专利名称：无线电发射机测试方法、无线电发射机和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线电发射机测试方法、无线电发射机和基站。
背景技术：
无线电发射机的直线性要求通常需要线性发射机，因为功率放大器通常仅在有限的功率范围内是线性的。无线电电信系统需要功率放大器，以在发射前放大信号，因为无线电信号在无线电路径上衰减。不利的是，高功率射频放大器往往是非线性设备，因此在许多情况下它们会导致失真。所述失真例如表现为相邻频带内的符号间干扰或带外功率。在许多无线电通信系统内，技术规范中通常有对功率泄漏的限制。与功率放大器相关的另一问题是功率调整不够精确。
因此，重要的是通过测量和分析所传送信号找到未满足质量要求的发射机。适合生产和现场测试的测试方法和装置尤其重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善的无线电发射机测试方法和无线电发射机。根据本发明的一个方面，提供了一种无线电发射机测试方法，其测试包括反馈环路的无线电发射机，所述反馈环路包括可变衰减器和信号分析器，所述方法包括在预定无线电信道上发射信号，并将所发射信号传送给所述反馈环路，以生成反馈信号，通过所述衰减器衰减所述反馈信号，定义所述无线电信道和预定相邻信道上的功率电平，通过所述信号分析器分析所述功率电平，以生成第一分析结果，改变衰减电平，通过所述衰减器衰减所述反馈信号，定义所述无线电信道和预定相邻信道上的功率电平，并借助所述信号分析器分析所述功率电平，以生成第二分析结果，如果所述第一和第二分析结果不同，则生成测试提示，否则延迟所传送信号以得到参考信号，比较所述反馈信号和所述参考信号，以生成误差向量，如果所述误差向量未满足预定准则，则生成测试提示。
根据本发明的另一方面，提供了一种无线电发射机，其包括包括可变衰减器和信号分析器的反馈环路，用于在预定无线电信道上发射信号的装置，用于改变衰减电平并衰减所述反馈信号的装置，用于定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平的装置，用于分析所述功率电平以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果的装置，用于延迟所传送信号以得到参考信号的装置，用于比较所述反馈信号和参考信号以生成误差向量的装置，以及用于生成测试提示的装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种无线电发射机，其包括包括可变衰减器和信号分析器的反馈环路，在预定无线电信道上发射信号的发射装置，改变衰减电平并衰减所述反馈信号的衰减装置，定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平的定义装置，分析所述功率电平以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果的分析装置，延迟所传送信号以得到参考信号的延迟装置，比较所述反馈信号和参考信号以生成误差向量的比较装置，以及生成测试提示的提示装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种基站，其包括包括可变衰减器和信号分析器的反馈环路，用于在预定无线电信道上发射信号的装置，用于改变衰减电平并衰减所述反馈信号的装置，用于定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平的装置，用于分析所述功率电平以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果的装置，用于延迟所传送信号以得到参考信号的装置，用于比较所述反馈信号和参考信号以生成误差向量的装置，以及用于生成测试提示的装置(320)。
