无线信号测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种无线信号测量系统，包括：位于第一封闭空间的无线待测设备及辐射天线组、位于第二封闭空间的陪测设备及测试主控器、位于第一封闭空间及第二封闭空间之间的信号传播模拟装置。第一封闭空间、第二封闭空间均具备自由空间的条件。信号传播模拟装置，用于模拟无线信号传播模型，并将辐射天线组无线接收的由无线待测设备发送的数据进行信道模拟处理后传送至陪测设备，或信号传播模拟装置将陪测设备传来的数据进行信道模拟处理后通过辐射天线组无线发送至无线待测设备。该无线信号测量系统能够模拟无线待测设备发射或接收信号的反射、绕射、直射等不同的传播模式，替代了实际的测试验证场地，能够提高信号测量系统的测试性能和测试效率。
【专利说明】
无线信号测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无线信号测量系统。【背景技术】
[0002]随着IEEE802.1l系列的标准不断推进，其技术的先进性和实用性不断得到完善， 各类无线通讯产品需具备良好的发射和接收性能，方可保证通讯质量，才能为广大用户提供更加优良的语音和数据业务。经过多年研究，关于SIS0(single input single output， 单输入单输出)系统中的空间辐射性能指标的测试方法和装置已经很成熟，尤其是GSM系统。[〇〇〇3] 如今进行3G乃至后续的LTE(Long Term Evolut1n，长期演进)等4G时代，SIS0系统已经远远不能满足需求。在新的高速高质量无线通系统中，通常都会使用MHftKMultiple Input Multiple Output，多输入多输出)系统。然而由于传统无线信号测量系统的测试性能较低，已经无法支撑MM0等新技术的要求，尤其是MM0系统中的无线通讯产品的性能测试目前尚没有完善的方案。【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对传统无线信号测量系统性能较低的问题，提供一种无线信号测量系统。
[0005]—种无线信号测量系统，包括:位于第一封闭空间的无线待测设备及辐射天线组、 位于第二封闭空间的陪测设备及测试主控器、位于所述第一封闭空间及第二封闭空间之间的信号传播模拟装置;所述第一封闭空间、第二封闭空间均具备自由空间的条件;所述辐射天线组、信号传播模拟装置、陪测设备依次通过射频电缆连接;所述陪测设备还与测试主控器连接；
[0006]所述信号传播模拟装置，用于模拟无线信号传播模型，并将所述辐射天线组无线接收的由无线待测设备发送的数据进行信道模拟处理后传送至陪测设备，或所述信号传播模拟装置将所述陪测设备传来的数据进行信道模拟处理后通过辐射天线组无线发送至无线待测设备。
[0007]在其中一个实施例中，所述信号传播模拟装置包括相互连接的传输模型仿真器和衰减器;所述传输模型仿真器，用于模拟无线电波信道存在障碍物时的无线信号传输模型； 所述衰减器，用于模拟自由空间的信号传播损耗。
[0008]在其中一个实施例中，所述传输模型仿真器包括信号分离器、第一信号生成器、第二信号生成器、线路延时器及信号合成器；
[0009]所述信号分离器，用于将所述传输模型仿真器的输入信号分离成两路信号，并分别传送至第一信号生成器和第二信号生成器中；所述第一信号生成器、第二信号生成器，根据各自的输入信号分别输出两路相位及幅度均不相同的信号;所述线路延时器，用于对所述第二信号生成器输出的信号进行延时处理;所述信号合成器，用于将所述第一信号生成器、线路延时器输出的信号合并为一路信号，并传送至所述衰减器。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一信号生成器包括依次连接的第一信号取样单元、 开关及第一相位延迟单元;所述第一信号取样单元的其中一个输入端为所述第一信号生成器的输入端，所述第一信号取样单元的输出端为所述第一信号生成器的输出端。
[0011]在其中一个实施例中，所述第二信号生成器包括依次连接的第二信号取样单元、 衰减单元、第二相位延迟单元;所述第二信号取样单元的其中一个输入端为所述第二信号生成器的输入端，所述第二信号取样单元的输出端为所述第二信号生成器的输出端。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一封闭空间由微波暗室提供。
[0013]在其中一个实施例中，所述微波暗室内设置吸波材料，且所述吸波材料包括吸波平板、吸波劈尖、吸波平锥中的一种或两种以上。
