用于测试通信接收机性能的装置的制作方法

1.本发明涉及无线通信技术领域，具体地涉及一种用于测试通信接收机性能的装置。


背景技术：

2.无线通信射频设备的接收性能是评价通信系统整体性能的一个重要指标，因此在通信设备研发和生产阶段的射频前端性能测试尤为重要。随着5g商用化进程的加快，5g基站端的需求也呈现井喷现象，5g通信时代将出现小基站、微基站、纳基站、皮基站，甚至更小的飞基站。因此，5g基站中接收机的射频前端的性能测试的需求量巨大。
3.目前，在对5g基站中接收机的射频前端进行性能测试时，通常需要昂贵的专用通信测试设备，测试成本较高。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种用于测试通信接收机性能的装置，旨在解决现有技术中对5g基站中接收机的射频前端进行性能测试时成本较高的问题。
5.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于测试通信接收机性能的装置，用于测试通信接收机性能的装置包括：
6.控制台，用于配置新空口nr测试信号的波形参数；
7.信号发生设备，与控制台通信，用于接收波形参数，并根据波形参数生成nr测试信号；
8.射频拉远设备，包括待测射频接口，射频拉远设备与信号发生设备通信，用于通过待测射频接口接收信号发生设备发送的nr测试信号进行数模变换及上变频处理，得到处理后的信号；
9.射频拉远集线设备，与射频拉远设备通信，用于接收射频拉远设备发送的处理后的信号，并将处理后的信号转换为频域信号；
10.控制台还与射频拉远集线设备通信，还用于接收射频拉远集线设备发送的频域信号，并根据频域信号及波形参数确定性能测试结果。
11.在本发明实施例中，控制台还用于：
12.根据频域信号及波形参数确定信号的误差向量幅度或信噪比；
13.根据误差向量幅度或信噪比确定性能测试结果。
14.在本发明实施例中，控制台还用于：
15.通过tcpdump抓取频域信号，以得到pcap文件；
16.通过wireshark提取pcap文件中的i/q数据；
17.将i/q数据与波形参数进行匹配，以得到信号的误差向量幅度或信噪比。
18.在本发明实施例中，射频拉远设备包括：
19.第一信号处理单元，第一信号处理单元的输入端与待测射频接口电连接，第一信
号处理单元的输出端与射频拉远集线设备的第一输入端电连接，用于将nr测试信号进行数模变换及上变频处理，得到处理后的信号。
20.在本发明实施例中，射频拉远集线设备包括：
21.第二信号处理单元，第二信号处理单元的输入端与第一信号处理单元的输出端电连接，第二信号处理单元的输出端与控制台电连接，用于将时域信号转换为频域信号。
22.在本发明实施例中，第二信号处理单元包括：
23.去循环前缀子单元，去循环前缀子单元的输入端与第一信号处理单元的输出端电连接；
24.快速傅里叶变换子单元，快速傅里叶变换子单元的输入端与去循环前缀子单元的输出端电连接；
25.相位后补偿子单元，相位后补偿子单元的输入端与快速傅里叶变换子单元的输出端电连接；
26.子载波解映射子单元，子载波解映射子单元的输入端与相位后补偿子单元的输出端电连接，子载波解映射子单元的输出端与控制台电连接。
27.在本发明实施例中，射频拉远集线设备还包括：ecpri接口，去循环前缀子单元的输入端、去循环前缀子单元的输出端、快速傅里叶变换子单元的输出端、相位后补偿子单元的输出端及子载波解映射子单元的输出端均通过ecpri接口与控制台电连接；
28.控制台，还用于在接收到去循环前缀子单元的输入端和输出端发送的第一信号的情况下，根据第一信号对去循环前缀子单元进行位匹配验证，在接收到去循环前缀子单元的输出端和快速傅里叶变换子单元的输出端发送的第二信号的情况下，根据第二信号对快速傅里叶变换子单元进行位匹配验证，在接收到相位后补偿子单元的输出端和快速傅里叶变换子单元的输出端发送的第三信号的情况下，根据第三信号对相位后补偿子单元进行位匹配验证，在接收到相位后补偿子单元的输出端和子载波解映射子单元的输出端发送的第四信号的情况下，根据第四信号对子载波解映射子单元进行位匹配验证。