根据本发明的另一方面，提供了一种基站，其包括包括可变衰减器和信号分析器的反馈环路，在预定无线电信道上发射信号的发射装置，改变衰减电平并衰减所述反馈信号的衰减装置，定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平的定义装置，分析所述功率电平以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果的分析装置，延迟所传送信号以得到参考信号的延迟装置，比较所述反馈信号和参考信号以生成误差向量的比较装置，以及生成测试提示的提示装置。
本发明的其它实施例在从属权利要求中公开。
本发明的方法和系统提供了若干优点。在本发明的优选实施例中，所述发射机在操作时可被监控。还需要比常规现有技术测试方法与装置中更少的测试设备。
以下将参照优选实施例和附图详细描述本发明，在附图中图1是流程图，图2示出了EVM计算的实例，以及图3示出了带有反馈环路的发射机的方框图。
具体实施例方式
图1是示出了无线电发射机测试方法的一个实施例的流程图。所述方法适用于不同类型通信系统内所使用的无线电发射机，所述通信系统例如是UMTS或GSM。所述方法例如可用于产品测试、现场测试以及无线电发射机研发期间内的测试。所述实施例被设计成测试包括反馈环路的无线电发射机，所述反馈环路包括可变衰减器和信号分析器。衰减器和信号分析器可被加入常规反馈环路。所述衰减器可被以多种方式实施。其例如可以是现有技术的步进衰减器或现有技术的多步长衰减器。所述衰减器是可调的(或可变的)，以改变所述衰减电平。
同样可以多种方式来实施所述信号分析器。所述信号分析器例如可以是频谱分析器。其例如可以FFT处理器(快速傅里叶变换)来实施。所述FFT是计算DFT(离散傅里叶变换)的有效方法。存在着若干广泛使用的FFT算法，例如2根和4根算法。在计算信号的FFT中，通常会使用时间抽取或频率抽取。
FFT算法在用于信号分析器时被用于频谱分析。FFT算法在技术上是已知的，其在Macmillan出版公司1989年出版的John G.Proakis、Dimitris G.Manolakis的数字信号处理介绍，第9章682-719页中有详细解释，将此内容在此引入作为参考。
所述分析器也可由数字滤波器或滤波器组来实施。数字滤波器通常被分为两类FIR(有限脉冲响应)或IIR(无限脉冲响应)滤波器。所使用的滤波器可以是可调或固定类型的。一般而言，固定滤波器被用于滤波器组。在滤波器设计过程中，临时FIR或IIR滤波器的系数是以一种所述滤波器接近理想的量级和相位响应的方式来规定的。实际上，在需要滤波器的通带内的线性相位特征时，使用FIR滤波器。在本实施例中，线性滤波器是优选的，因此通常使用FIR滤波器。
在可调滤波器中，可通过调整滤波器系数(也称为抽头系数)来调谐滤波器的通带。因此，所述滤波器可被调到不同的无线电信道。
在滤波器组中，存在着多个滤波器，通常是固定滤波器，每个所述滤波器都被设置为用于预定的无线电信道。
滤波器设计在技术上是已知的，其在Macmillan出版公司1989年出版的John G.Proakis、Dimitris G.Manolakis的数字信号处理介绍，第8章544-584页中有详细解释，将此内容在此引入作为参考。
所述反馈环路将在下文中借助图3所描述实例来解释。
典型的频谱分析器是宽带接收机，因此其自身生成寄生信号。这些寄生信号不容易与被测量的信号区别。所使用的一种方法基于这样一个事实，即所有来自外部信源的信号都改变其振幅占输入级的增益或衰减的比例。但是，内生的失真通常随着互调分量的级次而改变如果增益或衰减改变，则所述分析器内生成的第三级分量比外部信号快三倍。所传送信号的第三和第五级互调分量在所使用的传输信道的第一和第二相邻信道上，换言之，考虑到系统的操作，它们是最重要的。
本实施例在方框100处开始。在方框102中，信号被在预定无线电信道上发射，并被传送给反馈环路，以生成反馈信号。
在方框104中，所述反馈信号被所述衰减器衰减，定义所述无线电信道与预定相邻信道上的功率电平，并借助所述信号分析器来分析所述功率电平，以生成后续分析的参考值。换言之，所述反馈信号被所述衰减器衰减，定义所述无线电信道和预定相邻信道上的功率电平，并通过所述信号分析器来分析所述功率电平，以生成第一分析结果。所述功率电平通常是通过测量来定义的。
反馈路径上的衰减器使得理想的信号(即预定无线电信道上的信号)和失真信号(所选择的相邻信道信号)都改变。
