一种TDD‑LTE系统上行干扰测试工具及测试方法与流程

本发明涉及通信测试技术领域，更具体地说，特别涉及一种TDD-LTE系统上行干扰测试工具及测试方法。

背景技术：

对于移动通信网络，保证业务质量的前提是使用干净的频谱及信号覆盖。即没有被其他系统使用或干扰。否则，会使受干扰系统的性能以及终端用户使用都会产生较大的影响。随着4G LTE基站的逐步建设，目前已形成了2/3/4G基站共存的局面，系统间干扰的概率也大幅提升，在目前已建设的基站中，已发现大量的移动4G TD-LTE基站受到干扰。这些干扰包括2/3G小区对TDD-LTE小区的阻塞、互调和杂散干扰、基站过覆盖带来的LTE网内干扰，此外还有其他无线电设备，如手机信号屏蔽器带来的外部同频干扰、WLAN AP带来的杂散和阻塞干扰。

目前国内外技术无法针对TDD-LTE上行干扰源有效频谱测试和提取出干扰源具体频率以及功率。为此，有必要设计一种TDD-LTE系统上行干扰测试工具及测试方法来解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种TDD-LTE系统上行干扰测试工具，能有效提取干扰源的信号频率及功率大小的频谱，同时能在短时间内精确查找干扰源的具体位置。

本发明还提供一种TDD-LTE系统上行干扰测试方法、

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种TDD-LTE系统上行干扰测试工具，包括：

天线，用于接收基站发射的空间信号；

与天线连接的第一射频模块放大器，用于对天线接收的信号进行放大；

与第一射频模块放大器连接的基带处理模块，用于对第一射频模块放大器放大的信号进行基带处理；

与基带处理模块连接的中央处理器，用于对基带处理后的信号进行数字滤波，并将数字滤波处理后的信号进行同步设备处理；

以及与中央处理器连接的第二射频模块放大器，用于对中央处理器处理后的信号进行放大，并将信号输出至一频谱仪或扫频仪上。

优选地，还包括与中央处理器连接的电源管理模块，以及与电源管理模块连接且为该工具提供工作电源的锂电池。

优选地，还包括与中央处理器连接的蓝牙通信模块，终端设备通过蓝牙通信模块与中央处理器无线连接并根据当地基站的时隙配比情况对设备进行配置。

优选地，还包括与中央处理器连接的按键模块，按键模块在关机时，中央处理器运用于低功耗休眠状态，电源管理模块使第一射频模块放大器、基带处理模块、蓝牙通信模块和第二射频模块放大器处于电源关闭状态；按键模块在开机时，将中央处理器中断控制管脚电平拉低，电源管理模块使第一射频模块放大器、基带处理模块、蓝牙通信模块和第二射频模块放大器处于电源开启状态。

优选地，还包括与中央处理器连接的电源指示灯、同步指示灯和同步质量指示灯。

优选地，还包括与中央处理器连接的USB模块。

优选地，还包括盒体，在所述盒体上设有BTS输出端口、ANT端口、USB连接口、蓝牙天线和外置电源充电接口，所述BTS输出端口用于连接第二射频模块放大器和频谱仪或扫频仪，所述ANT端口用于安装天线，所述USB连接口用于与USB模块连接，所述蓝牙天线与蓝牙通信模块连接，所述外置电源充电接口与锂电池连接。

优选地，所述天线为ANT天线，该ANT天线可旋转的安装于ANT端口内。

本发明还提供一种TDD-LTE系统上行干扰测试方法，包括以下步骤，

步骤S1、收集当地网络相关频率参数配置信息，站点地理信息、小区方位角信息、受干扰站点信息，受干扰时间段信息；

步骤S2、终端设备与测试工具配对，终端设备刷新当前位置的频点和信号质量情况，并按照当地TD-LTE网络特殊子帧模式进行配置，测试工具根据需要通过终端设备进行模式配置，当上行常开开关打开时，系统处于上行放大模式，只放大TD-LTE上行业务时隙的信号；当下行常开开关打开时，系统处于透明放大模式，放大一切外部信号，根据当地的时隙配比设置，特殊子帧时隙配比生效时，系统只放大对应TD-LTE的上下行保护时隙的信号，用于干扰排查，利用解帧同步来同步基站，通过与现网TD-LTE信号进行同步，根据需要对不同时隙配比的TD-LTE的上下行保护时隙信号进行提取并放大；

