专利名称：无线网络高低精度路测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种同时拥有高、低精度无线网络路测仪，可实时在同一屏幕上显示多种测试结果的移动通信测量设备，该设备既适用于CDMA制式，同时也适用于WCDMA和TD-SCDMA制式网络的测量仪器。
背景技术：
目前测试CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等制式的无线通信网络空中接口仪器，这种测试设备一般只有一种测试精度，不能满足不同层次的协议数据要求，有些测试设备采用手机终端、模块来测试采集网络数据，采集分析后的数据总有比较大的偏移量和误差，且设备庞大、笨重，需要花费较多物力、人力和时间，适应不了快速发展的CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等制式无线通信网络测试的需要，也适应不了区域性台站的使用需求。
为了针对区域性台站使用的需要，设计一种同时拥有高、低两种测试精度(0.3ppm、3ppm)、体积小、携带方便，可以实时交替的在同一个屏幕上显示测试结果、性价比适合国情的CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等制式的网络路测仪，其中高精度射频模块主要是精确测量基站频率的准确度和稳定度，查看网络是否达到基站的标准要求；而低精度射频模块则只是模拟普通终端的频率准确度和稳定度，查看普通终端的频率等参数的偏移量是否满足网络的兼容性要求。以此高、低精度模块来实现对CDMA等无线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，通过调整基站参数、位置、容量等来达到使整个网络协调运行的目的。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是使用同一台路测仪器既能以无线方式测试精确测量基站设备的性能和指标，同时又能以较大的误差信号来测试同一基站设备的兼容性；本测试技术分别适用于CDMA、WCDMA和TD-SCDMA制式的网络系统。
本实用新型采用以下技术方案实现上述目的。
无线网络高低精度路测仪，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的一块射频模块接入高精度晶体振荡器、另一块射频模块自带低精度晶体振荡器；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；高精度晶体振荡器接入高精度射频模块的输入端，射频模块的输出端分别与切换电路、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无线网络高低精度路测仪。
射频模块采用民用级的的射频接收和发射模块改造成符合测试标准的仪器级测试模块，对于CDMA、CDMA、TD-SCDMA 3种不同制式网络，高精度晶体振荡器所采用的是基准频率一样的晶体，不必因为网络的不同而更换晶体，只需更换模块即可；重点在于测试CDMA、CDMA、TD-SCDMA 3种不同制式网络的频率精度和稳定度。其中一块射频模块通过在其输入端外置高精度晶体振荡器电路和射频天线，而且高精度晶体振荡器内含温度补偿电路以此来提高测试单元的精度和稳定度，并且另置一块普通精度的射频模块来进行模拟普通终端的频率的精度和稳定度。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，重新设计合适的控制软件，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，仪器的测试的精度和稳定度都提高一个数量级，有3ppm、0.3ppm两种精度，大大地缩小体积和重量，真正做到小巧，便于个人携带、性价比都适合区域性台站使用。
图1为无线网络路测仪整体结构框图。
图2为主控制单元的微处理器电路图。
图3为高精度晶体振荡电路图。
图4为测试单元的切换电路图。
图5为USB接口电路图。
图6为电源控制电路图。
图7为用户识别卡及外围电路图。
图8为路测仪整体功能框图。
图9为路测应用软件框图。
具体实施方式
以下结合附图对实施例作进一步详细描述，参看图1。
测试设备单元包括高精度晶体振荡电路6、射频电路(7、10)切换电路13、USB接口电路14、UART接口15。射频电路(7、10)都包括射频接收电路(8、11)和射频发送(9、12)。
主控制器单元包括微处理器电路17和存储模块21、对外通信电路25、USB接口26、UART接口27和微处理器外围电路28。微处理器17还包括采集控制电路18、测试控制电路19、分析综合处理控制电路20；存储模块21包括RAM存储电路22、程序存储电路23和数据存储电路24。
输入、输出单元包括用户识别卡及其电路31、语言输入/输出接口32、键盘电路30和显示电路29。
接口单元包括USB接口电路14、串口接口电路16、UART接口15、27以及USB接口电路26。
电源电路包括电池组、电源控制电路3和+5V升压电路5。
主控制单元2和微处理器电路17，见图1和图2；作为路测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，其可以通过串口接口电路及主控制单元内置的自带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，配合路测软件，显示出具体数据图形。
高精度晶体振荡电路6，见图3，高精度晶体振荡电路由集成电路IC7、二极管D1、电容C13～15和CRYST晶体振荡器组成；晶体振荡器CRYST采用基准频率一样的晶体。电源管理芯片IC7能够将3.3V的电压进行DC-DC升压，可达5V的标准电压，为高精度晶体提供电压，稳压管D1则进行电压监控作用。
切换电路13，见图4；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，由于采用了双模块，需要选择不同精度级的模块来进行采集、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IC3的9、10、11脚被定义为片选端，14、15脚为公共控制端；
