专利名称：语音分离器测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种语音分离器测试装置及方法。
背景技术：
语音分离器，简称分离器(Sp 1 itter)，应用于xDSL(xDSL是各种数字用户线 (Digital Subscriber Line，简称为DSL)的统称，是以传统电话铜线为传输介质的传输技 术，其中χ代表不同种类的DSL技术，包括ADSL、ADSL2+、VDSL2等)的宽带通信中。通常所 说的语音分离器是指xDSL分离器，即基于传统语音电话线路上共线传输宽带数字信号的 语音分离器(即 xDSL over POTS Splitter)。语音分离器的应用场景示意图具体可以参见图1。语音分离器将线路上的低频音 频信号(300 3400Hz)和传输数据的高频数字调制信号(20KHz 30MHz)有效分离，然 后将音频信号送入公共交换机网络(Public Switched Telephone Network，简称为PSTN) 或POTS (Plain Old Telephone krvice，简称为POTS)电话机传真机等，将高频数字调制 信号送入DSLAM(DSL Access Multiplexer) /DSL MODEM调制解调器。DSL端口对应高频数 字调制信号(频率范围20KHz 30MHz) ；POTS端口对应低频音频信号(频率范围300 3400Hz)；用户(USER)端口对应高频低频混合信号(频率范围300 30MHz)。由于DSL接 入网络需要有效分离传统的低频语音信号和高频DSL数据信号，就必须使用分离器。目前，语音分离器都是由电感、电容和电阻被动器件构成的多阶滤波器电路，其主 要指标有POTS插入损耗、POTS反射损耗、群延时、纵向平衡、频带隔离、DSL频带插入损耗寸。插入损耗反映语音分离器的低通滤波和高通滤波分别在各自的通带内的信号衰 减程度，决定了分离器对通过信号的影响程度，损耗越小则通过信号衰减越小。反射损耗反 映出分离器各个端口对接口阻抗的匹配程度，匹配程度越好反射损耗越小，源信号的绝大 部分才得以被传递到负载。群延时是指由于分离器的LC滤波电路导致传输的语音信号产 生的延时。延时越小越好，纵向平衡是指分离器会因为Tip和Ring线路上的不对称性导致 分离器对差分信号产生一定的影响，影响信号传输的完整性。纵向平衡度越大越好。语音分离器参数的测试显得尤为重要，常规采用PSM139等昂贵测试仪器，并且测 试时间较长，例如，测试一个语音分离器至少需要10分钟。
发明内容
针对相关技术中测试分离器参数的仪器比较昂贵且测试时间较长等问题，本发明 提供了一种语音分离器测试装置和方法，以解决上述问题至少之一。根据本发明的一个方面，提供了一种语音分离器的测试装置。根据本发明的语音分离器的测试装置包括接口模块，用于响应用户操作发送测 试指令，并接收中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)传送的测试指标； CPU，用于接收来自于接口模块的测试指令，向一个或多个测试模块发送控制指令，并向接
4口模块传送测试指标；一个或多个测试模块，用于接收来自于CPU的控制指令，执行与控制 指令对应的发送和接收操作，将向语音分离器发送的测试信号和语音分离器反馈的测试信 号进行比对，以获取一个或多个语音分离器的测试指标。根据本发明的另一方面，提供了一种语音分离器的测试方法。根据本发明的语音分离器的测试方法，应用于测试装置，该测试装置包括接口模 块、CPU以及一个或多个测试模块，上述方法包括接口模块响应用户操作指令，向CPU发送 测试指令；CPU在接收到测试指令之后，向一个或多个测试模块发送控制指令；一个或多个 测试模块执行与控制指令对应的发送与接收操作；一个或多个测试模块将向语音分离器发 送的测试信号和语音分离器反馈的测试信号进行比对，以获取一个或多个语音分离器的测 试指标。通过本发明，测试装置中的测试模块接收来自于测试装置中CPU的控制指令，执 行与该控制指令对应的发送和接收操作，同时完成多个分离器的测试。解决了相关技术中 测试语音分离器参数的仪器比较昂贵且测试时间较长等问题，进而可以快速，方便和大批 量地测试语音分离器参数。