CN200953641Y - 一种基站的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基站测试装置，包括：第一终端单元、第二终端单元、合路器阵列、衰减器阵列、功分器阵列、加信号噪声单元、功分器、基站、控制台和衰减器，控制台包括终端控制单元、模拟控制单元和基站控制单元。本实用新型通过控制台和其它设备的配合，模拟出真实的基站工作环境，实现了测试环境的自动校准和控制，基站公共过程和专用过程测试的自动化，同时大大降低了终端偶然因素对基站测试的影响，保证了在大量测试过程中的测试高效性和测试可靠性。

Description

一种基站的测试装置

技术领域

本实用新型涉及移动通信系统中的基站测试技术，特别是指一种基站测试装置。

背景技术

目前，在移动通信系统中，为了通信网络运营的可靠运行和网络质量的优化，需要关注基站在一定工作环境下对终端的负荷能力及其它各项性能。基站研发的室内测试阶段是面向实用的现场测试阶段的前一阶段，也是研发基站产品的必要和关键环节。在这一阶段，绝大部分测试都是在较为理想的环境下进行的，这种测试能发现一些问题，并能有效的解决这些问题。但实际情况却并非如此，在接近商用的现场环境下，进行基站测试时，往往会发现一些室内测试中不容易出现，甚至不容易复现的问题。这种情况下，由于无线接入网络(RAN，Radio Access Network)和核心网络(CN，Core Network)共同工作，各种设备的一致性和互操作性情况复杂，因此与基站独立测试相比，基站测试的定位和问题的解决更加困难，尤其在接近商用的现场测试阶段，由于各项测试工作具有很强的时效性，因此进一步加大了基站测试的困难程度。

目前现有基站测试装置的具体结构图参见图1所示，包括：

终端101，衰减器102，基站103和控制台104。其中，控制台104包括终端控制单元1041和基站控制单元1042。

终端101作为用户端，是起呼通话过程的起点和终点。衰减器102用于调节基站103和终端101之间信号传输的路径损耗。基站103作为与终端101直接交互的设备单元，用于对终端101发送的信号和发给终端101的信号进行处理或无透明传输。控制台104用于监控基站103与终端101，其中，终端控制单元1041监控终端101的参数数据，控制终端101向基站103发起拨打测试，进行起呼通话的测试过程；基站控制单元1042向基站103发送测试消息和监控基站103的运行状态，并搜集测试数据。

目前，现有的基站测试装置还不够完善，存在较多不足的地方。比如，基站测试过程中往往采用手工方式调节测试环境，由于手工方式调节没有即时测试数据作为依据，随意性很强，使得测试过程中存在很多不确定因素，造成调试前后测试条件差异较大。另外现有的搭建基站测试环境的方法较为简单，没有考虑多径损耗、信号噪声等真实环境中具有的物理现象，与基站的真实应用环境相比有一定的差距，使得测试数据与实际应用的数据存在较大偏差，进而不利于对基站的情况作更深入地分析。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基站测试装置，为基站测试模拟出接近真实的基站工作环境，进而查出基站在研发过程中的室内测试阶段可能存在的问题，同时保证在大量测试过程中的测试高效性和测试可靠性。

基于上述目的，本实用新型提供了一种基站测试装置，包括：第一测试链路、第二测试链路、功分器和控制台，其中，

第一测试链路包括第一终端单元，为第二测试链路提供测试基准；

第二测试链路包括第二终端单元，为基站测试模拟多种真实的测试环境；

功分器用于将基站发出的信号分成多路分别提供给各测试链路；

控制台包括终端控制单元和基站控制单元，终端控制单元与第一终端单元和第二终端单元分别相连，控制第一终端单元、第二终端单元向基站发起拨打测试，进行起呼通话的测试；基站控制单元与基站相连，通过该单元向基站发送测试消息和监控基站的运行状态，以及搜集测试数据，进行自动化测试。

该装置所述第一测试链路进一步包括衰减器，基站发出的信号，经过功分器，通过该衰减器对信号造成预定的路径损耗，到达第一终端单元。

该装置所述第二测试链路进一步包括功分器阵列、衰减器阵列和合路器阵列；基站发出信号，依次经过功分器、功分器阵列、衰减器阵列和合路器阵列，到达第二终端单元；其中，衰减器阵列对信号造成预定的路径损耗。

