嵌入式模块接收器噪声剖析的制作方法

专利名称：嵌入式模块接收器噪声剖析的制作方法
技术领域：
本发明的示范性实施例涉及计算机及计算机相关技术。明确地说，本发明的示范 性实施例涉及用于通过在无信号载波的情况下测量接收信号强度(例如，自动增益控制 (AGC)、RSSI、SNR等)而预测嵌入式无线装置接收器的性能的系统及方法。对于不提供参 考绝对功率的RSS的接收器来说，可使用外部基准音调以便将所测量的接收器载波噪声比 或信噪比数据按比例缩放到绝对功率。
背景技术：
随着计算及通信技术的进步，装置越来越多地集成许多组件以提高其多功能性及 性能。这些组件中的许多组件发射可耦合到所述装置的接收天线中的电磁噪声，从而使辐 射灵敏度降级。即使对于利用未受保护的频谱的装置(例如，WiFi、WiMAX等)来说，性能 降级可造成顾客不满意及支持成本。提前测试成本对于利用受保护频谱的装置来说可能甚至更大。需要总全向灵敏度 (TIS)测试来证明任何新装置适合在商业网络上使用，且所述TIS测试对于确保前向链路 服务的最低质量是必不可少的。然而，TIS测试是昂贵且耗时的过程，其需要在运营商指定 合格实验室(例如，蜂窝式电信及因特网协会(CTIA))处的正式测试。常规上，近场探针可定位装置内正造成射频(RF)发射的大体位置。然而，正在发 生此类RF发射的事实并不一定意味着这些发射将耦合到所述装置的天线中或以另外方式 使性能降级。因此，此种测试可在TIS测试之前导致不必要的修改或在TIS测试失败之后 证明为耗时的故障诊断方法。作为被此些证明要求置于十分不利地位的装置的实例，笔记本型计算机卖方通常 针对相同基本模型提供具有不同处理器速度、驱动器类型或显示器类型等的多个硬件配 置。每一配置可能具有在无线广域网络(WWAN)模块接收器频带或其它无线格式中具新干 扰源的可能性的不同RF发射分布。每一配置需要对辐射灵敏度的最新估计，且这向微小装 置修正及配置的引入增加显著开销。这对于笔记本型计算机卖方来说即使不是唯一阻碍， 也是特定阻碍。作为另一实例，测量嵌入式无线装置的接收器性能可在屏蔽射频环境中使用网络 模拟器。使用网络模拟器来使用RF屏蔽室内部的空中天线建立从仿真器到嵌入式无线装
5置的测试呼叫。通过监视从网络仿真器到无线装置的无线链路中的错误(例如，包错误率、 帧错误率、位错误率及符号错误率)而测量接收器性能。调整来自网络仿真器的信号电平， 直到建立目标无线链路错误率为止。每当调整网络仿真器时，错误链路测量循环需要300 到1000个数据包(或帧或位)以得到具统计意义的接收器性能测量。这些方法需要昂贵 的网络模拟器且花费长时间来找到多个信道处的目标链路错误率。作为又一实例，已提议可将频谱分析器连接到例如膝上型或笔记本型计算机等装 置中的嵌入式无线模块的天线。频谱分析器可通过扫描天线所接收的信号而检测噪声分 布。分析原始数据造成某些挑战。另一挑战为用频谱分析器进行测试的侵入性值所引入的 测试不确定性。将电缆插入到嵌入式天线的拆卸可能破坏装置的完整性，从而改变装置本 身的特性，改变装置的接地状态，且造成阻抗匹配问题。


图1为说明具有嵌入式无线装置的主机装置的一个实例的框图；图2为说明用于预测无线装置接收器的性能的方法的一个实例的流程图；图3为说明用于预测无线装置接收器的性能的方法的另一实例的流程图；图4为说明用以预测无线装置接收器的性能的组件的一个实例的框图；图5为可实施本发明系统及方法的环境的实例的图，其描绘在消声室中进行测试 的单独装置；图6为无线通信装置中可利用的各种组件的框图；图7为在嵌入于装置中以用于噪声分布测试(NPT)之前在屏蔽环境内经校准的接 收器模块的框图；图8为具有在远程无线控制下在屏蔽环境中进行测试的嵌入式接收器的装置的 框图；图9为具有正在进行噪声分布测试的能够报告信噪比数据的嵌入式全球定位系 统(GPS)接收器的装置的框图；图10为用于NPT应用程序的图形用户接口(GUI)的描绘；图11为NPT数据的统计性描述的曲线图；图12为NPT数据的依频率易变性的分析的曲线图；及图13为NPT数据的最易变信道的时间分析的曲线图。
具体实施例方式词“示范性”在本文中用以意指“充当实例、例子或说明”。本文中被描述为“示范 性”的任何实施例没有必要被解释为比其它实施例优选或有利。以下结合附图阐述的具体实施方式
既定作为对本发明的示范性实施例的描述，且 并不希望代表其中可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”意指 “充当实例、例子或说明”，且应不必被解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述具体实 施方式包括用于提供对本发明的示范性实施例的彻底理解的目的的特定细节。所属领域的 技术人员将明白，可在无这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在某些例子 中，为了避免使本文呈现的示范性实施例的新颖性模糊不清，以框图形式展示众所周知的
