CN100464602C - 移动通信设备的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动通信设备的测试装置(100)，特别用于测试一个移动通信网络中多个实体之间的相互连络，其中，每一待测实体经一条电缆可拆地连接到该测试装置，其特征在于：上述测试装置包括一个射频有线网络，该网络包括多条用于连接上述各实体的连线，上述射频有线网络包括向该射频有线网络输送控制信息的装置，以及从该射频有线网络提取测量数据的装置。该装置可以灵活省时地测试各种移动通信设备。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种移动通信设备的测试装置。这种装置例如可以用于TD-SCDMA(时分同步码分多址)移动网络设备。
(二)背景技术
为了测试移动网络设备的相互连络，必须将所有必要的设备安排在一个实验室环境中进行一系列设备测试，例如将一个正在通话的移动电话在基站之间切换。
对第三代(3G)移动电话标准TD-SCDMA而言，需要测试各种设备，如收发信机基站(BTS)与移动电话之间的相互连络。在3G中，移动终端装置称为用户设备(UE)。移动通信中，一个基站了维系着无线收发信机，该收发信机确定了一个小区并协调与用户设备的无线链路协议。该收发信机基站(BTS)是移动通信***的网络部件，所有信号都由其发射和接收，该收发信机基站由一个基站控制器(BSC)控制。TD-SCDMA标准的描述可以从下文获知：《TD-SCDMA，the solution for TDD bands》西门子股份公司，2002April，信息与移动通信集团。
为作测试，移动通信网络实体处于有线连接状态。在实验室中，测试时应避免无线连接，因为无线连接时精确控制路径参数是困难的，很可能在所有被测试的线路中产生许多不希望的干扰，从而恶化测试结果。进一步来说，在非优化测试条件下不断变化的幅射有可能损害测试设备的操纵者的健康。
过去，一个移动通信网络实体是由手工将大量电缆和射频元器件连接而成，但是，这种已知的连接不同移动通信网络实体的方式非常复杂，难于了解***概况，控制该***相当复杂，并难于从***中得到测量数据。因此，已知方法的缺乏是：测量结果可能不准确，不能满足需要，而且，已知的测量方法中需花费过长的时间来搭建测试***。
(三)发明内容
因而，本发明的一个目是提供一种移动通信设备的测试装置，其能够灵活和省时地测试各种移动通信设备。
本发明的上述目的是通过一种移动通信设备的测试装置实现的。
上述移动通信设备的测量装置，用于测试移动通信网络中基站与用户设备之间的相互连络，其中，所述测试装置包括多个第一外部连接器和多个第二外部连接器，每一基站经一条电缆可拆地连接到任意一个第一外部连接器、每一用户设备经一条电缆可拆地连接到任意一个第二外部连接器，其特征在于，
上述测试装置还包括：第一合成器/功分器和第二合成器/功分器；
多个第一外部连接器汇聚至第一合成器/功分器；
多个第二外部连接器汇聚至第二合成器/功分器；
所述第一合成器/功分器与所述第二合成器/功分器相连；
且上述测试装置在每一所述第一外部连接器与所述第一合成器/功分器之间分别具有一个步进衰减器、在每一所述第二外部连接器与所述第二合成器/功分器之间也分别具有一个步进衰减器；
上述测试装置还分别与向其输送控制信息的装置、以及自其提取测量数据的装置相连。
所述测试装置进一步包括：射频开关、第三合成器/功分器和第四合成器/功分器；
所述第三合成器/功分器与所述第一合成器/功分器相连；
所述第四合成器/功分器与所述第二合成器/功分器相连；
所述射频开关位于所述第三合成器/功分器与所述第四合成器/功分器之间，用于导通所述第三合成器/功分器与所述第四合成器/功分器、使得二者直接相连，或者将所述第三合成器/功分器和所述第四合成器/功分器分别导通至一外部的射频信道仿真器、使得二者通过该射频信道仿真器相连。
所述第三合成器/功分器(10)导通至所述射频信道仿真器(50)的第一输入端(53)、所述第四合成器/功分器(13)导通至所述射频信道仿真器(50)的第一输出端(54)；
所述第三合成器/功分器(10)导通至所述射频信道仿真器(50)的第二输出端(52)、所述第四合成器/功分器(13)导通至所述射频信道仿真器(50)的第二输入端(51)。
