專利名稱：移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，特別涉及移動(dòng)通信基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信中，各種系統(tǒng)噪聲及外界干擾對(duì)于無(wú)線信號(hào)及通信質(zhì)量的影響都很大。因此在無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝過(guò)程中，都需要對(duì)系統(tǒng)抗干擾等性能進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，甚至在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中都要經(jīng)常進(jìn)行測(cè)試，以判斷部件老化、環(huán)境影響等因素對(duì)系統(tǒng)性能劣化程度，從而采取相應(yīng)措施進(jìn)行維護(hù)，以達(dá)到保持無(wú)線通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的目的?？梢娤到y(tǒng)性能評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)對(duì)通信系統(tǒng)正常運(yùn)行是非常重要的，而無(wú)源互調(diào)性就是其中的一種典型的無(wú)線系統(tǒng)性能指標(biāo)。
所謂無(wú)源互調(diào)(Passive Inter-Modulation，簡(jiǎn)稱“PIM”)就是指系統(tǒng)多個(gè)不同頻率的載波信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)無(wú)源器件的混頻效應(yīng)而相互調(diào)制所引起對(duì)系統(tǒng)的額外干擾。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)頻率的載波信號(hào)通過(guò)一些無(wú)源器件時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生互調(diào)失真。對(duì)于蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，無(wú)源器件包含雙工器、饋纜、塔放、避雷器、天線等，由于其機(jī)械連接的不可靠、使用具有磁滯特性的材料、污損的接觸面等原因，不同頻率的信號(hào)在材料連接處非線性混頻，產(chǎn)生不同幅度的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物。而這些互調(diào)失真信號(hào)如果落到接收頻帶內(nèi)，則會(huì)使接收信號(hào)的信噪比下降，嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的容量和質(zhì)量。
兩個(gè)頻率的互調(diào)失真是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中最基本且普遍存在的問(wèn)題。比如對(duì)于一個(gè)具有兩個(gè)載頻的無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)，其載波互調(diào)之后會(huì)產(chǎn)生多階互調(diào)失真。當(dāng)二個(gè)(或更多)的載頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)無(wú)源器件，由于前述各種非線性因素，使其對(duì)信號(hào)產(chǎn)生混頻作用，就像是一個(gè)混頻二極管。設(shè)這二個(gè)載頻為F1和F2，其調(diào)制可能產(chǎn)生二次諧波為2F1和2F2，這些頻率所進(jìn)一步產(chǎn)生的最大互調(diào)產(chǎn)物就是三階互調(diào)失真，即為2F1-F2和2F2-F1。三階互調(diào)產(chǎn)物(3rd-order Intermodulation，簡(jiǎn)稱“IM3”)的典型指標(biāo)是-153dBc。所謂IM3為-153dBc的意義就是當(dāng)二個(gè)+43dBm的載頻信號(hào)同時(shí)加到被測(cè)器件(DeviceUnder Test，簡(jiǎn)稱“DUT”)時(shí)，其產(chǎn)生的IM3值不大于+43-153＝-110dBm。
可見互調(diào)失真會(huì)降低通信系統(tǒng)的性能，發(fā)射信號(hào)中過(guò)大的互調(diào)產(chǎn)物會(huì)干擾其它的接收機(jī)，特別是當(dāng)互調(diào)產(chǎn)物正好落在接收機(jī)頻率范圍之內(nèi)時(shí)，將造成接收機(jī)性能嚴(yán)重下降甚至無(wú)法正常工作。以往，無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)者較為關(guān)心有源器件的互調(diào)測(cè)試。隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)質(zhì)量的提高，對(duì)器件的無(wú)源互調(diào)的測(cè)量也越來(lái)越重視了。
但是對(duì)于單獨(dú)每個(gè)器件進(jìn)行測(cè)試并不能確保整個(gè)系統(tǒng)的性能能夠達(dá)到指標(biāo)，特別是在系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間后，無(wú)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便更好的維護(hù)，因此如果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體的無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試評(píng)價(jià)是當(dāng)前急待解決的一個(gè)問(wèn)題。