6结构及装置。本发明的示范性实施例包括用于装置自干扰的迅速评估的基于嵌入式接收器的 噪声底限剖析。在集成装置(例如，用于膝上型计算机的无线网络收发器)中利用用于其它 目的的线性、经校准的接收器可在既不用漫长、昂贵的总全向灵敏度(TIS)测试且也不用 未能忽视不经由嵌入式接收器的天线耦合的噪声的侵入性、成问题的频率分析器的情况下 确定自干扰。这种迅速评估噪声分布的能力可通过比较经TIS验证的配置与类似于经TIS 验证的配置的配置的噪声分布测试(NPT)而允许对所述类似于经TIS验证的配置的配置的 验证。举例来说，假设已由来自用于辐射性能的嵌入式接收器模块的噪声分布测试类似地 测试了集成装置的先前配置(“上代”)且通过TIS测试对其进行了验证，则可通过确定在 嵌入式接收器模块上测量的来自所述装置内的源的噪声分布优于上代配置或在上代配置 的可接受容限内而迅速地评估经修改的配置(“下代”)。在示范性实施例中，提供一种用于测试接收器灵敏度的方法。将无线装置嵌入于 主机装置中。将主机装置放置于射频(RF)屏蔽室中。启动主机装置中的噪声发射组件。控 制无线装置以在多个射频中测量接收功率。在另一示范性实施例中，提供至少一种用于测试嵌入于主机装置中的接收器的接 收器灵敏度的处理器，所述主机装置放置于射频屏蔽室中。第一模块启动主机装置中的噪 声发射组件。第二模块控制无线装置以在多个射频中测量接收功率。第三模块将针对所述 多个射频中之一随时间的多个数据样本记录于主机装置的本地存储装置中。在额外示范性实施例中，提供一种用于测试嵌入于主机装置中的接收器的接收器 灵敏度的计算机程序产品，所述主机装置放置于射频屏蔽室中。第一代码集合致使计算机 启动主机装置中的噪声发射组件。第二代码集合致使计算机控制无线装置以在多个射频中 测量接收功率。第三代码集合致使计算机将针对所述多个射频中之一随时间的多个数据样 本记录于主机装置的本地存储装置中。在再一示范性实施例中，提供一种用于测试嵌入于主机装置中的接收器的接收器 灵敏度的设备，所述主机装置放置于射频屏蔽室中。提供用于启动主机装置中的噪声发射 组件的装置。提供用于控制无线装置以在多个射频中测量接收功率的装置。提供用于将针 对所述多个射频中之一随时间的多个数据样本记录于主机装置的本地存储装置中的装置。在又一示范性实施例中，提供一种用于测试嵌入式接收器的接收器灵敏度的设 备。使用射频(RF)屏蔽室来包围包含嵌入式无线装置的主机装置。噪声分布测试组件启 动主机装置中的噪声发射组件且控制无线装置以在多个射频中测量接收功率。本发明系统及方法通过在嵌入式装置定位于主机中时记录无线装置的接收器 (RX)接收功率(例如，自动增益控制(AGC)、接收信号强度指示符(RSSI)等)来预测主机装 置对嵌入式无线装置的接收性能的影响。在一个实例中，不使用载波或导频信号来预测影 响。本发明系统及方法允许无线装置的接收器在将无线装置嵌入于发射任何类型的辐射噪 声的主机装置中时监视其自身RSSI。对于不提供参考绝对功率的RSS的接收器来说，可使 用外部基准音调以便将所测量的接收器载波噪声比或信噪比数据按比例缩放到绝对功率。 在无线装置的接收器上的所测量RSSI的增加与主机装置将对嵌入式无线装置的接收器灵 敏度性能的影响相关。本发明系统及方法与当前系统及方法相比为较快的且使用较少的外 部装备。举例来说，当前系统及方法使用外部装备来模拟无线装置的前向链路信号。
总全向灵敏度(TIS)(在新配置(“上代”)上执行的对辐射接收器性能的测量) 主要由以下三个因素影响(1)测试中装备(EUT)的接收器的传导灵敏度；(2) EUT(测试中 装备)的接收天线的效率；及⑶归因于来自集成EUT的辐射自干扰的接收器减敏性。存 在若干测试条件，其中(1)及(2)可为假定的不变量，从而剩下自干扰作为影响辐射接收器 性能的仅有变量。举例来说，用于接收器性能的由正式测试界定的中间频率(IF)测试(例 如，CTIA界定的IF测试)由相对于在充分测量TIS所在的最接近频率处观测的灵敏度来 进行对峰值灵敏度的快速评估组成。此测试方法是基于假定传导接收器性能及天线效率在 测试中的中间频率与最靠近的充分测量频率之间不显著改变。表面上，此测试的目标是检测由集成EUT在未执行充分TIS所在的频率下产生的 带内干扰信号。因为(1)、⑵及⑶对所测量TIS的绝对相应作用为未知的，所以此测试 仅作为相对测量而有意义-中间频率处的测量值必须总是参考最接近地(在频率上)测量 的TIS值。此概念的另一潜在应用是在使用相同接收器硬件及天线设计的一系列装置内估 计多个变量。举例来说，所述装置系列在含有嵌入式无线(例如，WWAN)模块及天线的笔记 本型计算机中是常见的。在此情况下，在一系列产品上使用相同的WWAN模块及天线规格。 然而，所述系列中的每一成员可拥有不同的形状因数或可包含不相同的子组件，例如不同 的液晶二极管(LCD)显示器、中央处理单元(CPU)等。如同在先前实例中，预期传导灵敏度 及天线效率在此装置系列的成员当中是不变的。然而，自干扰因素可能归因于其相应子组 件的潜在不同RF发射特性或在噪声子组件与WWAN接收器输入之间的不同耦合路径而在系 列成员当中变化。中间频率测试借助于峰值辐射灵敏度的相对测量来评估自干扰。或者，可使用EUT 自身的接收器来实现类似目标。将接收器调谐到特定频率及报告所测量功率电平的能力是 所有WWAN接收器的普遍特征，而不管空中接口标准如何。举例来说，普遍地使用例如接收 信号强度指示符(RSSI)及RXLEV等量用于系统检测及获取、开环功率控制、越区切换协商 及自动增益控制。在与所有外部RF能量源(例如，局域蜂窝式网络)隔离的测试环境中， 此特征提供对周围噪声电平的测量，所述周围噪声电平包含EUT接收器中的热噪声加上由 集成装置本身产生的任何干扰。
已发现，可在不执行严格空间积分的情况下确定对噪声的适当估计。
GM0) 等式(2)
