CN114070427B - 一种基于混响室环境的终端测试*** - Google Patents

Abstract

一种基于混响室环境的终端测试***，包括混响室、矢量网络分析仪、综测仪、射频开关控制箱、转台控制箱，转台控制箱的信号输出端连接转台和搅拌器，控制若干转台和搅拌器的动作，混响室为一屏蔽腔室，混响室内部有若干个转台，混响室内装有若干个搅拌器，通过搅拌器的转动来改变混响室内腔室的边界条件，使混响室腔室内形成均匀随机极化的电磁环境。本发明以上位机为测试***的控制和测试核心，用户通过操作测试***的上位机软件，发出控制协议指令，控制对应的仪器设备，用来测试PTF空间损耗、TRP总辐射功率、TIS总全向灵敏度、吞吐量和天线效率等参数，能够稳定运行并快速采集数据，验证混响室终端设备的各种制式下信号性能的好坏。

Description

一种基于混响室环境的终端测试***

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是一种基于混响室环境的终端测试***。

背景技术

目前通信测试行业发展迅速，混响室终端测试的需求得到提高，混响室在声学领域和电磁学领域都有相关应用，通信行业则指电磁学领域所用混响室，也即电波混响室，电波混响室是一个大尺寸且具有高导电反射墙面构成的屏蔽腔室，腔室中通常安装一个或几个机械式搅拌器或调谐器，通过搅拌器的转动改变腔室的边界条件，进而在腔室内形成统计均匀、各向同性和随机极化的电磁环境。目前业内对混响室终端测试做的较好的有Blutest的RTS65，其在混响室终端测试方面被各大终端厂商应用。

但现有的混响室终端测试机构只能实现单任务的执行，仅用于测试终端用，测试空间的损耗需要另加软件单独测试，测试效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能稳定运行快速采集数据来测试混响室的TRP总辐射功率、TIS总全向灵敏度、吞吐量和天线效率的终端测试***。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于混响室环境的终端测试***，包括混响室，所述混响室为一屏蔽腔室，所述混响室内部有若干根测试天线和若干个转台，所述混响室内装有若干个搅拌器，用于通过搅拌器的转动来改变混响室内腔室的边界条件，使混响室的腔室内形成均匀、各向同性和随机极化的电磁环境，还包括：

矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪为信号收发设备，其连接主控计算机，通过主控计算机的控制产生指定参数的脉冲射频信号，并通过参考天线进行发射，由测试天线接收，传递至所述矢量网络分析仪的接收端口处；

综测仪，所述综测仪为信号收发设备，其连接所述主控计算机和测试终端，所述测试终端设置在所述混响室中，所述综测仪将信号通过link天线发射给所述测试终端，所述测试终端通过测试天线将信号传递回所述综测仪的接收端口；