该装置中的各个单元之间以及该装置与基站之间均采用有线方式连接。

该装置所述控制台进一步包括模拟控制单元，该单元与衰减器和衰减器阵列相连，自动调节衰减器和衰减器阵列，控制信号的传输路径损耗。

该装置所述自动调节衰减器和衰减器阵列具体为：根据终端控制单元采集的终端参数数据，通过程序控制方式对衰减器和衰减器阵列进行调节。

该装置进一步包括加信号噪声单元，该单元与功分器连接，用于对流经功分器的信号引入噪声。

该装置所述第一终端单元和第二终端单元，分别为单个终端或由多个终端组成的终端组。

该装置所述控制台提供人机交互的接口，其中，控制台将自动收集的测试数据通过该人机交互的接口输出，并通过该人机交互的接口接收生成测试脚本的指令，生成的测试脚本存储在本地中以供调用。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的一种基站测试装置，模拟真实的基站工作环境，具有环境搭建简单、操作容易的优点，普遍适用于不同的测试线。利用控制台中的基站控制单元和终端控制单元实现自动测试以及自动采集测试数据。通过测试环境的自动校准，对终端测试参数进行验证，来排除测试过程中影响测试精度的终端偶然因素，保证测试结果的准确性。另外，通过控制台实现自动化测试，保证了大量测试过程中的测试高效性和测试可靠性。

附图说明

图1为现有基站测试装置的结构框图；

图2为本实用新型基站测试装置的结构框图；

图3为本实用新型较佳实施例中实现基站测试的流程图；

图4为本实用新型较佳实施例中排除影响基站测试精度的终端偶然因素的流程图；

图5为本实用新型较佳实施例中调整基站多径信道环境的流程图。

具体实施方式

本实用新型灵活应用各种器件，为基站设备模拟接近真实情况下的工作环境，实现在研发测试阶段时对基站的测试。在现代移动通信系统中，基站往往通过自由空间同终端进行通信，而无线信号在自由空间中传播是存在很大损耗的，公式(1)给出了计算无线信号在自由空间中传播的损耗：

Los(dB)＝20Log(4π/C)+20Logd+20Logf                  (1)

其中，Los表示无线信号的损耗值；d为传输距离，单位为米；f为电波频率，单位为赫兹；C为电磁波速度，大小为3×10⁸米/秒。

此外，由于真实环境的不确定性，无线信号在传播过程中可能遇到各种各样的障碍物，而不同障碍物引起的无线信号损耗是不同的，例如，混凝土楼引起的损耗为15～20dB，天花板引起的损耗为1～8dB，普通木门引起的损耗为5dB，电梯引起的损耗为25dB，厚玻璃引起的损耗为8dB，拐角引起的损耗为3dB的损耗。这些损耗数据都是测试分析基站性能的依据。因此，在室内搭建考虑多径衰落等现象的测试环境很有意义，通过在室内模拟这些损耗情况，使得到的基站测试数据具有更高的真实性。另外，一些行业指标也必须考虑，例如，终端接收灵敏度、基站小区的P-CCPCH功率要求、场强覆盖指标等。这些指标也是基站测试分析的前提条件。

由于真实移动通信环境的复杂性，终端与基站通信的无线信号由于路径损耗等因素的影响产生较大差别，另外，终端之间相互发送和接收的无线信号会相互干扰，因此，在室内测试阶段，搭建模拟真实的测试环境，采用有效的测试手段，测试基站负荷终端的工作情况，研究基站对终端的负荷能力以及基站与终端交互时处理无线信号的能力，具有很大的现实意义。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步的详细说明。本实用新型结构框图参见图2所示，图中包括第一终端201、第二终端202、合路器阵列203、衰减器阵列204、功分器阵列205、加信号噪声单元206、功分器207、基站208、控制台209和衰减器210。控制台209包括终端控制单元2091、模拟控制单元2092和基站控制单元2093。图2中虚线框内的装置构成了本实用新型。

其中，第一终端201、第二终端202作为用户端，是起呼通话过程的起点和终点。

衰减器阵列204和衰减器210用于调节基站208与第一终端201、第二终端202之间信号传输的路径损耗，衰减器阵列204对基站208与第一终端201、第二终端202之间的多条信号传输路径设置不同的路径损耗，信号通过不同路径损耗的路径进行传输，从而实现多径损耗的仿真效果。

控制台209包括终端控制单元2091、模拟控制单元2092和基站控制单元2093，用于控制和监控基站208、第一终端201、第二终端202，以及衰减器210和衰减器阵列204。终端控制单元2091监控终端的相关参数，控制第一终端201、第二终端202向基站208发起拨打测试，进行起呼通话的测试过程；模拟控制单元2092利用终端控制单元2091采集的终端参数数据，如路径损耗、接收信号码功率(RSCP，Received Signal Code Power)，通过程序控制方式，控制调整衰减器210和衰减器阵列204，自动控制信号的传输路径损耗；基站控制单元2093向基站208发送测试消息和监控基站208的运行状态，以及搜集测试数据，实现自动化测试。