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的语音分离器的应用场景示意图；图2是根据本发明实施例的语音分离器的测试装置的结构框图；图3是根据本发明优选实施例的语音分离器的测试装置的结构示意图；图4为根据本发明实例的采用语音分离器的测试装置进行回损参数测试的电路 原理图；图5为根据本发明实例的采用语音分离器的测试装置进行纵向平衡参数测试的 电路原理图；图6为根据本发明实例的采用语音分离器的测试装置进行插入损耗参数、群延时 参数以及语音计费脉冲参数测试的电路原理图；图7是根据本发明实施例的语音分离器的测试方法的流程图；图8是根据本发明优选实施例的语音分离器的测试方法的流程图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图2是根据本发明实施例的语音分离器的测试装置的结构框图。如图2所示，该 语音分离器的测试装置包括接口模块22、CPU 24、以及一个或多个测试模块沈。接口模块22，用于响应用户操作发送测试指令，并接收中央处理单元CPU传送的 测试指标；CPU 24，用于接收来自于接口模块的测试指令，向一个或多个测试模块发送控制 指令，并向接口模块传送测试指标；
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一个或多个测试模块沈，用于接收来自于CPU的控制指令，执行与控制指令对应 的发送和接收操作，将向语音分离器发送的测试信号和语音分离器反馈的测试信号进行比 对，以获取语音分离器的测试指标。在上述语音分离器的测试装置中，测试模块接收来自于测试装置中CPU的控制指 令，执行与该控制指令对应的发送和接收操作，同时完成多个语音分离器的测试。解决了相 关技术中测试语音分离器参数的仪器比较昂贵且测试时间较长等问题，进而可以快速，方 便和大批量地测试语音分离器参数。优选地，上述一个或多个测试模块沈中的每一个均包括数字处理电路(DSP)，用于在接收到控制指令后发送音频和高频数字测试信号，对 反馈的数字测试信号进行快速傅立叶变换FFT运算处理，并对发送的数字测试信号和反馈 的数字测试信号进行比对，以获取语音分离器的测试指标；模拟数字转换电路(AFE)，与DSP相连接，用于实现数字测试信号和模拟测试信号 之间的转换；一个或多个模拟信号处理电路(LD)，与AFE相连接，用于向语音分离器发送一路 或多路模拟测试信号，并接收来自于语音分离器反馈的一路或多路数字测试信号，其中，LD 与语音分离器一一对应。优选地，上述接口模块20可以包括但不限于可视化图形界面(⑶I)，还用于显示 测试指标。优选地，上述CPU 24，用于通过串口或网口接收测试指令、发送控制指令以及传送 测试指标。以下结合图3描述上述测试装置的优选实施方式。图3是根据本发明优选实施例的语音分离器的测试装置的结构示意图。如图3所 示，该语音分离器的测试装置包括可视化图形界面(GUI) 32 (相当于上述GUI)、中央处理 单元(CPU) 34 (相当于上述CPU 24)以及一个测试模块36 (相当于上述测试模块沈)；其中， CPU 34可以进一步包括处理器、闪存芯片和以太网芯片，该测试模块36包括DSP 360、 AFE 362、LD 364。可视化图形界面(⑶I) 32，主要由计算机、具有网口通信功能的应用程序生成。CPU 34，可以对DSP和AFE进行配置管理，可通过串口或网口接收测试命令和上传 测试数据。DSP 360，可以由DSL专用数字芯片组成。可以发送DMT正交调制信号给AFE，并能 对AFE发送来的数字信号进行FFT运算处理。DSP分析对比接收信号和发送信号。可以计 算出语音分离器的各项指标。AFE 362，可以由DSL专用数模转换芯片组成。LD 364，可以由DSL专用模拟放大芯片组成。具有发送，接收和回波抵消功能，可 以接收和发送音频和高频带正交调制信号，其中，LD与被测语音分离器38的端口对接，即 LD与被测语音分离器一一对应，每个LD与其对应的被测语音分离器之间传输一路信号。需要注意的是，图3中示出了一个测试模块，在实际应用中，可以根据具体情况在 上述测试装置中设置多个测试模块。以下结合图4至图6分别描述语音分离器主要指标的测试方法，下面逐一介绍语音分离器参数的测试原理和测试步骤(注释下面的测试原理和步骤以ADSL over POTS分 离器为例)。实例一，语音分离器回损参数测试；如图4所示，Rl = R2 = 600欧姆，ZTl = ZT2。