所述测试装置进一步包括：射频开关、多个第五合成器/功分器和一个第四合成器/功分器；每一所述第五合成器/功分器分别连接于每一所述第一外部连接器与所述第一合成器/功分器之间，并连接至一外部的射频信道仿真器；所述第四合成器/功分器与所述第二合成器/功分器相连；所述射频开关位于所述第一合成器/功分器与所述第四合成器/功分器之间，用于直接导通所述第一合成器/功分器与所述第四合成器/功分器，或者将所述第四合成器/功分器导通至所述射频信道仿真器、使其通过所述射频信道仿真器与所述第五合成器/功分器相连。
所述第五合成器/功分器通过第一连接器和第一功分器连接至所述外部射频信道仿真器的输入端，通过第二连接器和第二功分器连接至所述外部射频信道仿真器的输出端；
所述第四合成器/功分器通过第三连接器和第三功分器连接至所述外部射频信道仿真器的输出端，通过第四连接器和第四功分器连接自所述外部射频信道仿真器的输入端。
所述测试装置在每一所述第五合成器/功分器与所述第一合成器/功分器之间，进一步包括固定衰减器。
所述测试装置在所述第二合成器/功分器与每一第二外部连接器之间，进一步包括耦合器。
在本发明的一个优先实施例中，每个步进衰减器由一个衰减器控制器来控制，以便能够灵活地控制路径损耗。
在本发明的一个实施例中，该衰减器控制器经RS232界面连接到上述步进衰减器上，因此，该步进衰减器可以由计算机来控制。
该步进衰减器的衰减变化为0dB---60dB。
多个测试装置经由第三外部连接器连接在一起，形成一个测试装置网络。借助于这种若干射频有线网络的组合，可以仿真一个普通移动通信网络的大多数工作情形。
(四)附图说明
下面借助附图对本发明做进一步说明：
图1：表示本发明的一个实施例中一种移动通信设备测试装置的示意图。
图2：表示本发明的一个实施例中一种带有一个射频信道仿真器的移动通信设备的测试装置的示意图。
图3：表示本发明的另一个实施例中一种具有一个射频信道仿真器的移动通信设备的测试装置的示意图。
图4：表示本发明的一个实施例中六个装置相互连接进行移动通信设备的测试。
(五)具体实施方式
图1表示根据本发明的一个实施例中的一个移动通信设备测量装置100。该装置的测试频率范围为880MHz----960MHz，1710MHz---1990MHz或2010MHz---2025MHz。这些频率范围系用于TD-SCMDA和GSM***。该测量装置也可以重新设计和测试使其变为其他2G或3G***的频率范围。图1有详细说明，其中，一个合成器/功分器1连接到该外部连接器Al，一个基站(BTSl)由一条电缆可拆地连接到该外部连接器A1(未显示)。该合成器/功分器1在与上述外部连接器A1的相对一侧连接有一个外部连接器Ca1和一个固定衰减器3。一个第二合成器/功分器2连接到一个外部连接器A2，其经由一条电缆可拆地与另一个基站(BTS2)相连(未示出)。该第二合成器/功分器2在与上述外部连接器A2相对的一侧连接有另一个外部连接器Cat和一个固定衰减器40上述合成器/功分器1，2显示隔离度为-27dB。
上述固定衰减器3，4均有-15dB的衰减，并进一步连接步进衰减器7和8。该步进衰减器7和8以1dB步长在0---60dB之间衰减变化，他们连接到衰减器控制器5，6，由此可以控制该步进衰减器7，8。一个合成器/功分器9显示的隔离度为-27dB，并进一步连接到另一个合成器/功分器10，其在相对的那一侧连接到两个外部连接器D1，D2和一个射频开关11。该射频开关11进一步连接到一个合成器/功分器13，其同样与外部连接器E1和E2连接。上述合成器/功分器10和13显示出隔离度为-25dB。上述射频开关11可以由一个外部通路12控制开合，从而分别在上述合成器/功分器10与外部连接器D1，D2之间，上述合成器/功分器13与上述外部连接器E1，E2之间，或者在上述合成器/功分器10与上述合成器/功分器13之间分别提供连接。借助于上述射频开关11，可以建立通向外部测试装置的连接，在图2，3和4中对此将有更详细的说明。