其中n为天线效率，其在相同EUT的微小变量上是不改变的。一旦参考装置已经 历了充分TIS，便可通过作出传导性灵敏度及天线效率不改变的合理假定来单独基于噪声 底限升高而估计随后的微小变量。或者，噪声底限剖析可识别充分TIS的最坏候选者。如本申请案中所使用，术语“组件”、“模块”、“系统”等既定指代计算机相关实体， 其为硬件、硬件与软件的组合、软件或执行中软件。举例来说，组件可为(但不限于)在处 理器上运行的处理、处理器、对象、可执行程序、执行线程、程序及/或计算机。借助于说明， 在服务器上运行的应用程序与服务器两者可为组件。一个或一个以上组件可驻留于处理及 /或执行线程内，且组件可定位于一个计算机上及/或分布于两个或两个以上计算机之间。转向图式，图1为说明嵌入于具有处理器108的主机装置102中的无线装置104 的一个实例的示范性框图。举例来说，无线装置104可为码分多址(CDMA)无线电调制解调 器，且主机装置102可为膝上型计算机。本发明的示范性实施例允许用户快速确定主机装 置102的噪声对无线装置104的接收器106的影响。在一个实例中，将主机装置102 (例如，膝上型计算机)放置于射频(RF)屏蔽环境 中。可将主机装置102开启到其中处理器108正在运行的作用中状态。还可将无线装置 104开启到作用中接收状态(例如，其中接收器106正在测量当前接收器信道上的能量)。 可将无线装置104编程到装置104的接收频带中的每个信道。在每一信道处，针对无线装 置104记录接收功率(例如，AGC、RSSI等等)的测量值。举例来说，在某些实施模式中，使 用AGC测量值来确定RSSI。在一个实例中，不使用其它外部装备或信号源。除了无线装置104以外的仅有作 用中装置为主机装置102。针对无线装置104测量的所有能量(如装置104的RSSI所指 示)来自主机装置102。本发明的示范性实施例使用主机装置102的处理器108来控制嵌入式无线装置 104。处理器108可包括命令产生器110及RSSI读取器112。命令产生器110可产生处理 器108可经由通信端口(例如，通用串行总线(USB)、串行或外围组件互连(PCI))发布到无 线装置104的命令。可使用所述命令来设定无线装置104的接收器106的信道。RSSI读取 器112可接着跨越处理器108与无线装置104之间的接口读取所述信道的RSSI。可针对所 有可应用的频率频带及频率信道重复此过程。用以在单个信道上监视嵌入式无线装置104的接收测试可短到一个数据包或帧 长度。或者，嵌入式软件应用程序114(例如，无线二进制运行时环境(BREW)应用程序)可 正在无线装置104上运行以控制且记录无线接收器数据，所以不需要直接从处理器108到 无线装置104的通信链路。在一个实例中，增加校准以改进测试的准确性且解决天线增益型式。可使用标准 信号产生器以经由RF屏蔽室内部的天线以高于主机装置102所产生的噪声的恒定振幅驱 动正弦波。可在整个接收频带上的每个频率处记录无线装置104的RSSI。信号产生器输出 功率与整个接收频带上的RSSI的表可充当用于整个接收频带上的RSSI的相关因素。相关 因素还可校准无线装置的天线型式增益变化。此外，本文所描述的技术可用于例如⑶MA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA及其它系 统等各种无线通信系统。通常可互换地使用术语“系统”与“网络”。CDMA系统可实施例如 通用陆上无线电接入(UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA (W-CDMA)及CDMA的其它变体。CDMA2000涵盖IS-2000、IS-95及IS-856标准。TDMA系统可实施例如 全球移动通信系统(GSM)等无线电技术。0FDMA系统可实施例如演进型UTRA(E-UTRA)、超 移动宽带(UMB)、IEEE 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE802. 16 (WiMAX)、IEEE 802. 20、快闪OFDM 等 无线电技术。UTRA及E-UTRA为全球移动电信系统(UMTS)的部分。3GPP长期演进(LTE) 为UMTS的使用E-UTRA的即将到来版本，其在下行链路上使用0FDMA且在上行链路上使用 SC-FDMA。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE及GSM描述于来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP) 的组织的文献中。CDMA2000及UMB描述于来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组 织的文献中。这些各种无线电技术及标准在此项技术中为已知的。图2说明根据所主张的标的物的示范性方法及/或流程图。出于解释简单起见， 将所述示范性方法描绘并描述为一系列动作。应理解并了解，本创新不受所说明的动作及 /或动作次序的限制。举例来说，动作可以各种次序及/或同时发生，且与本文中未呈现并 描述的其它动作一起发生。此外，可能不需要所有所说明的动作来实施根据所主张的标的 物的方法。此外，所属领域的技术人员将理解并了解，方法可替代地经由状态图或事件而表 示为一系列相关状态。此外，应进一步了解，下文中及贯穿本说明书所揭示的方法能够存储 于制品上以促进将所述方法运输并传送到计算机。如本文中所使用的术语“制品”既定涵 盖可从任何计算机可读装置、载体或媒体存取的计算机程序。图2为用于预测无线装置接收器的性能的方法200的一个实例的流程图。可将无 线装置嵌入到主机装置中(202)。可将具有嵌入式无线装置的主机装置放置于RF隔离室 中(204)。可开启主机装置且将其设定到作用中状态(206)。还可开启无线装置且将其设 定到作用中接收状态(208)。可将无线装置编程到与无线装置相关联的接收频率频带中的 每一信道(210)。可在接收频率频带中的每一信道处记录RSSI (212)。图3为用于预测无线装置接收器的性能的方法300的另一实例的流程图。可将接 收器测试模块(例如，噪声剖析)加载于主机装置上(302)。可针对主机装置内部的接收器 的测试条件配置接收器测试模块(304)。