29.在本发明实施例中，射频拉远集线设备还包括：
30.第一cpri接口，第二信号处理单元的输入端通过第一cpri接口与第一信号处理单元的输出端电连接；
31.第二cpri接口，第二信号处理单元的输出端通过第二cpri接口与控制台电连接。
32.在本发明实施例中，用于测试通信接收机性能的装置还包括：
33.gps设备，用于输出时钟同步信号；
34.功分器，分别与gps设备、射频拉远集线设备的第二输入端及信号发生设备通信，用于获取时钟同步信号，并将时钟同步信号发送至射频拉远集线设备及信号发生设备。
35.在本发明实施例中，射频拉远设备的数量有多个，多个射频拉远设备分别与射频拉远集线设备电连接。
36.本发明实施例通过在装置中设置通过在装置中设置控制台，用于配置新空口nr测试信号的波形参数；信号发生设备，与控制台通信，用于接收波形参数，并根据波形参数生成nr测试信号；射频拉远设备，包括待测射频接口，射频拉远设备与信号发生设备通信，用于通过待测射频接口接收信号发生设备发送的nr测试信号，并将nr测试信号进行处理，得到处理后的信号；射频拉远集线设备，与射频拉远设备通信，用于接收射频拉远设备发送的
处理后的信号，并将处理后的信号转换为频域信号；控制台还与射频拉远集线设备通信，还用于接收射频拉远集线设备发送的频域信号，并根据频域信号及波形参数确定性能测试结果。通过结合市面上较常见的控制台和信号发生设备对接收机的射频接口进行测试，避免了使用整套专用测试设备，降低了测试成本。
37.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
38.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
39.图1是本发明实施例的用于测试通信接收机性能的装置的功能模块图；
40.图2是图1中用于测试通信接收机性能的装置一可选的结构示意图；
41.图3是图1中用于测试通信接收机性能的装置另一可选的结构示意图。
42.附图标号说明：
43.标号名称标号名称100控制台320第一信号处理单元200信号发生设备410第二信号处理单元300射频拉远设备411去循环前缀子单元400射频拉远集线设备412快速傅里叶变换子单元500gps设备413相位后补偿子单元600功分器414子载波解映射子单元310射频接口
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具体实施方式
44.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
48.本发明实施例提供一种用于测试通信接收机性能的装置。
49.图1是本发明实施例的用于测试通信接收机性能的装置的功能模块图。参照图1，本发明实施例中，用于测试通信接收机性能的装置可以包括控制台100，用于配置新空口nr测试信号的生成参数；信号发生设备200，与控制台100通信，用于接收生成参数，并根据生成参数生成nr测试信号；射频拉远设备300，包括待测射频接口，射频拉远设备300与信号发生设备200通信，用于通过待测射频接口接收信号发生设备200发送的nr测试信号，并将nr测试信号进行处理，得到处理后的信号；射频拉远集线设备400，与射频拉远设备300通信，用于接收射频拉远设备300发送的处理后的信号，并将处理后的信号转换为频域信号；控制台100还与射频拉远集线设备400通信，还用于接收射频拉远集线设备400发送的频域信号，并根据频域信号及生成参数确定性能测试结果。
50.需要说明的是，控制台100可以为电脑控制台100，例如笔记本电脑、台式电脑、平板电脑等，本发明实施例对此不加以限制。
51.可理解的是，新空口(new radio，nr)测试信号是根据第三代合作伙伴计划(the 3rd generation partnership project，3gpp)标准制定的5g nr信号或自由特定配置信号，通过该nr测试信号可以快速地对接收机的发射前端进行性能测试。