在方框106中，衰减的电平被改变，反馈信号被所述衰减器衰减，所述无线电信道和所选择相邻信道上的功率电平被再次定义，且所述功率电平被所述信道分析器分析，以生成第二分析结果。所述功率电平通常是通过测量来定义的。
在一个实施例中，可以生成相邻信道漏泄比率(ACLR)测试，以实现第一和第二分析结果。然后通过衰减器改变测量的所发射信号(所发射信号可能是常规发射器信号或专用测试信号)的功率。频谱分析器将所选择信道上的功率电平与所选择相邻信道上的功率电平相比较。如果所述功率改变是适当的(ACLR保持恒定)，则相邻信号功率归因于发射机链，且反馈环路正常工作，但如果所述相邻信道上的改变过快(这意味着所测量ACLR正在改变)，则失真由所述反馈环路生成，所发射信号可能会被破坏。
在方框108中，第一和第二分析结果被比较，且如果它们并不相同，则生成测试提示。例如，如果使用所述ACLR测试，则所分析的功率比被比较。在有用信道的输出功率测试的情况下，发射机链的增益设置被与从反馈路径得到的结果相比较。功率传感器可被选择性地运用，以进一步提高测试的精确度。可能会使用门限检测器来生成是否超出预定差异的提示。
如果所述比较结果或功率比并不相同，则开始第二测试阶段。所述第二测试阶段基于误差向量值(EVM)测试。在使用EVM测试时，从所述反馈路径接收的信号被与发射机输出端处的原始信号相比较(通常通过振幅和/或相位)。结果误差向量是调制质量的测量。可能会使用门限检测器来生成是否超出预定值的提示。
在方框110中，所发射信号被延迟以得到参考信号。为了改善测试质量，可使用功率表来校正所发射信号与反馈信号之间的增益差。
在方框112中，比较反馈信号和参考信号以生成误差向量，且如果所述误差向量并未满足预定准则，则生成测试提示。所述准则例如是EVM最大值的门限。可通过重复测量所发射信号的不同功率电平和不同衰减器设置，从而改善测量精确度。
以下将参照图2A-B内所示的实例来描述误差向量大小的确定。图2A是信号间隔图的简单实例，其示出了调制后的符号的相对位置。图2A是尚未失真的原始信号的实例。所述实例示出了当调制包括四个电平时，相位调制后的信号的二维信号间隔图。所述系统因此使用四种不同的信号或脉冲形式。在图2A的实例中，点204、206、208和210代表不同的信号，或信号间隔图的状态。在信号间隔图的不同状态204、206、208和210中，信号的相位是变化的。信号间隔图内状态的数量在不同的调制方法中是变化的状态越多，则系统的数据传输容量越大。如图2A所示，信号间隔图可示为单位圆，但其它可能的表示方法同样存在。在该图中，横轴200示出了调制后信号的正交分量，而纵轴202则示出了同相分量。换言之，所述信号被分为同相和正交分量。
在图2B中，圆212、214、216、218表示由不同符号代表的信号由于不同类型失真而实际位于的区域。形成了信号间隔图，从而使得具有指定相位差的不同信号的指示图位于同一图内。角224代表信号204的相位。箭头226代表发射机输入端处的原始信号向量，而箭头220代表了所发射向量。箭头222表示代表符号无失真位置与其实际位置之间距离的向量，其被称为误差向量。该向量的绝对值被称为误差向量值(EVM)。所述EVM是调制质量的现有技术指示符。
该实施例在方框114处结束。箭头116描述了一种重复该实施例的可能性。箭头118描述了可以在比较分析结果之前，改变衰减电平若干次。因此，可以比较需要数量的分析结果。
图3示出了根据本发明实施例的发射机的方框图。所述发射机可位于不同类型通信设备内，例如还被称为节点B的基站内。所述发射机根据本发明实施例包括反馈环路314。所述反馈环路带有可变衰减器，以及能够无需外部测试设备即可识别失真来源的嵌入式分析器。所述衰减器和信号分析器可以上述方式识别失真的来源。
所述反馈环路包括信号分析器312，其在该实施例中优选的是由并入DSP(数字信号处理)块310内的软件来实施。信号分析器也可能由诸如ASIC(专用集成电路)部件的硬件来实施。这些不同实施方式的组合也是可行的。所述数字信号处理块通常执行发射机内的若干过程，例如编码、加密等。
所述信号分析器312将所选择信道上功率电平与所选择相邻信道上的功率电平相比较。这通常由在信号分析器312内执行的ACLR测试来完成。所述信号分析器例如是频谱分析器。
