无线信号测试系统与其建立方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线信号测试系统与其建立方法，主要目的之一是通过此方法建立另一新的无线信号测试系统，能在降低不同测试机台之间因为硬件与环境差异产生测试结果不稳定的问题。根据实施例，测试系统测量接收自一待测装置输出的无线信号的信号强度，经比对测试信号与无线信号的信号强度后，可判断两者是否平衡，可据此调校系统的硬件设备，以免硬件差异造成测试结果不稳定的问题；可再比对无线信号与一样本信号，以此判断是否相同的待测装置在不同的测试系统具有过大的差异，据此调整测试系统接收无线信号的一衰减值。可以此建立一新的测试系统。
【专利说明】无线信号测试系统与其建立方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种无线信号测试系统与建立此测试系统的方法，特别是一种通过检测信号平衡与信号是否一致再据以调校硬件与信号而取得一合格的测试系统的技术。
【背景技术】
[0002]无线通讯技术日趋发展的时候，表示使用者对于无线通讯品质要求也愈来愈高，相对地，厂商也可能针对不同客户的需求设计符合各种需求的网络设备，如家庭用的网络分享器、数据机，或如适用较大区域的网络交换器(switch)、路由器(router)，或是无线存取点(Access Point)，另可能有可以界接移动通讯网络的路由装置。
[0003]对于厂商出货的需要上，品质管制为主要的环节之一，无线通讯装置重要的品质要求之一就是信号品质，一般来说，会通过与无线网络的连线测试、封包漏失率、信号接收强度指数(received signal strength indicator,缩写为 RSSI)、数据传输速率(datarate)、一段时间内的吞吐量(throughput)等数据判断无线信号的品质。
[0004]然而，由于无线通讯装置的测试会因为测试机台彼此的差异以及信号在硬件上产生难以预期的耗损而有差异，会因为品质检测不稳定而造成产品品管不佳的问题，现有技术曾提出以标准样本(golden sample)作为测试机台的补偿,但尚未能有效排除测试环境不稳定造成无线通讯装置的良率无法提升、重测误判率高，以及机台硬件错误产生的错误评估等的问题。
【发明内容】
[0005]为提供一种可以有效改善测试机台差异造成检测结果不稳定的系统，本发明提出一种无线信号测试系统与其建立方法，主要技术特征在于通过测试环境的测试以及削减机台之间差异的方式建立一新的测试系统，可以有效避免因为硬件造成的信号损耗，以及硬件差异产生测试结果不一的问题。
[0006]根据实施例，无线信号测试系统建立方法主要的步骤包括先测量接收自一待测装置输出的无线信号的信号强度，其中待测装置如一无线通讯装置，系先接收一来自控制端的测试信号，经过装置内部处理再产生这些无线信号。接着步骤将判断测试结果是否会因为硬件差异产生不平衡或是机台间差异产生结果不一致的问题。
[0007]方法中，判断测试信号与无线信号的信号强度差异是否大于第一门限，以此判断是否两者信号能平衡，据此可以调校无线信号测试系统的硬件设备。
[0008]接着判断测试信号与样本信号的差异是否大于一第二门限，以此判断两个信号是否在不同机台的测试结果差异过大，据此调整无线信号测试系统接收无线信号的衰减值。并反复调校无线信号测试系统的硬件设备与调整衰减值，直到符合需求后，建立一新的无线信号测试系统。
[0009]上述方法可以应用在系统运作于测试载于不同频段的无线信号测试上，举例来说，无线信号至少包括由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送的信号。
[0010]相关的系统实施例如一种无线信号测试系统，其中主要元件有接收测试信号并输入至一待测装置的信号输入单元、接收测装置所输出的无线信号的信号接收单元、测量测试信号与待测装置所输出的无线信号的信号强度的信号强度测量单元、用以比对测试信号与待测装置所输出的无线信号的信号强度的第一比较单元、用以比对待测装置所输出的无线信号的信号强度与一样本数据的第二比较单元，以及一信号调整单元，能够根据第二比较单元的测试结果调整待测装置输出的无线信号。