[0014]在其中一个实施例中，所述微波暗室内设有旋转平台，且所述旋转平台用于放置所述无线待测设备。
[0015]在其中一个实施例中，所述第二封闭空间由屏蔽箱提供，且所述屏蔽箱内设有吸波平板。
[0016]在其中一个实施例中，所述陪测设备包括射频切换器及若干处于不同工作频段的接收/发射终端;各所述接收/发射终端通过所述射频切换器接通或断开与所述信号传播模拟装置的连接。[〇〇17]上述无线信号测量系统具有的有益效果为:该无线信号测量系统中，无线待测设备及辐射天线组均位于第一封闭空间，陪测设备及测试主控器均位于第二封闭空间，同时第一封闭空间和第二封闭空间均具备自由空间的条件，从而为无线待测设备和陪测设备提供一个纯净的电磁环境。
[0018]同时，在无线待测设备和陪测设备的通信链路之间还存在信号传播模拟装置，而该信号传播模拟装置用于模拟无线信号传播模型，并将辐射天线组无线接收的由无线待测设备发送的数据进行信道模拟处理后传送至陪测设备，或信号传播模拟装置将陪测设备传来的数据进行信道模拟处理后通过辐射天线组无线发送至无线待测设备。
[0019]因此该无线信号测量系统在为无线待测设备及陪测设备提供无外界干扰和弱反射的测试环境的基础上，还能够模拟无线待测设备发射或接收信号的反射、绕射、直射等不同的传播模式，替代了实际的测试验证场地，从而能够提高信号测量系统的测试性能和测试效率。【附图说明】
[0020]图1为一实施例提供的无线信号测量系统的组成结构示意图。
[0021]图2为图1所示实施例的无线信号测量系统中信号传播模拟装置的组成结构示意图。
[0022]图3为图1所示实施例的无线信号测量系统中陪测设备的组成结构示意图。【具体实施方式】
[0023]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0024]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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型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，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/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。
[0025]如图1所示，在一实施例中，无线信号测量系统是建立在IEEE802.11标准下的一套模拟用户实际网络环境的测量系统，该系统在测试链路中加入了信号传播模拟装置3000，仿真实际的无线电波传播信道以获得与实际环境相近的传播模型，从而更接近实际的用户网络体验。接下来将具体介绍该无线信号测量系统的实现原理。
[0026]无线信号测量系统包括无线待测设备1000、辐射天线组2000、信号传播模拟装置3000、陪测设备4000及测试主控器5000。
[0027]在该无线信号测量系统中，无线待测设备1000及辐射天线组2000能够相互无线传输数据，并均位于第一封闭空间内。同时无线待测设备1000内包含天线，且辐射天线组2000位于无线待测设备1000天线的辐射远场，而辐射天线组2000则相当于陪测设备4000—端的天线。
[0028]陪测设备4000及测试主控器5000均位于第二封闭空间内。同时第一封闭空间、第二封闭空间均具备自由空间的条件，即在这两个空间内电磁波透射、反射极少，从而为无线待测设备1000及陪测设备4000提供一个纯净的电磁环境，从而提高测试效率。
[0029]此外，辐射天线组2000、信号传播模拟装置3000、陪测设备4000依次通过射频电缆连接。陪测设备4000还与测试主控器5000连接。
[0030]信号传播模拟装置3000，用于模拟无线信号传播模型，并将辐射天线组2000无线接收的由无线待测设备1000发送的数据进行信道模拟处理后传送至陪测设备4000，或信号传播模拟装置3000将陪测设备4000传来的数据进行信道模拟处理后通过辐射天线组2000无线发送至无线待测设备1000。上述信道模拟处理例如进行传播路径损耗、相位延时等操作。
[0031]由此可见在本实施例中，无线待测设备1000与陪测设备4000之间的信号传输路径共包括两部分:第一部分为第一封闭空间内无线待测设备1000与陪测设备4000—端的天线(及辐射天线组2000)之间的空间传输;第二部分为信号传播模拟装置3000。其中，在第一封闭空间内无线待测设备1000与辐射天线组2000相当于进行了无干扰的无线信号传输，这样更便于后续信号传播模拟装置3000进行实际的信道模拟。