典型频谱分析器是宽带接收机，因此其自身生成寄生信号。这些寄生信号通常不易于与将被测量的信号区分。所使用的一种方法基于这样一个事实，即所有来自外部信源的信号都改变其振幅占输入级的增益或衰减的比例。但是，内生的失真通常随着互调分量的级次而改变如果增益或衰减改变，则所述分析器内生成的第三级分量比外部信号快三倍。所传送信号的第三和第五级互调分量在所使用的传输信道的第一和第二相邻信道上，换言之，考虑到系统的操作，它们是最重要的。
在有用信道的输出功率测试的情况下，发射机链(300、302、304、306)的增益设置被与从反馈路径(308、322、312)得到的结果相比较。功率传感器(316)可被选择性地运用，以进一步提高测试的精确度。可能会使用门限检测器来生成是否超出预定差异的提示。
第二测试阶段也是可能的。所述第二测试阶段基于误差向量值(EVM)测试。在使用EVM测试时，从所述反馈路径接收的信号被与发射机输出端处的原始信号相比较(通常通过振幅和/或相位)。结果误差向量是调制质量的测量。可能会使用门限检测器来生成是否超出预定值的提示。
所述反馈环路还包括衰减器308。所述衰减器可被以多种方式实施。其例如可以是现有技术的步进衰减器或现有技术的多步衰减器。所述衰减器是可调的(或可变的)，以改变所述衰减电平来分析信号功率。
所述发射机包括信号生成器300，其执行诸如调制、削波等的不同功能。不同的调制和其它信号处理功能在技术上是已知的，所以在此不再赘述。所述发射机还包括线性化部件302，这对于本领域技术人员而言是众所周知的。
所述发射机还包括射频(RF)部分304。所述RF部分在本实施例中负责数模(D/A)转换以及信号上变频到传输频率。
所述功率放大器306放大将被传送信号为无线电路径的所选择传输功率。高功率射频放大器趋向于非线性设备，因此它们在许多情况下引起失真。所述失真例如表现为相邻频带内的带外功率。ACLR(相邻信道漏泄比率)量化带外所发射功率，因此其必须保持在指定的限制内。
本实施例的发射机还包括用于定义反馈信号功率的功率测量装置316，以及用于延迟所生成信号以得到用于EVM测试的参考信号的延迟装置318。所述参考信号在方框322中被下变频，以将RF信号转换成基带频率来处理。
图3的发射机包括用于生成测试提示的装置320。所述提示可能是声音和/或可视效果。所述提示通常被发送到O&M(操作和维护)或MMI(人机接口)。
尽管以上根据附图并参考实例描述了本发明，但本发明显然并不仅限于此，而是可以所附权利要求书范围内的若干方法来修改。
权利要求
1.一种无线电发射机测试方法，用于测试包括反馈环路的无线电发射机，所述反馈环路包括可变衰减器和信号分析器，所述方法包括在预定无线电信道上发射信号，并将所发射信号传送给所述反馈环路，以生成反馈信号；通过所述衰减器衰减所述反馈信号，定义所述无线电信道和预定相邻信道上的功率电平，并且通过所述信号分析器分析所述功率电平，以生成第一分析结果；改变衰减电平，通过所述衰减器衰减所述反馈信号，定义所述预定无线电信道和所述预定相邻信道上的功率电平，并通过所述信号分析器分析所述功率电平，以生成第二分析结果；如果所述第一和第二分析结果不同，则生成测试提示；如果所述第一与第二分析结果相同，则延迟所发射信号以得到参考信号；比较所述反馈信号和所述参考信号，以生成误差向量，且如果所述误差向量未满足预定准则，则生成测试提示。
2.根据权利要求1的方法，其中通过频率选择测量来定义所述功率电平。
3.根据权利要求1的方法，其中根据ACLR相邻信道泄漏比率分析来实现所述功率电平的分析。
4.根据权利要求1的方法，其中通过调整可变衰减器执行所述衰减电平的改变。
5.根据权利要求1的方法，其中校正所述发射的信号与所述反馈信号之间的增益差。
6.一种无线电发射机，包括反馈环路，包括可变衰减器和信号分析器；发射装置，用于在预定无线电信道上发射信号；衰减装置，耦合到所述发射装置，用于改变衰减电平并衰减反馈信号；定义装置，耦合到所述衰减装置，用于定义所述无线电信道和所述相邻信道上的功率电平；分析装置，耦合到所述定义装置，用于分析所述功率电平，以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果；延迟装置，耦合到所述分析装置，用于延迟所发射的信号，以得到参考信号；以及比较装置，耦合到所述延迟装置，用于比较所述反馈信号和所述参考信号，以生成误差向量，以及用于生成测试提示的装置。
