专利名称：测试通道时延差的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测试通道时延差的方法，应用于LTE系统以及后续可能出现的各种可变带宽的系统。
背景技术：
由于信号处理器件、通讯介质等因素，通信系统中通常存在着通道时延。下面要讨论的通道时延，是指接收端内部的器件时延，如图1所示。具体地说，天线10接收到信号后， 经过射频芯片12处理，转换为数字信号这个过程中所产生的时延。这里由低通滤波器产生的时延最大。并且，对于不同带宽的信号，由于低通滤波器的设置不同，导致经过该低通滤波器的时延存在较大的差异。通道时延跟系统带宽有着密切的关系，之前的通信系统如GSM、TD-SCDMA, WCDMA 等通信系统都是等带宽的系统，所以通道时延只要一开始测定，就不会再发生变化。而长期演进(LTE)系统，包括时分双工(TDD)系统和频分双工(FDD)系统，是带宽可变的通信系统，其带宽从1. 4MHz到20MHz不等。每个带宽下对应的通道时延也存在着较大的差异，如果仍旧使用统一的通道时延来应对各种带宽，会因为接收定时的偏差，从而影响接收质量， 甚至会导致接收译码错误。此外，现有的通道时延测试方法是通过使用示波器度量的方法来进行。这种方法存在的缺点是，需要人的参与，无法实现自动化测试，且测量精度不高，误差大。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种测试通道时延差的方法和系统，以解决现有技术存在的一个或多个问题。基于上述目的，本发明的一个方面提出一种测试通道时延的方法，该方法包括以下步骤a)向该待测终端发送载波频率为f。，且调制频率为f；的调频信号；b)向该待测终端通知接收信号的中心频点f。和一可变带宽范围内的待测带宽 Bi;c)在该待测终端进行接收，测量接收信号的相位相位φ1;d)根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位φο和该相位职计算相位差，并根据该相位差计算通道时延差；其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调频信号周期的正整数倍，且该调频信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。在本发明的一实施例中，在步骤C)或者d)之后还可包括e)确定是否遍历完该可变带宽范围内的待测带宽；f)如果未遍历完待测带宽，更改待测带宽Bi,并返回该步骤b)继续测试。在本发明的一实施例中，在步骤a)之前还包括接收对中心频点f。、该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。在此，根据该待测终端所基于的通信系统类型的设置计算该调制信号频率。在本发明的一实施例中，上述方法是在一主机、一可发出调频信号的仪表和该待测终端之间自动执行，其中在步骤a)中，利用该主机通知该仪表发送该调频信号；在步骤 b)中，利用该主机向该待测终端通知该中心频点f。和该待测带宽&。在本发明的一实施例中，该步骤d)可在该待测终端执行，且该待测终端存储通道时延差。在本发明的一实施例中，该步骤d)是在主机端执行，而在步骤d)之后还包括从该主机将待测带宽下的通道时延差通知该待测终端；以及在该待测终端存储通道时延差。在本发明的一实施例中，该待测终端所基于的通信系统包括LTE系统。本发明另提出一种测试通道时延差的系统，用以测试一待测终端的内部通道时延差，该系统包括仪表和主机。仪表用以发出一调频信号。主机连接该仪表及该待测终端，该主机用以通知该仪表向该待测终端发送载波频率为f。，且调制信号频率为f；的调频信号， 并且通知该待测终端基于中心频点f。和一可变带宽范围内的待测带宽Bi接收信号，然后根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位φο和该待测终端返回的接收信号的相位奶计算相位差，并根据该相位差计算通道时延差。其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调制信号周期的正整数倍，且该调制信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。在本发明的一实施例中，该主机还提供一操作界面，用于接收对中心频点f。、该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。在本发明的一实施例中，该主机还用于确定是否遍历完一可变带宽范围内的待测带宽，如果未遍历完待测带宽，该主机更改待测带宽Bi,并重新开始测试。在本发明的一实施例中，该主机还用于将各个待测带宽下的通道时延差通知该待测终端。本发明还提出另一种测试通道时延差的系统，用以测试一待测终端的内部通道时延差，该系统包括仪表和主机。该仪表用以发出一调频信号。主机连接该仪表及该待测终端，该主机用以通知该仪表向该待测终端发送载波频率为f。，且调制信号频率为f；的调频信号，并且通知该待测终端基于中心频点f。和一可变带宽范围内的待测带宽Bi接收信号。 其中，在该待测终端进行接收，测量接收信号的相位职，并且该待测终端根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位φο和该相位职计算相位差，然后根据该相位差计算通道时延差。