[0032]那么上述无线信号测量系统的工作原理为:若无线待测设备1000发射信号，该信号则通过无线待测设备1000中的天线辐射至空间(即第一封闭空间内的空间)。该信号即会被陪测设备4000—端的天线(即辐射天线组2000)接收并通过射频电缆传送至信号传播模拟装置3000进行处理，以模拟无线信道传输对该信号造成的传播路径损耗、相位延时等情况。信号传播模拟装置3000再将处理后的信号通过射频电缆传送至陪测设备4000，从而建立了通信链路，完成通信的半个周期。同理，陪测设备4000也可发射信号并进行上述相同的处理后，最终被无线待测设备1000接收，从而完成通信的另半个周期。
[0033]因此，本实施例提供的无线信号测量系统在为无线待测设备1000及陪测设备4000提供无外界干扰和弱反射的测试环境的基础上，还能够模拟无线待测设备1000发射或接收信号的反射、绕射、直射等不同的传播模式，替代了实际的测试验证场地，从而能够进一步提高信号测量系统的测试性能和测试效率。
[0034]具体的，在上述无线信号测量系统中，如图2所示，信号传播模拟装置3000包括相互连接的传输模型仿真器3100和衰减器3200。其中，传输模型仿真器3100，用于模拟无线电波信道存在障碍物时的无线信号传输模型，从而构建无线信号的传播路径损耗、相位延时等。衰减器3200，用于模拟自由空间的信号传播损耗。
[0035]在本实施例中，衰减器3200为程控衰减器，能够根据需求降低无线传输链路的信号幅度，从而达到模拟自由空间的信号传播损耗的目的。同时，传输模型仿真器3100和衰减器3200具体的电路连接关系为:传输模型仿真器3100的输入端为信号传播模拟装置3000的输入端，传输模型仿真器3100的输出端与衰减器3200的输入端连接，衰减器3200的输出端即为信号传播模拟装置3000的输出端。
[0036]那么，对于上述信号传播模拟装置3000，当接收输入信号后，信号先通过传输模型仿真器3100进行相关传播路径损耗衰落、相位延时等处理，之后传输模型仿真器3100再将处理后的数据送入衰减器3200进行处理。因此，本实施例中的信号传播模拟装置3000通过传输模型仿真器3100和衰减器3200能够全方位模拟无线电波信道的传输模型，使得测试更加精确。
[0037]可以理解的是，信号传播模拟装置3000的具体结构不限于上述一种情况，只要能够模拟无线信号传播模型即可。
[0038]具体的，如图2所示，在上述信号传播模拟装置3000中，传输模型仿真器3100包括信号分离器3110、第一信号生成器3120、第二信号生成器3130、线路延时器3140及信号合成器3150。
[0039]其中，信号分离器3110的输入端为传输模型仿真器3100的输入端，信号分离器3110的输出端分别与第一信号生成器3120、第二信号生成器3130的输入端连接。第一信号生成器3120的输出端与信号合成器3150的输入端连接。第二信号生成器3130的输出端通过线路延时器3140连接信号合成器3150的另一输入端。信号合成器3150的输出端为传输模型仿真器3100的输出端。
[0040]信号分离器3110，用于将传输模型仿真器3100的输入信号(即信号传播模拟装置3000的输入信号)分离成两路信号，并分别传送至第一信号生成器3120和第二信号生成器3130中。其中，传输模型仿真器3100的输入信号为陪测设备4000传来的信号或辐射天线组2000传来的由无线待测设备1000无线发送的信号。信号分离器3110例如选用功率分配器。[0041 ]第一信号生成器3120、第二信号生成器3130，根据各自的输入信号(即信号分离器3110输出的两路信号)输出两路相位及幅度均不相同的信号，即生成两路不同的多径信号。也就是说，第一信号生成器3120、第二信号生成器3130主要对信号进行幅度及功率减小、相位延迟等不同的处理过程，从而输出两路相位及幅度均不相同的信号。
[0042]上述第一信号生成器3120具体包括依次连接的第一信号取样单元3121、开关3122及第一相位延迟单元3123。其中，第一信号取样单元3121的其中一个输入端为第一信号生成器3120的输入端，第一信号取样单元3121的输出端为第一信号生成器3120的输出端。
[0043]具体来说，第一信号取样单元3121例如选用定向耦合器。开关3122和第一相位延迟单元3123均由测试主控器5000进行控制。开关3122为高速开关，其进行开、关切换的速率应满足模拟无线电波信道的传输要求。
[0044]那么在上述第一信号生成器3120中，当接收到信号分离器3110传送的一路输入信号后，该输入信号在开关3122的切换控制下并经过第一相位延迟单元3123进行相位延迟处理后，最终通过第一信号取样单元3121输出至信号合成器3150。