52.在一个示例中，控制台100配置完nr测试信号的波形参数后，将波形参数存储至本地，并通过rj
‑
45接口将波形参数发送至信号发生设备200，信号发生设备200根据波形参数生成nr测试信号。
53.在具体实现中，射频拉远设备300上可以具备一个或多个待测射频接口310，当需要对其中一个待测射频接口310进行性能测试时，将该待测射频接口310与信号发生设备200电连接，由信号发生设备200向该待测射频接口310发送nr测试信号，当需要对整个射频拉远设备300进行性能测试时，则需要将信号发生设备200依次与射频拉远设备300中的每一个待测射频接口310电连接进行独立测试，确定每一个射频接口310的性能，直至所有的射频接口310测试完毕，再计算整个射频拉远设备300的性能。
54.需要说明的是，射频拉远集线设备400是基站和射频拉远设备300之间的衔接设备，射频拉远集线设备400上可以具备一个或多个与射频拉远设备300电连接的接口，以实现一个基站挂载一个或多个射频拉远设备300。
55.在一个示例中，在射频拉远设备300有多个的情况下，多个射频拉远设备300分别与射频拉远集线设备400电连接。
56.射频拉远设备300在接收到nr测试信号后，将所述nr测试信号进行处理，得到处理后的信号，并将处理后的信号发送至射频拉远集线设备400，射频拉远集线设备400将处理后的信号转换为频域信号后，将频域信号发送至控制台100，控制台100则根据本地存储的波形参数以及接收到的频域信号确定性能测试结果。
57.在一个示例中，控制台100可以根据频域信号及波形参数确定信号的误差向量幅度或信噪比；根据误差向量幅度或信噪比确定性能测试结果。
58.具体地，控制台100可以通过tcpdump抓取频域信号，以得到pcap文件；通过wireshark提取pcap文件中的i/q数据；将i/q数据与波形参数进行匹配，以得到信号的误差向量幅度或信噪比。
59.在实现过程中，控制台100中可以设置采集单元、提取单元和分析单元，采集单元
通过网络数据采集分析工具tcpdump在与射频拉远集线设备400电连接的光纤口处抓取频域信号，以得到pcap文件，提取单元通过网络抓包工具wireshark的实时解包程序提取pcap文件中的i/q数据，分析单元调用配置信号发生设备200的nr测试信号时控制台100保存在本地的波形参数，并将波形参数与i/q数据进行匹配，经过数据分析程序运算，实时输出误差向量幅度或信噪比。
60.需要说明的是，pcap文件是常用的数据报存储格式，该文件中的数据是按照特定格式存储的。i/q数据指信号的i(同相位)值和q(正交相位)值。误差向量幅度是波形参数中的i和q分量与实际接收到的频域信号的i和q分量幅值之间的矢量差。
61.本发明实施例通过在装置中设置控制台100，用于配置新空口nr测试信号的波形参数；信号发生设备200，与控制台100通信，用于接收波形参数，并根据波形参数生成nr测试信号；射频拉远设备300，包括待测射频接口，射频拉远设备300与信号发生设备200通信，用于通过待测射频接口接收信号发生设备200发送的nr测试信号，并将nr测试信号进行处理，得到处理后的信号；射频拉远集线设备400，与射频拉远设备300通信，用于接收射频拉远设备300发送的处理后的信号，并将处理后的信号转换为频域信号；控制台100还与射频拉远集线设备400通信，还用于接收射频拉远集线设备400发送的频域信号，并根据频域信号及波形参数确定性能测试结果。通过结合市面上较常见的控制台100和信号发生设备200对接收机的射频接口310进行测试，避免了使用整套专用测试设备，降低了测试成本。
62.图2是图1中用于测试通信接收机性能的装置一可选的结构示意图。参照图1和图2，本发明实施例中，射频拉远设备300可以包括：第一信号处理单元320，第一信号处理单元320的输入端与待测射频接口310电连接，第一信号处理单元320的输出端与射频拉远集线设备400的第一输入端电连接，用于将nr测试信号进行数模变换及上变频处理，得到处理后的信号。
