专利名称：无线usb调制解调器空中性能的测试系统和测试方法
技术领域：
本发明涉及一种无线USB Modem空中性能测试装置和方法， 尤其涉及无线通讯领域中的USB Modem空中(Over The Air, OTA )性能的测试。
背景技术：
随着第二代(2G)和第三代(3G)无线通信系统的发展，无线 凄t据业务高速传输的能力不断一是高。无线USB Modem是无线通讯 终端产品之一，使用USB线连到笔记本电脑或台式电脑上，通过无 线通信网络进行高速数据传输，如全球移动通信系统(Global System for Mobile communications,简称为GSM)下的通用分组无线业务 (General Packet Radio Service,简称为GPRS )、 GSM下的增强 GPRS (Enhanced GPRS，简称为EGPRS )、 3G通4言系统下的宽带 石马分多iit ( Wideband Code Division Multiple Access , 简牙尔为 WCDMA)网纟各引入的高速下4亍分组4妄入(High Speed Downlink PacketAccess,简称为HSDPA)技术，使用户在没有光纤、同轴电 缆、电话线的场所或偏远的地区，也可以自由地浏览Internet网络、 高速下载数据、进行语音通话等操作。其中，HSDPA技术，理论最 大下行速度为14.4 M/s。这样，通过标准的笔记本PC等外接设备接 口 ，无线USB Modem可以为用户^是供数据业务、语音业务及短信 业务；通过在笔记本上安装随机的安装软件，用户可完成Modern的网络安装和网上冲浪；通过安装在PC侧应用软件的用户界面， 用户可拨打电话，收发短信、设置Modem和获得无线连4妻的状态 信息。图1是整个系统的应用示意框图。正如手才几通信需要天线一样，无线USB Modem工作时，也必 须通过天线向空间辐射电》兹波和接收空间电》兹波，发送4妄收信号， 从而交换数据和信息。但是，由于无线USB Modem使用的环境、 用户使用的习惯等不一样，天线的性能要求和测试方法也会与手机 天线有不同的;也方。只于于手才几而言，如4可测i式和i平估手4几天线性能的问题，早在 1998年就有人在研究，如欧洲科4支合作研究中心(European Cooperation in the field of Scientific and Technical research, 简称为 COST)[l]。几年来，经过手才几生产厂商、暗室厂商、大学研究中心 和标准^f匕纟且织的研究和总结，国际纟且织Cellular Telecommunication and Internet Association (CTIA)才是出的空中(Over-The -Air,简称为 OTA)测试方法和标准[2]，主要是验证无线设备和网络的连接能力以 及终端4吏用者对辐射和接收性能的影响，进行辐射功率和接收灵敏 度两方面的测试，即总辐射功率(TRP)和总全向灵壽文度(TIS)， 测^式分为在自由空间(Free-space)禾口有人头才莫型(SAM Head Phantom)下进4亍。其中，TRP的含义是空间所有4妄收到终端辐射 功率的总和，也就是一个^求面积分，而在实际中测试不可能耳又无穷 点，要在满足一定的测试精度和测试速度要求下，对测试球面进行 测试点采样。CTIAOTA标准规定，TRP空间采样点的角度间隔取 为15度。类似的，标准失见定，TIS空间采才羊点的角度间隔耳又为30 度，因为TIS每一个空间采样点测试时间比TRP空间点测试时间要 长。目前，用于OTA测试的孩吏波暗室和测试台存在两种结构(1 ) 大圆法和(2)锥切法[2]。它们的本质是一样的，差别就是扫描角 度时，大圓法是测量天线不动，待测物体依次扫描方位角小和高低 角e上的釆样点，图2是大圓法的结构示意图；锥切法是待测物体沿方位角CJ)扫描、测量天线沿高低角6采样，如图3所示，其中，将低反射支撑结构作为e轴机械扫描架或者安装多个测试天线，有 单探头测试系统和多探头系统。多探头系统是将多个测量天线按照 预先设计暗室时定下的采才羊间隔均匀安装固定在e切面上，优点是 测试速度可以大大加快，缺点是4史准的难度增加、测试间隔也不能随意用软件更改。世界上知名的手机厂商和运营商根据CTIA OTA 标准规定的方法，都规定了手机需要达到的TRP和TIS要求；暗室 生产厂商也根据该标准，推出OTA测试系统，搭建暗室架构和转台 设备等硬件设施，编制软件控制硬件系统进行三维采样点测试，并 计算TRP、 TIS、进4亍三维方向图显示，如ETS Lindgren、 Satimo、 Howland等暗室厂家。对于无线USB Modem天线，由于通信4亍业内还没有统一的 OTA测试规范和标准，而没有自备电池的USB Modem必须要连到 笔记本电脑上一起i文到暗室里测试，因此，USB Modem空中性能 的测试、测试的暗室架构和测试方法与手才几空中性能的测试会有差 异。