[0011]测试系统中的测试信号可由一控制端装置所产生，特别是经一以太网络端口输入待测装置的网络封包，同时，控制端装置更可以电力载于以太网络(PoE)的技术供电给待测装置。信号调整单元可为设于各信号处理装置与接收待测装置输出无线信号的一信号接收装置上的衰减器。
[0012]是以，导入本发明无线信号测试系统与其建立方法之前，测试环境如果有不稳定的问题，导入此测试系统后，可以提出正确及更稳定的测试环境；导入此测试系统之前，若无线通讯装置的良率无法提升且重测及误判率高，导入之后可以提升良率，并有效降低重测率及误判率；更者，导入此测试系统之后，可以让多个测试机台有一致的检测标准，避免因为机台硬件错误产生的错误评估，并因此可以节省测试时间与成本。
[0013]为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取之技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明之详细说明、图式，相信本发明之目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体之了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1显示本发明无线信号测试系统实施概念示意图；
[0015]图2显示本发明无线信号测试系统的实施例示意图；
[0016]图3显示本发明无线信号测试系统的实施例的一示意图；
[0017]图4显示本发明无线信号测试系统的实施例功能方块图；
[0018]图5显示本发明无线信号测试系统建立方法的实施例流程图之一；
[0019]图6显示本发明无线信号测试系统建立方法的实施例流程图之二。
[0020]其中，附图标记说明如下:
[0021]测试载具:10
[0022]待测装置:101
[0023]控制端装置:12
[0024]第一频段测试装置:103
[0025]第二频段测试装置105
[0026]测试载具20
[0027]待测装置:201
[0028]衰减器2O2, 203
[0029]信号接收器:204
[0030]信号产生器205
[0031]信号处理装置:208
[0032]测试载具30
[0033]待测装置:301
[0034]信号与电力传输装置:303
[0035]信号处理装置:305
[0036]感测器:311,321
[0037]衰减器:312，313，322，323
[0038]第一频段信号接收装置:315
[0039]第二频段信号接收装置:325
[0040]第一频段信号处理装置:318
[0041]第二频段信号处理装置:328
[0042]信号源:401
[0043]信号输入单元:402
[0044]待测装置:403
[0045]信号接收单元:404
[0046]信号强度测量单兀:405
[0047]第一比较单元:406
[0048]硬件调校:407
[0049]第二比较单元:408
[0050]信号调整单元:409
[0051]样本数据410
[0052]待测装置:61
[0053]信号来源:62
[0054]样本数据:63
[0055]步骤S501?S511:测试系统建立方法流程
[0056]步骤S601?S623:测试系统建立方法流程
【具体实施方式】
[0057]为提出一种可以降低无线信号测试系统中因为硬件或环境产生测试结果不稳定的解决方案，以及可以在不同测试机台上取得一致稳定的测试结果，本发明提出一种无线信号测试系统，以及建立此系统的方法。
[0058]实施例可先参阅图1所示本发明无线信号测试系统实施概念示意图，图中设有一测试载具10，其中摆置有一待测装置(Device Under Test, DUT) 101，若待测装置101为如无线网络分享器、路由器(router)、无线网络交换器(switch)、无线存取点(AccessPoint)等无线通讯装置，为了取得较少干扰的无线信号，测试载具10具有信号遮蔽性的空间，测试载具10对外具有一个连接孔或是特定规格的连接端口，可以以太网络连接电缆(如RJ-45缆线)连线到控制端装置12，控制端装置12为系统的主要控制主机，用以对待测装置101发出测试信号，以以太网络为例，测试信号为载送于以太网络上的网络封包，经待测装置101处理后输出无线信号。
