专利名称：多网络无线测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是网络的移动通信测量设备，特别是关于多网络通信终端组合的测量仪器。
背景技术：
目前测试GSM及各类CDMA无线网络的空中接口仪器，一般都是针对一种网络，譬如分别针对GSM和CDMA网络，都需要配备专用的网络测试仪，这些测试设备庞大、笨重，需要花费较多物力、人力和时间，适应不了快速发展的无线通信各类GSM、CDMA网络测试的需要。而国内外推出的此类测试设备，也是各自分别针对GSM和CDMA网络，无多种网络测试功能集合于一体，其性价比也无法被区域性台站接纳使用。
发明内容
为了针对区域性台站使用的需要，设计一种关于GSM及各类CDMA无线网络的空中接口能够组合测试的移动通信测量设备，其体积小、携带方便、集两种网络采集、可依据网络类型更换数据采集射频模块、同屏幕显示不同网络的测试结果、性价比适合国情的网络测试仪，以实现对GSM及各类CDMA网络系统的空中接口信息进行正确、有效的采集和分析，找出网络系统在网络覆盖、信号质量、用户容量、协议传输方面存在的缺陷和不足，通过调整各种网络基站参数、位置、容量等来达到使整个网络协调运行的目的。
本实用新型采用以下技术方案实现上述目的。
多网络无线测试仪，它包括测试设备单元、主控制单元、输入输出单元以及它们互相连接的接口单元和电源控制电路，其特征在于测试设备单元由射频模块、切换电路、USB接口电路、UART接口组成，射频模块包含二种无线网络的组合；射频模块的输出端依次与切换电路、USB接口电路和UART接口相连接；测试设备单元通过接口单元与主控制单元组合成多网络无线测试仪。
射频模块分别采用民用级的GSM、CDMA2000、TD-CDMA、WCDMA或TD-SCDMA的射频接收和发射模块改造成符合测试标准的测试模块，重点在于测试采集的GSM与CDMA2000的组合，GSM与TD-CDMA的组合，GSM与WCDMA的组合，CDMA2000与TD-SCDMA的组合，CDMA2000与WCDMA的组合，TD-SCDMA与WCDMA的组合，这6种网络的协议数据不同。当准备采集的网络与仪器所拥有的采集功能不同时，采取更换相应的射频模块来进行数据的采集、分析工作，然后进行归纳，送出；为了便于用户更换射频模块以及避免损坏核心器件，在结构上不必打开整个机壳，只需打开射频模块插座接口所在位置的可拆卸外壳，直接通过射频模块插座接口来进行更换。
在上述对硬件结构改造的基础上，重新设计了实用的控制软件，增加了单条指令对网络参数、系统参数、接入参数、切入参数、导频集等参数的直接测量，以上测试可以进行组合测试和自动测试，有效地解决了测试的智能化，而且仪器集成了2种网络数据的采集射频模块，易于采集分析不同网络的参数，极大地缩小了体积和重量，真正做到小巧，便于个人携带、同屏幕显示不同网络的测试结果、性能价格比都适合区域性台站使用。
图1为无线网络测试仪整体结构框图，其中图1-1～图1-6表示不同网络发射模块的双模组合。
图2为主控制单元的微处理器电路图。
图3为切换电路图。
图4为USB接口电路图。
图5为电源控制电路图。
图6为用户识别卡及外围电路图图7为测试仪整体功能框图。
图8为路测应用软件框图。
具体实施方式
本实用新型由测试设备单元、主控制单元、接口电路和电源及其控制电路组成，现结合附图对实施例作进一步详细描述。
测试设备单元由射频模块5和6、切换电路7、USB接口电路8和UART接口组成。
射频模块5和6由二种不同制式的无线网络模块组合而成，例如射频模块5为GSM网络与射频模块6为CDMA2000网络的组合，射频模块5、6共用射频天线，如图1-1所示；射频模块5为GSM网络，射频模块6为TD-SCDMA网络的组合，射频模块5、6共用发射天线，如图1-2所示；射频模块5为GSM网络与射频模块6为WCDMA网络的组合，射频模块5、6共用发射天线，如图1-3所示；射频模块5为CDMA2000网络与射频模块6为TD-SCDMA网络的组合，射频模块5、6共用发射天线，如图1-4所示；射频模块5为CDMA2000网络与射频模块6为WCDMA网络的组合，射频模块5、6共用射频天线，如图1-5所示；射频模块5为TD-SCDMA网络与射频模块6为WCDMA网络的组合，射频模块5、6共用射频天线，如图1-6所示。
