专利名称：无线广域网络测试系统的测试信号产生器及其产生方法
技术领域：
本发明涉及一种信号产生器，特别涉及一种无线广域网络测试系统的测 试信号产生器及其测试信号产生方法。
背景技术：
无线广域网络(Wireless Wide Area Network, WWAN)是一种具有广大覆 盖区域的通信系统，主要用于提供语音服务及较低速度的数据服务，例如目 前正在运行的全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、码分多 址存取(CDMA)系统以及第三代移动通信(3G)系统，都属于无线广域网络。
在无线广域网络测试系统中，信号产生器是不可缺少的一个工具，而无 线广域网络测试系统会产生一个信号源来仿真发射信号，来检测实际目标， 进而验证设备的功能及可靠性。但是因为这种测试系统的检测仪器非常昂 贵，动辄几十万元，导致可供利用的资源非常有限，相对的测试成本也较高， 且大部份只有在生产线的实验室才有这种设备，当研发人员对无线广域网络 的测试项目进行更改后，需要到生产线的实验室作实验才能验证，这使得项 目开发效率受到了极大的影响。
因此，如何能提供一种低成本的无线广域网络测试系统的测试信号产生 器及其测试信号产生方法，成为研究人员待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明提供一种无线广域网络测试系统的测试信号产 生器及其测试信号产生方法，利用低成本的声卡产生无线广域网络测试系统 所需的测试信号，并配合信号滤波电路以及信号放大电路提升测试信号的信 号质量，使其能符合无线广域网络测试系统的测试需求，并降低无线广域网 络测试系统的测试成本。
根据本发明所揭示的无线广域网络测试系统的测试信号产生器，用以产 生测试信号至无线广域网络测试系统，以提供无线广域网络测试系统进行一
信号质量测试作业，测试信号产生器包括音效处理接口，可安装于计算机 系统中，具有信号输入端与信号输出端，于输入端接收第一测试信号后，转 换数字的第一测试信号为模拟的音频信号，并由输出端输出音频信号；信号 滤波电路，与音效处理接口电性耦接，用以滤除音频信号中的高频范围、中 频范围或低频范围的噪音信号，以产生第二测试信号；及信号放大电路，与 信号滤波电路电性耦接，将第二测试信号作一放大处理，并输出放大后的第 二测试信号至无线广域网络测试系统，以进行信号质量测试作业。
另外，根据本发明所揭示的无线广域网络测试系统的测试信号产生方 法，用以产生测试信号至无线广域网络测试系统，以提供无线广域网络测试 系统进行一信号质量测试作业，而测试信号产生方法包括下列步骤首先， 输入第一测试信号至计算机系统中的音效处理接口 ，以使音效处理接口转换
数字的第一测试信号为模拟的音频信号；接着，提供信号滤波电路与音效处
理接口电性连接，用以滤除音频信号的高频范围、中频范围或低频范围的噪
音信号，以产生第二测试信号；以及提供信号放大电路与信号滤波电路电性 连接，用以放大第二测试信号的信号强度，并输出至无线广域网络测试系统。
通过这种无线广域网络测试系统的测试信号产生器及其信号产生方法， 通过音效处理接口产生特定频率的音频信号，再配合信号滤波电路以及信号 放大电路提升音频信号的信号质量，以作为无线广域网络测试系统的测试信 号，其中音效处理接口具有低成本以及方便安装的特性，以降低测试成本， 并可提供研发人员实时对更改后的测试项目进行实验，相对提升了项目开发 效率。
图1为本发明的测试信号产生器的系统方块图；及
图2为本发明的测试信号产生方法的步骤流程图。
其中，附图标记说明如下-
10音效处理接口
20信号滤波电路
30信号放大电路
40无线广域网络测试系统100测试信号产生器
具体实施例方式
现配合附图对优选实施例详细说明如下。
请参照图1，为本发明的无线广域网络测试系统的测试信号产生器的系
统方块图。如图1所示，本发明的测试信号产生器IOO包括音效处理接口 10、 信号滤波电路20与信号放大电路30。
音效处理接口 10，可安装于一般台式计算机系统或笔记本计算机系统 中，音效处理接口 10具有信号输入端、信号输出端与数字至模拟转换(Digital to Analog Converter, DAC)电路，而音效处理接口 IO可以例如是声卡，于信 号输入端接收第一测试信号后，数字至模拟转换电路转换第一测试信号为音 频信号，并由信号输出端输出音频信号，其中第一测试信号可以例如是由计 算机系统播放预先录制完成的声音文件所产生且为数字信号，而音频信号为 模拟信号。
本发明的音效处理接口虽然利用低成本的声卡来实现，但优选可通过以 下的测试过程进行筛选，首先，利用数字音乐处理程序(例如，Cool Edit 2000) 产生一个纯净的正弦波信号,例如，频率为1000Hz、 0dB文件，将这个正弦 波信号文件交给待测声卡进行播放，并将待测声卡的所有模拟输入信号源全 部予以静音，以避免声卡输出的音质被模拟信号源千扰。
接着，将待测声卡的输出调整至最大值，为的是不让信号在数字处理上 有任何衰减。于待测声卡发出声音后，利用观察数字音乐处理程序显示的dB 值，调整待测声卡的整体输出音量，使其输出音量尽量逼近0dB。