可将主机装置放置于RF隔离室中(306)。在一个 实例中，针对典型操作条件配置主机装置。可基于接收器测试配置执行接收器测试。为了 执行所述测试，可接收无线电波信号(308)。可发射无线电波信号以尝试产生带内调制产物 (310)。可在测试条件中所指定的每一频率处将所测量/参考特性记入日志(312)。在一个实例中，作出关于是否实施本地分析的确定(314)。如果不实施本地分析， 则可传送日志记录以使得其可由另一装置进行分析(316)。如果实施本地分析，则可根据 所测量数据创建接收器噪声底限的分布(318)。可作出关于是否需要接收器校准的确定 (320)。如果不需要接收器校准，则方法300可结束。如果需要接收器校准，则可在向接收 器提供在其动态范围中的每一点处的RF功率的同时重复执行给定接收器测试(322)。此 外，可以测量校准数据调整接收器噪声底限分布(324)。图4为说明用以预测无线装置接收器的性能的组件的一个实例的框图。计算机 平台400可包括数据储存库402 (例如，硬盘驱动器)。储存库402可包括接收器测试模块 404。模块404可为噪声剖析工具。模块404可包括包含日志参数408及测试变量410的 装置测试配置406。接收器测试模块404可进一步包括性能逻辑412、用户接口 /视图414 及分析器模块416。在一个实例中，接收器测试模块404进一步包括装置测试日志418。测试日志418
10可包括装置测试配置419。测试配置419包括在如421处所描绘的无线装置的频率频带中 的每一信道处测量的无线装置接收器数据420。此数据可存储为所测量特性422。应用程 序编程接口(API) 424可用以与通信模块426介接。通信模块426可包括发射器模块428、 接收器模块430及天线系统432。图5为其中可实施本发明的系统及方法的环境500的实例。可将主机装置502放 置于RF隔离测试室504中。主机装置502可包括嵌入式装置(未图示)及测试模块(例 如，噪声剖析测试)，其被描绘为⑶I窗口 506。主机装置502可为室504中的仅有装置，且 装置502可不包括与其它装置或装备的连接，例如并入有执行测试且存储数据的噪声分布 测试(NPT)应用程序506。对于如所描绘的膝上型装置502来说，可使用例如110°等标准 盖开角。在下文论述的示范性实施例中，将计算机使用模型用作用于噪声产生的代表性基 线。明确地说，例程处理为重复性动作(例如，文件保存、绘制图表、执行电子表格计算，等 等)。此例程允许在配置上进行基准比对且针对预期噪声剖析提供实际噪声剖析(在最坏 情形下)。明确地说，启动噪声源，例如CPU、存储器、总线、硬盘驱动器、显示器、冷却风扇 等。计算机使用模型可进一步包括对硬件进行热浸、冷浸，或以另外方式在开始测试之前规 定最小或最大操作时间。进而，可标准化归因于主机装置502的各种组件上的热负载的作 用。替代地或另外地，NPT应用程序506可将主机装置502置于工厂测试模式中，其中 可在低电平下个别地控制各种组件。基线配置通常实行广泛范围的潜在噪声发射源，例如 显示器、硬盘驱动器马达、处理器、冷却风扇等。应了解，可由动态的自动化例程实现基线配 置，所述例程启动主机装置502上的可用组件的各种排列以确定每一装置对噪声分布作出 的个别作用。替代地或另外地，动态的自动化例程可确定特定配置的可用组件且经由分析 及/或凭经验而确定实现所要噪声分布的组合。举例来说，可确定最坏情况噪声分布。作 为另一实例，可确定在给定配置的操作使用期间可合理实现的最坏情况噪声分布。作为又 一实例，可确定最好情况噪声分布，例如以供用作比较点。可针对线性及非线性接收器实施本发明的示范性实施例。可在测试之前或在测试 之后创建接收器动态范围的校准表。可按比例缩放来自测试的所测量数据且将其插入到校 准表中。嵌入式无线装置可不具有反向链路(例如，媒体FLO广播接收器)。可将嵌入式装 置嵌入于膝上型计算机中。还可实施本发明的示范性实施例来测试单独装置(例如，智能 电话)、包括嵌入式接收器的黑匣子装置(例如，读表器)，等等。数据存储装置可在外部硬 盘驱动器上。可经由蓝牙或其它无线技术发射数据。可针对嵌入式无线装置的全部动态范 围及所有接收器增益设定实施本发明的示范性实施例。本发明的示范性实施例允许用户使无线装置的在其接收频带中的RSSI与其接收 灵敏度相关。本发明的示范性实施例通过在不需要任何外部测试装备的情况下收集数据而 实现所述优点。这降低了测试成本。其还通过仅收集RXAGC(或RSSI)而非收集无线链路 错误率(例如，RSSI对BER/PER/SER/FER)而允许较快的测量时间。另外，许多主机装置制造商并未经装备来执行标准接收器质量测量。举例来说，膝 上型计算机卖方不具有消声室来对嵌入于其膝上型计算机中的CDMA或UMTS模块执行精确
11的接收灵敏度测量。本发明的系统及方法所阐释的此测试方法允许其在标准EMC室中测量 其膝上型计算机对嵌入式调制解调器造成的干扰。图6说明无线通信装置602中可利用的各种组件。无线通信装置602为可经配置 以实施本文描述的各种方法的装置的实例。无线通信装置602可包括控制无线通信装置602的操作的处理器604。处理器604 还可称为中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)及随机存取存储器(RAM)两者的 存储器606向处理器604提供指令及数据。存储器606的一部分还可包括非易失性随机存 取存储器(NVRAM)。处理器604通常基于存储于存储器606内的程序指令而执行逻辑及算 术操作。存储器606中的指令可为可执行的以实施本文描述的方法。无线通信装置602还可包括外壳608，所述外壳608可包括发射器610及接收器 612以允许在无线通信装置602与远程位置之间发射及接收数据。