63.具体地，第一信号处理单元320在接收到待测射频接口310传输的nr测试信号后，对nr测试信号进行数模变换及上变频处理，得到处理后的信号。
64.进一步地，射频拉远集线设备400可以包括：第二信号处理单元410，第二信号处理单元410的输入端与第一信号处理单元320的输出端电连接，第二信号处理单元410的输出端与控制台100电连接，用于将处理后的信号转换为频域信号。
65.本发明实施例中，射频拉远集线设备400还可以包括：通用公共无线接口(common public radio interface，cpri接口)，第一信号处理单元320的输出端通过cpri接口与第二信号处理单元410的输入端电连接。
66.应当理解的是，射频拉远集线设备400中可以包括一个或多个cpri接口，射频拉远设备300可以和任意一个cpri接口电连接，同时射频拉远集线设备400中还需要配置射频拉远设备300所连接的接口号。
67.在一个示例中，射频拉远集线设备400还可以包括：第一增强型cpri(enhanced cpri，ecpri)接口，第二信号处理单元410通过第一ecpri接口与控制台100的光纤接口电连接，将频域信号发送至控制台100，以使控制台100根据频域信号评估接收机的射频前端的性能。
68.本发明实施例中，用于测试通信接收机性能的装置还可以包括全球卫星定位系统(global positioning system，gps)设备500，用于输出时钟同步信号；以及功分器600，分
别与gps设备500、射频拉远集线设备400的第二输入端及信号发生设备200通信，用于获取时钟同步信号，并将时钟同步信号发送至射频拉远集线设备400及信号发生设备200。
69.当然，为了实现射频拉远集线设备400与功分器600电连接，射频拉远集线设备400上还需要设置有gps接口，功分器600通过gps接口与射频拉远集线设备400通信。
70.应当理解的是，5g基站时钟同步的精度要求很高，通常要求精度应达到基站间空口时间误差小于
±
1.5μs，在对5g基站的接收侧的射频前端进行性能测试时，需要保障收发两端同步信号，以避免交叉时隙的干扰。
71.本发明实施例中5g基站采用卫星同步的方案实现时钟同步，在一个示例中，可以通过gps设备500输出时钟同步信号。在另一个示例中，可以通过北斗卫星输出时钟同步信号。在又一个示例中，可以通过gps设备500和北斗卫星双模工作，自动切换的方式，输出更加精确的时钟同步信号。
72.功分器也称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器按输出通常分为一分二(一个输入两个输出)、一分三(一个输入三个输出)等。功分器的主要技术参数有功率损耗(包括插入损耗、分配损耗和反射损耗)、各端口的电压驻波比，功率分配端口间的隔离度、幅度平衡度，相位平衡度，功率容量和频带宽度等。
73.gps设备500用于实现收发两端的同步。在一个示例中，gps设备500可以输出1pps 10mhz的信号，该信号通过功分器600输出至射频拉远集线设备400的第二输入端和信号发生设备200，保障了射频拉远集线设备400和信号发生设备200的时钟同步，射频拉远集线设备400通过cpri接口将该信号同步至射频拉远设备300，进而实现了射频拉远设备300与信号发生设备200的同步。
74.在具体实现中，按照图2连接控制台100和信号发生设备200、信号发生设备200和射频拉远设备300、射频拉远设备300和射频拉远集线设备400、射频拉远集线设备400和控制台100、gps设备500和功分器600，功分器600和射频拉远集线设备400、功分器600和信号发生设备200。
75.本发明实施例的测试流程如下：
76.控制台100配置nr测试信号的波形参数，将波形参数通过rj
‑
45接口发送至信号发生设备200，并将波形参数保存至本地。