射频模块5和6其输入端接射频天线，输出端与切换电路7输入端相接的插口，在进行测试工作时，可根据测试不同网络需要调用不同的网络模块从通用插口接入切换电路7的输入端。
主控制器单元包括微处理器电路12和存储模块13、对外通信电路20、串口接口电路21、USB接口电路22、UART接口23和微处理器外围电路24。微处理器12还包括采集控制电路14、测试控制电路15、分析综合处理控制电路16；存储模块13包括RAM存储电路17、程序存储电路18和数据存储电路19。
输入、输出单元包括显示电路25和键盘电路26、语言输入/输出接口电路10、用户识别卡及其电路11。
接口单元包括USB接口电路8、UART接口9、串口接口电路21、USB接口电路22以及UART接口23。
电源电路包括电池组4、电源控制电路3。
主控制单元2和微处理器电路12，见图1和图2；作为测试仪系统的核心模块电路，主控制单元2肩负着非常繁重的任务，主要要完成协议解释、数据分析处理、分类显示、用户服务质量测试、对外通信、数据存储等六项任务。为了保证主控制单元具有足够的实时数据处理运算能力，硬件选用功能强大的32位ARM7微处理器，ARM7处理器内部集成了一个16K静态RAM，芯片内部自带8路10位A/D转换器，和2个32位定时器、PWM单元(6路输出)、实时时钟(RTC)和看门狗电路；通过芯片外部存储器接口可将存储器配置成4组，每组的容量高达16Mb，数据宽度为8/16/32位；芯片可以进行在线编程，其可以通过主控制单元的串口接口电路以及自带的内置编程接口进行在线编程，为以后软件版本的更新带来了方便。微处理器把用户设备板采集后的初始数据，进行协议解释、分析、分类，最后通过LCD液晶屏幕显示出来，也可以与计算机相连接，配合网络测试软件，显示出具体的数据图形。
切换电路8，见图3；射频模块采集处理后的网络数据信号需要与相应的软件完成通讯，由于数据采集网络不同，需要选择相对应网络的射频模块来进行采集、分析数据，所以需要进行相应模块的选择切换，切换电路由芯片IC3构成，此芯片采用高速、低电压、低导通电阻、CMOS模拟多路复用器/开关MAX4783，芯片的9、10、11脚被定义为片选端，14、15脚为公共控制端；USB接口电路8，见图4，此接口可以为射频模块提供软件在线升级，为以后软件版本更新提供方便；USB接口电路由USB转换芯片IC6、USB接口J7组成，转换芯片采用专用芯片USB转串口UART的数据转换芯片CP2101，其集成USB收发器、集成512字节的E2PROM，并支持USB 2.0接口，也可以进行串口UART转USB口的数据转换。
电源控制电路3，见图5，电源控制电路采用电池组供电，包括电压调整芯片U21、逻辑芯片U22、电源管理芯片U8和U19。此外还连接控制+5V升压电路5，电压调整芯片U21直接把电池组提供的电压，进行调整提供一个固定电压3.3V-5V，配合逻辑芯片U22及微处理器完成网络测试仪的开关机；电源管理芯片U8完成对电池的充电功能，能够自动依据充电状态自动对充电电流、电压进行截止，并给出相应的告警信息；电源管理芯片U19依据电池组提供的电压，提供2组输出电压，分别为1.8V和3.3V，为仪器各个环节提供所需的工作电压；电阻R57、R58和微处理器的28脚，组成电压采样电路，由微处理器的主程序处理电压监控信息，在LCD液晶上显示出电池电量的格数，当电池组提供的电能低于某个设定值，使仪器不能正常工作时，仪器会给出告警措施；用户识别卡及其外围电路11，见图6，用户识别卡及其外围电路包括