可将发射器610与接收 器612组合为收发器614。可将天线616附接到外壳608且电耦合到收发器614。无线通 信装置602还可包括(未图示)多个发射器、多个接收器、多个收发器及/或多个天线。无线通信装置602还可包括可用以检测且量化收发器614所接收的信号的电平的 信号检测器618。信号检测器618可检测例如总能量、每伪噪声(PN)码片的导频能量、功率 频谱密度及其它信号等信号。无线通信装置602还可包括数字信号处理器(DSP)620以供 用于处理信号。无线通信装置602的各种组件可由总线系统622耦合在一起，所述总线系统622 除了数据总线以外还可包括功率总线、控制信号总线及状态信号总线。然而，为清楚起见， 图6中将各种总线说明为总线系统622。在图7中，噪声剖析系统700包括RF屏蔽环境702 (例如，消声室)。既定在集成 装置中作为嵌入式角色的接收器模块704可有利地具有高线性及经校准能力来扫描RF频 率。如果已经被校准，即使不是特别线性的，则已知依据频率及动态范围而变的任何需要的 测量调整。对于非常线性的装置来说，校准一个接收功率电平处的接收功率可用以校准动 态范围中的其它功率电平处的读数。在所述情况下，接收器模块704的测试可被限定于安 装状态下的单个频率接收测试，从而检验已知功率发射的接收功率。在其它情况下，接收器 模块704可具有感测接收功率(例如，RSSI)的未知线性及校准。一般来说，通过提供具有 已知辐射功率(在708处描绘为可选择的发射功率及频率)的RF噪声源706来针对单独 测试的接收器模块704(如图7中所描绘)实现最佳接收灵敏度。由接收器模块704使用 或者与接收器模块704成一体的天线710接收此辐射功率以测试校准。如果已知天线的方 向性，则可沿最大天线增益方向对准噪声源706，或者可在相对于噪声源706的各种方向上 测试接收器模块704以找到最大值。可经由电缆连接716将在描绘为膝上型计算机714的 计算平台上执行的噪声剖析测试(NPT)应用程序712连接到屏蔽环境702中。或者，可使 用可从接收器模块704读取所感测的接收功率的测试装备。在示范性实施例中，在正式测试之前，必须将接收器所报告的功率校准到已知的 传导信号源，例如信号产生器或小区站点模拟器。可以相隔至少10dB且高于无线接收器的 热噪声底限至少10dB的两个功率电平来检验线性。可在噪声剖析程序指定的所有频率信 道处检验校准。如果调整是必要的，则可在可能的任何时间在EUT内部的校准表中实施所 述调整，而非在噪声分布数据的后处理中进行实施。噪声剖析应用程序记录的接收功率样
12本可精确于士0. 5dB内。在使用相同接收器硬件的一系列装置内，仅有必要执行一次校准。在图8中，噪声剖析系统700可用以提供具有嵌入式接收器模块(图8中未展示) 的集成装置720的噪声分布，所述嵌入式接收器模块具有足够的线性及校准以用于扫描所 关注的射频范围且测量所接收的噪声功率。可如图7中所描绘地检验或确定此校准。图8 中描绘的测试布置提供适于某些情况的额外方面。举例来说，可例如在膝上型计算机714 上远程地执行NPT应用程序714，而非在集成装置720本身上执行NPT应用程序712。对于 具有使得此适当的计算或用户接口约束的某些集成装置来说，这可为适当的。举例来说，某 些便携式装置具有足够的处理能力来执行噪声剖析，但假如具有额外开发成本，那么可能 不方便使所述方法适用于不同计算平台。或者，所述处理/介接能力可能过于有限而不能 用于所述实施方案。NPT应用程序712的能力可包括⑴配置EUT接收器的模式及频带；⑵将EUT 接收器调谐到指定RF信道；(3)将EUT接收器置于其最高增益状态；(4)读取在经调谐频 率下由接收器报告的接收功率电平的可配置数目的样本；可编程以将接收器调谐到预定序 列的RF信道且在那些信道中之一处读取功率电平；(4)从所有分集接收链(如果存在)获 取功率数据；(5)将接收功率及支持数据存储于用逗号分隔的文本文件中以用于后处理及 分析；(6)实时标绘接收功率数据与频率；(7)使信号产生器的通用接口总线(GPIB)控制 同步以用于接收功率电平的扫掠校准；(8)在接收器数据收集期间启用及扫掠无线(例如， WWAN)发射器；(9)支持用于多频带、多模式及可重复性测试的自动化的脚本；及(10)以及 配置在启用应用程序与开始数据收集之间的时间延迟。因此，NPT应用程序714可将集成装置502、720放置于计算机使用模型中以便跨 越多个配置实现类似条件。可针对重复地加以使用以创建最坏情况噪声分布(例如，文件 读取/保存到硬盘驱动器、导致渲染某些显示等)的组件而实现标准化。还可通过指定周 围温度及对操作时间的限制而标准化内部组件温度。或者，可使用例如最坏情况状态(其 中启动每一潜在自生噪声源)等工厂测试状态实现计算机使用模型。实例是执行驱动马达 的重复启动，实行用户接口(例如，显示器、音频扬声器)，及运行实行处理器及共处理器以 及各种通信总线的例程。还可使发射器通电。所描绘的另一方面为在集成装置720与测试膝上型计算机714之间的无线连接 722。举例来说，个人局域网络(PAN)(例如，蓝牙)连接可避免可改变装置的完整性(例如， 接地状态改变)的侵入型电缆连接。此无线连接722可穿过适当管道724或附接于屏蔽环 境702内部的天线(未图示)。无线连接722的噪声作用可落于所关注的频率范围外部或 以另外方式被减轻。借助于本揭示内容应了解，NPT应用程序712的功能可分布于主机装置502、720与 远程测试装置(例如，膝上型计算机714)之间。举例来说，在主机装置上可存在有限效用 用于获得对由远程装置执行的分析、标绘及数据记录的足够组件控制。