[0045]上述第二信号生成器3130具体包括依次连接的第二信号取样单元3131、衰减单元3132、第二相位延迟单元3133。其中，第二信号取样单元3131的其中一个输入端为第二信号生成器3130的输入端，第二信号取样单元3131的输出端为第二信号生成器3130的输出端。
[0046]具体来说，第二信号取样单元3131例如选用定向耦合器。衰减单元3132例如选用程控衰减器。衰减单元3132和第二相位延迟单元3133均由测试主控器5000来进行控制。
[0047]那么在上述第二信号生成器3130中，当接收到信号分离器3110传送的另一路输入信号后，该输入信号进行与第一信号生成器3120不同的处理过程，具体为该输入信号既通过衰减单元3132进行功率和幅度衰减，又经过第二相位延迟单元3133进行相位延迟，最终通过第二信号取样单元3131输出至线路延时器3140。
[0048]线路延时器3140，用于对第二信号生成器3130输出的信号进行延时处理。
[0049]信号合成器3150，用于将第一信号生成器3120、线路延时器3140输出的信号合并为一路信号，并传送至衰减器3200。信号合成器3150例如选用功率分配器。
[0050]那么，对于上述传输模型仿真器3100来说，其具体的工作原理为:信号分离器3110将输入信号分离为两路信号，该两路信号分别通过第一信号生成器3120、第二信号生成器3130处理后，形成两路相位及幅度都不一样的信号。同时，第二信号生成器3130处理后形成的信号还要通过线路延时器3140进行延时处理。最后，由信号合成器3150将第一信号生成器3120最终得出的信号、线路延时器3140处理后形成的信号进行叠加，从而完成无线电波信道存在障碍物时的无线信号传输模型模拟过程。
[0051]可以理解的是，传输模型仿真器3100的具体结构不限于上述一种情况，只要能够模拟无线电波信道存在障碍物时的无线信号传输模型即可。
[0052]具体的，如图1所示，上述第一封闭空间由微波暗室6000提供。微波暗室6000为一个标准尺寸的矩形微波暗室。
[0053]同时，为了满足MMO信号等先进技术的传播需求，微波暗室6000设置了具有不同吸收能力的吸波材料。在本实施例中，吸波材料包括吸波平板6100、吸波劈尖6200、吸波平锥6300中的一种或两种以上。另外，上述不同类型的吸波材料根据吸波强度的不同，规则的分布于微波暗室6000的六个平面内，从而使得电磁波的反射和吸收处于平衡状态，既满足了 MMO信号的有效传播又满足了该无线信号测量系统的可靠性和测试数据可重复性。
[0054]具体的，上述微波暗室6000内还设有旋转平台7000，且旋转平台7000用于放置无线待测设备1000。同时旋转平台7000由低介电的介质材料制成，以避免对无线待测设备1000造成干扰。当然，无线待测设备1000不限于放置于旋转平台7000这一种形式，还可以其他方式放置于微波暗室6000内，只要能够与辐射天线组2000正常通信即可。
[0055]具体的，如图1所示，第二封闭空间由屏蔽箱8000提供，且屏蔽箱8000内设有吸波平板6100。该屏蔽箱8000与微波暗室6000具有相同的功能。
[0056]可以理解的是，第一封闭空间、第二封闭空间不限于上述一种设置方式，只要能够具备自由空间的条件即可，例如第一封闭空间、第二封闭空间分别反过来由屏蔽箱8000、微波暗室6000提供。
[0057]具体的，如图3所示，陪测设备4000包括射频切换器4200及若干处于不同工作频段的接收/发射终端4100。各接收/发射终端4100通过射频切换器4200接通或断开与信号传播模拟装置3000的连接。因此，各接收/发射终端4100能够根据需要通过射频切换器4200进行自由切换，从而满足不同的测试需求。
[0058]其中，接收/发射终端4100既可以发射信号又可以接收信号，且接收/发射终端4100的数量应与辐射天线组2000中天线的数量相同。同时接收/发射终端4100安装于测试主控器5000上。射频切换器4200由测试主控器5000进行控制。
[0059]另外，在本实施例中，第一封闭空间内还设有辅助测试控制器，用于提供测试程序的运行、测试内容和测试数据运算等。当然，在其他实施例中，辅助测试控制器实现的功能也可直接由测试主控器5000来实现。