电压管理芯片IC1、用户识别卡卡座UIM1、UIM2；电压管理芯片IC1将电源控制电路提供的电压，进行DC-DC转换成+3.3V的电压，提供给用户识别卡所能正常工作的工作电压，用户识别卡卡座UIM1、UIM2的数据输入/输出端分别与射频模块6GSM与射频模块7CDMA2000，射频模块6GSM与射频模块7TD-SCDMA，射频模块6GSM与射频模块7WCDMA，射频模块6CDMA2000与射频模块7TD-SCDMA，射频模块6CDMA2000与射频模块7WCDMA，射频模块6TD-SCDMA与射频模块7WCDMA，这些模块组的射频模块的输入/输出端相衔接，并可以分别插入不同的用户卡，依据主控制单元的指令，通过控制总线对切换电路，进行选择性工作，以便进行不同网络数据采集、分析；以下结合多网络无线测试仪整体功能框图7和路测应用软件框图8，对本实用新型的工作过程作简要说明。
二块射频模块通过不同的用户识别卡，接入不同的网络，其中射频模块6GSM与射频模块7CDMA2000，射频模块6GSM与射频模块7TD-SCDMA，射频模块6GSM与射频模块7WCDMA，射频模块6CDMA2000与射频模块7TD-SCDMA，射频模块6CDMA2000与射频模块7WCDMA，射频模块6TD-SCDMA与射频模块7WCDMA这些模块组，各自相互独立并作为测试设备单元的核心部分完成数据的接收和解调；当采集的网络与测试仪本身所拥有的功能不同时，通过射频模块所在位置的可拆卸外壳，通过射频模块插座接口更换相应的射频模块来进行采集网络数据，测试设备单元根据主控制单元的指令，通过控制总线对切换电路进行操作，自动切换到用户所需要的归属网络，通过相应的模块采集、分析数据，把接收后解调的测试数据通过UART接口传送给主控制单元的微处理器进行协议解释、分析/处理、分类显示、数据存储等一系列处理后，最后在液晶显示屏上显示出检测结果，或者通过主控制单元的USB接口直接和计算机实现数据互通，供路测软件进一步分析使用，也可以将测试设备单元采集的数据经过微处理器分析、处理后，转存至外置的CF或SD卡上，供路测软件进一步分析使用。本设计同时能够提供语音通信线路，方便进行网络测试，并有多种信息输出形式，人机对话采用液晶显示，且语言界面为中文界面；采用键盘进行输入，并附带大电流供电电池组，提高了仪器的使用时间及便携概念。
当多网络无线测试仪与GPS接收仪、路测软件相衔接时，GPS接收仪则只提供定点数据，网络测试仪的测试设备单元和用户识别卡分别进行射频模块6GSM与射频模块7CDMA2000，射频模块6GSM与射频模块7TD-SCDMA，射频模块6GSM与射频模块7WCDMA，射频模块6CDMA2000与射频模块7TD-SCDMA，射频模块6CDMA2000与射频模块7WCDMA，射频模块6TD-SCDMA与射频模块7WCDMA这6种网络数据的采集，网络不同时可通过更换相应的射频模块来解决网络适应问题，并进行相应的初步协议解释，分析、归类。主控制单元通过控制总线对切换电路进行操作，数据经UART接口，与主控制单元进行数据通讯，网络数据则再次被主控制单元的微处理器进一步的进行协议解释、分析处理、分类显示、数据存储，并通过LCD屏幕显示和键盘进行人机对话操作，将网络测试仪的主控制单元的USB接口与计算机USB端口连接后，路测软件会自动与网络测试仪USB端口进行协议通讯，当达成一致后，多网络无线测试仪采集处理后的数据将与GPS提供的定点数据，一起送达路测软件内部的数据采集分析层100进行分析处理，并进行数据缓存管理102的数据存储操作及回放控制模块101的数据回放操作，在软件上显示回放过程(在地图上显示测试行进轨迹)；待消息解析层103的数据解析处理后，软件自动将在消息处理层104进行消息数据归纳，分类；