在图9中，噪声剖析系统800可包括在接收器模块(未图示)的环境804内的测 试，所述接收器模块提供信噪比或载波噪声比测量值而非对应于接收功率的绝对测量。举 例来说，集成装置804可包括测量信噪比(SNR)的嵌入式全球定位系统(GPS)接收器。此 GPS能力由一群GPS卫星806产生。在避免寄生外部噪声的环境804内测试装置804，这可 包括如图7到图8中所描绘的在远程环境中或在屏蔽环境中。已知发射器源808产生适当信号以供装置804检测，其可包括针对各种频率及在装置804的不同方位上测量S/N。举例 来说，对于广播信号在已知功率(例如，-llOdBm)上的迭代来说，如果预期系统噪声底限少 于-150dBM，则可在任何迭代中实现最小40dB的S/N,或者任何干扰器的存在将使最大可实 现S/N降低到少于40dB。在图10中，用于噪声剖析测试(NPT)的示范性图形用户接口(⑶I)窗口 900可有 利地记录及描绘每一嵌入式接收器的频率信道噪声曲线图902 (在904及906处所描绘)。 为了检测时间相依的噪声源，可针对每一信道取得许多数据样本，例如，如908处描绘的 50。对于其中将使用外部干扰器的情形来说，可指定910处描绘的测试仪器配置控制。在 示范性实施例中，嵌入式接收模块是具有发射器及接收器两者的无线模块。还可通过912 处描绘的控制来选择性地启动无线模块的发射器的使用。应了解，NPT⑶I窗口 900可适用于各种计算平台。此外，如本文中所使用，以非常 广泛的意义使用术语“确定”(及其语法变体)。术语“确定”包含广泛多种动作，且因此“确 定”可包括核算、计算、处理、导出、研究、查找(例如，查找表格、数据库或另一数据结构)、 探知等。而且，“确定”可包括接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据) 等。而且，“确定”可包括解析、选择、挑选、确立等。可使用多种不同技术及技艺中的任一者 来表示信息及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子 或其任何组合来表示贯穿以上描述可能参考的数据、指令、命令、信息、信号等。在图11中，由每一经测试信道的最大值的第一曲线932、百分之九十五曲线934、 平均值曲线936、中值曲线938及最小值曲线940所说明，可通过对环境高斯白噪声(AWGN) 作用的可见度以及短持续时间、寄生噪声源来对NPT测试的噪声分布结果930进行标绘及 分析。举例来说，针对给定应用程序可确定，充分噪声编码可处理高于百分之九十五的寄生 噪声，所以百分之九十五对于识别可影响接收器灵敏度的寄生噪声的频率来说是值得注意 的。在其它情况下，可参考中值噪声分布更好地分析总体性能，与受短持续时间自干扰影响 的平均噪声功率不同，其忽略寄生噪声作用。在图12中，噪声分布数据的统计性分析曲线图950提供范围曲线952，90%到 10%曲线954及标准偏差曲线956以给出对自干扰的性质的更好理解。在图13中，通过信道#101曲线972、信道#281曲线974及信道#316曲线976描 绘了三个最易变信道的时间曲线图970，其可有助于依据信道、时间及功率而定位特定寄生 噪声源978。借助于本揭示内容应了解，除了所描绘的那些分析以外或作为对那些分析的替代 方案，可选择其它统计性分析。举例来说，WCDMA装置的错误校正编码可补偿10%的错误， 其可与百分之九十分析相关。所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术及技艺中的任一者来表示信息 及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组 合来表示贯穿以上描述可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的实施例所描述的各种说明 性逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚 地说明硬件与软件的此互换性，上文已大体上在功能性方面描述了各种说明性组件、块、模 块、电路及步骤。将此功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。熟练的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但此类实 施方案决策不应被解释为导致脱离本发明的示范性实施例的范围。结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块及电路可用经设计 以执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现 场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其 任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规 处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处 理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配 置。结合本文中所揭示的实施例所描述的方法或算法的步骤可直接以硬件、以由处理 器执行的软件模块或以两者的组合来体现。