专利名称：基于数据模式的无线终端辐射性能测试系统及方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及基于数据模式的无线终 端辐射性能测试系统及方法。
背景技术：
近年来，无线终端射频性能测试越来越受到关注。整机辐射性 能的测试可以客观反映无线终端的最终发射性能和接收性能。目前，
主要有两种方法对无线终端的辐射性能进行考察 一种是从天线的 辐射性能进行判定，侧重从无线终端天线的增益、效率、方向图等 天线的辐射参^t方面考察无线终端的辐射性能，称为无源测试，另 一种是在特定樣"皮暗室内，测试无线终端的诸如辐射功率等的空间 射频性能，称为有源测试。
目前，只有通过FTA ( Full Type Approval)i人i正测试的无线终端 才能上市销售。在FTA测试中，射频性能测试主要进行无线终端在 电缆连4妄才莫式下的射频性能测试；至于无线终端整才几的空间射频性 能，在FTA测试中没有明确的规定，但OTA测试恰好能够弥补FTA 测^式在这方面测:汰的不足。同时，无线乡冬端生产厂家需要7寸所生产 的无线终端的辐射性能有清楚的了解，并且需要通过各种措施来提 高无线终端辐射的发射和接收指标，辐射性能差的无线终端将给用 户的使用带来诸多不便。尤其在使用无线终端进行通话时，由于人 体靠近无线终端天线，这将降低无线终端的发射和接收性能，无线终端整机辐射的发射和接收性能都会降低。因此，在无线终端研发 过程中，应定量测量人体对无线终端的发射和接收性能的影响，进 行优化设计，使得发射和接收性能不能太大降低，即，减少人体和
天线的电》兹耦合效应。发射参凄t包括总辐射功率(Total Radiated Power,简称为TRP),接收参数包括总辐射灵敏度(Total Radiated Sensitivity,简-尔为TRS)。
移动终端的TRP用于测量被测设备实际辐射的功率总量，它反 映了无线终端的整机发射功率情况，与无线终端在传导情况下的发 射功率和天线辐射性能有关。
TRP定义为在整个辐射J求面不同方向上发射功率的积分
其中，Q是描述方向的立体角，,是频率，0和^是正交4及化的。 W^^和^K是在对应的计划方向上的实际发射功率等级。因此，有 如下关系
^尸《Z Z(《+ (《,&;/)]sin(0")
2層—o 公式(2)
其中，W和M是对e和(p的多个采样间隔。《和&是测量角。
^^^，A)为角度为《、A的测试点的等效全向辐射功率水平极 化分量值，单位为毫瓦。
^^(《，A)为角度为《、A的测试点的等效全向辐射功率垂直极 化分量值，单位为毫瓦。目前采用的空间射频性能中TRP测量的装置和方法都是针对 语音模式的，仅涉及自由空间或者人头，在实现本发明的过程中， 本申请的发明人发现上述方案至少存在如下问题没有充分反映数 据才莫式下人手乃至于人体和天线的电》兹耦合的影响，因此，采用上 述的方案进行测量的结果并不准确。
发明内容
考虑到相关技术中存在的目前的空间射频性能中TRP测量方 案没有充分反映数据模式下人手乃至于人体和天线的电磁耦合的影 响，因此测试结果不准确的问题而提出本发明。为此，本法明旨在 提供一种基于数据模式的无线终端辐射性能测试系统及方法，用以 解决上述问题。
根据本发明的实施例，提供了 一种基于数据模式的无线终端辐 射性能测试方法。
该方法包括构造人体模型，其中，模型的上肢将待测设备持 于该模型的头部前一 定距离处；以待测设备的天线为原点构建球面 坐标系，并在J求面坐标系中选4奪测试点；将才莫型方文置在全暗波室环 境下，使待测设备在数据模式下工作，利用测量天线在球面放置系 统中采集测试点处的总辐射功率，并由此获得待测设备的总辐射功 率。
其中，构造模型的处理进一步包括在模型中填充仿真的人体 组织液。
优选地，测量天线为7又纟及化天线。
此时，在每个测试点采集到的总辐射功率包括水平极化分量和 垂直纟及^b分量。
7并且，在采集到水平极化分量和垂直极化分量之后，获得待测
设备的辐射功率的处理具体为
通过^^式(1)分别获得每个测试点处的总辐射功率
<formula>formula see original document page 8</formula> 公式(1 )，
其中，TRP为当前测试点处的总辐射功率，Q为当前测试点在
球面坐标系中的立体方向角，E^《和分别为立体方向角度上 的水平极化分量和垂直极化分量，/为待测设备的当前工作频率；
通过公式(2)获得待测设备的总辐射功率 册《Z Z—(《層,(《,&; /)]sin(叭)
<formula>formula see original document page 8</formula>公式 (2 )
其中，TRP为4寺测i殳备的总辐射功率，N和M为分别对0和P的 多个采样间隔，《和&为测量角，￡//^(《，^)为测量角为《和^的测
试点的辐射功率的水平极化分量，(《'^)为测量角为《和^测试 点的辐射功率的垂直极化分量，/为待测设备的当前工作频率。
