一种NB-IOT路测仪的制作方法

本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种NB-IOT路测仪。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things，窄带物联网)又称蜂窝物联网，是刚刚兴起的一种无线物联网，该网络具有广覆盖、大连接、低功耗的特点。NB-IOT主要用于低传输速率，静止或者低移动速率的接入场景。

网络运营商在对NB-IOT无线网络规划与优化时，路测是对网络覆盖、网络质量、终端运行状态最直接的评估方式。常见的路测方式有扫频仪路测、测试终端路测两种。扫频仪路测采用扫频仪采集空口无线信号，实时进行网络射频质量分析，通过路测软件实时展现测试结果，并保存LOG(日志)供后台分析软件进行分析。测试终端路测采用测试终端进行测试，测试重点是关注终端在路测时的射频指标、业务状态、重选等场景的工作情况等，可分别评估终端做业务和不做业务时的网络性能。

两种路测方式分别有各自的优点和不足。扫频仪路测可以尽可能多的检测到同频异频小区，对网络覆盖、网络射频指标反映得更全面，不足之处是，由于扫频仪不接入网络，不了解终端在当前网络环境下实际工作情况是否理想，比如掉话率等业务指标。由于测试终端能够接入网络并做业务，所以能很好的评估当前网络下的工作状态，但是受终端工作模式的影响，测试终端不能实时上报当前所有小区信息，对当前位置的网络环境特别是道路覆盖情况无法掌握，不利于全面的评估网络性能，从而无法更好地优化终端算法，提升各项业务指标。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种NB-IOT路测仪，用以同时测量业务状态和非业务状态下的射频参数信息，提高网络质量评估的准确性。

本实用新型提供一种NB-IoT路测仪，包括全球定位系统GPS模块、天线匹配电路模块、扫频模块、终端模块和交换与通信模块，其中：

所述GPS模块，用于接收GPS信息并传输给所述扫频模块；

所述天线匹配电路模块，用于接收无线射频信号，并分别传输给所述扫频模块和终端模块；

所述扫频模块，用于根据所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号，测量同频多小区的射频参数信息，并向所述交换与通信模块传输接收到的GPS 信息以及所述同频多小区的射频参数信息；

所述终端模块，用于根据所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号，测量当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息并传输给所述交换与通信模块；

所述交换与通信模块与上位机连接，用于将所述扫频模块发送的GPS信息以及所述同频多小区的射频参数信息和所述终端模块发送的当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息传输给所述上位机。

可选地，所述交换与通信模块，还用于接收所述上位机发送的GPS信息，将所述GPS信息传输给所述终端模块；

所述终端模块，还用于根据接收到的GPS信息与所述扫频模块进行时间同步。

其中，所述GPS模块的输入端与GPS天线连接，通过所述输入端接收GPS 信息，所述GPS的输出端与所述扫频模块连接，通过所述输出端将接收到的 GPS信息传输给所述扫频模块；

所述天线匹配电路模块的输入端与射频天线连接，通过输入端接收无线射频信号，所述天线匹配电路模块的第一输出端与所述扫频模块连接，通过所述第一输出端向所述扫频信号输出无线射频信号，所述天线匹配电路模块的第二输出端与所述终端模块连接，通过所述第二输出端向所述终端模块输出无线射频信号；

所述扫频模块的第一输入端与所述GPS模块连接，通过所述第一输入端接收所述GPS信息，所述扫频模块的第二输入端与所述天线匹配电路模块输出的第一输出端连接，通过第二输入端接收所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号；所述扫频模块的输出端与所述通信模块的第一端连接；通过输出端向所述通信模块传输所述GPS信息和测量的同频多小区的射频参数信息；

所述终端模块的输入端与所述天线匹配电路模块的第二输出端连接，通过输入端接收所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号，所述终端模块的输出端与所述通信模块的第二端连接，通过输出端向所述通信模块传输终端模块当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息。

优选地，所述GPS模块通过串口和所述扫频模块连接。

优选地，所述扫频模块通过以太网口和所述交换与通信模块连接。

优选地，所述终端模块通过以太网口和所述交换与通信模块连接。

优选地，所述交换与通信模块通过以太网口与所述上位机连接。

优选地，所述GPS信息包括中包含有GPS报文，所述GPS报文中携带有以下至少一项信息：帧格式、地理位置信息和时间信息。

优选地，所述扫频模块，具体用于在接收到所述GPS信息后，解析所述 GPS信息获得其中的GPS报文；以及将所述GPS报文封装为数据包协议/互联网协议UDP/IP数据包发送给所述交换与通信模块，由所述交换与通信模块发送给所述上位机。

本实用新型提供的NB-IOT路测仪，还包括：

电源模块，用于分别为所述GPS模块、天线匹配电路模块、扫频模块、终端模块和交换与通信模块供电。

本实用新型提供的NB-IoT路测仪，通过扫频模块获取同频多小区的射频参数信息，通过终端模块获取终端当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息，可以分别评估终端在业务状态和非业务状态下的网络性能，从而提高了网络质量评估的准确性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的路测仪的结构示意图；