USB接口电路图14，见图5；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EEPROM，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6，电源控制电路采用电池组供电，由包括由电压调整芯片U21、电源管理芯片U8和U19、逻辑芯片U22和+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路测仪的开关机；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、自身程序自动对电池组的充电电流、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；用户识别卡及其电路31，见图7，用户识别卡及其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/输出端与CDMA、CDMA、TD-SCDMA制式网络高、低精度的射频模块的输入/输出端相衔接，并可以分别插入不同的用户卡，通过切换电路的切换，进行选择性工作，以便以不同层次的协议数据的高低精度级要求来采集、分析数据；结合图8路测仪整体功能框图和图9路测应用软件框图，下面以CDMA制式网络进行说明，同时也适用于WCDMA和TD-SCDMA制式网络2块射频模块通过不同的用户识别卡，接入指定的CDMA网络，其中一块模块采用外置晶体振荡器来提供高精度的基准信号，使模块精度和稳定度达到仪器级的要求(精度高于0.3ppm)，以此来精确测量基站频率的准确度和稳定度，查看网络是否达到基站的标准要求；另外一块模块自带低精度晶体振荡器(精度在3ppm以上)，用来模拟普通终端的频率准确度和稳定度，查看普通终端的频率等参数的偏移量是否满足网络的兼容性要求，并将此2块射频模块作为测试设备单元的核心部分完成数据的接收和解调；当采集的网络与路测仪本身所拥有的功能不同时，通过拆卸射频模块所在位置的可拆卸外壳，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，通过控制总线对自动切换电路进行操作，自动切换到用户所需要的协议数据的精度等级要求，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USB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，进行不同用户对话，方便进行网络测试，并有多种信息输出形式，液晶显示屏为中文界面，人机对话采用键盘方式进行输入，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。
当网络路测仪与GPS接收仪、路测软件相衔接时，GPS接收仪则只提供定点数据，网络路测仪的主控制单元依据测试指令，通过控制总线对切换电路进行功能切换后，射频模块和用户识别卡进行CDMA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，通过切换电路后经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，将路测仪的USB端口与计算机的USB端口连接后，路测软件会自动与路测仪的USB端口进行协议通讯，当达成一致后，网络路测仪采集处理后的数据将与GPS提供的定点数据，一起送达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展现进行网络测试时，所经过的具体定点信息；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；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.无线网络高低精度路测仪，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的一块射频模块(7)接入高精度晶体振荡器(6)，另一块射频模块(10)自带低精度晶体振荡器；测试设备单元由射频模块(7)(10)、切换电路(13)、USB接口电路(14)、UART接口(15)组成；高精度晶体振荡器(6)接入高精度射频模块(7)的输入端，射频模块(7、10)的输出端分别与切换电路(13)、USB接口电路(14)和UART接口(15)相连接；测试设备单元通过接口单元与主控制单元组合成无线网络高低精度路测仪。
2.根据权利要求1所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是射频模块采用采用民用级的的射频接收和发射模块改造成符合测试标准的仪器级测试模块，对于CDMA、CDMA、TD-SCDMA 3种不同制式网络，高精度晶体振荡器所采用的是基准频率一样的晶体。
3.根据权利要求1或2所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是高精度晶体振荡电路由集成电路IC7、二极管D1、电容C13～15和CRYST晶体振荡器组成。
4.根据权利要求1所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是切换电路(13)由IC3构成，IC3芯片的9.10.11脚被定义为片选端，14.15脚为公共控制端。
5.根据权利要求2所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是主控制单元包括控制测试设备单元工作的微处理器电路(17)和存储模块(21)。
6.根据权利要求1或5所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是主控制器单元的微处理器(17)包括采集控制电路(18)、测试控制电路(19)、分析/综合处理控制电路(20)。
7.根据权利要求1或5所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是主控制单元的存储模块(21)包括RAM存储器电路(22)、程序存储器电路(23)和数据存储器电路(24)。
8.根据权利要求1所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是输入单元包括接在测试设备单元输入端的用户识别卡电路(31)和语言输入/输出电路(32)。
9.根据权利要求1所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是电源控制电路包括由电压调整芯片U21、电源管理芯片U8和U19、逻辑芯片U22和+5V升压电路(5)。
10.根据权利要求1所述的无线网络高低精度路测仪，其特征是USB接口电路由USB转换芯片IC6、USB接口J7组成。
专利摘要本实用新型涉及的是一种无线网络高低精度路测仪，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的射频模块接入高精度晶体振荡器、另一射频模块自带低精度晶体振荡器；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；高精度晶体振荡器接入高精度射频电路的输入端，射频模块的输出端分别通过切换电路与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无线网络高低精度路测仪。路测仪可以进行智能化的组合测试，仪器测试精度有3ppm、0.3ppm两种精度，极大提高了路测仪的稳定性，且便于个人携带、性价比都适合区域性台站使用。
文档编号H04L12/26GK2847712SQ20052011616
公开日2006年12月13日 申请日期2005年10月21日 优先权日2005年10月21日
发明者刘晖, 夏华野, 徐宁, 吕国豪 申请人:宁波高凌通信技术有限公司