7.一种无线电发射机，其包括发射装置，用于在预定无线电信道上发射信号；衰减装置，耦合到所述发射装置，所述衰减装置改变衰减电平并衰减反馈信号；定义装置，耦合到所述衰减装置，所述定义装置定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平；分析装置，耦合到所述定义装置，所述分析装置分析所述功率电平，以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果；延迟装置，耦合到所述分析装置，所述延迟装置延迟所发射的信号，以得到参考信号；比较装置，耦合到所述延迟装置，所述比较装置比较所述反馈信号和所述参考信号，以生成误差向量；以及提示装置，耦合到所述比较装置，所述提示装置生成测试提示。
8.根据权利要求7的无线电发射机，其中通过频率选择测量来定义所述功率电平。
9.根据权利要求7的无线电发射机，其中根据ACLR相邻信道泄漏比率分析实现所述功率电平的分析。
10.根据权利要求7的无线电发射机，其中通过调整可变衰减器执行所述衰减电平的改变。
11.根据权利要求7的无线电发射机，其中所述发射的信号与反馈信号之间的增益差被校正。
12.一种基站，包括反馈环路，包括可变衰减器和信号分析器；发射装置，用于在预定无线电信道上发射信号；衰减装置，耦合到所述发射装置，用于改变衰减电平并衰减反馈信号；定义装置，耦合到所述衰减装置，用于定义所述无线电信道和所述相邻信道上的功率电平；分析装置，耦合到所述定义装置，用于分析所述功率电平，以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果；延迟装置，耦合到所述分析装置，用于延迟所发射信号，以得到参考信号；以及比较装置，耦合到所述延迟装置，用于比较所述反馈信号和所述参考信号，以生成误差向量，以及用于生成测试提示的装置。
13.一种基站，包括发射装置，在预定无线电信道上发射信号；衰减装置，耦合到所述发射机装置，所述衰减装置改变衰减电平并衰减反馈信号；定义装置，耦合到所述衰减装置，所述定义装置定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平；分析装置，耦合到所述定义装置，所述分析装置分析所述功率电平，以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果；延迟装置，耦合到所述分析装置，所述延迟装置延迟所发射信号，以得到参考信号；比较装置，耦合到所述延迟装置，所述比较装置比较所述反馈信号和所述参考信号，以生成误差向量；以及提示装置，耦合到所述比较装置，所述提示装置生成测试提示。
14.根据权利要求12的基站，其中通过频率选择测量来定义所述功率电平。
15.根据权利要求12的基站，其中根据ACLR相邻信道泄漏比率分析来实现所述功率电平的分析。
16.根据权利要求12的基站，其中通过调整可变衰减器执行所述衰减电平的改变。
全文摘要
一种无线电发射机，包括包括可变衰减器和信号分析器的反馈环路(314)，用于在预定无线电信道上发射信号的装置(300、302、304、306、308、310、312)，用于改变衰减电平并衰减所述反馈信号的装置(308)，用于定义所述无线电信道和相邻信道上的功率电平的装置(316)，用于分析所述功率电平以生成第一和第二分析结果，并比较所述第一和第二分析结果的装置(312)，用于延迟所发射信号以得到参考信号的装置(318)，用于比较所述反馈信号和参考信号以生成误差向量的装置(312)，以及用于生成测试提示的装置(320)。
文档编号H03C3/40GK1627671SQ20041008611
公开日2005年6月15日 申请日期2004年10月19日 优先权日2003年12月10日
发明者汉斯-奥托·舍克, 派卡·库科宁, 蒂莫·波拉宁 申请人:诺基亚公司