同时，用户使用USB Modem时，是用USB连接放到办公桌或 工作台上，而不是手持或靠近人头拨打和接听，不需要测试有SAM Head Phantom下的情况。因此，在无线USB Modem中，需要解决 的问题是利用现有手机空中性能测试系统和条件进行自由空间 (Free-space)下的OTA测试，科学地评估产品的天线性能。发明内容考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于， 一是供一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统和测试方法。根据本发明的一个方面，提供了一种无线USB调制解调器空中 性能的测试系统，包4舌暗室，以及i殳置在暗室中的测试台、测试天 线、和计算^几，其中，无线USB调制解调器通过USB线与打开的计算机连接，将计算机固定在测试台平面上；将USB调制解调器放 置在暗室的适当位置以对USB调制解调器进行锥切法测试。将USB调制解调器竖立放置在测试台中心。计算机可以是笔记本电脑。笔记本电脑的显示器和键盘平面呈一定角度。可以将笔记本电脑竖直或水平地;故置在测试台平面上。根据本发明的另 一方面，提供了 一种无线USB调制解调器空中 性能的测试方法，其包括步骤S202,通过测试系统利用锥切法来测试USB调制解调器 的多个三维空间采样点的值；以及步骤S204，根据所测得的多个三维空间采样点的值来计算USB 调制解调器的总辐射功率和总全向灵敏度。步骤S202可以包括USB调制解调器扫描方位角c])上的多个 三维空间采样点，以及测量天线扫描高^氐角6上的多个三维空间采 样点。计算总辐射功率所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以为 15度。计算总全向灵敏度所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以 为30度。通过上述技术方案，测试结果能反映实际使用和外场测试时的 用户体验核手机辐射接收性能，从而更好的利用现有的手机OTA测试暗室和转台硬件系统和软件系统，测试得到的三维方向图、TRP 和TIS的数据也能够反映出天线的辐射和4妻收特性。本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发 明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。
附图用来才是供对本发明的进一 步理解，并且构成说明书的 一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的 限制。在附图中图1示出了现有技术中USB调制解调器应用的示意图；图2示出了现有冲支术中通过大圓法测试手^/L的结构示意图；图3示出了现有才支术中通过锥切法测试手4几的结构示意图；图4示出了 4艮据本发明的无线USB调制解调器空中性能的测试 系统的 一 个实施例的示意图；图5示出了根据本发明的无线USB调制解调器空中性能的测试 系统的另一实施例的示意图；以及图6示出了根据本发明的无线USB调制解调器空中性能的测试 方法的流-呈图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明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发明，并不用于限定本 发明。图4和图5分别示出了一种无线USB调制解调器空中性能的测 i式系统，包4舌暗室，以及i殳置在暗室中的测试台2、测试天线、和 计算才几l，其中，无线USB调制解调器4通过USB线3与打开的 计算机1连接，将计算机1固定在测试台2平面上；将USB调制解 调器4》文置在暗室的适当位置以对USB调制解调器4进4于锥切法测 试。将USB调制解调器4竖立i文置在测试台中心。计算才几1可以是笔i己本电脑。笔记本电脑1的显示器和4建盘平面呈一定角度。可以将笔记本电脑1竖直或7jc平地放置在测试台平面上。参照图4，采用锥切法结构测试，将笔记本电脑1开机，LCD 屏幕打开与笔记本电脑4建盘平面成一定角度(如120度)，笔记本电 脑1 7K平方文置在测试台平面2固定，用USB线连冲妄到待测USB Modem 4上，USB Modem 4的^f立置与CTIA OTA ;現范《,切法结构中 手才几测试方文置的位置相同，即将USB Modem 4竖立力文在测试台中 心上。按照CTIA OTA测试方法，测试出USB Modem的三维空间 采才羊点的4直，计算出TRP、 TIS。相似的，TRP和TIS空间采才羊点 的角度间隔也可耳又为15度和30度。