CN205356358U - 一种程控二功分衰减器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种程控二功分衰减器，包括：微控制器、第一射频通道、第二射频通道、二功分器、电源开关控制单元及用户操控单元；用户操控单元与微控制器相连，接收用户输入的设置参数并发送至微控制器；微控制器与用户操控单元、第一射频通道和第二射频通道相连，接收用户操控单元发送的设置参数，输出衰减控制信息给并联连接的第一射频通道与第二射频通道，第一射频通道和第二射频通道输出的衰减后的射频信号通过所述二功分器耦合为一路输出；电源开关控制单元与微控制器和基站电源相连，接收微控制器发出的电源控制信号输出给所述基站电源。本实用新型方便易用，能够节省调测人工成本。

Description

一种程控二功分衰减器

技术领域

本实用新型实施例涉及通信领域的电子元器件，尤其涉及一种程控二功分衰减器。

背景技术

在移动通信基站的测试中，存在大量反复用于验证基站设备的稳定性与可靠性的测试，例如：“终端无线小区切换”与“基站反复掉电重启”的测试。

无线通信技术因摆脱了线缆对通信终端相对固定物理位置的束缚，使得移动通信成为可能，大大方便了用户的使用。正是由于通信终端近似无限的物理空间移动与单一无线小区有限覆盖范围间的矛盾，使得终端无线小区切换流程频繁进行，因此通信设备需要对此提供相对高可靠性、高质量的服务。

“终端无线小区切换”的测试是指在不同的基站参数配置、移动终端的不同工作状态以及不同信道特征的场景下，通过控制移动终端接收到不同小区射频信号的强度，构造模拟移动终端在不同小区间切换的触发条件，对移动终端的同步获取、注册、数据转发等流程的正确性、成功率、用户体验度进行测试验证与评价。

“基站反复掉电重启”是指按照规定周期定时对测试基站进行上电或掉电操作，测试验证基站的启动是否正常，各模块以及与通信系统中其他单元的交互工作是否通畅，是对基站的正常启动以及异常状态恢复可靠性能的重要测试。

针对“终端无线小区切换”的测试，主要采用以下方案：使用程控衰减器分别对射频通道损耗进行设置，通过线缆与功分器连接构成测试环境。

针对“基站反复掉电重启”的测试，主要采用以下方案：使用程控电源实现对基站电源的通断电控制或由测试人员进行人工手动控制供电电源打开及关闭以达到反复掉电的目的。

然而，现有的程控衰减器与程控电源使用不够灵活简单、功能冗余复杂并且价格昂贵；此外，若采用人工测试的方法时，会导致测试工作费时费力、人员成本过大且测试重复测试较低，难以发现较小概率版本缺陷，给版本质量存留了隐患，也存在较大缺陷。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种二功分衰减器，包括微控制器、第一射频通道、第二射频通道、二功分器、电源开关控制单元及用户操控单元，其中：

所述用户操控单元，与所述微控制器相连，接收用户输入的设置参数并将所述设置参数发送至所述微控制器；

所述微控制器，与所述用户操控单元、第一射频通道和第二射频通道相连，接收所述用户操控单元发送的所述设置参数，输出衰减控制信息给所述并联连接的第一射频通道与第二射频通道，

所述第一射频通道和第二射频通道输出的衰减后的射频信号通过所述二功分器耦合为一路输出；

所述电源开关控制单元，与所述微控制器和基站电源相连，接收所述微控制器发出的电源控制信号输出给所述基站电源。

进一步地，所述衰减器还包括USB接口，与所述微控制器相连，所述USB接口用于接收远程计算机的控制指令。

进一步地，所述设置参数包括：所述衰减器的工作频段、固定衰减模式、动态衰减模式、所述电源开关控制单元的开关通断及上下电周期。

进一步地，其中，

所述固定衰减模式是指：用户通过所述用户操控单元分别设置第一射频通道与第二射频通道的衰减值，不发生跳变；及

动态衰减模式是指：按照用户设定的变化周期，在设置的两个衰减值间跳变或是按照设定步进值，在所述两个衰减值间来回逐渐改变。

进一步地，所述用户操控单元包括薄膜键盘及液晶显示器，其中：

所述薄膜键盘，用于接收用户输入的设置参数并将所述设置参数发送至所述微控制器；

所述液晶显示器，用于显示所述程控二功分衰减器的当前状态以及相关设置菜单及用户输入的设置参数。

进一步地，所述第一射频通道及第二射频通道分别与第一射频接口及第二射频接口相连，所述第一射频接口及第二射频接口用于与两个不同基站分别连接，其中第一射频通道及第二射频通道包括：