功分器阵列205和功分器207用于将单条的信号路径分成多条路径，在物理上实现信号的多径测试环境。合路器阵列203将多条信号传输路径合成一条，方便实现与第二终端202的接口。功分器阵列205和功分器207的信号流方向是默认以基站作为参照物的，即从基站出来的信号需采用功分器207和功分器阵列205分成多路，到达终端单元之前采用合路器阵列203将多路信号合成一路。

基站208是与第一终端201、第二终端202直接接触的设备单元，用于对第一终端201、第二终端202发送的和发给第一终端201、第二终端202的信号进行处理或无透明传输。

加信号噪声单元206将信号噪声引入到信号的传输过程中，通过改变信号噪声比等相关参数使得测试结果更接近实际的应用环境。

基站208通过功分器阵列205和功分器207、合路器阵列203或其它单输入口多输出口的元器件程控连接衰减器阵列204。利用衰减器阵列204中的多个构造不同的仿真无线信号路径，获得不同的无线测试环境。在测试过程中，调节位于第二终端202和基站208所在路径上的衰减器阵列204，产生不同路径损耗的路径，这些不同损耗的路径通过合路器203或其它的多输入口单输出口元器件连接到同一终端第二终端202上。

基站208与第一终端201之间只有一个信道路径，采用这种方式的目的在于，一方面作为基站208连接第二终端202的参照，另一方面用于模拟无线信号在自由空间中的传播情况。

本测试装置中的所有单元以及本装置与基站之间均采用有线连接方式连接。

具体实施步骤如下：

步骤301，按照图2搭建基站测试环境。

步骤302，判断是否需要对测试环境进行校准，如果是，进入步骤304，否则，进入步骤303。该步骤判断依据为，检查装置的连线是否连接完好、单输入口多输出口元件和单输出口多输入口元件的信号损耗以及衰减器调节衰减的灵敏度和误差量值是否在允许的范围内。

对测试环境校准，主要是对测试环境引起的信号损耗情况进行验证，并记录这些校准数据。对装置的校准保证了基站测试获得的测试数据的精确和实用。因此，一次性对测试装置进行校准的方式是进行后续测试的前提和保证，通过这种方式检查装置的性能和灵敏度，避免由于装置的自身原因，对测试结果造成影响。

步骤303，如果需要对测试环境进行校准，则通过终端控制台的测试数据来控制对测试环境的自动校准，进入步骤302。

简单地说，自动校准就是将终端控制台自动获得的测试数据和直接在装置上读取的数据进行比较，保证两者在设定的误差范围内。终端控制台自动获得的测试数据是从终端控制台的监控平台上读取的数据，这个数据是通过监控软件自动读取的。直接在装置上读取的数据是从测试衰减器等装置上读取的数据，是硬件设备显示的数据，如衰减器装置能显示出该衰减器的衰减值，而在终端控制台上能读取路径损耗值，该值主要由衰减器的衰减值引起，因此两个数值大小可能存在一定的偏差，但应该保证在预定误差范围内。这种自动校准方式有利于提高测试效率，简化测试的准备过程，并保证测试的精确性。

步骤304，如果不需要对测试环境进行校准，则进行排除基站测试环境下影响终端正常工作的偶然因素。图4说明了这种终端参数互为参照进行测试，以消除基站测试环境下可能存在的影响终端正常工作的偶然因素的测试过程。具体实施步骤详见步骤401到步骤405：

步骤401，自动调整第一终端的衰减器，使第一终端成功进行拨打测试。

步骤402，对第一终端进行测试，控制台自动记录第一终端的测试数据。

步骤403，控制台根据测得的第一终端的路径损耗等参数自动调整第二终端的参数。

步骤404，对第二终端进行拨打测试，如果拨打成功，则完成排除基站测试环境影响终端正常工作的偶然因素的测试过程。如果拨打失败，则在步骤402和步骤403之间加入步骤405。

步骤405，查找原因，排除第二终端的自身缺陷等偶然因素。

测试环境校准基本完成后，在测试环境不变的情况下，根据控制台测得的第一终端参数自动调整第二终端的衰减器，基站和终端控制台自动记录测试数据。如果第一终端和第二终端均能正常进行拨打测试，则进行下一步测试；如果上述测试过程中，存在第一终端或第二终端与基站间不能进行正常工作的情况，则需分析其具体原因。之所以需要步骤304，是因为测试研究对象是基站，这种测试的目的，在于尽量减小不同UE由于个体差异以及UE自身存在的一些偶然因素的影响，保证基站的测试效果。通过测试终端参数互为参照的方式，尽可能地抵消测试终端对基站测试的影响。此外，由于第二终端的基站测试环境比第一终端的的基站测试环境要复杂一些，因此，在实际测试中，自动调整第一终端测试环境要更容易，利用第一终端测试数据来评估第二终端的测试环境更为方便。