尤其是對(duì)于移動(dòng)通信基站系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)安裝及工作維護(hù)各個(gè)階段較為獨(dú)立。在安裝之前系統(tǒng)各部件的性能經(jīng)過(guò)測(cè)試達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，但在安裝完成后特別是運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，其系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能往往得不到有效的測(cè)試，給系統(tǒng)的穩(wěn)定工作帶來(lái)一定的隱患。特別是系統(tǒng)工作一段時(shí)間后，系統(tǒng)各部件不斷老化，基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能可能進(jìn)一步惡化，使得基站系統(tǒng)的無(wú)線性能下降，影響系統(tǒng)的良好運(yùn)行。
目前，對(duì)于移動(dòng)通信基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，僅局限與對(duì)各個(gè)無(wú)源部件的單獨(dú)測(cè)試，并沒(méi)有對(duì)整個(gè)基站系統(tǒng)各部件組合工作時(shí)的互調(diào)性能進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)有的解決方案通常是對(duì)基站系統(tǒng)所使用到的雙工器、饋纜、塔放、避雷器、天線等部件各自在安裝前進(jìn)行部件的無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，保證滿足設(shè)計(jì)的指標(biāo)。將各部件組裝形成整體基站系統(tǒng)之后即無(wú)法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。然而無(wú)論是由于安裝環(huán)境或部件老化等問(wèn)題引起的無(wú)源互調(diào)性能降低都將無(wú)法得到監(jiān)測(cè)并維護(hù)，嚴(yán)重影響基站正常工作和維護(hù)。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問(wèn)題基站各個(gè)部件在各自通過(guò)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試之后，并不能保證整個(gè)基站系統(tǒng)在安裝之后能夠滿足PIM指標(biāo)。
事實(shí)上，由于部件組裝及協(xié)調(diào)過(guò)程中各種因素，仍然會(huì)導(dǎo)致基站無(wú)源互調(diào)性能降低。比如，安裝過(guò)程中安裝不良引起部件之間連接不好，將等效引入新的互調(diào)因素；或者不同的部件之間的電磁兼容問(wèn)題；或是基站載波、接收頻段設(shè)置情況的改變，導(dǎo)致PIM影響范圍的變化；或者外部環(huán)境的不同引起部件性能的進(jìn)一步劣化；更常見的則是，由于基站系統(tǒng)工作一段時(shí)間后，部件老化、結(jié)構(gòu)松動(dòng)等原因，都會(huì)使得無(wú)源互調(diào)性能下降。
以上種種情況，都不能由安裝前部件單獨(dú)測(cè)試來(lái)保證，也不可能通過(guò)拆卸部件進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試的方法來(lái)解決。只能通過(guò)對(duì)基站系統(tǒng)整體進(jìn)行無(wú)源互調(diào)性能檢測(cè)，在日常維護(hù)中監(jiān)測(cè)基站系統(tǒng)的性能變化，這是現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法解決的技術(shù)問(wèn)題。
造成這種情況的主要原因在于，現(xiàn)有技術(shù)方案僅局限于對(duì)各個(gè)部件單獨(dú)測(cè)試，無(wú)法對(duì)整個(gè)基站系統(tǒng)進(jìn)行整體測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，使得基站系統(tǒng)能夠進(jìn)行整體無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，提供精確的基站系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，包含以下步驟A待測(cè)基站系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)按預(yù)設(shè)模式發(fā)射測(cè)試信號(hào)；B所述基站系統(tǒng)的接收機(jī)按預(yù)設(shè)模式在測(cè)試頻段內(nèi)進(jìn)行掃描接收；C根據(jù)接收信號(hào)頻譜分析評(píng)價(jià)所述基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
其中，所述步驟A、B包含以下子步驟A1所述發(fā)射機(jī)關(guān)閉發(fā)射；B1所述接收機(jī)在所述測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收原有外界干擾信號(hào)；A2所述發(fā)射機(jī)依次發(fā)射至少一種測(cè)試信號(hào)；B2所述接收機(jī)依次在所述測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收對(duì)應(yīng)所述測(cè)試信號(hào)的接收信號(hào)。
此外在所述方法中，所述步驟C包含以下子步驟C1所述接收機(jī)依次接收的對(duì)應(yīng)至少一種所述測(cè)試信號(hào)的接收信號(hào)中除去所述原有外界干擾信號(hào)得到純測(cè)試接收信號(hào)；C2根據(jù)所述純測(cè)試接收信號(hào)的頻譜分析，對(duì)比其對(duì)應(yīng)的所述測(cè)試信號(hào)的頻譜，綜合評(píng)價(jià)所述基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
此外在所述方法中，所述步驟B中的所述測(cè)試頻段的范圍按以下準(zhǔn)則計(jì)算先根據(jù)所述基站系統(tǒng)的待測(cè)試載波數(shù)目，確定其待測(cè)試無(wú)源互調(diào)的階數(shù)；再根據(jù)所述無(wú)源互調(diào)階數(shù)及所述載波的發(fā)射頻段范圍，確定所述無(wú)源互調(diào)的頻段范圍；最后計(jì)算所述無(wú)源互調(diào)的頻段范圍及所述基站系統(tǒng)的接收頻段范圍的交集，即得到所述測(cè)試頻段的范圍。