射频开关控制箱，所述射频开关控制箱用于将一个输入通道转化为四个输出通道，通过控制不同的通道开关来选择不同的输出通道；

转台控制箱，所述转台控制箱的信号输出端连接所述转台和搅拌器，用于控制若干所述转台和所述搅拌器的动作。

优选的，所述转台控制箱、矢量网络分析仪和射频开关控制箱组成空间损耗校准***，所述空间损耗校准***根据损耗校准策略进行测试终端的损耗测试，所述损耗校准策略为：

S1、将转台控制箱、矢量网络分析仪、射频开关控制箱与主控计算机进行数据连接；

S2、矢量网络分析仪进行自校准：设置测试对应的起始频点、结束频点、扫描点数、扫描时间，使用校准机构校准矢量网络分析仪的状态，并制作对应的状态文件；

S3、记录制作的状态文件在矢量网络分析仪的文件路径及当前状态文件的名称，在主控计算机中输入对应的状态文件，用于进行损耗校准时调用；

S4、选择需要控制的转台，并设置转台的控制模式和运动配置，配置参考天线的效率文件数据并进行保存，开始校准；

S5、校准完成后，即完成转台配置对应的所有边界条件，在主控计算机上生成对应的保存了所有边界条件的矢量网络分析仪的迹线采集数据文件。

优选的，所述转台控制箱、矢量网络分析仪和转台组成天线效率测试***，所述天线效率测试***根据效率测试策略进行测试天线的传输效率，所述效率测试策略为：

S1、将转台、转台控制器、矢量网络分析仪与主控计算机进行数据连接；

S2、配置参考天线的测试参数，参考天线安装在混响室内，并在主控计算机上建立测试任务；

S3、测试并读取矢量网络分析仪的数据，计算参考天线的S参数；

S4、配置测试天线的测试参数，并在主控计算机上建立测试任务；

S5、测试并读取矢量网络分析仪的数据，计算出测试天线的S参数；

S6、依据参考天线和测试天线的S参数进行计算天线效率并进行保存。

优选的，所述测试终端支持LTE 4G网络通信。

优选的，所述综测仪和主控计算机根据功率辐射策略进行总辐射功率的测试，所述功率辐射策略为：

S1、在主控计算机上配置测试参数，并选择测试类型，配置每个边界条件的测试次数，设置综测仪的测试帧数，综测仪读取完指定的帧数后呈现测试数据用于读取；

S2、配置综测仪的测试制式和带宽、补偿衰减值、功率值，并进行保存；

S3、开始测试任务，将综测仪与手机建立信令连接，主控计算机控制转台运动到对应配置好的起始位置，然后读取并保存综测仪上的测试数据，即总辐射功率值，主控计算机上将日志输出对应的算法处理后的数据，并以图表曲线的形式进行显示，同时更新测试任务表格对应的进度条进度，数据处理完成后，控制转台根据配置运动到下一个位置，重复采集数据流程，直至完成所有位置的测试。

优选的，所述综测仪和主控计算机根据灵敏度测试策略进行总全向灵敏度的测试，所述灵敏度测试策略为：

S1、配置误码率，用于计算最佳功率值，设置功率计算的初始值，在综测仪上设置测试帧数；

S2、读取综测仪上的误码率，如果误码率过大，则减少功率，反之，则增加功率，最终将调整到最接近预设的误码率，读取当前对应的BW功率值，用于算法计算。

本发明的优点和积极效果是：

本发明以上位机为测试***的控制和测试核心，用户通过操作测试***的上位机软件，发出控制协议指令，控制对应的仪器设备，用来测试PTF空间损耗、TRP总辐射功率、TIS总全向灵敏度、吞吐量和天线效率等参数，能够稳定运行并快速采集数据，验证混响室终端设备的各种制式下信号性能的好坏，无需手动在仪器上进行参数设置，并采用多任务多信道的测试方法，方便测试使用，提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明的***软件组成示意图；

图2是本发明的设备管理结构示意图；

图3是本发明的空间损耗校准***的组成示意图；

图4是本发明的空间损耗校准***的测试流程图；

图5是本发明的终端测试***的测试流程示意图；

图6是本发明的TRP测试的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1和图2所示，本发明所述的一种基于混响室环境的终端测试***，包括混响室，混响室为一屏蔽腔室，混响室内部有若干根测试天线和若干个转台，混响室内装有若干个搅拌器，用于通过搅拌器的转动来改变混响室内腔室的边界条件，使混响室的腔室内形成均匀、各向同性和随机极化的电磁环境，此外，还包括有：

矢量网络分析仪，矢量网络分析仪为信号收发设备，其连接主控计算机，通过主控计算机的控制产生指定参数的脉冲射频信号，并通过参考天线进行发射，由测试天线接收，传递至矢量网络分析仪的接收端口处；

综测仪，综测仪为信号收发设备，其连接主控计算机和测试终端，测试终端设置在混响室中，测试终端支持LTE 4G网络通信，综测仪将信号通过link天线发射给测试终端，测试终端通过测试天线将信号传递回综测仪的接收端口；

射频开关控制箱，射频开关控制箱用于将一个输入通道转化为四个输出通道，通过控制不同的通道开关来选择不同的输出通道；

转台控制箱，转台控制箱的信号输出端连接转台和搅拌器，用于控制若干转台和搅拌器的动作。

终端测试***可以进行下列项目的测试：

如图3和图4所示为空间损耗校准***的示意图，空间损耗校准***根据损耗校准策略进行测试终端的PTF空间损耗测试，主要实现控制矢量网络分析仪收发脉冲射频信号，采集在矢量网络分析仪中，每个边界条件下对应的所有频点的迹线数据，PTF空间损耗主要为整个混响室环境中，从参考天线发射出去的信号经过混响室转台，搅拌器及内壁的层层搅拌，到达测试天线，这整个过程中的信号损耗。通过采集矢量网络分析仪的迹线数据，并使用算法计算获得对应的空间损耗数据。理论上来说空间损耗校准仅需要在最开始时，校准一次即可，后续保证射频线缆及参考天线，测试天线，整个测试环境不变的情况下，测试终端TRP,TIS,吞吐量可以直接调用计算好的PTF空间损耗用于补偿，损耗校准策略为：