TX是由DSP、AFE、LD组成的发送 电路；RX是由相同一路的LD、AFE、DSP构成的接收电路。ZT是分离器接的负载，一般为600 欧姆。分离器POTS端口 /用户端口的音频特性阻抗为ZT，其反射衰减应满足300Hz 500Hz > 14+2 (f-3) dB500Hz 2000Hz > 18dB2000Hz 3400Hz > 18-0. 28(f-20)dB测试步骤如下断开被测试接口，由RX电路测试返回信号电平PO ；连接被测试接 口，由RX电路测试返回信号电平Pl。测试结果分离器接口 POTS端口 /用户端口的音频特性阻抗为PO-Pl。实例二，语音分离器纵向平衡参数测试；如图5 所示，50Hz < f < 4kHz, Rl = R2 = 300 欧姆；4kHz < f < 4. 4MHz, Rl = R2 = 50欧姆.TX是由DSP、AFE、LD组成的发送电路；RX是由相同一路的LD、AFE、DSP构成 的接收电路。R = 300 欧姆，50Hz < f < 4khz ；R = 50 欧姆，4kHz < f < 4. . 4Mhz。分离器 POTS端口 /用户端口的对地不平衡应满足50Hz 600Hz > 40dB600Hz 3400Hz > 46dB3400Hz 30kHz > 40dB30kHz 1104kHz :> 45dB1104kHz 4. 4MHz > 30dB测试步骤(1)开关Sl闭合，TX发送频率为200Hz-4KHz，TX发送电平为PO的测试信号，由 RX电路测试返回信号电平Pl;(2)开关Sl打开，TX发送频率为4KHz-5MHz，TX发送电平为PO的测试信号，由RX 电路测试返回信号电平Pl ；测试结果分离器接口 POTS端口 /用户端口的纵向平衡为P0-P1。实例三，语音分离器插入损耗参数测；如图6所示，TX是由DSP、AFE、LD组成的发送电路；RX是由另外一路的LD、AFE、 DSP构成的接收电路。分离器音频带的插入损耗应满足音频阻抗为600欧姆时，分离器产 生的在1020Hz的插入损耗应不大于0. 3dB ；音频阻抗为三元件时，分离器产生的在1020Hz 的插入损耗应不大于IdB ；测试步骤不接入分离器，TX发出频率为1020Hz、电平为-IOdBm的信号，RX接收 通过用户端口出来的电平信号PO ；接入分离器，TX发出频率为1020Hz、电平为-lOcffim的信 号，RX接收通过用户端口出来的电平信号Pl ；。测试结果分离器接口 POTS端口 /用户端口的音频带插入损耗为PO-Pl。实例四，语音分离器群延时参数测试；如图6所示，语音分离器群延时参数测试原理图。TX是由DSP、AFE、LD组成的发送电路；RX是由另外一路的LD、AFE、DSP构成的接收电路。分离器群延时应满足5004800Ηζ 频率范围内的信号的群延时不能超过150us。测试步骤不接入分离器，TX发出频率为500 ^OOHz、电平为-IOdBm的信号， RX接收通过用户端口出来的群延时GO ；接入分离器，TX发出频率为500 2800Hz、电平 为-lOcffim的信号，RX接收通过用户端口出来的群延时Gl ；。测试结果分离器接口群延时为GO-Gl。实例五，语音分离器语音计费脉冲参数测试；如图6所示，TX是由DSP、AFE、LD组成的发送电路；RX是由另外一路的LD、AFE、 DSP构成的接收电路。分离器语音计费脉冲应满足在12kHz或16kHz脉冲下，分离器的插 入损耗必须在3 5dBm内。测试步骤不接入分离器，TX发出频率为12kHz或16kHz脉冲、电平为3. 53Vrms的 信号，RX接收通过用户端口出来的电平信号PO ；接入分离器，TX发出频率为12kHz或16kHz 脉冲、电平为3. 53Vrms的信号，RX接收通过用户端口出来的电平信号Pl。测试结果分离器接口 POTS端口 /用户端口的语音计费脉冲损耗为PO-Pl。图7是根据本发明实施例的语音分离器的测试方法的流程图。其中，上述测试装 置包括接口模块、中央处理单元CPU以及一个或多个测试模块，如图7所示，该语音分离器 的测试方法主要包括以下处理步骤S702 接口模块响应用户操作指令，向CPU发送测试指令；步骤S704 =CPU在接收到测试指令之后，向一个或多个测试模块发送控制指令；步骤S706 —个或多个测试模块执行与控制指令对应的发送与接收操作；步骤S708 —个或多个测试模块将向语音分离器发送的测试信号和语音分离器 反馈的测试信号进行比对，以获取一个或多个语音分离器的测试指标。