其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调制信号周期的正整数倍，且该调制信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。在本发明的一实施例中，该主机还提供一操作界面，用于接收对中心频点f。、该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。在本发明的一实施例中，该主机还用于确定是否遍历完一可变带宽范围内的待测带宽，如果未遍历完待测带宽，该主机更改待测带宽Bi,并重新开始测试。在本发明的一实施例中，该待测终端所基于的通信系统包括LTE系统。本发明由于采用上述的测试通道时延差的方法和系统，通过设置特定频率的调频信号作为被测信号，并且根据相位差来获得时延差，可以自动化执行测量，并且可以方便的测量不同带宽的通道时延差。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明，其中图1示出接收端内部的通道时延示意图。图2示出本发明一实施例的通道时延差的测试系统。图3示出不同带宽下的通道时延示意图。图4示出本发明第一实施例的测试方法流程图。图5示出本发明第二实施例的测试方法流程图。图6示出图5所示实施例的变化例。
具体实施例方式图2示出通道时延的测试系统。在图2中，终端100为等待测试通道时延的对象， 在本发明的实施例中，终端100可为手机或者具有类似通信功能的便携移动终端。终端100 可以基于LTE系统，当基于LTE系统时，终端具有可变的带宽。终端100的内部时延可参照图1所示的通道时延示意图。在此，使用仪表200和主机300对终端100进行通道时延测试。仪表200为可以产生并发射具有中心频点在f。，并且被一频率fe调制的调频测试信号的仪表。在本发明的一实施例中，调频测试信号可为单音信号，即载波和调制信号都是正弦波的信号。在本发明的其他实施例中，调频测试信号可以是基于方波、三角波(包括仪表能够产生的具有周期性、且周期内具有一定变化规律的信号)产生。仪表200与终端100之间相隔一定的距离，终端100从仪表200接收测试信号。主机300用以设置测试参数，并控制测试进程。在测试结束后，主机300可向外部输出测试结果，以及/或者直接呈现测试结果。在实际应用例中，主机300可配置为个人计算机，例如台式计算机或者笔记本计算机，其上运行测试程序。测试程序向测试人员提供操作界面，以供选择接收带宽，启动测试，并且呈现测试结果。在一实施例中，主机300和终端100之间，以及主机300和仪表200之间可以通过
有线方式连接。测试时，仪表200可采用如上述的单音信号，固定在中心频点f。发送调制频率f； 为正弦波，调制到基带后的频率f；根据系统的帧长和最大可能的通道时延来确定。f；的确定方法如下1.首先以系统的帧长作为系统的基本定时，要求能够包含整数个单音信号，即系统的帧长必须为正弦波周期T的正整数倍，T = l/fe ；2.最大可能的通道时延τ必须小于正弦波的周期Τ;3· λ/T = C。其中，c为光速。例如，对于LTE系统，帧长为1ms，则fe必须为IOOKHz的正整数倍，这样才能满足
6条件1。另外，最大通道时延一般和带宽有关，且带宽越小，通道时延越大。对于LTE系统来说，最大通道时延在带宽下限1. 4MHz下产生，其值大致为2 !Bus的量级，所以，为了满足条件2，所以必须使得fe的值小于500KHz。终端100通过设置一基于中心频点f。的接收带宽，在相距间隔帧长的地方分别来接收一个系统帧长的数据。由于系统帧长为正弦波长的整数倍，所以就可以保证在无内部通道时延的条件下，终端100开始接收的时间点相对于发送端发送波形零点的初始相位是完全一样的，而剩余的相位偏差是因为信号通过终端100内部的射频滤波器等器件而额外引入的。这样，分别统计每段接收数据中的相位φ，然后按照下述公式1，将其差值转换为时间，就是在该接收带宽下的通道时延。Γ = (ζ3 + 2;τ)χΓ (公式 1)在此，对于具有可变的带宽的LTE系统，终端100在1. 4MHz到20MHz之间的不同接收带宽下测试通道时延。图3示出几个不同接收带宽下的通道时延示意图。参照图3所示，在20MHz带宽下，通道时延为τ 1 ;10MHz带宽下，通道时延为τ 2 ;5MHz带宽下，通道时延为τ 3，以此类推。测试程序通过记录不同带宽下的相位，通过计算就能得到不同带宽的通道时延。值得一提的是，考虑到通道时延的引入很大部分是因为低通滤波器的工作导致， 所以如果带宽越大，那么相应的低通滤波器参数配置将越简单，对应的通道时延也就越短。 基于此前提，可以以系统最大带宽接收测得的相位φο为基准，结合其他带宽下测得的相位 (P1，即可得到对应的相位差Αφ:Αφ = (2π + φ1 - φ0 )%2;r (公式 2)又由于仪表信号的条件限定，正弦波的波长小于最大可能的通道时延，所以相位差Δφ必定在0 之间，通道时延差Δ τ的计算公式如下Δτ" = (Δζ3 + 2;τ)χΓ (公式 3)当然，这只是一种较佳的示例，事实上，可以在可变带宽范围内选定任一带宽，以该带宽下的相位作为参考相位(Po，来获得其余各待测带宽下的通道时延差Δ τ。根据以上的过程，归纳出本发明一实施例的测试方法基本流程。该实施例将利用图2所示的测试系统来描述，但是可以理解，本发明实施例的测试方法的执行并不依赖于特定的测试系统。作为举例，一个集成了发送调频信号功能和测试进程控制功能的专用测试系统可被用来代替上述的包含仪表和主机的特定系统来执行测试方法。图4示出本发明第一实施例的测试方法流程。该实施例用以测试具有可变带宽的终端。在测试前，对主机300的操作界面进行参数设置，例如系统的类型(LTE等)，中心频点f。，可变带宽范围B等。根据系统的类型，主机300可确定调频信号的频率f；。参照图4 所示，本实施例的步骤如下步骤S11，主机300通知仪表200发送载波频率为f。，调制频率为f；的调频信号。步骤S12，主机300向待测终端100告知接收信号所基于的中心频点f。和待测带宽Bi ；在此带宽Bi为可变带宽范围B内的带宽。例如，当可变带宽范围B是1. 4MHz至 20MHz时，带宽Bi可为该范围内的任一值。