图2为本实用新型中，扫频模块与终端模块的LOG数据包结构。

具体实施方式

为了同时获取业务状态和非业务状态下的射频参数信息，提高网络质量评估的准确性，本实施例提供了一种NB-IOT路测仪。

以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，并且在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，其为本实施例提供的NB-IoT路测仪的结构示意图，包括GPS 模块11、天线匹配电路模块12、扫频模块13、终端模块14和交换与通信模块 15，其中：

所述GPS模块，用于接收GPS信息并传输给所述扫频模块；

所述天线匹配电路模块，用于接收无线射频信号，并分别传输给所述扫频模块和终端模块；

所述扫频模块，用于根据所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号，测量同频多小区的射频参数信息，并向所述交换与通信模块传输接收到的GPS 信息以及所述同频多小区的射频参数信息；

所述终端模块，用于根据所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号，测量当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息并传输给所述交换与通信模块；

所述交换与通信模块与上位机连接，用于将所述扫频模块发送的GPS信息以及所述同频多小区的射频参数信息和所述终端模块发送的当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息传输给所述上位机。

具体地，所述GPS模块的输入端与GPS天线连接，通过所述输入端接收 GPS信息，所述GPS的输出端与所述扫频模块连接，通过所述输出端将接收到的GPS信息传输给所述扫频模块；

所述天线匹配电路模块的输入端与射频天线连接，通过输入端接收无线射频信号，所述天线匹配电路模块的第一输出端与所述扫频模块连接，通过所述第一输出端向所述扫频信号输出无线射频信号，所述天线匹配电路模块的第二输出端与所述终端模块连接，通过所述第二输出端向所述终端模块输出无线射频信号；

所述扫频模块的第一输入端与所述GPS模块连接，通过所述第一输入端接收所述GPS信息，所述扫频模块的第二输入端与所述天线匹配电路模块输出的第一输出端连接，通过第二输入端接收所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号；所述扫频模块的输出端与所述通信模块的第一端连接；通过输出端向所述通信模块传输所述GPS信息和测量的同频多小区的射频参数信息；

所述终端模块的输入端与所述天线匹配电路模块的第二输出端连接，通过输入端接收所述天线匹配电路模块输出的无线射频信号，所述终端模块的输出端与所述通信模块的第二端连接，通过输出端向所述通信模块传输终端模块当前接入小区在业务状态下的射频参数信息和业务质量信息。

其中，所述GPS模块通过串口和所述扫频模块连接，所述扫频模块通过以太网口和所述交换与通信模块连接，所述交换与通信模块通过以太网口与所述上位机连接。

具体实施时，GPS模块用于获取获取GPS(全球定位系统)信息，通过串口提供给扫频模块；天线匹配电路模块可以由功分器和匹配电路组成，用于保持扫频模块和终端模块接收的无线射频信号增益差损一致。终端模块用于进行业务并监测业务状态下的射频参数信息、信令、业务质量信息等；扫频模块用于实时扫描网络射频信号，搜索同频小区及测量其射频参数信息，还可进行频谱分析等；交换与通信模块负责终端模块和扫频模块同时与上位机的路测软件连接与通信，通过网口进行传输，它与扫频模块和终端模块的接口都为以太网口。需要说明的是，本实用新型提供的路测仪采用同一射频输入，同时作为终端模块和扫频模块的射频输入。

具体实施时，所述交换与通信模块，还用于接收所述上位机发送的GPS 信息，将所述GPS信息传输给所述终端模块；所述终端模块，还用于根据接收到的GPS信息与所述扫频模块进行时间同步。也就是说本实用新型提供的 NB-IoT路测仪具有同步授时功能。具体地，GPS模块通过GPS外置天线获取GPS信息。GPS模块通过串口将GPS信息传输给扫频模块，扫频模块解析GPS 信息获取其中的GPS报文，GPS的报文所携带的信息包括以下至少一项：帧格式，地理位置信息，时间信息等。扫频模块将解析的地理位置信息以及时间信息以UDP/IP网络协议传输给上位机，上位机解析数据包获取GPS报文。终端通过和上位机交互获取GPS报文，从而实现与扫频模块的同步。通过以上结构实现扫频模块和终端模块的同步授时功能。

基于此，本实施例中，所述扫频模块，具体用于在接收到所述GPS信息后，解析所述GPS信息获得其中的GPS报文；以及将所述GPS报文封装为数据包协议/互联网协议UDP/IP数据包发送给所述交换与通信模块，由所述交换与通信模块发送给所述上位机。