根据本发明的另 一实施例，提供了 一种基于数据模式的无线终 端辐射性能测试系统。
该系统包4舌全电波暗室，用于为无线终端^是供测试的环境； 人体模型，其中，模型的上肢将待测设备持于该模型的头部前一定 距离处；J求面坐标建立和测试才莫块，用于以4寺测i殳备的天线为原点 构建;求面坐标系，并在球面坐标系中选才奪测试点；3求面》文置系统， 用于在5求面坐标系内控制无线终端与测量天线的角度位置；测量天线，用于在^求面》文置系统的控制下，采集数据才莫式下的无线终端在
测试点处的总辐射功率；处理单元，用于根据测试点处的总辐射功 率获得待测设备的功率接收灵敏度。
其中，才莫型中填充有仿真的人体组织液。
另夕卜，测量天线为双相 化天线。此时，在每个测试点采集到的 总辐射功率包括水平极化分量和垂直极化分量。
通过本发明的上述技术方案，能够真实反映真人在数据模式下 中人体耦合对移动终端的性能影响，具有高的真实性，并且易于使 用。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申 请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并 不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是根据本发明方法实施例的基于数据模式的无线终端辐射 性能测试方法的流^f呈图2是根据本发明方法实施例的基于数据模式的无线终端辐射 性能测试方法中所采用的人体模型的示意图3是根据本发明方法实施例的基于数据模式的无线终端辐射 性能测试方法在冲丸行测试过程中》文置人体才莫型的示意图4是根据本发明方法实施例的基于数据模式的无线终端辐射 性能测i式方法的处理实例的流禾呈图。
具体实施例方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。 方法实施例
根据本发明实施例，提供了 一种基于数据模式的无线终端辐射 寸生能测i式方法。
如图1所示，根据本实施例的基于数据模式的无线终端辐射性
能测试方法包括步骤S102,构造人体模型，其中，模型的上肢将 待测设备持于该模型的头部前一定距离处，如图2所示，该模型可 以为上半身才莫型；步骤S104，以待测设备的天线为原点构建3求面坐 标系，并在球面坐标系中选择测试点；步骤S106，将才莫型放置在全 暗波室环境下，使待测设备在数据模式下工作，利用测量天线在球 面放置系统中采集测试点处的总辐射功率，并由此获得待测设备的 总辐射功率。
图3是在球面坐标系中通过改变终端与测量天线的相对角度， 使得测量天线在测试电进行采样的示意图。其中，持有终端的^t型 能够在水平面S走转，天线(probe antenna)能够在垂直于水平面的 平面内延球面移动进行采样，从而得到每个测试点的采样结果。当 然，还可以采用其它的旋转和/或移动的方式，这里不再——列举。
其中，构造^t型的处理进一步包括在才莫型中填充仿真的人体 组织液。
优选地，测量天线为双极化天线。此时，在每个测试点采集到 的总辐射功率包括水平纟及化分量和垂直极化分量。并且，在采集到水平纟及化分量和垂直^l化分量之后，获得^f寺测
_没备的辐射功率的处理具体为
通过公式(1)分别获得每个测试点处的总辐射功率
，=A [J(麼e (Q; /)+雄《(Q; /)—
4;r 公式(i),
其中，TRP为当前测试点处的总辐射功率，Q为当前测试点在
球面坐标系中的立体方向角，E^《和分别为立体方向角度上 的水平才及化分量和垂直才及化分量，/为待测i殳备的当前工作频率；
通过公式(2)获得待测设备的总辐射功率
2iVM =。" 公式(2)，
其中，TRP为待测设备的总辐射功率，N和M为分别对6和^的
多个采样间隔，《和&为测量角，￡//^^，^为测量角为《和^的测
试点的辐射功率的水平极化分量，￡;7^ W，&)为测量角为《和&测试 点的辐射功率的垂直极化分量，/为待测设备的当前工作频率。
如图4所示，在实际应用当中，该方法可以具体包4舌以下步艰《
步骤S1，在数据模式下人体模型模具设置用户设备的位置，构 建测试系统；
步骤S2,以无线终端天线所在4立置为中心建立J求面坐标系统， 并选取测试点；步骤S3, i殳置用户i殳备的无线链路，并4吏其处于正常工作状态， 满足测试条件；
步骤S4，连续发送UP功率控制命令到用户设备，当用户i殳备 达到最大功率时，开始发送数据模式；
步骤S5，在设定测试点进行采样测试，分别在7jc平和垂直方向 采集等效全向发射功率水平极化分量扁《^，^和等效全向发射功 率垂直极化分量，《^'，^;
步骤S6,将在各个测试点所测量的数据进行线性平均得到需要 的总辐射功率TRP。
下面将对上述步骤Sl至S6进行详细描述。