接下来，观察待测声卡输出的谐波失真(Harmonic Distortion)现象，以 测试的1000Hz为例，依照倍数，观察在2000Hz、 3000Hz、 4000Hz、 5000Hz 是否产生共振谐波。当2000Hz、 3000Hz、 4000Hz、 5000Hz产生的波峰值越 低越少时，代表这个待测声卡的谐波失真越低，因此音质表现也就越好；相 反的，当2000Hz、 3000Hz、 4000Hz、 5000Hz产生的波峰值越高越多时，则 表示这个待测声卡的谐波失真非常大，并不适合作为本发明的测试信号产生 器的音效处理接口。
另外，也可通过将待测声卡设定使用最高采样频率，观察其播放正弦波信号文件时是否产生信号中断现象，若有，则不适合作为本发明的测试信号 产生器的音效处理接口，若无，则为优选的音效处理接口。
信号滤波电路20可以例如是通过单芯音频屏蔽电缆与音效处理接口 10 电性连接，用以滤除由音效处理接口 10输出的音频信号中的噪音信号，以
产生具有较佳信号质量的第二测试信号。其中信号滤波电路20依照所滤除
噪音信号的频率范围可区分为低通滤波电路、高通滤波电路与带通滤波电 路。低通滤波电路，用以接收音频信号，并滤除音频信号中的高频噪音信号， 以产生低频的第二测试信号。高通滤波电路，用以接收音频信号，并滤除音 频信号中的低频噪音信号，以产生高频的第二测试信号。带通滤波电路，用 以接收音频信号，并滤除音频信号中的低频噪音信号与高频噪音信号，以产 生中频的第二测试信号。
除了利用信号滤波电路20来滤除噪音信号外，本发明优选的可利用以
下方式降低噪音信号的干扰，由于噪音信号主要为计算机系统本身、计算机 辐射和环境噪音，而计算机系统本身的噪音主要来自于主机电源，音效处理
接口 10的电源信号取自计算机主板，因此主机电源的噪音会引入音效处理 接口 10，可通过选择信噪比较高的主机电源来降低此噪音信号。
另外，由于接收T型波的设备(例如被检验设备和示波器等)，往往就放 在测试主机旁边，而测试主机的高频辐射会通过机箱缝隙而形成噪音，可通 过将测试设备与测试主机保持1米以外的距离来降低电磁辐射所引起的噪音 信号。
环境噪音是一个频率仅有50赫兹的噪音分量，对于低频输出信号会有 很大的影响。可采用适当的屏蔽措施(例如，金属屏蔽)来降低环境噪音。
信号放大电路30，与信号滤波电路20电性耦接，用以将信号滤波电路 20输出的第二测试信号作一放大处理，并输出放大后的第二测试信号至无线 广域网络测试系统40，以进行信号质量测试作业。其中第二测试信号为方波 信号，而信号放大电路30优选为光电耦合放大器电路。
请参照图2，为本发明的测试信号产生方法的步骤流程图。如图2所示， 本发明的无线广域网络测试系统的测试信号产生方法包括下列步骤首先， 输入第一测试信号至计算机系统中的音效处理接口 ，以使音效处理接口转换 第一测试信号为音频信号，如步骤200，而输入第一测试信号同时也设定了音
效处理接口的采样频率和采样位数。
一般来说，音效处理接口的采样频率值
可以例如是8,000Hz、 11,000Hz、 16,000Hz、 22,000Hz、 44，100Hz、 96，000Hz 或192，000Hz。音效处理接口的输出位数可采用固定值，例如8位、16位或 24位，而输出位数代表着音效处理接口进行数字至模拟转换(DAC)时的转换 精度，但要使输出信号更接近理想值，优选为采用高采样频率。
上述的第一测试信号可以例如是由计算机系统播放预先录制完成的声 音文件所产生，而声音文件可利用以下方式进行制作，首先，调用波形产生 函数，而波形产生函数的输入参数包含输出信号的周期、采样频率和转换位 数。
由于测试信号需要连续发送，所以需要在波形产生函数后面加一个延时 函数，而加入延时函数是一种连续执行循环段的程序语法，在加入这个延时 函数后，可以将实际的音效处理接口的信号转换周期的时间也计算在内，这 样就能更加准确的输出完整的音频信号。
接着，再将音频信号转换成MP3或WAV文件格式，以制作出测试用的 声音文件。
虽然无线广域网络测试系统需要的信号频率范围很大，但是在实际中测 试的时候，只需取出特定的频率值作为测试信号源，而上述特定的频率值可 根据测试需求或经验值加以决定，且由于无线广域网络测试系统需要的是一 个方波信号，所以可通过设定音效处理接口输出信号的周期以及占空比来产 生不同频率的方波信号。
接下来，提供信号滤波电路与音效处理接口电性连接，滤除音频信号的 噪音信号，以产生第二测试信号，如步骤201,其中依照所滤除噪音信号的频 率范围，信号滤波电路可区分为低通滤波电路、高通滤波电路与带通滤波电 路。
在步骤201后，可获得一个具有质量较佳的第二测试信号，但此第二测 试信号的信号强度无法直接被无线广域网络测试系统使用，因此，提供信号 放大电路与信号滤波电路电性连接，以放大第二测试信号的信号强度，并输 出至无线广域网络测试系统，如步骤202 ，其中信号放大电路30优选为光 电耦合放大器电路。