具体实施时，本实用新型提供的NB-IoT路测仪还包括电源模块，用于分别为所述GPS模块、天线匹配电路模块、扫频模块、终端模块和交换与通信模块供电。

对于NB-IOT无线网络，由于协议侧出于降低终端成本的考虑，对其移动性的支持过于简化，导致其在移动性方面支持不够。在实际路测时，测试终端容易出现脱网，甚至死机的情况，严重影响了网络的商用效果。并且仅仅采用测试终端路测的方法，由于无法知道路测时网络的射频信息，因而无法及时有效地定位出终端在现网中脱网死机等问题产生的原因。因而，业界对一种能定位NB-IOT网络下终端问题的路测设备需求迫切。

本实用新型提供的NB-IoT路测仪，从硬件上将终端模组和扫频仪核心模块整合到一起，使该路测仪同时具有终端模组模块和扫频模块。同时，该NB-IoT 路测仪配有新型路测软件，可以实时对网络覆盖情况和终端模组做业务的情况进行对比分析，特别是对终端模块出现脱网或死机问题时的网络覆盖情况进行同步测试分析。借助于扫频模块原有的重叠覆盖度分析、同频多小区 RSRP/SINR测量、频谱分析等功能，可以较明确地反映出终端出问题时的网络状态，有助于快速定位NB-IOT终端出问题的原因。一方面，可以帮助终端模块快速定位出脱网死机等问题的原因，协助终端模块或芯片厂商提升终端的重选算法和稳定性，防止未来现网应用时出现脱网或死机等严重问题；另一方面可以为后续网络优化工作提出指导意见，比如重叠覆盖度、系统底噪等都可以提出明确的指标要求，从而确保为用户提供高质量的蜂窝物联网。

具体实施时，上位机可以是PC(个人电脑)机或者是手持终端，NB-IoT 路测仪与上位机通过以太网口进行通信，上位机上运行有路测软件。由于 NB-IoT实现了扫频模块和终端模块的时间同步，因此，通过路测软件可以对扫频模块和终端模块上报的数据进行比对，实现如下功能：

一、在路测软件上，由扫频模块提供的同频多小区的射频参数信息PCI (Physical Cell Identifier，物理小区标识)、RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)等测量参数，和终端模块上报的接入小区的PCI、RSRP、 SINR等射频参数信息，可以进行实时图形化对比显示。将两者的同一参数显示于同一坐标轴，可以方便的评估出终端模块当前所处的接入小区的射频质量排名，即RSRP排名。借助射频质量排名，也可以帮助NB-IoT路测仪实时地定位脱网或死机问题。

二、以上射频参数的结果也可以实时保存LOG(日志)，便于后续进一步分析。扫频模块与终端模块进行同步授时之后的得到的LOG的数据包结构如图2所示。

扫频模块具有同频多小区上报数据，PCI(0)～PCI(n)。路测软件可以通过实时计算在同时刻小区RSRP小于首强6dB以内检测到的小区个数，即重叠覆盖度计算。重叠覆盖度的计算结果可为实时定位终端脱网或死机问题提供有力帮助，一般而言，重叠覆盖度高的区域，也是干扰较严重的区域，NB-IoT 路测仪由于移动性支持不好，容易出现脱网或死机等严重问题。

三、支持终端ping包时延图形化实时显示与保存LOG。在测量参数对比的基础上，为评估NB-IoT路测仪做业务时的性能，可开启ping包时延测试功能，通过该测试结果的图形化界面，可以与测量参数(如RSRP、SINR)图形进行实时对比，对时延较大的情况进行分析。

四、支持频谱分析定位外部干扰。由于已经实现时间同步，扫频频谱分析的log可以和终端的故障点log进行比对分析，方便定位问题。

本实用新型提供的NB-IoT路测仪中，终端模块和扫频模块采用相同GPS 授时同步输出测试结果，便于测量结果比对，在NB-IoT路测仪中的两个模块共用同一根射频天线，天线匹配电路将差损控制在合理范围内，且保持天线口到扫频模块和终端模块的差损一致；通过路测软件实时生成重叠覆盖度分布图，用于快速定位终端业务性能下降、脱网甚至死机等严重问题，且支持扫频模块同频多小区RSRP、SINR测量结果和终端模块单小区RSRP、SINR测量结果图形化对比显示，用以评估终端当前接入小区信号质量在网络中所处的水平，支持扫频模块同频多小区PCI测量结果和终端模块单小区PCI测量结果图形化对比显示，以RSRP为排名依据，评估终端当前接入小区PCI在无线网络多个同频小区PCI中的排名。

相对于单一NB-IoT路测仪，该路测仪能获取网络覆盖信息和同频多小区射频参数信息，便于评估终端当前的网络质量，定位NB-IoT终端脱网或者死机等严重问题出现的原因。另一方面，本实用新型提供的NB-IoT路测仪由于集成了终端模组模块，能接入网络做业务，弥补了扫频仪无法对NB-IoT蜂窝网络业务性能进行评估的不足。由于测量信息更加丰富，路测软件对NB-IoT 无线网络质量信息展现更全面，定位问题更加快速。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。