此外在所述方法中，所述步驟A2中，所述測(cè)試信號(hào)為連續(xù)波，所述發(fā)射機(jī)在其中一個(gè)載波上發(fā)射掃頻信號(hào)，在其他載波上發(fā)射固定頻率信號(hào)；遍歷完當(dāng)前固定頻率發(fā)射信號(hào)后，將固定頻率發(fā)射信號(hào)更換到另一個(gè)載波頻率上，再次對(duì)其中一個(gè)載波發(fā)射掃頻信號(hào)，如此循環(huán)，直至兩發(fā)射信號(hào)的所有頻率組合；上述發(fā)射信號(hào)頻率組合掃描可以依據(jù)具體情況對(duì)頻率組合進(jìn)行刪減，以減少測(cè)試時(shí)間；所述步驟B2中，所述接收機(jī)在所述測(cè)試信號(hào)對(duì)應(yīng)的待測(cè)互調(diào)頻段內(nèi)進(jìn)行同步掃描接收。
此外在所述方法中，所述步驟A中，所述基站系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試控制臺(tái)下發(fā)的命令控制所述發(fā)射機(jī)發(fā)射；所述步驟B中，所述基站系統(tǒng)將所述接收機(jī)的所述接收信號(hào)上傳給所述測(cè)試控制臺(tái)；所述步驟C中，所述測(cè)試控制臺(tái)完成對(duì)所述接收信號(hào)的分析和所述無(wú)源互調(diào)性能的評(píng)價(jià)。
此外在所述方法中，所述測(cè)試控制臺(tái)通過(guò)近端控制接口直接控制所述基站系統(tǒng)，或者通過(guò)基站控制器接口和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)端控制所述基站系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。
此外在所述方法中，所述測(cè)試控制臺(tái)通過(guò)直接在所述基站系統(tǒng)上安裝測(cè)試軟件，或者通過(guò)遠(yuǎn)端加載所述測(cè)試軟件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述基站系統(tǒng)的控制。
通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，通過(guò)控制發(fā)射機(jī)按預(yù)設(shè)模式發(fā)射測(cè)試信號(hào)，同時(shí)控制接收機(jī)在測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收，并對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻譜分析來(lái)評(píng)價(jià)基站系統(tǒng)整體的無(wú)源互調(diào)性能；通過(guò)在關(guān)閉發(fā)射機(jī)的情況下接收原有外界干擾信號(hào)，以去除外界的影響，精確測(cè)量系統(tǒng)本身的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物；通過(guò)已知載波頻率范圍、互調(diào)階數(shù)及接收頻率范圍等參數(shù)來(lái)精確計(jì)算所接收的測(cè)試頻段，并采用掃描發(fā)射和接收連續(xù)波的方式提高測(cè)試信號(hào)接收質(zhì)量；通過(guò)測(cè)試控制臺(tái)對(duì)基站系統(tǒng)的控制和對(duì)接收信號(hào)的頻譜強(qiáng)度等分析實(shí)現(xiàn)對(duì)基站系統(tǒng)的高效測(cè)試與準(zhǔn)確評(píng)價(jià)；通過(guò)近端控制接口和遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)兩種方式的測(cè)試控制，分別提供直接安裝和遠(yuǎn)程加載測(cè)試軟件的方案，方便維護(hù)人員進(jìn)行測(cè)試。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來(lái)了較為明顯的有益效果，即基于本發(fā)明的基站系統(tǒng)整體測(cè)試方案，可以對(duì)安裝完畢或工作一段時(shí)間后的基站系統(tǒng)進(jìn)行整體無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，無(wú)需外部的測(cè)試儀器，不需要拆卸部件單獨(dú)測(cè)試，極大地方便了基站系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和維護(hù)工作；由于測(cè)試前先對(duì)原有外界干擾進(jìn)行接收與去除，大大提高了對(duì)系統(tǒng)本身互調(diào)干擾測(cè)試的精確度，提高系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)的可信度，對(duì)系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)問(wèn)題的定位和性能的檢測(cè)也有很大的作用；另外，由系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行互調(diào)干擾頻段的精確估計(jì)也使得測(cè)試范圍更加明確，測(cè)試效率大大提高，同樣的采用連續(xù)波的掃描發(fā)射和接收，也使得測(cè)試信號(hào)信噪比得到改善，能夠全面測(cè)試系統(tǒng)潛在的互調(diào)干擾因素；最后，通過(guò)近端控制接口、內(nèi)部安裝測(cè)試軟件或遠(yuǎn)端控制、加載測(cè)試軟件兩種方案的提供，工作人員可以遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)各地的基站測(cè)試，大大簡(jiǎn)化了測(cè)試維護(hù)人員的工作，極大地方便了基站開通、定期維護(hù)和故障處理等，復(fù)雜的測(cè)試軟件可以通過(guò)遠(yuǎn)端加載到基站來(lái)實(shí)施，分析功能大大加強(qiáng)，避免了系統(tǒng)硬件的改造，同時(shí)也節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的人力、物力成本。