S1、将转台控制箱、矢量网络分析仪、射频开关控制箱与主控计算机进行数据连接；

S2、矢量网络分析仪进行自校准：设置测试对应的起始频点、结束频点、扫描点数、扫描时间，使用校准机构校准矢量网络分析仪的状态，并制作对应的状态文件；

S3、记录制作的状态文件在矢量网络分析仪的文件路径及当前状态文件的名称，在主控计算机中输入对应的状态文件，用于进行损耗校准时调用；

S4、选择需要控制的转台，并设置转台的控制模式和运动配置，配置参考天线的效率文件数据并进行保存，开始校准；

S5、校准完成后，即完成转台配置对应的所有边界条件，在主控计算机上生成对应的保存了所有边界条件的矢量网络分析仪的迹线采集数据文件。

校准模式分为以下四种：

Normal普通模式，创建6条迹线：S11实部，S11虚部，S22实部，S22虚部，S21实部，S21虚部，并读取这6条迹线对应的迹线数据，将采集到的迹线数据保存在主控计算机指定的文件夹目录下；校准过程中，软件实时计算每个边界条件对应的空间损耗，并通过图表曲线的形式显示出来。

Medium普通模式，创建3条迹线：S11对数，S22对数，S21对数，这3条迹线仅用于方便使用者查看当前校准的状态，所有迹线数据以s2p文件格式保存到矢量网络分析仪指定的文件夹目录下；校准过程中，软件界面上仅显示对应的进度条，不显示图表曲线。

Fast普通模式，将Medium模式测试保存的s2p文件从矢量网络分析仪另存到本地文件夹中，调用，可以计算并以图表显示对应的PTF值，此功能配合Medium使用，用于查看Medium采集的迹线数据结果。

WideBand PTF普通模式，创建1条迹线：S21对数，此迹线仅用于方便使用者查看当前校准的状态，调用对应的状态文件(自带2条迹线：S21实部，S21虚部)，读取这3条迹线对应的迹线数据，将采集到的迹线数据保存在主控计算机指定的文件夹目录下；校准过程中，软件实时计算每个边界条件对应的空间损耗，并通过图表曲线的形式显示出来。

天线效率测试***根据效率测试策略进行测试天线的传输效率，效率测试策略为：

S1、将转台、转台控制器、矢量网络分析仪与主控计算机进行数据连接；

S2、配置参考天线的测试参数，参考天线安装在混响室内，并在主控计算机上建立测试任务；

S3、测试并读取矢量网络分析仪的数据，计算参考天线的S参数；

S4、配置测试天线的测试参数，并在主控计算机上建立测试任务；

S5、测试并读取矢量网络分析仪的数据，计算出测试天线的S参数；

S6、依据参考天线和测试天线的S参数进行计算天线效率并进行保存。

即：测量天线效率测试首先要连接上需要用到的矢量网络分析仪，设备仪器都正常成功连接后才能开始进行测试。选择对应的测试类型，选择Efficiency；

首次测试时先将参考天线安装在混响室环境，选择当前连接的天线类型为参考天线，配置对应的参数：矢量网络分析仪配置，转台配置，开关箱天线效率配置，加载矢量网络分析仪状态文件，测试采集所有边界条件下的矢量网络分析仪迹线数据，并通过算法计算出参考天线的S参数。

当获取到参考天线的S参数文件后，安装对应需要测量的测试天线在混响室环境中，选择当前连接的天线类型为测试天线，配置对应的参数，测试读取矢量网络分析仪中当前状态下的矢量网络分析仪采集迹线数据，并通过算法计算出测试天线的S参数，及对应的测试天线的效率值。

如图6所示为TRP总辐射功率的测试流程图，所用的功率辐射策略为：

S1、在主控计算机上配置测试参数，并选择测试类型，配置每个边界条件的测试次数，次数越多，相对的测试结果越精确，但测试花费的时间也相应越长，设置综测仪的测试帧数，综测仪读取完指定的帧数后呈现测试数据用于读取；

S2、配置综测仪：选择测试制式Standard：目前支持LTE，GSM，WCDMA，其中LTE对应4G，GSM对应3G，WCDMA对应2G，选择对应制式，终端也需要配置相应的制式，否则将无法正常连接；选择对应的测试Band，不同的测试制式对应不同的测试Band，其中测试制式GSM对应的测试Band：GSM 850，P-GSM 900，E-GSM 900，R-GSM 900，GSM 1800(DCS)，GSM 1900(PCS)；测试制式WCDMA对应的测试Band：WCDMA Band1～WCDMA Band13；测试制式LTE对应的测试Band：FDD Band1～FDD Band22，TDD Band33～TDD Band40；配置带宽，输出输入com口，补偿衰减值，功率值；