步骤305，控制台对基站多径信道环境的调整，具体调整过程参见图5所示，具体实施步骤详见步骤501到步骤504：

步骤501，根据真实无线环境中障碍物对无线信号的路径损耗情况，采用前述公式(1)，先计算出无线信号在自由空间中传播一定距离产生的路径损耗值，再计算出信号遇到特定障碍物时产生的路径损耗值，相加所述两个路径损耗值，得到无线信号在自由空间传播一定距离并遇到特定障碍物的实际路径损耗值。

步骤502，通过终端控制台实时测试的路径损耗值，与经公式(1)计算得到的路径损耗值相比较，得到需要增加或减少的路径损耗值，通过程序控制方式自动控制衰减器阵列，按照需要增加或减少的路径损耗值调节基站到第二终端的被测路径上的路径损耗。

步骤503，逐一调整基站与第二终端间的各个路径上的路径损耗值。

步骤504，基站到第二终端的测试环境调节好后，控制台自动记录此时的测试数据。需要注意的是，在测试数据中，终端控制台测得的RSCP值，必须保持在终端能正常进行通话的范围内。

调整过程结束后，可根据第二终端的测试数据使终端控制台控制调整第一终端的衰减，比较两次数据的差别，由于第一终端的测试数据代表无线信号在自由空间中传播的情况，因此可用该数据来衡量所测基站多径信道环境的可信度。

步骤306，进行基站公共过程和专用过程的自动测试，在此过程中，控制台提供人机交互的接口，测试人员通过该接口根据基站过程测试的特点编写测试脚本，在通过该接口提取测试数据和输入测试脚本后，测试人员根据控制界面调用不同的测试脚本，有针对性地实现基站协议一致性过程测试。另外，控制台能够自动收集测试数据。在过程测试过程中，还可反复利用终端控制单元测得的路径损耗情况，由模拟控制单元控制调节衰减器阵列，获得需要的基站测试环境。自动测试基站协议一致性的公共过程和专用过程可进行多次反复地测试。

步骤307，统计记录每轮次的测试数据，进而提出真实可信的测试报告，为发现基站可能存在的问题和提出改善基站性能的建议提供可靠的依据。

实现自动测试功能是本实施例中最重要的一环。本装置核心部分是控制台，包括基站控制单元、终端控制单元、模拟控制单元，这是实现自动测试功能的关键所在。基站公共过程和专用过程的自动测试就是对基站公共资源和专用资源建立、重新配置、删除释放等一系列基站工作过程进行自动测试的过程。基站公共过程主要是指建立基站公共资源的过程，例如小区建立、公共物理信道建立，公共资源是基站进行业务工作必不可少的资源，如语音业务、数据业务，无论业务是否存在，公共资源都不会被释放。基站专用过程主要指建立基站专用资源的过程，如呼叫通话过程中建立的无线链路，该专用资源仅在基站进行一定的业务的时候建立，当业务结束时就会被释放掉。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基站的测试装置，其特征在于，包括：第一测试链路、第二测试链路、功分器和控制台，其中，

第一测试链路包括第一终端单元，为第二测试链路提供测试基准；

第二测试链路包括第二终端单元，为基站测试模拟多种真实的测试环境；

功分器用于将基站发出的信号分成多路分别提供给各测试链路；

控制台包括终端控制单元和基站控制单元，终端控制单元与第一终端单元和第二终端单元分别相连，控制第一终端单元、第二终端单元向基站发起拨打测试，进行起呼通话的测试；基站控制单元与基站相连，通过该单元向基站发送测试消息和监控基站的运行状态，以及搜集测试数据，进行自动化测试。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一测试链路进一步包括衰减器，基站发出的信号，经过功分器，通过该衰减器对信号造成预定的路径损耗，到达第一终端单元。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二测试链路进一步包括功分器阵列、衰减器阵列和合路器阵列；基站发出信号，依次经过功分器、功分器阵列、衰减器阵列和合路器阵列，到达第二终端单元；其中，衰减器阵列对信号造成预定的路径损耗。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该装置中的各个单元之间以及该装置与基站之间均采用有线方式连接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制台进一步包括模拟控制单元，该单元与衰减器和衰减器阵列相连，自动调节衰减器和衰减器阵列，控制信号的传输路径损耗。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述自动调节衰减器和衰减器阵列具体为：根据终端控制单元采集的终端参数数据，通过程序控制方式对衰减器和衰减器阵列进行调节。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括加信号噪声单元，该单元与功分器连接，用于对流经功分器的信号引入噪声。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一终端单元和第二终端单元，分别为单个终端或由多个终端组成的终端组。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制台提供人机交互的接口，其中，控制台将自动收集的测试数据通过该人机交互的接口输出，并通过该人机交互的接口接收生成测试脚本的指令，生成的测试脚本存储在本地中以供调用。

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