专利名称：用于测试td-lte终端射频性能的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种用于测试TD-LTE终端射频性能的 方法和装置。
背景技术：
随着现代通信行业的发展，以及TD-SCDMA制式终端的日益成熟，TD-LTE (TD-SCDMA Long term evolution)技术不断完善，TD-LTE终端生产量将会逐渐加大。为了检查 TD-LTE终端的生产质量和性能指标，必须通过终端综合测试仪进行测试。目前还没有成熟 的TD-LTE终端综合测试仪，这样严重限制了 TD-LTE终端厂商的研发和生产效率，增加了 TD-LTE终端的研发和生产成本。
发明内容
本发明的目是针对上述技术问题，提供一种可以测试TD-LTE终端射频性能的方 法和装置，该方法及装置可以在信令连接的情况下对TD-LTE终端进行射频性能测试。为实现上述目的，本发明所设计的一种用于测试TD-LTE终端射频性能的方法，其 特征在于它包括如下步骤1)打开TD-LTE终端综合测试仪的电源并按照3GPP (3rd Generation Paratership Project，第三代合作伙伴项目)协议关于TD-LTE终端射频测试规范的参数要求，设置好 TD-LTE终端入网所需的系统参数；将TD-LTE终端与TD-LTE终端综合测试仪进行射频连 接，给TD-LTE终端上电；2)TD-LTE终端进行开机入网信令流程；3)通过TD-LTE终端综合测试仪寻呼TD-LTE终端建立专用的无线承载或通过 TD-LTE终端向TD-LTE终端综合测试仪发起连接建立请求并建立专用的无线承载；在建立 专用的无线承载的信令流程中设置连接建立信令中的半静态调度参数，对TD-LTE终端进 行半静态调度；指定TD-LTE终端在固定的上行子帧上传输上行PUSCH(Physical uplink shared channel，物理上行共享信道)信号；4) TD-LTE终端综合测试仪采集TD-LTE终端的上行PUSCH信号，再将此采集的上行 PUSCH信号传输给TD-LTE终端综合测试仪的信号处理模块计算得到TD-LTE终端的射频性 能指标。在步骤3)中，在建立专用的无线承载的信令流程中，将连接建立信令的半静态 调度参数中的子参数上行半持续调度间隔设置为sf 10，即10个子帧，半静态调度参数中 的子参数 SPS C-RNTI (Semi-Persistent Scheduling Cell Radio Network Temporary Identifier，半持续调度小区临时标识)设置为3GPP协议规定的参数值范围内任意一 个固定值；建立专用的无线承载后，TD-LTE终端综合测试仪在无线帧中的子帧#6上以 DCI (Downlink Control Information,下行控制信息)格式0传输TD-LTE终端的下行 PDCCH(Physical downlink control channel，物理下行控制信道)信号，该下行 PDCCH 信号以TD-LTE终端的SPS C-RNTI进行加扰，并通过下行PDCCH信号携带的DCI信息指定 TD-LTE终端在对应的上行子帧#2上传输上行PUSCH信号；TD-LTE终端根据SPS C-RNTI检 测到PDCCH信号，解析DCI信息，并在子帧#2上传输上行PUSCH信号；由此完成了 TD-LTE 终端在固定子帧上传输上行PUSCH信号的过程。所述TD-LTE终端的射频性能指标包括发射机性能指标和接收机的性能指标；其 中，对于进行TD-LTE终端的发射机性能指标测试的步骤为根据各个测试项目的参数要 求设置TD-LTE终端综合测试仪的系统参数，TD-LTE终端综合测试仪的射频接收单元采集 TD-LTE终端的上行PUSCH信号，再将此采集的上行PUSCH信号传输给TD-LTE终端综合测试 仪的信号处理模块计算得到TD-LTE终端的发射机性能指标；对于进行TD-LTE终端的接收 机指标测试的流程为根据接收机测试项目对TD-LTE终端综合测试仪的要求设置系统参 数；系统模拟器在与终端进行数据传输的过程中获取终端的数据传输误码率和吞吐量统计 参数；主控单元从系统模拟器中读取数据传输误码率和吞吐量统计参数并进行处理得到接 收机测试指标。