圖1是移動(dòng)通信基站系統(tǒng)組成示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明的基本原理是通過(guò)軟件控制設(shè)計(jì)基站的發(fā)射機(jī)按照預(yù)定的模式發(fā)射預(yù)定的測(cè)試信號(hào)，同時(shí)控制接收機(jī)在預(yù)計(jì)的測(cè)試頻段內(nèi)同步掃描接收信號(hào)，從而可以從兩者頻譜的對(duì)比分析中評(píng)價(jià)系統(tǒng)互調(diào)干擾的性能指標(biāo)。在這個(gè)基本思路之上，還有一些附加的技術(shù)細(xì)節(jié)能夠進(jìn)一步提高測(cè)試的精度、效率、降低測(cè)試的成本、方便測(cè)試操作等。這類技術(shù)細(xì)節(jié)比如有通過(guò)在關(guān)閉發(fā)射機(jī)的時(shí)候先接收原有外界干擾來(lái)去除外界干擾的影響；通過(guò)由載波頻率接收頻段等預(yù)先估計(jì)互調(diào)干擾所在頻段，并控制接收機(jī)在該頻段接收，提高測(cè)試效率；通過(guò)基站近端控制接口或遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)測(cè)試控制臺(tái)對(duì)基站的控制，通過(guò)直接安裝和遠(yuǎn)程加載測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)基站系統(tǒng)測(cè)試功能的升級(jí)等等，這些技術(shù)都方便了測(cè)試工作的進(jìn)行，降低了測(cè)試成本。
下面以典型的基站系統(tǒng)為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。圖1就是一個(gè)典型的兩個(gè)載波頻率的基站收發(fā)系統(tǒng)示意圖。圖中給出了基站系統(tǒng)從控制側(cè)到空中接口側(cè)的各部件及其連接順序。
在基站控制側(cè)一般有兩個(gè)接口。其中一個(gè)近端的控制接口，可在基站近端通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)基站進(jìn)行控制。同時(shí)有一個(gè)與基站控制器相連的接口，通過(guò)此接口與基站控制器相連，同時(shí)通過(guò)此接口與無(wú)線系統(tǒng)的操作維護(hù)系統(tǒng)相連，使得可以在無(wú)線系統(tǒng)的任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)上對(duì)基站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。整個(gè)蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)小區(qū)基站就是通過(guò)基站控制器連接到網(wǎng)絡(luò)中，并且實(shí)現(xiàn)各個(gè)基站之間的互訪與通信。本發(fā)明就利用這兩個(gè)接口提供的兩種方式的接入控制，細(xì)節(jié)在后文將給出。
該基站系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)中，有兩個(gè)發(fā)射機(jī)和兩個(gè)接收機(jī)，分別對(duì)應(yīng)不同的載波信道。發(fā)射信號(hào)的流向是發(fā)射機(jī)1和發(fā)射機(jī)2產(chǎn)生不同載波的發(fā)射信號(hào)，進(jìn)入發(fā)射合路器后合成一路信號(hào)，再進(jìn)入收發(fā)雙工器。通過(guò)饋線、避雷器、塔放后送到天線發(fā)射出去。接收信號(hào)的流向是天線接收到的信號(hào)通過(guò)饋線、塔放、避雷器進(jìn)入收發(fā)雙工器，經(jīng)由收發(fā)雙工器的接收信號(hào)通過(guò)接收分路器分成兩路，分別進(jìn)入接收機(jī)1和接收機(jī)2。
如前所述，由于收發(fā)雙工器、饋纜、避雷器、塔放和天線都可能產(chǎn)生無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物，造成對(duì)接收機(jī)接收信號(hào)的不良影響，因此，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要保證無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物足夠小，并且需要不同部件的連接界面上做到可靠連接和低的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物。
然而整個(gè)基站的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物的大小不但與上述所涉及的部件相關(guān)，還與基站系統(tǒng)安裝操作相關(guān)，基站系統(tǒng)使用一段時(shí)間后無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物也可能上升，需要定期的維護(hù)測(cè)試。傳統(tǒng)的方法是分別保證每個(gè)部件的性能，安裝連接界面時(shí)施工仔細(xì)來(lái)保障系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。在整個(gè)基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能保障上有一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且一旦隨著環(huán)境影響及時(shí)間變遷都會(huì)使得基站系統(tǒng)發(fā)生不可預(yù)料的劣化，這都需要對(duì)基站系統(tǒng)進(jìn)行方便的整體測(cè)試。