[0059]无线信号将经一端的测试装置接收，并取得特定一或多个频段的无线信号，此例中，测试参数的设计是基于至少两个测试频段的要求。如图所示，有第一频段测试装置103测试某一频段的无线信号，包括测量此频段信号的信号强度(如RSSI)，或是判断信号品质；同时，可以再以第二频段测试装置105测试另一频段的无线信号品质，同样包括可以测量此频段的信号强度。
[0060]在一实施例中，上述控制端装置12、第一频段测试装置103与第二频段测试装置105可设于同一个主机系统，由此主机系统同时处理发送测试信号、接收信号与测量信号强度等的处理程序。
[0061]实施例可参阅图2所示本发明无线信号测试系统示意图。
[0062]在此例中，系统设有一信号处理装置208，此为系统主要控制主机，包括控制系统各部单元运作，以及执行信号产生、接收与测量与测试。信号处理装置208通过信号产生器205输出测试信号，测试信号经由缆线送入待测装置201。
[0063]信号处理装置208另一端连接信号接收器204，驱动信号接收器204接收由待测装置201输出特定频段的无线信号，此例中，信号接收器204通过接入测试载具20的天线接收无线信号，信号传输过程中可以连接用以调整信号的衰减器202，203，当接收信号与待测装置201在另一系统中的测试结果差异大于特定要求时，则可通过调整衰减器202，203进行补偿，以求不同测试机台的测试结果可以一致。
[0064]此例之测试载具20同样为一具有信号遮蔽效果的载具，用以摆放待测装置201，待测装置201连线到信号产生器205，接收测试信号，之后输出无线信号，由信号接收器204接收并进行信号品质评估，包括测量信号强度。
[0065]特别的是，针对一可以同时涵盖不同频段的无线通讯装置，本发明所提出的无线信号测试系统的实施例之一可以同时测试待测装置在不同频段的信号表现，如图3所示的本发明无线信号测试系统之实施例的一示意图。
[0066]此例中系统的主要元件有设于控制端的信号处理装置30与信号与电力传输装置303，以及设于测量端的第一频段信号接收装置315、第二频段信号接收装置325、第一频段信号处理装置318、第二频段信号处理装置328、衰减器312，313，322，323以及感测器311，321。
[0067]图中测试载具30中载有待测装置301，一端连线到控制端的信号与电力传输装置303与信号处理装置305，由信号处理装置305产生测试信号，如载于以太网络上的测试封包，经信号与电力传输装置303传输到待测装置301。此例中，待测装置301的电力可由外部供应，比如由信号与电力传输装置303传送的电力，特别是可以一种电力载于以太网络(Power over Ethernet, PoE)的电力传输方式对待测装置301供电。
[0068]若待测装置301为支援至少两种频段的无线通讯装置，当待测装置301接收测试信号后，则经过装置内处理，转换为特定不同频段载送的无线信号输出，不同频段电磁波载送的信号将分别由图式的第一频段信号接收装置315与第二频段信号接收装置325接收，之后再分别由第一频段信号处理装置318与第二频段信号处理装置328执行测试，包括测量特定通道上的各频段信号的信号强度，以此评估信号品质。
[0069]无线信号测试系统执行至少两个阶段的测试，其一为比对由信号接收装置(315，325)所接收由待测装置301输出的特定频段信号的信号强度，以及与原始测试信号的强度相比，可以判断出两者信号强度是否平衡(balance)，也就是以此评估整个测试系统在硬件与测试环境上是否成为信号耗损的原因。
[0070]另一测试阶段则是比对不同测试机台的测试结果是否一致，能够判断测试环境是否稳定，若不稳定则可能导致测试误差过大产生产品良率不佳的问题。举例来说，可以先采用一个在另一测试系统对同一待测装置301进行相同测试程序的测试结果，作为样本数据，以此比对目前测试系统对相同待测装置301的测试结果，根据差异来判断是否在不同机台之间的差异过大，因此可以通过测试端接收信号时的衰减值(衰减器312，313，322，323)进行补偿，使得各机台之间的差异可以通过补偿的方式趋于一致。
[0071]前述由待测装置301产生的无线信号至少包括由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送的信号，因此无线信号测试系统中包括至少两组分别测试由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送信号的信号强度的信号处理装置(318，328)以及相关其他电路单元。