TD-LTE终端发射机性能测试需要测试的指标如下=TD-LTE终端最大输出功率，功 率控制，最低输出功率，发射开/关功率，频率误差，误差矢量幅度，占用带宽，频谱辐射模 板，邻道泄漏比。TD-LTE终端的接收机性能测试需要测试的指标如下参考灵敏度，最大输入功 率，接收机误码率，吞吐量。一种实现上述方法的用于测试TD-LTE终端射频性能的装置，它包括主控单元、系 统模拟器、功率分配单元和射频处理单元，其中，所述系统模拟器和射频处理单元均通过 PXI (PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)总线连接主控单 元，所述系统模拟器与射频处理单元通过LDVS (Low Voltage Differential Signaling低 压差分信号)数据接口连接，所述射频处理单元具有射频发射单元、射频接收单元和本振 单元，所述本振单元用于给射频发射单元和射频接收单元提供载波信号以及参考时钟信 号，所述功率分配单元通过射频接口连接所述射频处理单元，所述功率分配单元通过PXI 总线连接到主控单元；所述功率分配单元用于实现上、下行信号的功率分配，并且将多部 TD-LTE终端并联到TD-LTE终端综合测试仪。所述系统模拟器根据3GPP协议中eNodeB (Evolved Node B，演进型Node B，即 TD-LTE基站)与TD-LTE终端通信的Uu接口(eNodeB与用户终端UE之间的通信接口)对应 的协议规范，模拟出eNodeB的物理层协议、数据链路层协议、网络层协议和NAS (Non Access Stratum，非接入层)层协议；所述系统模拟器用于建立和维持TD-LTE终端综合测试仪和被 测TD-LTE终端之间的无线承载，便于进行信令连接情况下的射频性能的测试，所述系统模 拟器产生下行数字基带I/Qdn-phase/Quadrature，同向正交)信号，经过LVDS数据接口送 到射频发射单元，所述系统模拟器将来自射频接收单元的上行数字基带I/Q信号还原成信 令和业务数据。所述射频发射单元用来将系统模拟器产生的下行数字基带I/Q信号进行调制和 上变频处理后发射给被测TD-LTE终端。所述射频接收模块接收被测TD-LTE终端的射频信号，并将该被测TD-LTE终端的 射频信号下变频为中频信号，再转化为数字中频信号，然后经正交解基带信号，所述上行数字基带I/Q信号一路经过LVDS接口实时传送到系统模拟器中恢复为 信令和数据，以保持信令的连接，另一路缓存在接收模块的数据缓冲区中并经过PXI总线 送到主控单元进行射频指标分析。所述主控单元包括人机接口单元、集成控制单元、信号处理单元和远程控制单元， 所述集成控制单元用于控制系统模拟器、射频处理单元和射频切换开关单元；所述信号处 理单元用于分析被测TD-LTE终端的射频性能；所述远程控制单元用于TD-LTE终端综合测 试仪与计算机进行远程交互，实现TD-LTE终端综合测试仪的远程控制。本发明的方法通过模拟TD-LTE基站的功能，使TD-LTE终端综合测试仪与终端建 立专用无线承载和数据传输，并通过射频接收单元采集终端的信号进行分析，使得TD-LTE 终端综合测试仪可以在信令连接的情况下对TD-LTE终端进行射频性能测试。本发明的装 置根据上述方法设计出一种用于在信令连接条件下测试TD-LTE终端射频性能的TD-LTE终 端综合测试仪。
图1为TD-LTE终端的时域资源分配图；图2为本发明的TD-LTE综测仪的系统功能原理图；