步骤S1，根据人体模型模具设置用户设备的位置，构建测试系 统。如图2所示，对于人体模型要求模拟真人通常用在单手或双手 持机状态下进行数据模式。真人模型中包含人头，和手持无线终端 单手和躯干上半部分或全部。在上述测试情境中，J求面坐标系的原 点就转移到了当前的设备位置上，即，在人体模型的胸部附近。人 体模型中充盈人体组织液，组织液配方符合标准相关少见定，比如配 方l:水(45.3%),并唐(54.3%),羟乙基纤维素(0.3% )和防腐剂 (0.1%),以上配比为重量百分比。并且，人手相只于头部距离取一 定距离，例如，可以是40cm;此外，人手距离模型胸部也有一定距 离，例如，可以是20cm，优选地，构造的该人体模型的上肢的关节 是可以活动的，乂人而可以改变人手相对头部和胸部的3巨离；
步-骤S2，以无线终端天线所在位置为中心建立J求面坐标系纟充， 并选取测试点。具体地，基于5求面测试方法，可以定义两种定^f立系 统组合轴系统和分布轴系统。其中，组合轴系统是指两个旋转轴
12相互独立，此时是在Theta轴定位器基础上加装Phi轴定位器，DUT 同时绕两个轴S走转。分布轴系统的两个旋转轴相互结合在一起。此 时，测量天线可以围绕Theta轴转动，DUT可以围绕Phi轴转动；
步骤S3，设置用户设备的无线链路，并使其处于正常工作状态， 满足测试条件；优选地，在步骤S3中DUT在所支持的频段应该选 取DUT所支持的所有频段中的高、中、低三个信道进行建立链路进 行测试，而对于伸缩天线的DUT，应在天线的伸展和收缩两种状态 下进4于测试；
步骤S4，连续发送UP功率控制命令到用户设备，当用户i殳备 达到最大功率时，开始发送数据模式；
步骤S5，在设定测试点进行采样测试，分别在水平和垂直方向
采集等效全向发射功率水平极化分量^^^^，^和等效全向发射功
率垂直极化分量￡//^(《，"；通过控制DUT和测试天线的相对位置， 就能够在三维空间中进行有效采样，并且，在TRP测试中要求测量 每个点的有效辐射功率；
步骤S6，将在各个测试点所测量的数据利用上述公式(1)和 (2 )，得到移动终端设备或者其他无线通信产品的空间射频性能性 能指标总辐射功率TRP。
尽管之前以上半身模型为例描述了本发明，但是本发明同样可 以构造全身冲莫型进行测量，其测量方法与上面所述的—方法类似，这 里不再重复。
系纟克实施例
在本实施例中，提供了 一种基于数据模式的无线终端辐射性能 测i式系纟克。才艮据本实施例的基于凄史据才莫式的无线终端辐射性能测试系统包
括全电波暗室，用于为无线终端4是供测试的环境；人体才莫型，其 中，模型的上肢将待测设备持于该模型的头部前一定距离处；球面 坐标建立和测试^莫块，用于以4寺测i殳备的天线为原点构建5求面坐才示 系，并在球面坐标系中选择测试点；球面放置系统，用于在球面坐 标系内控制无线终端与测量天线的角度位置；测量天线，用于在^求 面放置系统的控制下，采集数据模式下的无线终端在测试点处的总 辐射功率；处理单元，用于根据测试点处的总辐射功率获得待测设 备的功率接收灵敏度。
其中，该人体模型可以为全身人体模型或半身人体模型，并且 该模型中填充有仿真的人体组织液。
具体地，在该系统中，全电波暗室能够充分隔离来自外部环境 的电》兹干扰，全电波暗室的屏蔽效能在800Hz到4GHz范围内满足 EN50147-1标准要求，全电波暗室的静区空间大小需要满足测试要 求；
王求面坐标系建立和测试才莫块用于建立J求面坐标系，对于无线 通信产品以其为原点建立具有x、 y、 z轴所定义的J求面坐标系，其 中，0角为测试点与z轴正方向的夹角，(p角为x轴正向与测试点在 x、 y平面上的投影点的夹角，并在该球面坐标系下选取测试坐标点；
3求面》文置系统，为了覆盖整个^求面，测试环境的最终结构是由 支撑结构和用于》文置DUT并相对于测量天线来4喿控^也的测试;故置 器组成能移动DUT/—莫型和/或测量天线以覆盖DUT的整个J求面辐 射模型，从而在每个测试点进行釆样；双才及化天线用于获得J求面上每一点处电场向量的两个正交分 量。此时，在每个测试点采集到的总辐射功率包括水平极化分量和 垂直^l化分量。
在上文中所述待测设备(DUT)可以包括单模式终端，单模式 包4舌时分同步石马分多址(TD-SCDMA )、宽带石马分多iih ( WCDMA )、 码分多址(CDMA )、全J求移动通4言系统(Globle system for mobile communication, GSM)、个人无线4妾入系统(PHS，也可称为小灵 通)、蓝牙(BLUETOOTH )、无线局域网(Wireless LAN )、全J求定 位系统(Global Positioning System, GPS )、射频ID ( RFID )和孩t 波接入全球互通(WiMAX)等通信制式或其组合。
综上所述，借助于本发明的技术方案，能够真实反映真人在数 据模式下中人体耦合对移动终端的性能影响，具有高的真实性，并 且易于使用。