依次连接的第一固定衰减器、数字衰减器及第二固定衰减器；

所述第一固定衰减器及第二固定衰减器两侧分别连接着射频开关。

进一步地，所述第一固定衰减器及第二固定衰减器的衰减值是20dB。

进一步地，所述数字衰减器的衰减值范围是0～31.5dB。

进一步地，所述数字衰减器设置有0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB，共6个可选的独立衰减档位。

进一步地，所述依次连接的第一固定衰减器、数字衰减器和第二固定衰减器构成的第一射频通道及第二射频通道的衰减值范围是0～71.5dB。

本实用新型实施例的程控二功分衰减器可依据用户设置参数分别独立调整第一射频通道及第二射频通道的射频信号的衰减，所述衰减后的射频信号通过内置二功分器耦合为一路并通过外置射频接口引入至移动终端以实现“终端无线小区切换”。同时，本实用新型实施例的程控二功分衰减器集成一个电源开关控制单元，通过嵌入式程序可自动控制基站电源通断及上下电周期以实现“基站反复掉电重启”。由于整个测试过程无需手动去控制，两路衰减的射频信号可自动调整且基站电源通断及上下电周期也可自动控制。因此，采用本实用新型实施例的程控二功分衰减器可极大地简化“终端无线小区切换”和“基站反复掉电重启”的测试环境构成，且方便易用，能够节省调测人工成本，提高版本调测效率，促进提高版本质量，并且生产与维护成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种二功分衰减器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的程控二功分衰减器进行的“终端无线小区切换”测试流程图；

图3是本实用新型实施例二提供的程控二功分衰减器进行的“基站反复掉电重启”测试流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种程控二功分衰减器，所述程控二功分衰减器应用于通信测试领域，极大地简化“终端无线小区切换”及“基站反复掉电重启”的测试环境构成。所述程控二功分衰减器可通过外置射频接口5连接移动终端，并将耦合后的射频信号引入所述移动终端以提供两路不同衰减的射频信号。移动终端接入两路不同的衰减射频信号后，会依据射频信号强度进行筛选以选择较强的射频信号以实现“终端无线小区切换”。

其中，所述程控二功分衰减器包括微控制器1、第一射频通道2、第二射频通道3、二功分器4、电源开关控制单元8及用户操控单元6，其中：

所述用户操控单元6，用于接收用户输入的设置参数并将所述设置参数发送至所述微控制器1。

优选的，所述用户操控单元6是由薄膜键盘与液晶显示器构成的输入输出界面。所述薄膜键盘由四按键键盘组成，四个按键分别为“SET”设置键、“OK”确认键、“递增”按键与“递减”按键用于接收用户通过手动方式输入的设置参数。所述液晶显示器用于显示当前状态以及相关设置菜单和设置参数，所述薄膜键盘与液晶显示器两者一起构成了外部人工操作接口。除了通过用户操作单元6对所述程控二功分衰减器进行设置或控制外，还可以通过外接远程计算机对所述程控二功分衰减器进行设置或控制。

所述微控制器1，用于依据所述设置参数控制并联连接的第一射频通道2与第二射频通道3的射频信号的衰减，所述衰减后的射频信号通过二功分器4耦合为一路并通过外置射频接口5输出。所述耦合后的射频信号可通过外置射频接口5引入至所述移动终端可实现“终端无线小区切换”。所述外置射频接口5可以是N型接口。

所述微控制器1是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。微控制器1能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分。

所述二功分器4，是一种将一路输入信号能量分成两路相等或不相等能量的器件，也可反过来将两路信号能量合成一路输出。在本实施例中，所述二功分器4将两路衰减射频信号合为一路。

所述电源开关控制单元8，其一端通过RJ45接口7与所述微控制器1相连，另一端与基站电源相连，所述电源开关控制单元8用于依据所述微控制器1发出的控制信号程控所述基站电源开关通断及上下电周期。所述控制信号由微控制器1依据用户的设置参数生成。通过程控基站电源开关通断及上下电周期可实现“基站反复掉电重启”。

具体的，所述电源开关控制单元8可同时分别控制基站电源的直流组电源开关与交流组电源开关，并可依据设置上电时长与下电时长周期性反复切换。

示例性的，所述基站电源可以包含，但不限于，直流组24V、直流48V以及交流组220V等三路电源，所述电源开关控制单元8依据设置参数对直流组与交流组电源的开关通断状态进行控制以实现对上述三路电源直流组24V、48V以及交流组220V进行选择，并可依据设置上电时长与下电时长周期性反复切换。例如，可将所述上下电周期设置为：下电20秒，上电15分钟，如此周期反复切换。