在上述语音分离器的测试方法中，测试模块接收来自于测试装置中CPU的控制指 令，执行与该控制指令对应的发送和接收操作，同时完成了多个语音分离器的测试。解决了 相关技术中测试语音分离器参数的仪器比较昂贵且测试时间较长等问题，进而可以快速， 方便和大批量地测试语音分离器参数。优选地，一个或多个测试模块中的每一个均包括数字处理电路(DSP)、模拟数字 转换电路(AFE)以及一个或多个模拟信号处理电路(LD)，则上述步骤S706中，一个或多个 测试模块执行与控制指令对应的发送操作可以进一步包括以下处理(I)DSP在接收到控制指令后，发送音频和高频数字测试信号；(2) AFE将接收到的数字测试信号转换为模拟测试信号并发送；(3) 一个或多个LD接收来自于AFE的一路或多路模拟测试信号，并发送至语音分 离器，其中，LD与语音分离器一一对应。优选地，一个或多个测试模块中的每一个均包括数字处理电路(DSP)、模拟数字 转换电路(AFE)以及一个或多个模拟信号处理电路(LD)，则上述步骤S706中，一个或多个 测试模块执行与控制指令对应的接收操作可以进一步包括以下处理(1) 一个或多个LD接收来自于语音分离器反馈的一路或多路模拟测试信号，并发 送至AFE，其中，LD与语音分离器一一对应；(2) AFE将接收到的模拟测试信号转换为数字测试信号并反馈；
(3) DSP接收来自于AFE反馈的数字测试信号，对该数字测试信号进行快速傅立叶 变换FFT运算处理。优选地，上述接口模块可以包括但不限于可视化图形界面，在步骤S708之后，还 可以包括以下处理(1) 一个或多个测试模块将测试指标发送至CPU ；( CPU通过网口将测试指标发送至可视化图形界面，以进行显示。以下结合图8描述上述优选实施方式。图8是根据本发明优选实施例的语音分离器的测试方法的流程图。如图8所示， 该语音分离器的测试方法主要包括以下处理步骤S802，在⑶I发送测试指令阶段，设置在计算机上的应用程序向CPU发出语音 分离器测试指令。步骤S804，由DSP、AFE和LD构成的测试模块发送音频和高频带正交调制信号阶 段，发送音频和高频带正交调制信号，给被测语音分离器。步骤S806，由LD、AFE和DSP构成的测试电路对接收信号进行FFT运算处理阶段， 接收通过分离器或者分离器反射回来的信号并通过FFT运算转换为频域信号。步骤S808，DSP对比分析发送信号和接收信号的差异，计算分离器指标阶段，根据 分离器各参数的定义，对比发送和接收信号，计算得出各参数的具体值。步骤S810，⑶I显示测试结果阶段，语音分离器的参数指标，DSP通过host接口发 送给CPU，CPU通过网口芯片发送给⑶I界面显示。综上所述，借助本发明提供的上述实施例，可以测试分离器的主要指标，例如， POTS插入损耗、POTS反射损耗、群延时、纵向平衡、频带隔离、DSL频带插入损耗等。在具体 实施过程中，只需要通过软件界面设置，无需要改动硬件，便可实现；还支持多个分离器同 时测试、分离器不同参数测试、以及不同标准分离器的测试。一种语音分离器测试方法具有 很强的扩展性，只要修改软件参数，就可以应用在变压器类型产品的测试中。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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权利要求
1.一种语音分离器的测试装置，其特征在于，包括接口模块，用于响应用户操作发送测试指令，并接收中央处理单元CPU传送的测试指标；所述CPU，用于接收来自于所述接口模块的所述测试指令，向一个或多个测试模块发送 控制指令，并向所述接口模块传送所述测试指标；所述一个或多个测试模块，用于接收来自于所述CPU的控制指令，执行与所述控制指 令对应的发送和接收操作，将向语音分离器发送的测试信号和所述语音分离器反馈的测试 信号进行比对，以获取一个或多个所述语音分离器的所述测试指标。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个测试模块中的每一个均 包括数字处理电路DSP，用于在接收到所述控制指令后发送音频和高频数字测试信号，对所 述反馈的数字测试信号进行快速傅立叶变换FFT运算处理，并对所述发送的数字测试信号 和所述反馈的数字测试信号进行比对，以获取所述语音分离器的所述测试指标；模拟数字转换电路AFE，与所述DSP相连接，用于实现数字测试信号和模拟测试信号之 间的转换；一个或多个模拟信号处理电路LD，与所述AFE相连接，用于向所述语音分离器发送一 路或多路模拟测试信号，并接收来自于所述语音分离器反馈的一路或多路数字测试信号， 其中，所述LD与所述语音分离器一一对应。