[0060]综上所述，本实施提供的无线信号测量系统中，无线待测设备1000(例如无线AP)和陪测设备4000(例如无线STA)分别位于由微波暗室6000和屏蔽箱8000提供的第一封闭空间、第二封闭空间内，并且通过天线耦合的方式进行通信。其中，微波暗室6000和屏蔽箱8000提供了无外界干扰和弱反射的测试环境。在此基础上，微波暗室6000和屏蔽箱8000之间设置了信号传播模拟装置3000，通过软体输入相应的模形参数，计算模拟得到空间无线信号的传播路径及方式，从而达到与实际测试场一致测试效果。因此，该无线信号测量系统不仅方便了产品性能检测，也提高了测试效率。
[0061]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0062]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种无线信号测量系统，其特征在于，包括:位于第一封闭空间的无线待测设备及辐 射天线组、位于第二封闭空间的陪测设备及测试主控器、位于所述第一封闭空间及第二封 闭空间之间的信号传播模拟装置;所述第一封闭空间、第二封闭空间均具备自由空间的条 件;所述辐射天线组、信号传播模拟装置、陪测设备依次通过射频电缆连接;所述陪测设备 还与测试主控器连接；所述信号传播模拟装置，用于模拟无线信号传播模型，并将所述辐射天线组无线接收 的由无线待测设备发送的数据进行信道模拟处理后传送至陪测设备，或所述信号传播模拟 装置将所述陪测设备传来的数据进行信道模拟处理后通过辐射天线组无线发送至无线待 测设备。2.根据权利要求1所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述信号传播模拟装置包括 相互连接的传输模型仿真器和衰减器;所述传输模型仿真器，用于模拟无线电波信道存在 障碍物时的无线信号传输模型;所述衰减器，用于模拟自由空间的信号传播损耗。3.根据权利要求2所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述传输模型仿真器包括信 号分离器、第一信号生成器、第二信号生成器、线路延时器及信号合成器；所述信号分离器，用于将所述传输模型仿真器的输入信号分离成两路信号，并分别传 送至第一信号生成器和第二信号生成器中；所述第一信号生成器、第二信号生成器，根据各 自的输入信号分别输出两路相位及幅度均不相同的信号;所述线路延时器，用于对所述第 二信号生成器输出的信号进行延时处理;所述信号合成器，用于将所述第一信号生成器、线 路延时器输出的信号合并为一路信号，并传送至所述衰减器。4.根据权利要求3所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述第一信号生成器包括依 次连接的第一信号取样单元、开关及第一相位延迟单元;所述第一信号取样单元的其中一 个输入端为所述第一信号生成器的输入端，所述第一信号取样单元的输出端为所述第一信 号生成器的输出端。5.根据权利要求3所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述第二信号生成器包括依 次连接的第二信号取样单元、衰减单元、第二相位延迟单元;所述第二信号取样单元的其 中一个输入端为所述第二信号生成器的输入端，所述第二信号取样单元的输出端为所述第 二信号生成器的输出端。6.根据权利要求1所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述第一封闭空间由微波暗室提供。7.根据权利要求6所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述微波暗室内设置吸波材 料，且所述吸波材料包括吸波平板、吸波劈尖、吸波平锥中的一种或两种以上。8.根据权利要求6所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述微波暗室内设有旋转平 台，且所述旋转平台用于放置所述无线待测设备。9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述第 二封闭空间由屏蔽箱提供，且所述屏蔽箱内设有吸波平板。10.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的无线信号测量系统，其特征在于，所述陪 测设备包括射频切换器及若干处于不同工作频段的接收/发射终端;各所述接收/发射终端 通过所述射频切换器接通或断开与所述信号传播模拟装置的连接。
【文档编号】H04B17/00GK205647531SQ201620199688
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】刘德银
【申请人】深圳市共进电子股份有限公司