[0072]举例来说，以2.4GHz频段的信号测试为例，至少包括两类的测试，其一为连线测试，用以测试待测装置与外部连线端(client)的信号强度，测试参数比如信号接收强度指数(received signal strength indicator,缩写为 RSSI,如设为 _50dBm± lOdBm)、数据传输速率(data rate，如可设为130Mbps左右)以及连线次数等；另一为测试同一频段的吞吐量(throughput)，比如设计计算在一段时间内的数据传输量，以判断是否符合特定标准。
[0073]再以5GHz频段的信号测试为例，同样至少包括两类的测试，其一为连线测试，用以测试待测装置与外部连线端(client)的信号强度，测试参数比如信号接收强度指数(RSSI，如设为-50dBm±10dBm)、数据传输速率(data rate，如可设为300Mbps左右)以及连线次数等；另一为测试同一频段的吞吐量，同样可设计计算在一段时间内的数据传输量，以判断是否符合特定标准。
[0074]上述测试参数的设计可以应用在各种无线信号传输装置上，以取得待测装置的封包漏失率(可以ping loss判断)、无线连线失效率、判断信号接收强度是否及格或是发生失衡的问题、吞吐量是否过低，以及判断数据传输速率是否可以维持在某一程度。
[0075]图4则显示本发明无线信号测试系统之实施例功能方块图。
[0076]图例的无线信号测试系统具有产生信号的信号源401，如前述实施例所载，由控制端装置产生测试信号，信号由系统的信号输入单元402输入至待测装置403，由待测装置403输出经过处理后发出的载于特定电磁波频段的无线信号，由系统中的信号接收单元404所接收，并测量其中信号强度，如通过信号强度测量单元405取得接收的无线信号，比如测量其中以RSSI表示的信号强度。
[0077]根据实施例，本发明揭露书所揭示实施例的测试分为两阶段，第一阶段为测试待测装置与测试环境间的平衡，其中，信号强度测量单元405测量原测试信号的信号强度，与待测装置403输出的无线信号的信号强度进行比对，特别是测量同一个通道(channel)的信号强度，如图中第一比较单元406比对测试信号与无线信号的信号强度值或其相等的数据后，可以据以进行硬件调校407。
[0078]若根据信号来看并无平衡时，比如通过一门限(设为第一门限)进行比较，即调校测试系统，图中的硬件调校407可包括各种信号线路、接点、连接器与测试机台本身，都可能是影响信号不平衡的原因，比如其中网络线路(RJ-45)应使用短线，且使用治具卡榫固定，这些都可能影响测试结果，因此经调校测试系统后，再回到接收信号与判断信号平衡的步骤。
[0079]之后，经确认信号平衡后，再进行第二阶段测试，第二阶段的目的是通过调整使得同一个待测装置在不同的测试机台都会有相同或相近的测试结果，主要方式是通过信号调整器(如衰减器)对不同机台的信号强度测量结果实施信号调整，使得结果趋于一致，因此可以确保对后续待测装置的测试结果不致在不同的测试机台上有不同的结果。
[0080]如以第二比较单元408取得待测装置403输出的无线信号的信号强度，以此比对样本数据410，样本数据410如由其他测试系统产生的测试结果，并经评估后可以作为调校其他系统的样本。若测试结果与样本数据410具有一定差距，如以特定门限(设为第二门限)来评估，则系统根据第二比较单元408的测试结果调整信号调整单元409的衰减值，以此调整待测装置403输出的无线信号。
[0081]此例中信号调整单元409为设于各信号处理装置与接收待测装置403输出无线信号的信号接收装置上的衰减器，可设有系统预设的衰减量，或可通过控制端执行调整，通过调整信号衰减量取得不同测试机台之间的平衡，包括正向补偿(positive compensat1n)与反向补偿(negative compensat1n),当信号强度过高时,可施以反向补偿；若信号强度过低，则施以正向补偿，让不同机台之间的信号趋于一致。
[0082]同样地，此例所揭露的无线信号测试系统可以同时测试由待测装置403输出载于不同频段的无线信号，无线信号至少包括由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送的信号，由系统以相同或是不同的主机系统处理各频段的信号，再作出硬件调校或是衰减值补偿的评估。