本發(fā)明所給出的基站系統(tǒng)整體互調(diào)干擾測(cè)試方案能夠解決這一問(wèn)題，使基站可以支持連接完整的基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物測(cè)試，大大提高了基站系統(tǒng)實(shí)際無(wú)源互調(diào)性能度量的可信度。本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，按以下三個(gè)主要步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)基站系統(tǒng)的整體測(cè)試首先，控制待測(cè)基站系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)按預(yù)設(shè)模式發(fā)射測(cè)試信號(hào)，這里的測(cè)試信號(hào)是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的特定的信號(hào)，能夠使得接收機(jī)在接收時(shí)信噪比較高，這里的預(yù)設(shè)模式即是測(cè)試工作中各個(gè)必要環(huán)節(jié)所需要發(fā)射的測(cè)試信號(hào)，或者發(fā)射機(jī)的開關(guān)操作；與此同時(shí)，控制基站系統(tǒng)的接收機(jī)按預(yù)設(shè)模式在測(cè)試頻段內(nèi)進(jìn)行掃描接收，接收機(jī)的接收必然是與發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的，所謂掃描接收即在接收頻段內(nèi)進(jìn)行掃頻，這是由接收機(jī)對(duì)不同信道的控制實(shí)現(xiàn)的；最后，根據(jù)接收信號(hào)頻譜分析評(píng)價(jià)基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能，在已知測(cè)試信號(hào)之后，即可根據(jù)其對(duì)應(yīng)接收信號(hào)的對(duì)比來(lái)監(jiān)測(cè)出互調(diào)干擾的大小，從而進(jìn)行評(píng)價(jià)。
上述第一實(shí)施方式的方案中并沒(méi)有給出詳細(xì)的發(fā)射模式、測(cè)試信號(hào)、接收頻段及分析評(píng)價(jià)方法的細(xì)節(jié)及其原理，下面逐一在實(shí)施方式中進(jìn)行進(jìn)一步闡明。本發(fā)明的第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，引入對(duì)原有外界干擾信號(hào)的測(cè)量及去除，引入測(cè)試信號(hào)的發(fā)射及同步接收，引入測(cè)試系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)及其控制臺(tái)定義等。
前面提到的預(yù)設(shè)模式是根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定的發(fā)射接收控制流程，第二實(shí)施方式中所采用的模式是先關(guān)閉發(fā)射機(jī)以接收原有外界干擾，然后依次根據(jù)命令發(fā)射各種測(cè)試信號(hào)，同時(shí)控制接收機(jī)同步掃描接收這些信號(hào)及產(chǎn)生的干擾。對(duì)應(yīng)的在評(píng)價(jià)時(shí)，也要將接收信號(hào)減去原有的外界干擾，以得到純測(cè)試接收信號(hào)，即只有測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生的接收信號(hào)及其本身互調(diào)干擾的信號(hào)。
前面所述的這些步驟，在第二實(shí)施方式中，均通過(guò)測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)，并由測(cè)試控制臺(tái)控制進(jìn)行。所述測(cè)試軟件是在基站系統(tǒng)基礎(chǔ)上附加的軟件，無(wú)須硬件升級(jí)即可實(shí)現(xiàn)測(cè)試，降低成本。控制臺(tái)在各個(gè)步驟中的功能如下基站系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試控制臺(tái)下發(fā)的命令控制發(fā)射機(jī)發(fā)射；基站系統(tǒng)將接收機(jī)的接收信號(hào)上傳給測(cè)試控制臺(tái)；測(cè)試控制臺(tái)完成對(duì)接收信號(hào)的分析和無(wú)源互調(diào)性能的評(píng)價(jià)。這里的測(cè)試控制臺(tái)即測(cè)試軟件的計(jì)算機(jī)后臺(tái)，由測(cè)試維護(hù)人員操作，這一點(diǎn)極大地方便了測(cè)試的進(jìn)行。
述及測(cè)試軟件和測(cè)試控制臺(tái)，這里給出本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方式，該實(shí)施方式在第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，為了方便維護(hù)操作測(cè)試進(jìn)行，充分利用基站系統(tǒng)現(xiàn)有的控制側(cè)的兩個(gè)接口，提供了針對(duì)不同需求的兩種接入方式，即近端控制接口和遠(yuǎn)端控制接口，測(cè)試控制臺(tái)通過(guò)近端控制接口直接控制基站系統(tǒng)，或者通過(guò)基站控制器接口和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)端控制基站系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。
這兩種接入方式分別對(duì)應(yīng)測(cè)試軟件的內(nèi)部安裝或遠(yuǎn)端加載，測(cè)試控制臺(tái)通過(guò)直接在基站系統(tǒng)上安裝測(cè)試軟件，或者通過(guò)遠(yuǎn)端加載測(cè)試軟件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)基站系統(tǒng)的控制。可見，第三實(shí)施方式中給出的這兩種接入方式，尤其是第二種通過(guò)現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端接入、加載測(cè)試軟件并控制測(cè)試進(jìn)行的維護(hù)方式，非常適合現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)地域分布廣的現(xiàn)狀，很好地解決了維護(hù)人員的困難，極大地方便了維護(hù)測(cè)試工作，節(jié)省了人力成本。