在消息列表窗口105显示第三协议层的消息；在事件列表窗口106展现如通话测试、掉话率测试等事件内容；在地图列表窗口107展现在进行多种归属网络测试时，所经过的具体定点信息，并在软件附带的地图上显示出运动轨迹；在参数图形窗口108展现如接收功率、信道、信号强度等动态曲线图；在统计窗口109展现发生事件的次数，如通话率、掉话率等，实时在软件上显示出结果；在报表窗口110，以报表格式输出所收集到的数据，进行打印，方便查阅。
权利要求1.多网络无线测试仪，它包括测试设备单元、主控制单元、输入输出单元以及它们互相连接的接口单元和电源控制电路，其特征在于测试设备单元由射频模块(5、6)、切换电路(7)、USB接口电路(8)、UART接口(9)组成，射频模块包含二种无线网络的组合；射频模块(5、6)的输出端依次与切换电路(7)、USB接口电路(8)和UART接口(9)相连接；测试设备单元通过接口单元与主控制单元组合成多网络测试仪。
2.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是射频模块(5)为GSM网络与射频模块(6)为CDMA2000网络的组合，射频模块(5、6)共用射频天线。
3.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是射频模块(5)为GSM网络与射频模块(6)为TD-SCDMA网络的组合，射频模块(5、6)共用发射天线。
4.根据权利要求1所述的无线多种网络测试仪，其特征是射频模块(5)为GSM网络与射频模块(6)为WCDMA网络的组合，射频模块(5、6)共用发射天线。
5.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是射频模块(5)为CDMA2000网络与射频模块(6)为TD-SCDMA网络的组合，射频模块(5、6)共用发射天线。
6.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是射频模块(5)为CDMA2000网络与射频模块(6)为WCDMA网络的组合，射频模块(5、6)共用射频天线。
7.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是射频模块(5)为TD-SCDMA网络与射频模块(6)为WCDMA网络的组合，射频模块(5、6)共用射频天线。
8.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是输入单元包括接在测试设备单元输入端的语言输入/输出电路(10)和用户识别卡电路(11)。
9.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是接口单元包括连接测试设备单元与主控制单元UART接口(9、23)、USB接口电路(8、22)和串口接口电路(21)。
10.根据权利要求1所述的多网络无线测试仪，其特征是电源控制电路包括由电压调整芯片U21、逻辑芯片U22、电源管理芯片U8和U19。
专利摘要本实用新型涉及一种多网络无线测试仪，包括测试设备单元、主控制单元、输入输出单元以及互相连接的接口单元和电源控制电路，测试设备单元由射频模块、切换电路、USB接口电路、UART接口组成，射频模块包含二种无线网络的组合；射频模块的输出端依次与切换电路、USB接口电路、UART接口相连接；测试设备单元通过接口单元与主控制单元组合成多网络无线测试仪。测试可以进行智能化组合测试和自动测试，且仪器集成了2种网络数据的采集射频模块，易于采集分析不同网络的参数，极大地缩小体积和重量，便于个人携带、同屏幕显示不同网络的测试结果、性能价格比都适合区域性台站使用。
文档编号H04B17/00GK2834036SQ200520015549
公开日2006年11月1日 申请日期2005年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者冯伟, 赵谷林, 谢志勇, 朱森祥 申请人:宁波高凌通信技术有限公司