[0083]图5所示的流程图则接着描述无线信号测试系统建立方法之实施例流程。
[0084]步骤一开始，如步骤S501，系统经过测量信号强度而比对测量值(如由待测装置输出的信号)与来源信号值(如测试信号)，通过比对来判断信号强度是否平衡？(步骤S503)，特别可引入门限作为判断标准，若判断并不平衡(否)，显然有硬件或测试环境造成的干扰，因此可以执行硬件调校，如步骤S505。经调校的系统将继续回到步骤S501，反复比对测量值与来源信号值，作为硬件调校的根据。
[0085]经硬件调校完成后，步骤继续如S507，系统将通过比对特定样本信号判断各测试机台所测量的信号强度是否一致？若有差异，且差异经过判断过大而需要调整，即步骤S509，通过调整衰减值让不同测试环境之间的测试结果趋于一致，才能取得正确且在一致标准下的测试结果。通过上述硬件调校(步骤S505)与衰减值调整(步骤S509)，以建立另一测试系统，如步骤S511。
[0086]图6显示本发明无线信号测试系统建立方法之实施例流程图之二。
[0087]在此实施例流程中，步骤更准确地描书一些细节，整体来看，步骤至少有两个测试阶段，其一为通过信号差异找到硬件可能产生的干扰，步骤如开始S601所述，接收自待测装置(61)所输出的无线信号，再如步骤S603，测量接收自此待测装置输出的无线信号的信号强度，包括测量输入至待测装置的原始测试信号的信号强度，原始测试信号的强度可由控制端提供。接着执行如步骤S605所载，比较信号来源(62)输出的测试信号强度与测量到待测装置输出的信号强度。
[0088]在比较的步骤中，可以引入第一门限作为判断的标准，如步骤S607，第一门限用以判断待测装置输出的无线信号的信号强度是否有因为硬件设备产生过多的损耗。当测试信号与无线信号的信号强度差异大于此第一门限时表示不符标准(否)，将可根据查表(步骤S609)判断出应调校的部位，如步骤S611，调校无线信号测试系统的硬件设备，之后步骤仍回到S601，经过反复调校无线信号测试系统的硬件设备，可以免除硬件设备本身造成信号被干扰的问题。
[0089]举例来说，在此阶段的测试步骤可以取得初步的测试结果，以此判断是否待测装置与控制端在不同频段(如5GHz，2.4GHz)所测试的信号强度(RSSI)为平衡，比如待测装置与控制端的信号强度在特定范围内(如45 ^ RSSI ^ 55)，而彼此之间差异在一特定dB值(如5dB)以内，即可视为平衡。
[0090]若判断待测装置与控制端的信号强度为不平衡，也就是两者差异超过一设定的门限值，此时将进行测试环境的检验，包括检测在待测装置上的通讯电路的功率值设定；应分别天线电路板上的连接器，避免电路走线不能经过天线板之印刷天线位置，以避免异常干扰产生，如串音(cross talk);确认避免天线电路上的线路与天线本身缠绕；检测天线的缆线连接器与待测装置的电路板是否稳固连接，比如确认天线，衰减器及相关缆线的接合处都有栓紧；如果检测自控制端的信号强度过低，则应减少衰减值；检测缆线与衰减器是否适当连接，避免缆线损耗(cable loss)造成不同测试机台的差异。其他校正项目还可有确认屏蔽盒底部的吸波材是否有损毁、确认治具板置于屏蔽盒顶点置中的位置、确认待测装置与天线治具板的间隔是否适当等。
[0091]之后，经硬件调校后产生的信号强度将与另一样本数据(63)比对，步骤进入S613。样本数据(63)为系统提供的可供比对的标准数据，可为同一待测装置在另一无线信号测试系统所产生的测试结果，用以判断该待测装置是否在不同的无线信号测试系统有不同的测试结果。
[0092]之后如步骤S615，判断两者数据是否一致，此时可以引入另一第二门限，第二门限用以判断该待测装置是否在不同的无线信号测试系统有不同的测试结果，若是(差异小于第二门限)，显然已经完成系统校正，能建立一新的测试系统，如步骤S623。
[0093]若否，表示目前系统测量的信号值与样本数据(63 )不一致，差异大于第二门限，此时系统进行如步骤S617调整衰减器进行信号补偿。在此测试阶段，为求数据一致，将通过调整衰减值执行正向补偿或是反向补偿。
[0094]经信号补偿后，步骤继续执行如步骤S619所述，系统重新接收自待测装置输出的无线信号，再测量信号强度，如步骤S621。经反复测试与调整衰减值，直到符合需求后，将建立一新的无线信号测试系统，如步骤S623。