有鑒于此，高效的基站維護(hù)操作方式將變得方便，比如基站通過(guò)與基站控制器的接口連接到無(wú)線系統(tǒng)的維護(hù)網(wǎng)上，在無(wú)線系統(tǒng)的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)上都可以遠(yuǎn)程實(shí)施對(duì)基站的控制，因此可以遠(yuǎn)程對(duì)基站進(jìn)行無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試的操作；同時(shí)基站通過(guò)基站近端的維護(hù)口，也可以實(shí)施對(duì)基站的近端控制。而基站可內(nèi)置本發(fā)明的測(cè)試軟件，或通過(guò)近端或遠(yuǎn)端控制接口在線加載測(cè)試軟件。在需要對(duì)基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，按下面的步驟進(jìn)行。基站測(cè)試得到的數(shù)據(jù)通過(guò)基站對(duì)外接口上傳到后臺(tái)計(jì)算機(jī)，使用后臺(tái)的計(jì)算機(jī)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，得到基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
圖2給出根據(jù)這些方案在本發(fā)明的實(shí)施方式中的基站系統(tǒng)測(cè)試方法的詳細(xì)流程。
在步驟201中，維護(hù)測(cè)試人員在近端或遠(yuǎn)端控制臺(tái)，通過(guò)近端控制接口或網(wǎng)絡(luò)接口，接入待測(cè)基站，如果基站沒(méi)有測(cè)試軟件，則需要安裝或加載測(cè)試軟件，加載成功后，即進(jìn)入測(cè)試階段，下發(fā)命令關(guān)閉基站正常工作流程，進(jìn)入測(cè)試流程。
接著進(jìn)入步驟202，測(cè)試控制臺(tái)下發(fā)命令，基站系統(tǒng)關(guān)閉所有發(fā)射機(jī)，準(zhǔn)備接收外界干擾信號(hào)；同時(shí)在步驟203中，測(cè)試控制臺(tái)令基站系統(tǒng)開啟接收機(jī)在預(yù)先估計(jì)好的測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收原有外界干擾信號(hào)，并傳回控制臺(tái)，控制臺(tái)將其保存；然后進(jìn)入步驟204中，控制臺(tái)根據(jù)預(yù)先的設(shè)定，依次下發(fā)命令，基站系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)依次發(fā)射各種測(cè)試信號(hào)，這些測(cè)試信號(hào)的頻率、調(diào)制方式等都由控制臺(tái)的命令控制；同時(shí)在步驟205中，基站系統(tǒng)的接收機(jī)同步地測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收對(duì)應(yīng)各種測(cè)試信號(hào)的接收信號(hào)，并將其傳回控制臺(tái)，這里掃描接收可以是對(duì)各個(gè)頻分復(fù)用的信道進(jìn)行依次接收。
在步驟206中，判斷測(cè)試流程中是否已經(jīng)完成了所有測(cè)試信號(hào)的發(fā)射和接收，如果是則退出循環(huán)到步驟207中，否則返回步驟204中繼續(xù)發(fā)射測(cè)試信號(hào)。
在步驟207中，在后臺(tái)根據(jù)采集的接收信號(hào)進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先把接收機(jī)依次接收的對(duì)應(yīng)各種測(cè)試信號(hào)的接收信號(hào)中除去原有外界干擾信號(hào)得到純測(cè)試接收信號(hào)；然后在步驟208中，后臺(tái)根據(jù)該純測(cè)試接收信號(hào)的頻譜分析，并對(duì)比其對(duì)應(yīng)的測(cè)試信號(hào)的頻譜，綜合評(píng)價(jià)基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
注意到上述流程中，并沒(méi)有提及如何設(shè)計(jì)測(cè)試信號(hào)的模式，以及如何估計(jì)接收頻段的范圍，事實(shí)上這兩點(diǎn)也是本發(fā)明的關(guān)鍵。如何設(shè)計(jì)測(cè)試信號(hào)使得接收信噪比達(dá)到要求，如何估計(jì)精確的接收頻段的范圍使得性能測(cè)試更明確，這些都影響測(cè)試效率和精度。下面將詳細(xì)闡述這兩個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的第四實(shí)施方式在第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上按以下方法計(jì)算接收機(jī)接收的測(cè)試頻段范圍先根據(jù)基站系統(tǒng)的待測(cè)試載波數(shù)目，確定其待測(cè)試無(wú)源互調(diào)的階數(shù)；再根據(jù)無(wú)源互調(diào)階數(shù)及載波的發(fā)射頻段范圍，確定無(wú)源互調(diào)的頻段范圍；最后計(jì)算無(wú)源互調(diào)的頻段范圍及基站系統(tǒng)的接收頻段范圍的交集，即得到測(cè)試頻段的范圍。
譬如在第二代全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(Global System of MobileCommunication，簡(jiǎn)稱“GSM”)的基站系統(tǒng)中，載波頻率有900MHz和1800MHz兩種。
在900MHz的GSM通信系統(tǒng)中，由發(fā)射頻段產(chǎn)生的三階互調(diào)產(chǎn)物會(huì)落入到自己的接收頻段內(nèi)。因此對(duì)于待測(cè)的三階互調(diào)IM3，需要進(jìn)一步計(jì)算其頻率范圍。
三階互調(diào)產(chǎn)物的頻率為FIM3＝2F1-F2。根據(jù)典型的P-GSM900頻率范圍設(shè)置基站發(fā)射頻率935～960MHz。因此F1范圍[935、960]，F(xiàn)2范圍[935、960]。要先計(jì)算FIM3的取值范圍即互調(diào)的頻段范圍，然后再看這個(gè)頻段與接收機(jī)頻段是否有交集，如果有的話其交集即為我們所求的接收機(jī)的測(cè)試頻段。
要求FIM3的取值范圍，只要求出其最小值FIM3(min)和最大值FIM3(max)，根據(jù)發(fā)射頻率范圍，容易求得FIM3(min)＝2F1min-F2max＝2×935-960＝910；FIM3(max)＝2F1max-F2min＝2×960-935＝985。因此FIM3范圍[910、985]。