综上所述，本发明的无线广域网络测试系统的测试信号产生器及其信号 产生方法，通过音效处理接口产生特定频率的音频信号，再配合信号滤波电 路以及信号放大电路提升音频信号的信号质量，以作为无线广域网络测试系 统的测试信号，其中音效处理接口具有低成本以及方便安装的特性，以降低 测试成本，并可提供研发人员实时对更改后的测试项目进行实验，相对提升 了项目开发效率。
虽然本发明以前述的优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发 明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作 一些的变动与润饰，因此本发明的专利保护范围应当以本说明书的权利要求 书为准。
权利要求
1. 一种无线广域网络测试系统的测试信号产生器，用以产生一测试信号至一无线广域网络测试系统，以提供该无线广域网络测试系统进行一信号质量测试作业，该测试信号产生器包括一音效处理接口，安装于一计算机系统中，具有一输入端与一输出端，于该输入端接收一第一测试信号后，转换该第一测试信号为一音频信号，并由该输出端输出该音频信号；一信号滤波电路，与该音效处理接口电性耦接，用以滤除该音频信号中的噪音信号，以产生一第二测试信号；及一信号放大电路，与该信号滤波电路电性耦接，将该第二测试信号作一放大处理，并输出放大后的该第二测试信号至该无线广域网络测试系统，以进行该信号质量测试作业。
2. 如权利要求1所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生器，其特 征是该第二测试信号为一方波信号。
3. 如权利要求1所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生器，其特 征是该信号滤波电路包括一低通滤波电路，接收该音频信号，并滤除该音频信号中的高频噪音信号，以产生低频的该第二测试信号；一高通滤波电路，接收该音频信号，并滤除该音频信号中的低频噪音信 号，以产生高频的该第二测试信号；及一带通滤波电路，接收该音频信号，并滤除该音频信号中的低频噪音信 号与高频噪音信号，以产生中频的该第二测试信号。
4. 如权利要求1所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生器，其特 征是该第一测试信号是由该计算机系统播放一预先录制完成的声音文件所 产生。
5. 如权利要求1所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生器，其特 征是该信号放大电路为一光电耦合放大器。
6. —种无线广域网络测试系统的测试信号产生方法，用以产生一测试信 号至一无线广域网络测试系统，以提供该无线广域网络测试系统进行一信号 质量测试作业，该测试信号产生方法包括下列步骤输入一第一测试信号至一计算机系统中的音效处理接口，以使该音效处 理接口转换该第一测试信号为一音频信号；提供一信号滤波电路与该音效处理接口电性连接，滤除该音频信号的噪 音信号，以产生一第二测试信号；及提供一信号放大电路与该信号滤波电路电性连接，放大该第二测试信号 的信号强度，并输出至该无线广域网络测试系统。
7. 如权利要求6所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生方法，其 特征是该第二测试信号为一方波信号。
8. 如权利要求6所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生方法，其 特征是该信号滤波电路包括一低通滤波电路，接收该音频信号，并滤除该音频信号中的高频噪音信号，以产生低频的该第二测试信号；一高通滤波电路，接收该音频信号，并滤除该音频信号中的低频噪音信 号，以产生高频的该第二测试信号；及一带通滤波电路，接收该音频信号，并滤除该音频信号中的低频噪音信 号与高频噪音信号，以产生中频的该第二测试信号。
9. 如权利要求6所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生方法，其 特征是该第一测试信号是由该计算机系统播放一预先录制完成的声音文件 所产生。
10. 如权利要求6所述的无线广域网络测试系统的测试信号产生方法，其 特征是该信号放大电路为 一光电耦合放大器。
全文摘要
本发明提供一种无线广域网络测试系统的测试信号产生器及其测试信号产生方法，该测试信号产生方法是利用音效处理接口对测试信号进行信号转换处理，以产生音频信号，并通过信号滤波电路对音频信号进行噪音滤除处理，最后通过信号放大电路提升音频信号的信号强度，以产生无线广域网络测试系统所需的测试信号，由此降低无线广域网络测试系统的测试成本。
文档编号H04L12/26GK101388804SQ20071015384
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者刘文涵, 志 王, 陈玄同 申请人:英业达股份有限公司