[0095]是以，本发明揭示的无线信号测试方法与系统可以提供针对无线通讯装置一个稳定而正确的测试环境，能够提供厂商有效降低产品品质不良的问题，更者，由于通过一个标准样本的比对可以同时推出多个具有一致测试环境的测试系统，增加产线的产能。
[0096]以上所述仅为本发明之较佳可行实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
【权利要求】
1.一种无线信号测试系统建立方法，其特征在于所述的方法包括: 测量接收自一待测装置输出的无线信号的信号强度，该待测装置接收一测试信号再产生该无线信号； 当该测试信号与该无线信号的信号强度差异大于一第一门限时，调校该无线信号测试系统的硬件设备； 当该测试信号与一样本信号的差异大于一第二门限时，调整该无线信号测试系统接收该无线信号的一衰减值；以及 反复调校该无线信号测试系统的硬件设备与调整该衰减值，直到符合需求后，建立一新的无线信号测试系统。
2.如权利要求1所述的无线信号测试系统建立方法，其中该待测装置为一无线通讯装置，该测试信号为输入该无线通讯装置的网络封包，该无线通讯装置转换该网络封包形成该无线信号。
3.如权利要求2所述的无线信号测试系统建立方法，其中该无线信号包括由不同频段载送的信号。
4.如权利要求3所述的无线信号测试系统建立方法，其中该无线信号至少包括由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送的信号。
5.如权利要求1所述的无线信号测试系统建立方法，其中该第一门限用以判断该待测装置输出的无线信号的信号强度是否有因为硬件设备产生过多的损耗。
6.如权利要求1所述的无线信号测试系统建立方法，其中该第二门限用以判断该待测装置是否在不同的无线信号测试系统有不同的测试结果。
7.如权利要求6所述的无线信号测试系统建立方法，其中该样本信号为该待测装置在另一无线信号测试系统所产生的测试结果，用以判断该待测装置是否在不同的无线信号测试系统有不同的测试结果。
8.一种无线信号测试系统，其特征在于所述的系统至少包括: 一接收一测试信号并输入至一待测装置的信号输入单元； 一接收该测装置所输出的无线信号的信号接收单元； 一测量该测试信号与该待测装置所输出的无线信号的信号强度的信号强度测量单元; 一用以比对该测试信号与该待测装置所输出的无线信号的信号强度的第一比较单元; 一用以比对该待测装置所输出的无线信号的信号强度与一样本数据的第二比较单元；以及 一信号调整单元，根据该第二比较单元的测试结果调整该待测装置输出的无线信号。
9.如权利要求8所述的无线信号测试系统，其中该待测装置为一无线通讯装置，该测试信号为输入该无线通讯装置的网络封包，该无线通讯装置转换该网络封包形成该无线信号。
10.如权利要求9所述的无线信号测试系统，其中该测试信号由一控制端装置所产生，经一以太网络端口输入该待测装置。
11.如权利要求10所述的无线信号测试系统，其中该控制端装置以电力载于以太网络的技术供电给该待测装置。
12.如权利要求9所述的无线信号测试系统，其中由该待测装置输出的该无线信号包括由不同频段载送的信号。
13.如权利要求12所述的无线信号测试系统，其中该无线信号至少包括由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送的信号。
14.如权利要求13所述的无线信号测试系统，其中该无线信号测试系统包括至少两组分别测试由2.4GHz频段载送的信号与由5GHz频段载送信号的信号强度的信号处理装置。
15.如权利要求14所述的无线信号测试系统，其中该信号调整单元为设于各信号处理装置与接收该待测装置输出无线信号的一信号接收装置上的衰减器。
16.如权利要求8所述的无线信号测试系统，其中该样本数据为该待测装置在另一无线信号测试系统所产生的测试结果，用以判断该待测装置是否在不同的无线信号测试系统有不同的测试结果。
【文档编号】H04B17/00GK104243054SQ201310246456
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】黄宗诚, 陈永沛, 萧鹤杰 申请人:智易科技股份有限公司