在本实施例上述提供的技术方案中，所述第一射频通道1及第二射频通道2分别与第一射频接口11及第二射频接口12相连，所述第一射频接口11及第二射频接口12与两个不同基站分别连接以引入不同基站信号。

所述第一射频通道2优选的包括依次连接的第一固定衰减器20、数字衰减器21及第二固定衰减器22。

所述第一固定衰减器20及第二固定衰减器22两侧均分别串联连接着单刀双掷射频开关，所述微控制器1依据设置参数控制第一固定衰减器20及第二固定衰减器22两侧射频开关的选择以确定固定衰减器是否串联入电路对射频信号进行固定衰减。所述固定衰减器衰减值为20dB。

所述数字衰减器21，依据微控制器的设置参数进行射频信号的各档位衰减。

数字衰减器21衰减值范围为0～31.5dB，其通过微控制器1的通用输入/输出口(GeneralPurposeInputOutput，GPIO)直接进行控制，数字衰减器21内部有0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB共6个可选是否接入的独立衰减档位，所以第一固定衰减器20、数字衰减器21及第二固定衰减器组成的第一射频通道2具有共计8个独立衰减档位，一起构成了0～71.5dB的调整动态范围，可以实现对射频通道2的衰减值控制。所述第一射频通道2的最大衰减值71.5dB是由第一固定衰减器20衰减20dB，数字衰减器21衰减31.5dB及第二固定衰减器衰减20dB构成。

第二射频通道3优先的包括依次连接的第一固定衰减器30、数字衰减器31及第二固定衰减器32。以上仅针对第一射频通道2的组成及衰减原理进行说明解释。由于第二射频通道3的组成及衰减原理与第一射频通道2一致，因此不再阐述。

具体的，通过所述用户操控单元6进行设置参数包括：所述程控二功分衰减器的工作频段、固定衰减模式、动态衰减模式、所述电源开关控制单元8的开关通断及上下电周期。

所述程控二功分衰减器的工作频段为0～3.4GHZ。

所述固定衰减模式是指：用户通过所述用户操控单元6分别设置第一射频通道2与第二射频通道3的衰减值，不发生跳变。例如，可将第一射频通道2及第二射频通道3的衰减值设置为，但不限于20dB。

动态衰减模式是指：按照用户设定的变化周期，使第一射频通道2及第二射频通道3的衰减值在设置的两个衰减值间跳变或是按照设定步进值在所述两个衰减值间来回逐渐改变。示例性的，可将第一射频通道2及第二射频通道3的衰减值设置在20dB和50dB间跳变；或者以20秒为单位每次跳变2dB，衰减值在20dB和50dB间来回逐渐改变。

优选的，所述程控二功分衰减器还包括USB接口10，与所述微控制器1相连，所述USB接口10用于接收远程计算机的控制指令以实现远程计算机对程控二功分衰减器进行远程控制。

现有的“终端无线小区切换”和“基站反复掉电重启”的测试过程需要采用多个程控衰减器、以及大量线缆分别连接不同的功分器来构建测试环境，因此现有的测试环境非常复杂。同时，由于现有测试过程中需要投入大量的人力去反复控制基站电源开关的通断以及上下电周期以实现测试目的。

然而，本实用新型实施例的程控二功分衰减器可依据用户设置参数分别独立调整第一射频通道及第二射频通道的射频信号的衰减，所述衰减后的射频信号通过内置二功分器耦合为一路并通过外置射频接口输出。同时，本实用新型实施例的程控二功分衰减器集成一个电源开关控制单元，通过嵌入式程序可自动控制基站电源通断及上下电周期。由于整个测试过程无需手动去控制，两路衰减的射频信号可自动调整且基站电源通断及上下电周期也可自动控制。因此，采用本实用新型实施例的程控二功分衰减器可极大地简化“终端无线小区切换”和“基站反复掉电重启”的测试环境构成，且方便易用，能够节省调测人工成本，提高版本调测效率，促进提高版本质量，并且生产与维护成本低廉。