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口模块包括可视化图形界面，还 用于显示所述测试指标。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CPU，用于通过串口或网口接收所述 测试指令、发送所述控制指令以及传送所述测试指标。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述DSP包括DSL专用数 字处理芯片。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述AFE包括DSL专用数 模转换芯片。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述LD包括DSL专用模拟 放大芯片。
8.一种语音分离器的测试方法，应用于测试装置，其特征在于，所述测试装置包括接 口模块、中央处理单元CPU以及一个或多个测试模块，所述方法包括所述接口模块响应用户操作指令，向所述CPU发送测试指令；所述CPU在接收到所述测试指令之后，向一个或多个测试模块发送控制指令；所述一个或多个测试模块执行与所述控制指令对应的发送与接收操作；所述一个或多个测试模块将向语音分离器发送的测试信号和所述语音分离器反馈的 测试信号进行比对，以获取一个或多个所述语音分离器的所述测试指标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一个或多个测试模块中的每一个均 包括数字处理电路DSP、模拟数字转换电路AFE以及一个或多个模拟信号处理电路LD，则 所述一个或多个测试模块执行与所述控制指令对应的发送操作包括所述DSP在接收到所述控制指令后，发送音频和高频数字测试信号；所述AFE将接收到的数字测试信号转换为模拟测试信号并发送； 所述一个或多个LD接收来自于所述AFE的一路或多路所述模拟测试信号，并发送至所 述语音分离器，其中，所述LD与所述语音分离器一一对应。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一个或多个测试模块中的每一个均 包括数字处理电路DSP、模拟数字转换电路AFE以及一个或多个模拟信号处理电路LD，则 所述一个或多个测试模块执行与所述控制指令对应的接收操作包括所述一个或多个LD接收来自于所述语音分离器反馈的一路或多路模拟测试信号，并 发送至所述AFE，其中，所述LD与所述语音分离器一一对应；所述AFE将接收到的模拟测试信号转换为数字测试信号并反馈； 所述DSP接收来自于所述AFE反馈的数字测试信号，对该数字测试信号进行快速傅立 叶变换FFT运算处理。
11.根据权利要求8至10任一项所述的方法，其特征在于，所述接口模块包括可视 化图形界面，在所述一个或多个测试模块获取所述语音分离器的所述测试指标之后，还包 括所述一个或多个测试模块将所述测试指标发送至所述CPU ；所述CPU通过网口将所述测试指标发送至所述可视化图形界面，以进行显示。
全文摘要
本发明公开了一种语音分离器测试装置及方法。上述装置包括接口模块，用于响应用户操作发送测试指令，并接收CPU传送的测试指标；CPU，用于接收来自于接口模块的测试指令，向一个或多个测试模块发送控制指令，并向接口模块传送测试指标；一个或多个测试模块，用于接收来自于CPU的控制指令，执行与控制指令对应的发送和接收操作，将向语音分离器发送的测试信号和语音分离器反馈的测试信号进行比对，以获取一个或多个语音分离器的测试指标。根据本发明提供的技术方案，解决了相关技术中测试语音分离器参数的仪器比较昂贵且测试时间较长等问题，进而可以快速，方便和大批量地测试语音分离器参数。
文档编号H04M3/22GK102098393SQ201110031009
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者唐毅, 唐荣道, 潘杰 申请人:中兴通讯股份有限公司