S3、把频谱仪或扫频仪设置为时域模式，确认终端设备和基站信号同步良好根据现场网络情况配置为测试频段，配置好特殊子帧模式，特殊时隙配置完成后并在时域查看同步状态，在TD-LTE的上下行保护时隙内无突变脉冲表明同步良好，完成上述步骤后，把频谱仪设置为频域模式，慢慢移动定向天线并观察频谱上信号变化，定位出干扰源的具体位置，确定干扰源，完成干扰源排查。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明是配合扫频仪/频谱仪测量、分析并查找TD-LTE干扰源的专业测试工具。采用时间滤波技术、解帧同步技术，通过与现网TD-LTE信号进行同步，利用手机或电脑各种终端可以根据需要对不同时隙配比时的TDD-LTE的上下行保护时隙信号进行提取并放大，以便精确查找干扰源的位置及功率大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具的原理框架图。

图2是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具的结构示意图。

图3是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具中打开软件界面的图。

图4是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具中搜索蓝牙设备的界面图。

图5是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具中蓝牙配对的界面图。

图6是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具中蓝牙配对成功后的界面图。

图7是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具中频率扫描的界面图。

图8是本发明所述TDD-LTE系统上行干扰测试工具中上行常开或下行常开的界面图。

附图标记说明：1、天线，2、第一射频模块放大器，3、基带处理模块，4、中央处理器，5、蓝牙通信模块，6、USB模块，7、电源指示灯，8、同步指示灯，9、同步质量指示灯，10、按键模块，11、电源管理模块，12、锂电池，13、第二射频模块放大器，14、终端设备，15、BTS输出端口，16、频谱仪/扫频仪，17、盒体，18、ANT端口，19、USB连接口，20、蓝牙天线，21、外置电源充电接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本发明提供天线1，用于接收基站发射的空间信号；与天线1连接的第一射频模块放大器2，用于对天线1接收的信号进行放大；与第一射频模块放大器2连接的基带处理模块3，用于对第一射频模块放大器2放大的信号进行基带处理；与基带处理模块3连接的中央处理器4，用于对基带处理后的信号进行数字滤波，并将数字滤波处理后的信号进行同步设备处理；以及与中央处理器4连接的第二射频模块放大器13，用于对中央处理器4处理后的信号进行放大，并将信号输出至一频谱仪或扫频仪16上。

本发明还包括与中央处理器4连接的电源管理模块11，以及与电源管理模块11连接且为该工具提供工作电源的锂电池12。锂电池充放电管理由电源管理模块11实现，当工具通过外置电源供电时，电源管理模块11监测锂电池12电压和外置电源充电电压，通过处理器4二者电压差来决定对锂电池充电。

本发明还包括与中央处理器4连接的蓝牙通信模块5，终端设备14通过蓝牙通信模块5与中央处理器4无线连接并根据当地基站的时隙配比情况对设备进行配置。

所述终端设备14主要用于对测试工具进行模式配置，其可以采用电脑或手机等终端。

本发明还包括与中央处理器4连接的电源指示灯7、同步指示灯8和同步质量指示灯9。

本发明还包括与中央处理器4连接的USB模块6，用于存储数据。

测试工具在关机时，中央处理器4运用于低功耗休眠状态，电源管理模块11使第一射频放大器2和第二射频模块放大器13、基带处理模块3、蓝牙通信模块5处于电源关闭状态。此时设备功耗极低。当按按键模块10时，中央处理器4中断控制管脚电平被拉低，中央处理器4被中断唤醒，中央处理器4进入工作状态，电源管理模块11将所有外部模块电源开启，设备进入正常运行状态，状态指示灯7通过灯光颜色指示锂电池电力状态。亮橙色时电量<20％，亮绿色时电量20％～70％，亮蓝色时电量>70％。

设备在开机状态时，长按按键模块10，中央处理器4监测到对应管脚电平被长时间拉低，中央处理器4立刻保存当前数据到存储器中，停止运行，进入休眠状态，同时通过电源管理模块11将第一射频放大器2和第二射频模块放大器13、基带处理模块3、蓝牙通信模块5的电源关闭。

本发明还包括与中央处理器4连接的按键模块10，按键模块10在关机时，中央处理器4运用于低功耗休眠状态，电源管理模块11使第一射频模块放大器2、基带处理模块3、蓝牙通信模块5和第二射频模块放大器13处于电源关闭状态；按键模块10在开机时，将中央处理器4中断控制管脚电平拉低，电源管理模块11使第一射频模块放大器2、基带处理模块3、蓝牙通信模块5和第二射频模块放大器13处于电源开启状态。