图3为TD-LTE终端射频指标测试流程图其中，图1中S子帧表示同步子帧，向上的箭头表示上行子帧，向下的箭头表示下 行子帧。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明如图5所示的一种用于测试TD-LTE终端射频性能的装置即TD-LTE终端综合测试 仪，它包括主控单元、系统模拟器、射频处理单元和功率分配单元，其中，系统模拟器、射频 处理单元和功率分配单元均通过PXI总线连接主控单元，系统模拟器与射频处理单元通过 LDVS(低压差分信号)数据接口连接，射频处理单元具有射频发射单元、射频接收单元和本 振单元，本振单元用于给射频发射单元和射频接收单元提供载波信号以及10MHZ的参考时 钟信号。该装置具备简化的TD-LTE基站的功能，可以与TD-LTE终端进行信令连接和数据 传输等业务，并且可以对TD-LTE终端进行信令连接条件下的射频测试。上述技术方案中，系统模拟器主要运行协议栈软件，根据3GPP协议中eNodeB(即 TD-LTE基站)与TD-LTE终端通信的Uu接口对应的协议规范，模拟出eNodeB的物理层协议、 数据链路层协议、网络层协议和NAS层协议；系统模拟器用于建立和维持TD-LTE终端综合 测试仪和被测TD-LTE终端之间的无线承载，便于进行信令连接情况下的射频性能的测试， 系统模拟器产生下行数字基带I/Q信号，经过LVDS数据接口送到射频发射单元，系统模拟 器将来自射频接收单元的上行数字基带I/Q信号还原成信令和业务数据。系统模拟器可模 拟出基站的系统环境。上述技术方案中，射频发射模块用来将系统模拟器产生的下行数字基带I/Q信号 进行调制和上变频处理后发射给被测TD-LTE终端。上述技术方案中，射频接收模块接收被测TD-LTE终端的射频信号，并将该被测
6TD-LTE终端的射频信号下变频为中频信号，再转化为数字中频信号，然后经正交解调后转 换为上行数字基带信号，上行数字基带I/Q信号一路经过LVDS接口实时传送到系统模拟器 中恢复为信令和数据，以保持信令的连接，另一路缓存在接收模块的数据缓冲区中并经过 PXI总线送到主控单元进行射频指标分析。上述技术方案中，它还包括功率分配单元，所述功率分配单元通过射频接口连接 所述射频处理单元，所述功率分配单元通过PXI总线连接到主控单元；所述功率分配单元 用于实现上、下行信号的功率分配，并且将多部TD-LTE终端并联到TD-LTE终端综合测试 仪。上述技术方案中，主控单元包括人机接口单元、集成控制单元、信号处理单元和远 程控制单元，集成控制单元用于控制系统模拟器、射频处理单元和射频切换开关单元；信号 处理单元用于分析被测TD-LTE终端的射频性能；远程控制单元用于TD-LTE终端综合测试 仪与计算机进行远程交互，实现TD-LTE终端综合测试仪的远程控制。上述TD-LTE终端的开机入网信令流程为1. TD-LTE终端发送前导码，2.系统模 拟器返回随机接入响应，3. TD-LTE终端请求连接，4.系统模拟器连接建立，5. TD-LTE终端 连接建立完成(包含附着请求和PDN连接请求的NAS信令)，6.系统模拟器下行信息(包 含查询TD-LTE终端身份的NAS信令)，7. TD-LTE终端上行信息(包含反馈身份响应的NAS 信令)，8.系统模拟器下行信息(包含鉴权请求的NAS信令)，9. TD-LTE终端上行信息 (包含鉴权响应的NAS信令)，10.系统模拟器下行信息(包含激活NAS安全模式的NAS信 令)，11. TD-LTE终端上行信息(包含安全模式完成的NAS信令)，12.系统模拟器下行信息 (包含ESM信息请求的NAS信令)，13. TD-LTE终端上行信息(包含ESM信息响应的NAS信 令)，14.系统模拟器下行信息激活测试模式，15. TD-LTE终端上行信息测试模式激活完成， 16.系统模拟器激活AS (Access Stratum，接入层)安全模式，17. TD-LTE终端安全模式完 成，18系统模拟器激对TD-LTE终端能力查询，19. TD-LTE终端提供其能力信息，20.系统模 拟器连接重配(包含附着接受和激活默认的无线承载请求的NAS信令)，21. TD-LTE终端连 接重配完成，22. TD-LTE终端上行信息传输(包含附着流程完成和接受激活默认的无线承 载请求的NAS信令)，23.系统模拟器连接释放。完成上述入网信令流程后，TD-LTE终端进 入测试模式下的空闲状态。上述TD-LTE终端建立无线承载的信令流程为1.系统模拟器寻呼TD-LTE终端， 2. TD-LTE终端连接请求，3.系统模拟器连接建立，4. TD-LTE终端连接建立完成(包含服务 请求的NAS信令)，5.