参照图5,采用锥切法结构测试，将笔记本电脑1开机，LCD 屏幕打开与笔记本电脑键盘平面成120度角度，笔记本电脑1垂直 于转台平面2竖直放置，用USB线3连接到待测USB Modem 4上， USB Modem 4的位置与CTIA OTA规范锥切法结构中手机测试放置 的位置相同，即将USB Modem 4竖立放在测试转台中心上。按照 CTIA OTA测试方法，测试出USB Modem的三维空间采样点的值， 计算出TRP、 TIS。相似的，TRP和TIS空间采才羊点的角度间隔也 可取为15度和30度。参照图6，提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试方 法，其包括步骤S202,通过测试系统利用锥切法来测试USB调制解调器 的多个三维空间采样点的值；以及步骤S204,根据所测得的多个三维空间采样点的值来计算USB 调制解调器的总辐射功率和总全向灵敏度。步骤S202可以包括USB调制解调器扫描方位角》上的多个 三维空间采样点，以及测量天线扫描高低角e上的多个三维空间采 样点。计算总辐射功率所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以为 15度。计算总全向灵壽文度所需的多个三维空间采样点之间的间隔可以 为30度。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 只于于本4页i或的^支术人员来i兌，本发明可以有各种更改和变^匕。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保护范围之内。
权利要求
1.一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统，包括暗室，以及设置在所述暗室中的测试台、测试天线、和计算机，其特征在于，所述无线USB调制解调器通过USB线与打开的所述计算机连接，将所述计算机固定在所述测试台平面上；将所述USB调制解调器放置在所述暗室的适当位置以对所述USB调制解调器进行锥切法测试。
2. 根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，将所述USB 调制解调器竖立;^文置在所述测试台中心。
3. 4艮据4又利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述计算才几是 笔"i己本电脑。
4. 才艮据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述笔记本电 脑的显示器和键盘平面呈一定角度。
5. 根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，将所述笔记本 电脑竖直或水平地;改置在所述测试台平面上。
6. —种通过上述权利要求中任一项所述的测试系统来测试无线 USB调制解调器空中性能的方法，其特征在于，包括以下步 骤步骤S202,通过所述测试系统利用锥切法来测试所述 USB调制解调器的多个三维空间采样点的值；以及步骤S204,根据所测得的所述多个三维空间采样点的值 来计算所述USB调制解调器的总辐射功率和总全向灵敏度。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S202包 括所述USB调制解调器扫描方位角cj)上的所述多个三维空 间采样点，以及测量天线扫描高^f氐角6上的所述多个三维空间 采样点。
8. 4艮据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述总辐射功 率所需的所述多个三维空间采样点之间的间隔为15度。
9. 才艮据权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述总全向灵 每文度所需的所述多个三维空间采样点之间的间隔为30度。
全文摘要
本发明提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试系统，包括暗室，以及设置在暗室中的测试台、测试天线、和计算机，其中，无线USB调制解调器通过USB线与打开的计算机连接，将计算机固定在测试台平面上；将USB调制解调器放置在暗室的适当位置以对USB调制解调器进行锥切法测试。本发明还提供了一种无线USB调制解调器空中性能的测试方法。从而，更好的利用现有的手机OTA测试暗室和转台硬件系统和软件系统，测试得到的三维方向图、TRP和TIS的数据也能够反映出天线的辐射和接收特性。
文档编号H04B17/00GK101217323SQ200810004528
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月16日 优先权日2008年1月16日
发明者王玲玲 申请人:中兴通讯股份有限公司