而P-GSM900頻率范圍設(shè)置的基站接收頻率為890～915MHz，可見[910、985]與[890、915]有相交部分，其交集也就是接收機(jī)的測(cè)試頻段為[910、915]。
按照同樣的方法，還可以算出五階等更高階的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物。落入接收頻段的五階產(chǎn)物信號(hào)頻率范圍是最小值FIM5(min)和最大值FIM5(max)FIM5(min)＝3F1min-2F2max＝3×935-2×960＝885；FIM5(max)＝3F1max-2×F2min＝3×960-2×935＝1010。可見FIM5的[885、1010]與[890、915]也有相交部分，也就是說(shuō)五階互調(diào)的接收頻段范圍為[885、915]。
通過(guò)這樣的計(jì)算即可以確定各階互調(diào)產(chǎn)物是否落入接收范圍，從而確定測(cè)試頻段并接收該階互調(diào)產(chǎn)物。
再如第三代的寬帶碼分多址移動(dòng)通信(Wideband Code Division MultipleAccess，簡(jiǎn)稱“WCDMA”)基站系統(tǒng)中，I區(qū)的頻率范圍是基站發(fā)射頻率2110MHz～2170MHz，基站接收頻率為1920MHz～1980MHz，通過(guò)類似的計(jì)算，任意兩個(gè)發(fā)射信號(hào)的三階互調(diào)產(chǎn)物不會(huì)落入到其自身的接收頻段內(nèi)。通過(guò)逐階遞增的遍歷重復(fù)計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)，7階是無(wú)源互調(diào)的最低階產(chǎn)物。同上計(jì)算方法最小值FIM7(min)和最大值FIM7(max)FIM7(min)＝4F1min-3F2max＝4×2110-3×2170＝1930；FIM7(max)＝4F1max-3×F2min＝4×2170-3×2110＝2350?？梢?，F(xiàn)IM7范圍[1930、2110]與接收范圍[1920、1980]有相交部分，也就是說(shuō)FIM7的接收機(jī)接收的測(cè)試頻段為[1930、1980]。
另外，對(duì)于測(cè)試信號(hào)的設(shè)計(jì)及發(fā)射接收方式，本發(fā)明的第四實(shí)施方式按如下方式實(shí)現(xiàn)測(cè)試信號(hào)一般采用連續(xù)波(Continous Wave)，可以提高接收信噪比，發(fā)射機(jī)在其中一個(gè)載波上發(fā)射掃頻信號(hào)，在其他載波上發(fā)射固定頻率信號(hào)，遍歷完當(dāng)前固定頻率發(fā)射信號(hào)后，將固定頻率發(fā)射信號(hào)更換到另一個(gè)載波頻率上，再次對(duì)其中一個(gè)載波發(fā)射掃頻信號(hào)，如此循環(huán)，直至兩發(fā)射信號(hào)的所有頻率組合；上述發(fā)射信號(hào)頻率組合掃描可以依據(jù)具體情況對(duì)頻率組合進(jìn)行刪減，以減少測(cè)試時(shí)間；這樣可以在整個(gè)互調(diào)干擾范圍內(nèi)測(cè)試；同時(shí)接收機(jī)在測(cè)試信號(hào)對(duì)應(yīng)的待測(cè)互調(diào)頻段內(nèi)進(jìn)行同步掃描接收，這樣即可以從接收到的信號(hào)的頻譜混雜程度得知干擾情況。
基站系統(tǒng)正常工作的頻點(diǎn)配置通常不滿足各階次互調(diào)產(chǎn)物頻率關(guān)系，因此基站無(wú)源互調(diào)性能可能已下降的情況下，對(duì)其他接收機(jī)已經(jīng)造成干擾仍然不能發(fā)現(xiàn)。本發(fā)明通過(guò)強(qiáng)制基站發(fā)射易于檢測(cè)的連續(xù)波信號(hào)，并配置基站的收發(fā)信號(hào)頻點(diǎn)到最低階產(chǎn)物的頻率，并掃描基站發(fā)射信號(hào)前后在無(wú)源互調(diào)區(qū)間的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物，得到基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
綜上所述，依據(jù)不同的發(fā)射頻率和接收頻率工作范圍，可以算出無(wú)源互調(diào)的最低階產(chǎn)物的頻率分布。通過(guò)配置兩個(gè)發(fā)射信號(hào)的頻率和功能，接收機(jī)對(duì)準(zhǔn)互調(diào)產(chǎn)物的頻率和對(duì)產(chǎn)物的功率進(jìn)行測(cè)量，可以計(jì)算出系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
比如在上述典型的P-GSM900頻率范圍的基站系統(tǒng)中，通過(guò)計(jì)算可以知道最低階的互調(diào)產(chǎn)物是3階，5階也落入接收頻帶，可以按照落入接收頻帶的發(fā)射和接收頻率關(guān)系配置兩個(gè)發(fā)射信號(hào)，例如，固定一個(gè)信號(hào)的頻率在935MHz，掃描另一發(fā)射信號(hào)的頻率，有預(yù)算的結(jié)果可知，另一頻率從955MHz開始到960MHz截止，其與935MHz的信號(hào)三階互調(diào)產(chǎn)物落在接收頻段內(nèi)，即910～915MHz。接收機(jī)接收頻率并同步的與掃描的發(fā)射信號(hào)頻率一同變化，得到910～915MHz內(nèi)三階產(chǎn)物的能量，按前述方法得到無(wú)源互調(diào)性能。假設(shè)發(fā)射功率為兩43dBm信號(hào)，產(chǎn)物為-100dBm，則無(wú)源互調(diào)性能為-143dBc。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述對(duì)本發(fā)明各實(shí)施方式的描述中，所采用的具體參數(shù)設(shè)置、具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)舉例，在各種實(shí)際引用環(huán)境中有其他不同情況，但均在本發(fā)明的宗旨范圍之內(nèi)，不影響本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍。