上述合成器/功分器13连接到另一合成器/功分器14，其在与上述合成器/功分器13相对的那一侧连接有八条电缆。上述合成器/功分器14显示出隔离度为-27dB，并连接到8个步进衰减器15，16，17，18，19，20，21和22上。这些步进衰减器可由衰减器控制器23，24，25，26，27，28，29和30来控制。所有这些控制器和连接器5，6及12可以组合在一个前面板上的一块控制面板上，或组合在一个RS232界面上，以便外部计算机控制。每一上述步进衰减器的衰减变化范围以1dB的调节步长从0—60dB变化，并可以灵活调整。每个步进衰减器进一步连接到一个固定衰减器31，32，33，34，35，36，37，38，其具有固定的衰减值15dB。上述固定衰减器31，32，33，34，35，36，37，38各自连接到耦合器39，40，41，42，43，44，45和46。借助于这些耦合器，可以测试数据并向各条连线提供数据。为此，上述耦合器39，40，41，42，43，44，45，46连接到外部接触器Cb1，Cb2，Cb3，Cb4，Cb5，Cb6，Cb7，Cb8。上述耦合器39，40，41，42，43，44，45和46各自显示出-10dB的耦合率，并进一步连接到外部连接器B1，B2，B3，B4，B5，B6，B7和B8，它们可以将8个用户设备，例如，8部移动电话，连接到测试装置100上。
上述射频有线网络100的所有元器件均可以在800MH2到22000MH2的频率范围内工作。从该测试装置100的任一A端口(例如A1)到任一B端口(如B4)的最小***衰减(损耗)为57dB到70dB，从任一B端口到任何一个A端口也是同样。所有相同功能路径中的***损耗的不平衡度在相同频率上处于1.5dB范围内。上述端口A1和A2之间的隔离度大于55dB。任何一对B端口之间的隔离度大于53dB。任何一对D端口之间或任何一对E端口之间的隔离度大于37dB，任何一对不同开关路径的端口之间的隔离度应大于40dB。
一般而言，从任一B端口到一个相关监测端口的耦合系数为9dB到11dB。从任何一A端口到一个相关监测端口的耦合系数为3dB到3.5dB。这些耦合端口也可以用于延伸连接。
从任一A端口到B端口的通道的频率响应在任一10MH2工作频率范围内限制在1dB以内。从任一A端口到D端口的通道的频率响应在任一10MH2工作频率范围内限制在1dB以内。从任一B端口到E端口的通道的频率响应在任一10MH2工作频率范围内限在1dB以内。从任何耦合端口到对应的任一B端口的通道的频率响应在任一10MH2频率范围限定在1.5dB之内。从任一耦合端口到对应的任一A端口的通道的频率响应在任一10MH2频率范围内限定在1dB以内。
进一步而言，连接界面的任一端口的电压驻波比应小于1.35:1，并且该射频有线网络的任一端口的功率容量应大于2瓦。
图2表示一个移动通信设备的测试装置的示意图，其具有一个射频信道仿真器。该测试装置100与图1所示的那个装置是相同的，其中相同的标号表示相同的元件。该测试装置100包括：两个合成器/功分器1，2，其比率1：2；一个合成器/功分器9，其比率为2：1；一个合成器/功分器10，其比率为1：3；以及一个合成器/功分器13，其比率为3：1。射频开关11能以两种不同的模式工作，经过外部连接器A1和A2，两个基站(BTS1，BTS2)连接到测试装置100上。一个射频信道仿真器50用于性能测量的测试，它被连接到该测试装置100上。连接器D2的信号接入该射频信道仿真器50的输入端51，在那里，信号根据损耗、延迟、衰减而变化，并经接触点52传送到上述连接器E2。连接器E1的信号接入到该射频信道仿真器50的输入端53，在那里，信号根据损耗、延迟、衰减而变化，并经触点54传送到连接器D1。
在这种方案安排中，一对物理特性相同、方向相反的路径就像是在一个真实的无线环境中进行工作。当然，一个正常的射频信道仿真器在每个信道或路径上仅提向单一方向。