实施例二

由于实际器件存在不同的插入损耗以及器件存在个体差异性，为达到衰减控制精准，出厂前或者使用过程出现可能需要对该程控二功分衰减器进行校准。优选的，所述程控二功分衰减器的校准是通过USB接口10连接远程计算机，所述远程计算机除了实现嵌入式软件各项设置功能外，还可实现对该程控二功分衰减器的校准。其校准主要将工作频段，预设为340M、400M、700M、1.4G、1.8G、2.1G、2.5G和3.3G等八个频段，用户可根据自己实际测试使用信号频率范围，选择相近的频段进行设置，校准功能就是通过远程计算机控制功率计与该程控二功分衰减器，生成各频段的校准表以提高控制精度。

其校准过程如下：

将程控二功分衰减器的第一射频接口11及第二射频接口12分别连接已知功率值的射频信号源，将程控二功分衰减器的外置射频接口连接功率计；

控制所述程控二功分衰减器中第一射频通道2及第二射频通道3中包括的第一固定衰减器(20，30)、数字衰减器(21，31)及第二固定衰减器(22，32)各衰减档位(包含数字衰减器内部各独立档位)均不接入，即不进行射频信号衰减时，将功率计读数与已知射频信号源功率值做差以得到测量通道插入损耗；

微控制器1依据用户设置参数分别控制第一固定衰减器(20，30)、数字衰减器(21，31)及第二固定衰减器(22，32)的开关通断，保证依次只接入一个衰减档位，将各个衰减档位单独接入时的通道衰减值与通道插入损耗做差以得到各档位的实际衰减值；

分别在不同工作频段的样本频点单音进行测量，即在各工作频段，例如，340M、400M、700M、1.4G、1.8G、2.1G、2.5G和3.3G等八个工作频段下，遍历测量第一射频通道2及第二射频通道3的各衰减档位下的实际衰减值以获得所述程控二功分衰减器的各频段的校准表，并由远程计算机通过串口下发给所述程控二功分衰减器以保存到内部FLASH。

通过上述校准，所述程控二功分衰减器的实际衰减值能够更精准的控制。

实施例三

图2是本实用新型实施例三提供的程控二功分衰减器进行的“终端无线小区切换”测试流程图。

以下测试过程中出现具体的射频信号衰减值或时间值仅是为了更清楚的说明整个测试过程，而不对射频信号衰减值或时间值本身做限定，所述射频信号衰减值或时间值可以根据实现情况来调整。

步骤S200、将两个基站A、B的闭环射频信号分别接入程控二功分衰减器的第一射频接口11及第二射频接口12，并将外置射频接口5连接移动终端。其中，所述基站A、B射频信号可分别通过第一射频通道2及第二射频通道3进行衰减并通过二功分器4耦合后引入至所述移动终端以实现“终端无线小区切换”。

步骤S210、进行调试前的各项检查与设置。

所述各项检查与设置包括：

确定移动终端有权限登陆在两个基站A、B上；

如果网关不同，将基站的路由id设置为不同；

将基站的L3设置对方为邻接表；

将基站的移动使能打开；及

基站的RARCH不能放在最后一个时隙。

步骤S220、打开基站A信号调节第一射频通道2的射频信号的衰减，当移动终端接收射频信号为-60dBm时记录第一射频通道2的衰减值PLa。

步骤S230、关闭基站A信号并打开基站B信号调节第二射频通道3的射频信号的衰减，当移动终端接收信号为-70dBm与-50dBm时记录第二射频通道3对应的衰减值PL1和PL2。

步骤S240、设置第一射频通道2的固定衰减值为PLa，设置第二射频通道3动态衰减值为以20s为周期在PL1与PL2两个值间跳变或者按照用户设定的步进值渐变。

步骤S250、将该移动终端与其他终端进行语音通话业务，连接终端诊断工具软件观测该移动终端状态。具体的，将该移动终端与其他终端进行语音业务，依据步骤S240中针对第一射频通道2及第二射频通道3设置的衰减值进行两路通道的衰减，当移动终端接入第一射频通道2及第二射频通道3两路不同的衰减射频信号后，会依据射频信号强度进行筛选以选择较强的射频信号以实现“终端无线小区切换”，由于在切换过程中可能出现移动终端的语音通话业务受影响，因此可观察诊断相关统计计数并关注语音质量变化以验证基站设备的稳定性与可靠性的测试。

本实用新型实施例的程控二功分衰减器可依据用户设置参数分别独立调整第一射频通道及第二射频通道的射频信号的衰减，所述衰减后的射频信号通过内置二功分器耦合为一路并通过外置射频接口输出。由于整个测试过程无需手动去控制，两路衰减的射频信号可自动调整因此，采用本实用新型实施例的程控二功分衰减器可极大地简化“终端无线小区切换”的测试环境构成，且方便易用，能够节省调测人工成本，提高版本调测效率，促进提高版本质量，并且生产与维护成本低廉。