显然，本领域的4支术人员应该明白，上述的本发明的各冲莫块或 各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算 装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们 可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储
在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成 电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模 块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述^f又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的 <呆护范围之内。
1权利要求
1.一种基于数据模式的无线终端辐射性能测试方法，其特征在于，包括构造人体模型，其中，所述模型的上肢将待测设备持于所述模型的头部前一定距离处；以所述待测设备的天线为原点构建球面坐标系，并在所述球面坐标系中选择测试点；将所述模型放置在全暗波室环境下，使所述待测设备在数据模式下工作，利用测量天线在所述球面放置系统中采集所述测试点处的总辐射功率，并由此获得所述待测设备的总辐射功率。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构造所述模型的处 理进一步包4"舌在所述才莫型中填充仿真的人体组织液。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量天线为双 才及化天线。
4. 才艮据4又利要求3所述的方法，其特4i在于，在所述每个测试点 采集到的总辐射功率包括水平极化分量和垂直4 l化分量。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在采集到所述水平 才及化分量和所述垂直4及化分量之后，获得所述;f寺测i殳备的辐射 功率的处理具体为通过公式(1 )分别获得所述每个测试点处的总辐射功率
6.7T P = ^ (Q; /)+五/; (Q; /)>/Q4;r 公式(l),其中，TRP为当前测试点处的总辐射功率，Q为所述当前测试点在球面坐标系中的立体方向角，和分别为 所述立体方向角度上的水平才及化分量和垂直才及化分量，/为所 述待测设备的当前工作频率；通过公式(2)获得所述待测设备的总辐射功率7T 尸《J] Z(《+ (《，&; /)]sin(《)篇"一 公式(2)，其中，TRP为所述待测设备的总辐射功率，N和M为分 别对e和p的多个采样间隔，《和&为测量角，￡//^^'，<0为测量角为《和A的测试点的辐射功率的水平极化分量，(《'&)为测量角为《和A测试点的辐射功率的垂直^ l化分量，/为所 述待测设备的当前工作频率。一种基于数据模式的无线终端辐射性能测试系统，其特征在 于，包括全电波暗室，用于为所述无线终端^是供测试的环境； 人体模型，其中，所述模型的上肢将待测设备持于所述模 型的头部前一定距离处；球面坐标建立和测试模块，用于以所述待测设备的天线为 原点构建J求面坐标系，并在所述J求面坐标系中选择测试点；^求面》文置系统，用于在所述3求面坐标系内控制所述无线终 端与测量天线的角度位置；所述测量天线，用于在所述球面放置系统的控制下，采集 凄史据一莫式下的所述无线终端在所述测试点处的总辐射功率；处理单元，用于4艮据所述测试点处的总辐射功率获得所述 待测设备的功率接收灵敏度。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述模型中填充有 仿真的人体组织、液。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测量天线为双 才及化天线。
9. 才艮据4又利要求8所述的系统，其特4正在于，在所述每个测试点 采集到的总辐射功率包括水平极化分量和垂直极化分量。
全文摘要
本发明提供了一种基于数据模式的无线终端辐射性能测试方法和系统，其中，该方法包括构造人体模型，其中，模型的上肢将待测设备持于该模型的头部前一定距离处；以待测设备的天线为原点构建球面坐标系，并在球面坐标系中选择测试点；将模型放置在全暗波室环境下，使待测设备在数据模式下工作，利用测量天线在球面放置系统中采集测试点处的总辐射功率，并由此获得待测设备的总辐射功率。通过使用本发明，能够真实反映真人在数据模式下中人体耦合对移动终端的性能影响，具有高的真实性，并且易于使用。
文档编号H04W24/00GK101582725SQ20081010024
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者忠 禹 申请人:中兴通讯股份有限公司