图3表示无线通信设备的测试装置的示意图，其连接有一个射频信道仿真器。具体来说，借助于该射频信道仿真器50来对切换过程进行仿真。该射频信道仿真器50包括4个触点51，52，53和54，该测试装置100包括与图1和2所示相同的那些元件，相同的符号表示相同的元件。多条连线连接到连接器Ca2和循环器73，接触器E2和循环器71，连接器Ca1和循环器72，以及连接器E1和循环器70。上述连接器70，71，72，73是所谓的循环器，其由铁材料制成并具有单一方向的传输特性。图3表示移动站(M1到M8)与基站(BTS1和BTS2)之间经由上述射频信道仿真器50两种不同的路径，一条路径是基站BTS1与8个移动站(M1到M8)之间经一个从触点51到52的信道，另一条路径是在基站BTS2与8个移动站(M1到M8)之间经一个从触点53到54的信道。从连接器Ca2来的信号首先到达循环器73，绝大多数信号输入到合成器62，在一个真实的移动环境中经触点53到54的信道对上述信号进行调制，并提供给功分器63。一半信号输送给循环器73，其中多数返回给BTS2。另一半信号由功分器63输入循环器71，多数信号输入到连接器E2和8个移动站(M1到M8)。经连接器E2，来自一个移动站的信号首先到达循环器71，因此，多数信号传输到路径62，53，54，63。从功分器63，一半的信号经循环器71回馈到到移动站，而另一半信号经循环器73输送到Ca2——基站一侧。
对连接器Ca1和E1之间的路径来说，情形也与上述相同。上述合成器60，62及功分61，63可以在一个信道内与两个方向相关。上述循环器70，71，72，73给出了方向，并且把输出到输入之间的回馈降低了约30dB的隔离度。由此，从同一台移动站到两个基站的两个不同的信道可以分别形成，以便仅由一台射频信道仿真器50就能启动小区之间的切换。
如果有两部射频信道仿真器，总共有4个信道，那么所有的功分器和合成器均可去掉，反射信号可以是相当大的。两台测试装置100和2部射频信道仿真器50也可以被设置用来仿真一种小区之间的切换环境。
图4表示6台移动通信设备的测试装置100，101，102，103，104，105相互连接的示意图。每个测试装置100，101，102，103，104，105均能与8个移动站连接，因而一个包含48个移动站的网络可以被测试。上述装置100，101，102用其连接器A1和A2分别连接到各个基站(BTS)，从而共有6个基站(BTS1，BTS2，BTS3，BTS4，BTS5和BTS6)可以参与测试。由此建立了一个由6个基站和48个用户设备(UE)组成的整体测试网络。如图4所示，上述测试装置100，101，102，103，104，105由其外部连接器A1，A2，Ca1，Ca2，D1，D2，E1，E2相互之间连接起来。如果路径损耗是可接受的，更多的测试装置可以依上述方式加入到图4所示的布局中来，同理，也可以扩充更多用户设备(UE)到网络中，例如：6：72或6：96。
Claims (11)
1.一种移动通信设备的测试装置(100)，用于测试移动通信网络中基站与用户设备之间的相互连络，其中，所述测试装置(100)包括多个第一外部连接器和多个第二外部连接器，每一基站经一条电缆可拆地连接到任意一个第一外部连接器、每一用户设备经一条电缆可拆地连接到任意一个第二外部连接器，其特征在于，
上述测试装置(100)还包括：第一合成器/功分器(9)和第二合成器/功分器(14)；
多个第一外部连接器汇聚至第一合成器/功分器(9)；
多个第二外部连接器汇聚至第二合成器/功分器(14)；
所述第一合成器/功分器(9)与所述第二合成器/功分器(14)相连；
且上述测试装置(100)在每一所述第一外部连接器与所述第一合成器/功分器(9)之间分别具有一个步进衰减器(7，8)、在每一所述第二外部连接器与所述第二合成器/功分器(14)之间也分别具有一个步进衰减器(15，16，17，18，19，20，21，22)；
上述测试装置(100)还分别与向其输送控制信息的装置、以及自其提取测量数据的装置相连。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置(100)进一步包括：射频开关(11)、第三合成器/功分器(10)和第四合成器/功分器(13)；
所述第三合成器/功分器(10)与所述第一合成器/功分器(9)相连；
所述第四合成器/功分器(13)与所述第二合成器/功分器(14)相连；
所述射频开关(11)位于所述第三合成器/功分器(10)与所述第四合成器/功分器(13)之间，用于导通所述第三合成器/功分器(10)与所述第四合成器/功分器(13)、使得二者直接相连，或者将所述第三合成器/功分器(10)和所述第四合成器/功分器(13)分别导通至一外部的射频信道仿真器(50)、使得二者通过该射频信道仿真器(50)相连。