测试工具在开机状态时，终端设备14通过蓝牙通信模块5联接并通过请求命令给中央处理器4收到蓝牙配对指令，蓝牙通信模块5连接成功指示命令符发送给中央处理器返回。

本发明在使用时，通过按下按键模块10时中央处理器4中断控制管脚电平被拉低，中央处理器4被中断唤醒，中央处理器4进入工作状态，电源管理模块将所有外部模块电源开启，电源指示灯7点亮，设备进入正常运行状态，打开终端设备14APP测试工具与设备进行链接，通过移动ANT天线1经过射频模块发大器2进行放大，再通过基带处理模块3进行基带处理再通过中央处理器4做数字滤波和同步设备等处理，如测试工具与基站同步则指示灯8常亮，不亮则不能同步，设备同步质量良好则指示灯9常亮，闪烁或不亮则同步质量差。再经过射频模块放大器13放大信号，经BTS输出端口给频谱仪，观察频谱仪16上信号变化，定位出干扰源的具体位置，成功确定干扰源。

参阅图2所示，本发明在结构上包括盒体17，在所述盒体17上设有BTS输出端口15、ANT端口18、USB连接口19、蓝牙天线20和外置电源充电接口21，所述BTS输出端口15用于连接第二射频模块放大器13和频谱仪或扫频仪16，所述ANT端口18用于安装天线1，所述USB连接口19用于与USB模块6连接，所述蓝牙天线20与蓝牙通信模块5连接，所述外置电源充电接口21与锂电池12连接。

作为优选，所述天线1为ANT天线，该ANT天线可旋转的安装于ANT端口18内。

本发明实现测试的步骤具体包括以下步骤：

一、收集当地网络相关频率参数配置信息，站点地理信息、小区方位角信息、受干扰站点信息，受干扰时间段等信息

二、终端设备安装测试工具专用的APP；

三、测试工具ANT端口连接好定向天线，OUT端口则连接频谱仪

四、按电源键开启设备测试工具，终端设备通过USB或蓝牙连接测试工具

五、终端设备搜索蓝牙设备与测试工具配对成功连接，进入软件界面，选择频率扫描点击“频率扫描”可刷新当前位置的频点和信号质量情况，切换到通道设置界面，按照当地TD-LTE网络特殊子帧模式进行配置，可根据测试需要，打开“上行常开”或“下行常开”开关。具体步骤如下：

1、启动调试工具APP软件，允许打开手机蓝牙，如图3所示。

2、点击“搜索蓝牙设备”，搜索TDD测试宝，如图4所示。

3、搜索结果显示，选择对应的TDD测试宝进行连接，蓝牙配对连接，如图5所示。

4、连接成功后，会显示TDD测试宝电池电压量和上一次设置的载波中心频点，如图6所示。

5、点击“频率扫描”可刷新当前位置的频点和信号质量情况，灰色进度条表示扫描进度，如图7所示。

6、可根据测试需要，打开“上行常开”或“下行常开”开关和时隙配比，如图8所示。

7、连接测试工具转动接收天线如空间无干扰源则频谱仪较为平坦，如空间有干扰源存在，通过测试工具放大则在频谱仪上清晰地显示出信号波形幅度出现，从而能准确地判断出干扰源具体位置及功率大小。

六、把频谱仪设置为时域模式，确认设备和基站信号同步良好根据现场网络情况配置为测试频段，配置好特殊子帧模式。特殊时隙配置完成后并在时域(SPAN＝0Hz)查看同步状态，在GP内无突变脉冲表明同步良好。完成上述步骤后，把频谱仪设置为频域模式，慢慢移动定向天线并观察频谱上信号变化，定位出干扰源的具体位置，确定干扰源，完成干扰源排查。

测试工具通过终端设备进行模式配置，当“上行常开”开关打开时，系统处于上行放大模式，只放大TD-LTE上行业务时隙的信号；当“下行常开”开关打开时，系统处于透明放大模式，放大一切外部信号，根据当地的时隙配比设置，通道设置中的特殊子帧时隙配比生效时，系统只放大对应GP(TD-LTE的上下行保护时隙)的信号，用于干扰排查，利用解帧同步来同步基站，通过与现网TD-LTE信号进行同步，根据需要对不同时隙配比的GP(TD-LTE的上下行保护时隙)信号进行提取并放大。，利用时域滤波器做滤波，在不影响基站正常工作的同时有效放大干扰源，分析并通过转动天线精确地查找TD-LTE的干扰源具体位置和干扰源的信号强度，并能有效提取出干扰源具体频率以及功率。

通过本发明的实施，其具有以下的优点：1、通过移动天线在相应的频谱在扫频仪或频谱仪中，从而能在极短时间内发现干扰源，精确查找干扰源的具体位置。2、通过频谱能有效查找到干扰源的具体频率及功率大小各个细节。3、体积小，携带方便，内置电池，续航久，一定时间内无需外接电源。4、能通过蓝牙与终端互联，专用APP联机配置相关参数，操作简易方便。5、外置工作指示灯，能清晰看出设备的工作状态。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。