终端设备内中央处理器解调后的数据信息发送至主控计算机；

所述射频信号发生器向上述处于隔离状态的无线终端设备发射设定的射频信号。

2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述射频信号发生器向处于隔离状态的无线终端设备发射设定了通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布的射频信号。

3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述射频信号的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布由射频信号发生器预先设定或根据主控计算机的指令设定。

4.如权利要求1或2或3所述的测量系统，其特征在于，所述射频信号发生器发射的射频信号为包含伪随机序列比特的数据块。

5.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布与射频信号发生器发射射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布相对应。

6.如权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布由无线终端设备预先设定或根据主控计算机的指令设定。

7.一种测量无线终端设备接收质量的方法，其特征在于，无线终端设备根据控制指令进入物理控制层与无线资源控制层及媒体接入控制层相隔离的状态，具体还包括如下步骤：

步骤一，射频信号发生器向上述无线终端设备发射设定的射频信号；

步骤二，无线终端设备解调接收到的射频信号，并将解调获得的数据信息回传至主控计算机；

步骤三，主控计算机根据其接收到的数据信息计算无线终端设备的接收质量。

8.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述步骤一中，射频信号发生器向处于隔离状态的无线终端设备发射设定了通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布的射频信号。

9.如权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述步骤一中，射频信号的通信制式、数据速率、频点、发射功率和码道分布由射频信号发生器预先设定或根据主控计算机的指令设定。

10.如权利要求7或8或9所述的测量方法，其特征在于，所述步骤一中，射频信号发生器发射的射频信号为包含伪随机序列比特的数据块。

11.如权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述步骤二中，无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布与射频信号发生器发射射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布相对应。

12.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述步骤二中，无线终端设备接收射频信号的通信制式、数据速率、频点和码道分布由无线终端设备预先设定或根据主控计算机的指令设定。

13.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述无线终端设备进入隔离状态的控制指令来源于主控计算机或由无线终端设备预先设定。