3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，
所述第三合成器/功分器(10)导通至所述射频信道仿真器(50)的第一输入端(53)、所述第四合成器/功分器(13)导通至所述射频信道仿真器(50)的第一输出端(54)；
所述第三合成器/功分器(10)导通至所述射频信道仿真器(50)的第二输出端(52)、所述第四合成器/功分器(13)导通至所述射频信道仿真器(50)的第二输入端(51)。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置(100)进一步包括：射频开关(11)、多个第五合成器/功分器(1，2)和一个第四合成器/功分器(13)；
每一所述第五合成器/功分器(1，2)分别连接于每一所述第一外部连接器与所述第一合成器/功分器(9)之间，并连接至一外部的射频信道仿真器(50)；
所述第四合成器/功分器(13)与所述第二合成器/功分器(14)相连；
所述射频开关(11)位于所述第一合成器/功分器(9)与所述第四合成器/功分器(13)之间，用于直接导通所述第一合成器/功分器(9)与所述第四合成器/功分器(13)，或者将所述第四合成器/功分器(13)导通至所述射频信道仿真器(50)、使其通过所述射频信道仿真器(50)与所述第五合成器/功分器(1，2)相连。
5.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，
所述第五合成器/功分器(1，2)通过第一连接器(73)和第一功分器(62)导通至所述外部射频信道仿真器(50)的输入端(53)，通过第二连接器(72)和第二功分器(61)导通至所述外部射频信道仿真器(50)的输出端(52)；
所述第四合成器/功分器(13)通过第三连接器(71)和第三功分器(63)连接至所述外部射频信道仿真器(50)的输出端(54)，通过第四连接器(70)和第四功分器(60)连接自所述外部射频信道仿真器(50)的输入端(51)。
6.如权利要求4或5所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置(100)在每一所述第五合成器/功分器(1，2)与所述第一合成器/功分器(9)之间，进一步包括固定衰减器(3，4)。
7.如权利要求1至5中任意一项所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置(100)在所述第二合成器/功分器(14)与每一第二外部连接器之间，进一步包括耦合器(39，40，41，42，43，44，45，46)。
8.如权利要求1至5中任意一项所述的测试装置，其特征在于，每一个步进衰减器(7，8，15，16，17，18，19，20，21，22)由衰减器控制器(5，6，23，24，25，26，27，28，29，30)来控制。
9.如权利要求8所述的测试装置，其中，上述衰减器控制器(5，6，23，24，25，26，27，28，29，30)经过一个RS232界面连接到上述步进衰减器(7，8，15，16，17，18，19，20，21，22)，从而使该步进衰减器(7，8，15，16，17，18，19，20，21，22)可以由计算机来控制。
10.如权利要求8所述的测试装置，其中，该步进衰减器(7，8，15，16，17，18，19，20，21，22)的衰减变化为OdB---60dB。
11.如权利要求1所述的测试装置，其中，多个测试装置(100，101，102，103，104，105)经由第三外部连接器连接到一起。
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| 检测S1240交换机MFF、MFP故障板的多频测试器. 于长彬.邮电设计技术，第3期. 2000 * |
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| CN1599491A (zh) | 2005-03-23 |
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