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪 存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、 硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒 体耦合到处理器，使得所述处理器可从所述存储媒体读取信息及将信息写入到所述存储媒 体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。所 述ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用 户终端中。在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何 组合来实施。如果以软件来实施，则所述功能可作为一个或一个以上指令或代码而存储于 计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体及通 信媒体两者，所述通信媒体包括有助于将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。存 储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。借助于实例而非限制，此类计算机可读媒体 可包含RAM、ROM、EEPR0M、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装 置，或可用于以指令或数据结构的形式携载或存储所要程序代码且可由计算机存取的任何 其它媒体。而且，可适当地将任何连接称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电 缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波等无线技术而从网 站、服务器或其它远程源发射软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线 电及微波等无线技术包括在媒体的定义中。如本文中所使用的磁盘及光盘包括紧密光盘 (CD)、激光光盘、光学光盘、数字通用光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁 性方式再生数据，而光盘则用激光以光学方式再生数据。上述各项的组合也应包括在计算 机可读媒体的范围内。提供先前对所揭示示范性实施例的描述以使所属领域的技术人员能够制作或使 用本发明。所属领域的技术人员将易于了解对这些示范性实施例的各种修改，且可在不脱 离本发明的精神或范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它实施例。因此，本 发明并不希望限于本文中展示的实施例，而是应被赋予与本文中所揭示的原理及新颖特征 一致的最广范围。
1权利要求
一种用于测试嵌入式接收器的接收器灵敏度的方法，其包含将无线装置嵌入于主机装置中；将所述主机装置放置于射频(RF)屏蔽室中；启动所述主机装置中的噪声发射组件；及控制所述无线装置以在多个射频中测量接收功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含将无线网络收发器嵌入于所述主机装置中。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含记录针对所述多个射频中之一随时间取 得的多个数据样本。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含分析所述多个数据样本以标绘所述多个 射频的百分点图表以区分寄生噪声源与环境高斯白噪声源。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含分析所述多个数据样本以标绘最易变射 频的时间序列以特性化寄生噪声源。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在将所述无线装置嵌入于所述主机装置 中之前校准所述无线装置。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过将已知信号功率发射到无线装置而 校准可报告信噪比的所述无线装置。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含校准全球定位系统(GPS)无线装置。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过将所述主机装置置于工厂测试模式 中及个别地启动大容量存储装置、数据总线、显示器及处理器而启动所述主机装置中的噪 声发射组件。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含执行自动化例程以接连地选择性地启 动所述主机装置中的噪声发射组件以确定每一组件对接收功率的作用。
11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含通过引起对大容量存储器存储装置的 重复文件操作及通过引起对图像的处理与显示渲染而启动通用计算机的所述主机装置中 的噪声发射组件。
12.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含远程地控制所述主机装置以执行噪声 分布测试。
13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含经由无线通信链路远程地控制所述主 机装置。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含执行类似主机装置的总全向灵敏度(TIS)测试；及通过与所述类似主机装置比较噪声分布来验证所述第一主机装置。