系统模拟器激活AS安全模式，6. TD-LTE终端AS安全模式完成，7.系 统模拟器连接重配(包含激活专用无线承载的NAS信令)，8. TD-LTE终端连接重配完成， 9. TD-LTE终端建立专用EPS (Evolved Packet System，演进分组系统)承载(包含接受激 活专用无线承载的NAS信令)，10.系统模拟器连接释放。上述TD-LTE终端进入环回测试模式的信令流程为1.系统模拟器下行信息传输 (包含的打开环回测试模式NAS信令)，2. TD-LTE终端上行信息传输(包含打开环回测试模 式完成的NAS信令)。一种用于测试TD-LTE终端射频性能的方法，其特征在于它包括如下步骤1)打开TD-LTE终端综合测试仪的电源并按照3GPP协议关于TD-LTE终端射频测 试规范的参数要求，设置好TD-LTE终端入网所需的系统参数；将TD-LTE终端与TD-LTE终端综合测试仪进行射频连接，给TD-LTE终端上电；2)TD-LTE终端进行开机入网信令流程；3)通过TD-LTE终端综合测试仪寻呼TD-LTE终端建立专用的无线承载或通过 TD-LTE终端向TD-LTE终端综合测试仪发起连接建立请求并建立专用的无线承载；在建立 专用的无线承载的信令流程中设置连接建立信令中的半静态调度参数，对TD-LTE终端进 行半静态调度；指定TD-LTE终端在固定的上行子帧上传输上行PUSCH信号；4) TD-LTE终端综合测试仪采集TD-LTE终端的上行PUSCH信号，再将此采集的上行 PUSCH信号传输给TD-LTE终端综合测试仪的信号处理模块计算得到TD-LTE终端的射频性 能指标。上述步骤3)中，在建立专用的无线承载的信令流程中，将连接建立信令 (RRCConnectionSetup)的半静态调度参数中的子参数 semiPersistSchedlntervalUL(Sem i-persistent scheduling interval in uplink，上行半持续调度间隔)设置为 sf 10，即 10个子帧，半静态调度参数中的子参数SPS C-RNTI (Semi-Persistent Scheduling Cell Radio Network Temporary Identif ier，半持续调度小区临时标识)设置为3GPP协议规定 的参数值范围内任意一个固定值；建立专用的无线承载后，TD-LTE终端综合测试仪在无线 帧中的子帧#6上以DCI格式0传输TD-LTE终端的下行PDCCH信号，该下行PDCCH信号以 TD-LTE终端的SPS C-RNTI进行加扰，并通过下行PDCCH信号携带的DCI信息指定TD-LTE 终端在对应的上行子帧#2上传输上行PUSCH信号；TD-LTE终端根据SPS C-RNTI检测到 PDCCH信号，解析DCI信息，并在子帧#2上传输上行PUSCH信号；由此完成了 TD-LTE终端 在固定子帧上传输上行PUSCH信号的过程。上述技术方案中，所述TD-LTE终端的射频性能指标包括发射机性能指标和接收 机的性能指标；其中，对于进行TD-LTE终端的发射机性能指标测试的步骤为根据各个测 试项目的参数要求设置TD-LTE终端综合测试仪的系统参数，TD-LTE终端综合测试仪的 射频接收单元采集TD-LTE终端的上行PUSCH信号，再将此采集的上行PUSCH信号传输给 TD-LTE终端综合测试仪的信号处理模块计算得到TD-LTE终端的发射机性能指标；对于进 行TD-LTE终端的接收机指标测试的流程为根据接收机测试项目对TD-LTE终端综合测试 仪的要求设置系统参数；系统模拟器在与终端进行数据传输的过程中获取终端的数据传输 误码率和吞吐量统计参数；主控单元从系统模拟器中读取数据传输误码率和吞吐量统计参 数并进行处理得到接收机测试指标。TD-LTE终端发射机性能测试需要测试的指标如下=TD-LTE终端最大输出功率，功 率控制，最低输出功率，发射开/关功率，频率误差，误差矢量幅度，占用带宽，频谱辐射模 板，邻道泄漏比。TD-LTE终端的接收机性能测试需要测试的指标如下参考灵敏度，最大输 入功率，接收机误码率，吞吐量。下面结合图3对TD-LTE终端射频指标测试流程做进一步详细说明，如图3所示的 TD-LTE终端综合测试仪对TD-LTE终端的射频指标进行测试的测试流程为TD_LTE终端综 合测试仪硬件启动和初始化；设置入网所需的系统参数；TD-LTE终端进行手机开机入网信 令流程；建立TD-LTE终端综合测试仪与TD-LTE终端间的专用无线承载，即建立连接和数据 传输；配置测试项目所需的环境系统参数环境；TD-LTE终端综合测试仪进行数据采集与信 息收集；TD-LTE终端综合测试仪进行信号处理和射频指标分析；根据需要切换频点或测试