步骤S13，待测终端100进行事件接收，测量接收信号的相位φ1;步骤S14，主机300判断是否所有待测带宽均遍历完成，若是，进入到步骤S16，否则跳转到步骤S15。步骤S15，主机300修改带宽Bi,重复步骤S12，直至所有待测带宽均遍历完成；在此，获得了可变带宽范围B内在内的所有待测带宽Bi的相位，包括最大带宽下的参考相位φο。在遍历完成后，主机300的工作结束，不再发送通知给待测终端loo。如前文所述，作为替代，也可以选择最大带宽以外的其他带宽下的相位作为参考相位。步骤S16，待测终端100先利用各个待测带宽Bi下的相位奶和参考相位φο，根据公式2计算各个相位差Δφ，并根据公式3获得各个通道时延差Δ τ。步骤S17，待测终端100将计算结果写入终端内部的存储单元。在本实施例中，虽然以顺序方式描述了测试方法流程，但是可以理解，方法可以有其他执行顺序。在主机300执行的步骤S14可以在待测终端300执行的步骤16或者步骤 17的同时执行，或者更晚执行。图5示出本发明第二实施例的测试方法流程。该实施例用以测试具有可变带宽的终端。与前一实施例不同的是，计算通道时延差的步骤放在主机内执行。在测试前，对主机 300的操作界面进行参数设置，例如系统的类型(LTE等)，中心频点f。，可变带宽范围B等。 根据系统的类型，主机300可确定调频信号的频率f；。参照图5所示，本实施例的步骤如下步骤S21，主机300通知仪表200发送载波频率为f。，调制频率为fe的调频信号；步骤S22，主机300向待测终端100告知接收信号的中心频点f。和待测带宽Bi ；在此带宽Bi为可变带宽范围B内的带宽。例如，当可变带宽范围B是1. 4MHz至 20MHz时，带宽Bi可为该范围内的任一值；步骤S23，待测终端100进行事件接收，测量接收信号的相位恥，并向主机300返回相位职；在此，初始相位可以是调制信号的波形起始点，在该点没有通道时延；步骤S24，主机300判断是否所有待测带宽均遍历完成，若是，进入到步骤S26，否则跳转到步骤S25。步骤S25，主机300修改待测带宽&，重复步骤S12，直至所有待测带宽均遍历完成；在此，获得了可变带宽范围B内在内的所有待测带宽Bi的相位，包括最大带宽下的参考相位φ0。步骤S26，主机300先利用相位职和参考相位φο，根据公式2计算相位差Δφ，并根据公式3获得通道时延差Δ τ ；如前文所述，作为替代，也可以选择最大带宽以外的其他带宽下的相位作为参考相位φο。步骤S27，主机300将可变带宽范围B的各个待测带宽下的通道时延差通知待测终端 100 ；步骤S28，待测终端100将该结果写入终端内部的存储单元。
在本实施例中，虽然以顺序方式描述了测试方法流程，但是可以理解，方法可以有其他执行顺序。在图6所示的变化例中，如果已经获得参考相位φο，在主机300在步骤S23 之后，执行步骤S24’，先计算当前带宽下的通道时延差Δ τ。本发明的上述实施例所提出的一种测试通道时延差的方法，与现有测试方法相比，具有以下优点1、采用简单的收发原理，达到测试结果的准确性和可靠性；2、不同带宽分别测试，各测试相互之间存在一定的独立性；3、针对不同带宽的测试结果，融合测试结果并自动转换为时延差；4、实现简单，可以在批量生产中进行自动测试。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种测试通道时延差的方法，用以测试一待测终端的内部通道时延差，该方法包括以下步骤a)向该待测终端发送载波频率为f。，且调制频率为f；的调频信号；b)向该待测终端通知接收信号的中心频点f。和一可变带宽范围内的待测带宽Bi；c)在该待测终端进行接收，测量接收信号的相位φ1;d)根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位φο和该相位职计算相位差，并根据该相位差计算通道时延差；其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调频信号周期的正整数倍，且该调频信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c)之后还包括e)确定是否遍历完该可变带宽范围内的待测带宽；f)如果未遍历完待测带宽，更改待测带宽&，并返回该步骤b)继续测试。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)之后还包括e)确定是否遍历完该可变带宽范围内的待测带宽；f)如果未遍历完待测带宽，更改待测带宽Bi,并返回该步骤b)继续测试。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前还包括接收对中心频点f。