雖然通過(guò)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，包含以下步驟A待測(cè)基站系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)按預(yù)設(shè)模式發(fā)射測(cè)試信號(hào)；B所述基站系統(tǒng)的接收機(jī)按預(yù)設(shè)模式在測(cè)試頻段內(nèi)進(jìn)行掃描接收；C根據(jù)接收信號(hào)頻譜分析評(píng)價(jià)所述基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟A、B包含以下子步驟A1所述發(fā)射機(jī)關(guān)閉發(fā)射；B1所述接收機(jī)在所述測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收原有外界干擾信號(hào)；A2所述發(fā)射機(jī)依次發(fā)射至少一種測(cè)試信號(hào)；B2所述接收機(jī)依次在所述測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收對(duì)應(yīng)所述測(cè)試信號(hào)的接收信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟C包含以下子步驟C1所述接收機(jī)依次接收的對(duì)應(yīng)至少一種所述測(cè)試信號(hào)的接收信號(hào)中除去所述原有外界干擾信號(hào)得到純測(cè)試接收信號(hào)；C2根據(jù)所述純測(cè)試接收信號(hào)的頻譜分析，對(duì)比其對(duì)應(yīng)的所述測(cè)試信號(hào)的頻譜，綜合評(píng)價(jià)所述基站系統(tǒng)的無(wú)源互調(diào)性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟B中的所述測(cè)試頻段的范圍按以下準(zhǔn)則計(jì)算先根據(jù)所述基站系統(tǒng)的待測(cè)試載波數(shù)目，確定其待測(cè)試無(wú)源互調(diào)的階數(shù)；再根據(jù)所述無(wú)源互調(diào)階數(shù)及所述載波的發(fā)射頻段范圍，確定所述無(wú)源互調(diào)的頻段范圍；最后計(jì)算所述無(wú)源互調(diào)的頻段范圍及所述基站系統(tǒng)的接收頻段范圍的交集，即得到所述測(cè)試頻段的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟A2中，所述測(cè)試信號(hào)為連續(xù)波，所述發(fā)射機(jī)在其中一個(gè)載波上發(fā)射掃頻信號(hào)，在其他載波上發(fā)射固定頻率信號(hào)；遍歷完當(dāng)前固定頻率發(fā)射信號(hào)后，將固定頻率發(fā)射信號(hào)更換到另一個(gè)載波頻率上，再次對(duì)其中一個(gè)載波發(fā)射掃頻信號(hào)，如此循環(huán)，直至兩發(fā)射信號(hào)的所有頻率組合；所述步驟B2中，所述接收機(jī)在所述測(cè)試信號(hào)對(duì)應(yīng)的待測(cè)互調(diào)頻段內(nèi)進(jìn)行同步掃描接收。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述步驟A中，所述基站系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試控制臺(tái)下發(fā)的命令控制所述發(fā)射機(jī)發(fā)射；所述步驟B中，所述基站系統(tǒng)將所述接收機(jī)的所述接收信號(hào)上傳給所述測(cè)試控制臺(tái)；所述步驟C中，所述測(cè)試控制臺(tái)完成對(duì)所述接收信號(hào)的分析和所述無(wú)源互調(diào)性能的評(píng)價(jià)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試控制臺(tái)通過(guò)近端控制接口直接控制所述基站系統(tǒng)，或者通過(guò)基站控制器接口和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)端控制所述基站系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試控制臺(tái)通過(guò)直接在所述基站系統(tǒng)上安裝測(cè)試軟件，或者通過(guò)遠(yuǎn)端加載所述測(cè)試軟件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述基站系統(tǒng)的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，公開了一種移動(dòng)通信基站系統(tǒng)無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試方法，使得基站系統(tǒng)能夠進(jìn)行整體無(wú)源互調(diào)性能測(cè)試，提供精確的基站系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。本發(fā)明中，通過(guò)控制發(fā)射機(jī)按預(yù)設(shè)模式發(fā)射測(cè)試信號(hào)，同時(shí)控制接收機(jī)在測(cè)試頻段內(nèi)掃描接收，并對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行頻譜分析來(lái)評(píng)價(jià)基站系統(tǒng)整體的無(wú)源互調(diào)性能；通過(guò)在關(guān)閉發(fā)射機(jī)的情況下接收原有外界干擾信號(hào)，以去除外界的影響，精確測(cè)量系統(tǒng)本身的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物；通過(guò)已知載波頻率范圍、互調(diào)階數(shù)及接收頻率范圍等參數(shù)來(lái)精確計(jì)算所接收的測(cè)試頻段，并采用掃描發(fā)射和接收連續(xù)波的方式提高測(cè)試信號(hào)接收質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04Q7/34GK1870473SQ20051003105
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者李挺釗 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司