实施例四

图3是本实用新型实施例三提供的程控二功分衰减器进行的“基站反复掉电重启”测试流程图。具体步骤如下：

步骤S300、将为基站供电的电源模块的输入端连接所述程控二功分衰减器的电源开关控制单元8的220V输出端，将电源开关控制单元8的220V输入端与民用220V供电插座连接。所述电源开关控制单元8可以控制的电源类型为直流24V、直流48V及交流220V。

步骤S320、配置基站开站参数，确认基站能够启动并完成向网管注册、移动终端能够接入。

步骤S330、将程控二功分衰减器的USB接口10与远程计算机连接。

步骤S340、设置程控二功分衰减器的电源开关控制电源8的电源开关通断及上下电周期的参数。具体的，所述电源开关控制单元8依据所述电源开关通断及上下电周期的参数以程控所述基站电源的直流组电源开关与交流组电源开关，并依据设置上电时长与下电时长周期性反复切换以实现“基站反复掉电重启”。

步骤S350、观察远程计算机记录的基站输出日志，分析基站每次掉电启动的流程是否完整及是否存在异常错误情况。

本实用新型实施例的程控二功分衰减器集成一个电源开关控制单元，通过嵌入式程序可自动控制基站电源通断及上下电周期。由于整个测试过程无需手动去控制，基站电源通断及上下电周期也可自动控制。因此，采用本实用新型实施例的程控二功分衰减器可极大地简化“基站反复掉电重启”的测试环境构成，且方便易用，能够节省调测人工成本，提高版本调测效率，促进提高版本质量，并且生产与维护成本低廉。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种二功分衰减器，其特征在于，所述衰减器包括微控制器、第一射频通道、第二射频通道、二功分器、电源开关控制单元及用户操控单元，其中：

所述用户操控单元，与所述微控制器相连，接收用户输入的设置参数并发送至所述微控制器；

所述微控制器，与所述用户操控单元、第一射频通道和第二射频通道相连，接收所述用户操控单元发送的所述设置参数，输出衰减控制信息给并联连接的所述第一射频通道与所述第二射频通道；

所述第一射频通道和第二射频通道输出的衰减后的射频信号通过所述二功分器耦合为一路输出；

所述电源开关控制单元，与所述微控制器和基站电源相连，接收所述微控制器发出的电源控制信号输出给所述基站电源。

2.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述衰减器还包括USB接口，与所述微控制器相连，所述USB接口用于接收远程计算机的控制指令。

3.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述设置参数包括：所述衰减器的工作频段、固定衰减模式、动态衰减模式、所述电源开关控制单元的开关通断及上下电周期。

4.根据权利要求3所述的衰减器，其特征在于，其中：

所述固定衰减模式是指：用户通过所述用户操控单元分别设置第一射频通道与第二射频通道的衰减值，不发生跳变；及

动态衰减模式是指：按照用户设定的变化周期，在设置的两个衰减值间跳变或是按照设定步进值，在所述两个衰减值间来回逐渐改变。

5.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述用户操控单元包括薄膜键盘及液晶显示器，其中：

所述薄膜键盘，用于接收用户输入的设置参数并将所述设置参数发送至所述微控制器；

所述液晶显示器，用于显示所述二功分衰减器的当前状态以及相关设置菜单及用户输入的设置参数。

6.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述第一射频通道及第二射频通道分别与第一射频接口及第二射频接口相连，所述第一射频接口及第二射频接口用于与两个不同基站分别连接，其中第一射频通道及第二射频通道包括：

依次连接的第一固定衰减器、数字衰减器及第二固定衰减器；

所述第一固定衰减器及第二固定衰减器两侧分别连接着射频开关。

7.根据权利要求6所述的衰减器，其特征在于，所述第一固定衰减器及第二固定衰减器的衰减值是20dB。

8.根据权利要求6所述的衰减器，其特征在于，所述数字衰减器的衰减值范围是0～31.5dB。

9.根据权利要求6所述的衰减器，其特征在于，所述数字衰减器设置有0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB，共6个可选的独立衰减档位。

10.根据权利要求6所述的衰减器，其特征在于，所述依次连接的第一固定衰减器、数字衰减器和第二固定衰减器构成的第一射频通道及第二射频通道的衰减值范围是0～71.5dB。