15.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含提供由所述主机装置的计算平台执行的整体测试模块；及配置用于在密封所述RF屏蔽室之后进行自动测试的测试延迟。
16.至少一种用于测试嵌入于主机装置中的接收器的接收器灵敏度的处理器，所述主 机装置被放置于射频屏蔽室中，所述至少一种处理器包含第一模块，其用于启动所述主机装置中的噪声发射组件 ’及第二模块，其用于控制无线装置以在多个射频中测量接收功率；及 第三模块，其用于将针对所述多个射频中之一随时间的多个数据样本记录于所述主机 装置的本地存储装置中。
17.一种用于测试嵌入于主机装置中的接收器的接收器灵敏度的计算机程序产品，所 述主机装置被放置于射频屏蔽室中，所述计算机程序产品包含计算机可读媒体，其包含第一代码集合，其用于使得计算机启动所述主机装置中的噪声发射组件； 第二代码集合，其用于使得所述计算机控制无线装置以在多个射频中测量接收功率;及第三代码集合，其用于使得所述计算机将针对所述多个射频中之一随时间的多个数据 样本记录于所述主机装置的本地存储装置中。
18.一种用于测试嵌入于主机装置中的接收器的接收器灵敏度的设备，所述主机装置 被放置于射频屏蔽室中，所述设备包含用于启动所述主机装置中的噪声发射组件的装置； 用于控制无线装置以在多个射频中测量接收功率的装置；及用于将针对所述多个射频中之一随时间的多个数据样本记录于所述主机装置的本地 存储装置中的装置。
19.一种用于测试嵌入式接收器的接收器灵敏度的设备，其包含 射频(RF)屏蔽室；主机装置，其包含嵌入式无线装置；及噪声分布测试组件，其用于启动所述主机装置中的噪声发射组件及用于控制所述无线 装置以在多个射频中测量接收功率。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述无线装置包含位于所述主机装置中的无线 网络收发器。
21.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含所述噪声分布测试组件记录针对所述 多个射频中之一随时间取得的多个数据样本。
22.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含所述噪声分布测试组件分析所述多个 数据样本以标绘所述多个射频的百分点图表以区分寄生噪声源与环境高斯白噪声源。
23.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含所述噪声分布测试组件分析所述多个 数据样本以标绘最易变射频的时间序列以特性化寄生噪声源。
24.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含所述无线装置在嵌入于所述主机装置 之前经校准。
25.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含具有已知功率特性的测试RF发射器， 所述测试RF发射器被放置于所述屏蔽室中以用于校准可报告信噪比的所述无线装置。
26.根据权利要求19所述的设备，其中所述无线装置包含全球定位系统(GPS)无线装置。
27.根据权利要求19所述的设备，其中所述噪声分布测试组件用于将所述主机装置置 于工厂测试模式中及个别地启动大容量存储装置、数据总线、显示器及处理器。
28.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含所述噪声分布测试组件用于执行自动化例程以接连地选择性地启动所述主机装置中的噪声发射组件以确定每一组件对接收功 率的作用。
29.根据权利要求19所述的设备，其中所述主机装置包含通用计算机，所述噪声分布 测试组件引起对大容量存储器存储装置的重复文件操作及引起对图像的处理与显示渲染。
30.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含用于控制所述主机装置以执行噪声分 布测试的远程装置。
31.根据权利要求30所述的设备，其进一步包含在所述主机装置与所述远程装置之间 的无线通信链路。
32.根据权利要求31所述的设备，其进一步包含含有执行类似主机装置的总全向灵敏度(TIS)测试的所记录数据的存储媒体；且所述噪声分布测试组件用于通过与所述类似主机装置比较噪声分布而验证所述第一 主机装置。
33.根据权利要求19所述的设备，其进一步包含所述噪声分布测试组件执行用于在密 封所述RF屏蔽室之后进行自动测试的测试延迟。
全文摘要
本发明提供一种自测试预测系统，所述自测试预测系统通过记录嵌入式无线装置的接收功率而预测主机装置对所述无线装置的接收器性能的影响。预测所述影响不需要载波或导频信号。所述无线装置的嵌入式接收器根据来自所述主机装置的任何类型的辐射噪声来监视其自身的接收功率(例如，RSSI)。对于不提供参考绝对功率的RSS的接收器来说，可使用外部基准音调以便将所测量的接收器载波噪声比或信噪比数据按比例缩放到绝对功率。所述无线装置的接收器上的所测量的接收功率的增加与所述主机装置将具有的对所述嵌入式无线装置的接收器灵敏度性能的影响相关，从而与使用外部装备来模拟所述无线装置的前向链路信号的当前方法相比，提供具有较少外部装备的较快方法。
文档编号H04B17/00GK101855849SQ200880115153
公开日2010年10月6日 申请日期2008年11月6日 优先权日2007年11月7日
发明者丹尼斯·迈克尔·菲纳吉, 保罗·古基安, 克里斯托弗·布赖恩·鲍曼, 格雷戈里·艾伦·布赖特 申请人:高通股份有限公司