S3、开始测试任务，将综测仪与手机建立信令连接，此时对应测试任务的状态单元格显示状态切换为：connecting，表示当前正在进行测试终端与综测仪的连接，连接成功，测试状态切换为running，开始执行测试；连接失败，弹窗报错提示，并结束测试，终端正常建立信令连接后，开始进行测试：主控计算机控制转台运动到对应配置好的起始位置，然后读取并保存综测仪上的测试数据，即总辐射功率值，主控计算机上将日志输出对应的算法处理后的数据，并以图表曲线的形式进行显示，同时更新测试任务表格对应的进度条进度，数据处理完成后，控制转台根据配置运动到下一个位置，重复采集数据流程直到完成所有位置的测试，测试完成，更新测试结果到测试任务表格对应的测试结果列中，更新测试任务表格对应的测试状态为Finish，同时生成对应的测试数据保存到本地电脑中，保存路径可以通过配置界面配置，默认为软件安装位置，测试结果数据文件默认名称：TRP-测试信道.csv。

TIS总全向灵敏度的测试所用的灵敏度测试策略为：

选择对应的测试类型，选择TIS；配置误码率，用于计算出最佳功率值；终端初始功率值：设置功率计算的初始值，这个功率要设置合适，保证终端能够正常稳定连接，设置过大，整体计算时间长，设置过小，终端容易断开连接；测试帧数，设置在综测仪中的一个参数，综测仪需要读取完指定的帧数后才能呈现测试数据用于读取，帧数越多，相对的测试结果越精确，但测试花费的时间越长。

TIS测试整体操作流程类似TRP测试。但在数据处理方面有所不同，TIS测试设置功率并读取综测仪上的误码率，如果误码率过大，减少功率，如果误码率过小，增加功率；最终将调整到最接近预设的误码率，读取当前对应的BW功率值，用于算法计算，由于每个边界条件都需要进行一次查找最佳功率值的流程，所以整个测试需要耗费较长的时间。

吞吐量测试：选择对应的测试类型，选择Throughput；配置吞吐量限位；配置终端初始功率值；配置综测仪设备的测试相关配置；

吞吐量测试整体操作流程类似TIS测试，但在数据处理方面有所不同，吞吐量测试设置功率并读取综测仪上的吞吐量，如果吞吐量过大，减少功率，如果吞吐量过小，增加功率；最终将调整到最接近预设的吞吐量，读取当前对应的吞吐量，用于算法计算，由于每个边界条件都需要进行一次查找最佳功率值的流程，所以整个测试需要耗费较长的时间。

如图5所示为终端测试***测试流程图，进行终端测试首先要连接上需要用到的设备仪器，设备仪器都正常成功连接后才能开始进行相应的测试。在设备管理模块将需要用到的设备都通过上位机软件正常连接后，开始进行测试参数配置。

点击添加测试任务按钮，弹出配置界面，在配置界面配置好测试相关的参数设置，完成相应的配置后，确认并保存后，在主界面任务表格中会新增一行测试任务表格，测试任务表格分为10列：测试序号，测试任务编号，测试类型，测试制式，测试band，测试信道频点，功率，当前测试状态，进度条，测试结果。

支持多任务执行：添加多个测试任务，在主界面将显示对应的多行测试任务；每行代表1个测试任务，配置多任务测试，当完成第一个任务测试后，软件将自动执行下一个任务开始测试

支持多信道执行：添加多个信道，在测试任务表格对应的测试信道列中可以看到下拉框对应多个选项，每个选项对应1个信道，配置多信道测试，当完成第一个信道测试后，软件将自动执行下一个信道开始测试，多信道测试优先于多任务测试，即同时配置了多任务多信道后，先完成1个任务的多信道测试后，再执行下一个任务的测试。

点击开始测试按钮开始进行测试，同时更新按钮状态；点击暂停按钮暂停测试；点击停止按钮，结束停止当前测试。

本发明以上位机为测试***的控制和测试核心，用户通过操作测试***的上位机软件，发出控制协议指令，控制对应的仪器设备，用来测试PTF空间损耗、TRP总辐射功率、TIS总全向灵敏度、吞吐量和天线效率等参数，能够稳定运行并快速采集数据，验证混响室终端设备的各种制式下信号性能的好坏。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于混响室环境的终端测试***，包括混响室，所述混响室为一屏蔽腔室，所述混响室内部有若干根测试天线和若干个转台，所述混响室内装有若干个搅拌器，用于通过搅拌器的转动来改变混响室内腔室的边界条件，使混响室的腔室内形成均匀、各向同性和随机极化的电磁环境，其特征在于：还包括：

矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪为信号收发设备，其连接主控计算机，通过主控计算机的控制产生指定参数的脉冲射频信号，并通过参考天线进行发射，由测试天线接收，传递至所述矢量网络分析仪的接收端口处；

综测仪，所述综测仪为信号收发设备，其连接所述主控计算机和测试终端，所述测试终端设置在所述混响室中，所述综测仪将信号通过link天线发射给所述测试终端，所述测试终端通过测试天线将信号传递回所述综测仪的接收端口；

射频开关控制箱，所述射频开关控制箱用于将一个输入通道转化为四个输出通道，通过控制不同的通道开关来选择不同的输出通道；

转台控制箱，所述转台控制箱的信号输出端连接所述转台和搅拌器，用于控制若干所述转台和所述搅拌器的动作；

所述转台控制箱、矢量网络分析仪和射频开关控制箱组成空间损耗校准***，所述空间损耗校准***根据损耗校准策略进行测试终端的损耗测试，所述损耗校准策略为：

S1、将转台控制箱、矢量网络分析仪、射频开关控制箱与主控计算机进行数据连接；

S2、矢量网络分析仪进行自校准：设置测试对应的起始频点、结束频点、扫描点数、扫描时间，使用校准机构校准矢量网络分析仪的状态，并制作对应的状态文件；

S3、记录制作的状态文件在矢量网络分析仪的文件路径及当前状态文件的名称，在主控计算机中输入对应的状态文件，用于进行损耗校准时调用；

S4、选择需要控制的转台，并设置转台的控制模式和运动配置，配置参考天线的效率文件数据并进行保存，开始校准；

S5、校准完成后，即完成转台配置对应的所有边界条件，在主控计算机上生成对应的保存了所有边界条件的矢量网络分析仪的迹线采集数据文件。

2.根据权利要求1所述的一种基于混响室环境的终端测试***，其特征在于：所述转台控制箱、矢量网络分析仪和转台组成天线效率测试***，所述天线效率测试***根据效率测试策略进行测试天线的传输效率，所述效率测试策略为：

S1、将转台、转台控制器、矢量网络分析仪与主控计算机进行数据连接；

S2、配置参考天线的测试参数，参考天线安装在混响室内，并在主控计算机上建立测试任务；

S3、测试并读取矢量网络分析仪的数据，计算参考天线的S参数；

S4、配置测试天线的测试参数，并在主控计算机上建立测试任务；

S5、测试并读取矢量网络分析仪的数据，计算出测试天线的S参数；

S6、依据参考天线和测试天线的S参数进行计算天线效率并进行保存。

3.根据权利要求1所述的一种基于混响室环境的终端测试***，其特征在于：所述测试终端支持LTE 4G网络通信。

4.根据权利要求1所述的一种基于混响室环境的终端测试***，其特征在于：所述综测仪和主控计算机根据功率辐射策略进行总辐射功率的测试，所述功率辐射策略为：

S1、在主控计算机上配置测试参数，并选择测试类型，配置每个边界条件的测试次数，设置综测仪的测试帧数，综测仪读取完指定的帧数后呈现测试数据用于读取；

S2、配置综测仪的测试制式和带宽、补偿衰减值、功率值，并进行保存；

S3、开始测试任务，将综测仪与手机建立信令连接，主控计算机控制转台运动到对应配置好的起始位置，然后读取并保存综测仪上的测试数据，即总辐射功率值，主控计算机上将日志输出对应的算法处理后的数据，并以图表曲线的形式进行显示，同时更新测试任务表格对应的进度条进度，数据处理完成后，控制转台根据配置运动到下一个位置，重复采集数据流程，直至完成所有位置的测试。

5.根据权利要求1所述的一种基于混响室环境的终端测试***，其特征在于：所述综测仪和主控计算机根据灵敏度测试策略进行总全向灵敏度的测试，所述灵敏度测试策略为：

S1、配置误码率，用于计算最佳功率值，设置功率计算的初始值，在综测仪上设置测试帧数；

S2、读取综测仪上的误码率，如果误码率过大，则减少功率，反之，则增加功率，最终将调整到最接近预设的误码率，读取当前对应的BW功率值，用于算法计算。