、 该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据该待测终端所基于的通信系统类型的设置计算该调制信号频率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，是在一主机、一可发出调频信号的仪表和该待测终端之间自动执行，其中在步骤a)中，利用该主机通知该仪表发送该调频信号；在步骤b)中，利用该主机向该待测终端通知该中心频点f。和该待测带宽&。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤c)之后还包括e)该主机确定是否遍历完该可变带宽范围内的待测带宽；f)如果未遍历完待测带宽，该主机更改待测带宽Bi,并返回该步骤b)继续测试。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤d)之后还包括e)该主机确定是否遍历完该可变带宽范围内的待测带宽；f)如果未遍历完待测带宽，该主机更改待测带宽Bi,并返回该步骤b)继续测试。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，该步骤d)是在该待测终端执行，且该待测终端存储通道时延差。
10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，该步骤d)是在主机端执行，而在步骤 d)之后还包括从该主机将待测带宽下的通道时延差通知该待测终端；以及在该待测终端存储通道时延差。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前还包括该主机接收对中心频点f。、该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该主机根据该待测终端所基于的通信系统类型的设置计算该调制信号频率。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该待测终端所基于的通信系统包括LTE系统。
14.一种测试通道时延差的系统，用以测试一待测终端的内部通道时延差，包括 仪表，用以发出一调频信号；主机，连接该仪表及该待测终端，该主机用以通知该仪表向该待测终端发送载波频率为f。，且调制信号频率为的调频信号，并且通知该待测终端基于中心频点f。和一可变带宽范围内的待测带宽Bi接收信号，然后根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位φ 和该待测终端返回的接收信号的相位奶计算相位差，并根据该相位差计算通道时延差，其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调制信号周期的正整数倍，且该调制信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，该主机还提供一操作界面，用于接收对中心频点f。、该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，该主机还用于确定是否遍历完一可变带宽范围内的待测带宽，如果未遍历完待测带宽，该主机更改待测带宽Bi,并重新开始测试。
17.如权利要求14或16所述的系统，其特征在于，该主机还用于将各个待测带宽下的通道时延差通知该待测终端。
18.如权利要求14所述的系统，其特征在于，该待测终端所基于的通信系统包括LTE系统。
19.一种测试通道时延差的系统，用以测试一待测终端的内部通道时延差，包括 仪表，用以发出一调频信号；主机，连接该仪表及该待测终端，该主机用以通知该仪表向该待测终端发送载波频率为f。，且调制信号频率为的调频信号，并且通知该待测终端基于中心频点f。和一可变带宽范围内的待测带宽Bi接收信号；其中，在该待测终端进行接收，测量接收信号的相位职，并且该待测终端根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位φο和该相位职计算相位差，然后根据该相位差计算通道时延差；其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调制信号周期的正整数倍，且该调制信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，该主机还提供一操作界面，用于接收对中心频点f。、该可变带宽范围内的一个或多个待测带宽、以及该待测终端所基于的通信系统类型的设置。
21.如权利要求19所述的系统，其特征在于，该主机还用于确定是否遍历完一可变带宽范围内的待测带宽，如果未遍历完待测带宽，该主机更改待测带宽Bi,并重新开始测试。
22.如权利要求19所述的系统，其特征在于，该待测终端所基于的通信系统包括LTE系统。
全文摘要
本发明涉及一种测试通道时延差的方法和系统，主要解决可变带宽的终端的通道时延差测量。该方法包括以下步骤a)向该待测终端发送载波频率为fc，且调制频率为fe的调频信号；b)向该待测终端通知接收信号的中心频点fc和一可变带宽范围内的待测带宽Bi；c)在该待测终端进行接收，测量接收信号的相位d)根据该可变带宽范围内的一选定带宽下的一参考相位和该相位计算相位差，并根据该相位差计算通道时延差；其中该待测终端所基于的通信系统的帧长为该调频信号周期的正整数倍，且该调频信号周期大于该待测终端内部的最大通道时延。
文档编号H04B17/00GK102546040SQ20101060101
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者袁晓 申请人:联芯科技有限公司