8项目并执行射频性能测试；测试完毕，释放无线连接；判断是否还需要进行下一部TD-LTE
终端的测试，执行前述测试过程；所有测试项目完成则关闭硬件，结束测试。 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
一种用于测试TD LTE终端射频性能的方法，其特征在于它包括如下步骤1)打开TD LTE终端综合测试仪的电源并按照3GPP协议关于TD LTE终端射频测试规范的参数要求，设置好TD LTE终端入网所需的系统参数；将TD LTE终端与TD LTE终端综合测试仪进行射频连接，给TD LTE终端上电；2)TD LTE终端进行开机入网信令流程；3)通过TD LTE终端综合测试仪寻呼TD LTE终端建立专用的无线承载或通过TD LTE终端向TD LTE终端综合测试仪发起连接建立请求并建立专用的无线承载；在建立专用的无线承载的信令流程中设置连接建立信令中的半静态调度参数，对TD LTE终端进行半静态调度；指定TD LTE终端在固定的上行子帧上传输上行PUSCH信号；4)TD LTE终端综合测试仪采集TD LTE终端的上行PUSCH信号，再将此采集的上行PUSCH信号传输给TD LTE终端综合测试仪的信号处理模块计算得到TD LTE终端的射频性能指标。
2.根据权利要求1所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的方法，其特征在于在步骤 3)中，在建立专用的无线承载的信令流程中，将连接建立信令的半静态调度参数中的子参 数上行半持续调度间隔设置为sflO，即10个子帧，半静态调度参数中的子参数SPS C-RNTI 设置为3GPP协议规定的参数值范围内任意一个固定值；建立专用的无线承载后，TD-LTE终 端综合测试仪在无线帧中的子帧#6上以DCI格式0传输TD-LTE终端的下行PDCCH信号， 该下行PDCCH信号以TD-LTE终端的SPS C-RNTI进行加扰，并通过下行PDCCH信号携带的 DCI信息指定TD-LTE终端在对应的上行子帧#2上传输上行PUSCH信号；TD-LTE终端根据 SPS C-RNTI检测到PDCCH信号，解析DCI信息，并在子帧#2上传输上行PUSCH信号；由此 完成了 TD-LTE终端在固定子帧上传输上行PUSCH信号的过程。
3.根据权利要求1所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的方法，其特征在于所述 TD-LTE终端的射频性能指标包括发射机性能指标和接收机的性能指标；其中，对于进行 TD-LTE终端的发射机性能指标测试的步骤为根据各个测试项目的参数要求设置TD-LTE 终端综合测试仪的系统参数，TD-LTE终端综合测试仪的射频接收单元采集TD-LTE终端的 上行PUSCH信号，再将此采集的上行PUSCH信号传输给TD-LTE终端综合测试仪的信号处理 模块计算得到TD-LTE终端的发射机性能指标；对于进行TD-LTE终端的接收机指标测试的 流程为根据接收机测试项目对TD-LTE终端综合测试仪的要求设置系统参数；系统模拟器 在与终端进行数据传输的过程中获取终端的数据传输误码率和吞吐量统计参数；主控单元 从系统模拟器中读取数据传输误码率和吞吐量统计参数并进行处理得到接收机测试指标。
4.根据权利要求3所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的方法，其特征在于=TD-LTE 终端发射机性能测试需要测试的指标如下=TD-LTE终端最大输出功率，功率控制，最低输 出功率，发射开/关功率，频率误差，误差矢量幅度，占用带宽，频谱辐射模板，邻道泄漏比。
5.根据权利要求3所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的方法，其特征在于=TD-LTE 终端的接收机性能测试需要测试的指标如下参考灵敏度，最大输入功率，接收机误码率， 吞吐量。
6.一种实现权利要求1所述方法的用于测试TD-LTE终端射频性能的装置，其特征在 于它包括主控单元、系统模拟器、功率分配单元和射频处理单元，其中，所述系统模拟器和 射频处理单元均通过PXI总线连接主控单元，所述系统模拟器与射频处理单元通过LDVS数据接口连接，所述射频处理单元具有射频发射单元、射频接收单元和本振单元，所述本振 单元用于给射频发射单元和射频接收单元提供载波信号以及参考时钟信号，所述功率分配 单元通过射频接口连接所述射频处理单元，所述功率分配单元通过PXI总线连接到主控单 元；所述功率分配单元用于实现上、下行信号的功率分配，并且将多部TD-LTE终端并联到 TD-LTE终端综合测试仪。
7.根据权利要求6所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的装置，其特征在于所述系 统模拟器根据3GPP协议中eNodeB与TD-LTE终端通信的Uu接口对应的协议规范，模拟出 eNodeB的物理层协议、数据链路层协议、网络层协议和NAS层协议；所述系统模拟器用于建 立和维持TD-LTE终端综合测试仪和被测TD-LTE终端之间的无线承载，便于进行信令连接 情况下的射频性能的测试，所述系统模拟器产生下行数字基带I/Q信号，经过LVDS数据接 口送到射频发射单元，所述系统模拟器将来自射频接收单元的上行数字基带I/Q信号还原 成信令和业务数据。
8.根据权利要求7所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的装置，其特征在于所述射 频发射单元用来将系统模拟器产生的下行数字基带I/Q信号进行调制和上变频处理后发 射给被测TD-LTE终端。
9.根据权利要求8所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的装置，其特征在于所述射 频接收模块接收被测TD-LTE终端的射频信号，并将该被测TD-LTE终端的射频信号下变频 为中频信号，再转化为数字中频信号，然后经正交解调后转换为上行数字基带信号，所述上 行数字基带I/Q信号一路经过LVDS接口实时传送到系统模拟器中恢复为信令和数据，以保 持信令的连接，另一路缓存在接收模块的数据缓冲区中并经过PXI总线送到主控单元进行 射频指标分析。
10.根据权利要求9所述的用于测试TD-LTE终端射频性能的装置，其特征在于所述 主控单元包括人机接口单元、集成控制单元、信号处理单元和远程控制单元，所述集成控制 单元用于控制系统模拟器、射频处理单元和射频切换开关单元；所述信号处理单元用于分 析被测TD-LTE终端的射频性能；所述远程控制单元用于TD-LTE终端综合测试仪与计算机 进行远程交互，实现TD-LTE终端综合测试仪的远程控制。
全文摘要
一种用于测试TD-LTE终端射频性能的方法和装置，方法步骤为，综合测试仪设置好终端入网所需的系统参数，将终端与综合测试仪进行射频连接；终端进行开机入网流程；在建立专用无线承载的信令流程中配置终端进行上行半持续调度指定终端在固定的上行子帧上传输上行PUSCH信号；综合测试仪采集并分析该PUSCH信号的射频性能。该装置包括主控单元、系统模拟器、射频处理单元和功率分配单元，射频处理单元具有射频发射单元、射频接收单元和本振单元。本发明使得综合测试仪可对终端进行射频性能测试。
文档编号H04W24/06GK101958757SQ20101027238
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者张家平, 朱富利, 王波, 王海, 罗先礼 申请人:湖北众友科技实业股份有限公司