77.控制台100配置射频拉远设备300的一个待测射频接口310。
78.信号发生设备200根据接收到的波形参数产生nr测试信号，nr测试信号经由待测射频接口310传输至射频拉远设备300。
79.射频拉远设备300中的第一信号处理单元320对nr测试信号进行处理，得到处理后的信号，并通过cpri接口将处理后的信号发送至射频拉远集线设备400。
80.射频拉远集线设备400中的第二信号处理单元410将处理后的信号转换为频域信号，经由第一ecpri接口将频域信号发送到控制台100。
81.控制台100对接收到的信号进行分析，以得到误差向量幅度或信噪比，并根据误差向量幅度或信噪比确定待测射频接口310的性能。
82.控制台100继续配置另一个待测射频接口310，信号发生设备200与另一个待测射频接口310电连接，实现对该另一个待测射频接口310的性能测试，直至射频拉远设备300中
所有的射频接口310测试完毕，根据所有的射频接口310的性能得到整个射频拉远设备300的性能测试结果。
83.本发明实施例通过在射频拉远设备300中设置第一信号处理单元320，在射频拉远集线设备400中设置第二信号处理单元410、第一ecpri接口和cpri接口，实现了nr测试信号到频域信号的转换，进而实现了控制台100对射频拉远设备300中射频接口310的测试，通过设置gps设备500和功分器600，实现了射频拉远集线设备400、射频拉远设备300与信号发生设备200的时钟同步。通过上述方案，实现了5g基站侧接收机的射频前端性能的简单、高效、实用的测试，该方案无需复杂的测试流程和专用通信测试设备，降低了测试成本。
84.图3是图1中用于测试通信接收机性能的装置另一可选的结构示意图。参照图1和图3，本发明实施例中，第二信号处理单元410包括：去循环前缀子单元411，去循环前缀子单元411的输入端与第一信号处理单元320的输出端电连接；快速傅里叶变换子单元412，快速傅里叶变换子单元412的输入端与去循环前缀子单元411的输出端电连接；相位后补偿子单元413，相位后补偿子单元413的输入端与快速傅里叶变换子单元412的输出端电连接；子载波解映射子单元414，子载波解映射子单元414的输入端与相位后补偿子单元413的输出端电连接，子载波解映射子单元414的输出端与控制台100电连接。
85.应当理解的是，循环前缀的使用能够有效避免符号间干扰与载波间干扰，本发明实施例中，去循环前缀子单元411的输入端接收到时域信号后，需要对接收到的时域信号进行去除循环前缀的操作，并将去除循环前缀后的信号发送至快速傅里叶变换子单元412的输入端。
86.快速傅里叶变换子单元412将接收到的信号进行快速傅里叶变换，并将变换后的信号发送至相位后补偿子单元413的输入端。
87.相位后补偿子单元413将接收到的信号进行相位滞后补偿，并将补偿后的信号发送至子载波解映射子单元414的输入端。
88.子载波解映射子单元414将接收到的信号进行逆映射，得到频域信号，并通过第一ecpri接口传输至控制台100。
89.在一个示例中，射频拉远集线设备400还包括：第二ecpri接口，去循环前缀子单元411的输入端、去循环前缀子单元411的输出端、快速傅里叶变换子单元412的输出端、相位后补偿子单元413的输出端、子载波解映射子单元414的输出端均通过第二ecpri接口与控制台100的光纤接口电连接；控制台100，还用于在接收到去循环前缀子单元411的输入端和输出端发送的第一信号的情况下，根据第一信号对去循环前缀子单元411进行位匹配验证，在接收到去循环前缀子单元411的输出端和快速傅里叶变换子单元412的输出端发送的第二信号的情况下，根据第二信号对快速傅里叶变换子单元412进行位匹配验证，在接收到相位后补偿子单元413的输出端和快速傅里叶变换子单元412的输出端发送的第三信号的情况下，根据第三信号对相位后补偿子单元413进行位匹配验证，在接收到相位后补偿子单元413的输出端和子载波解映射子单元414的输出端发送的第四信号的情况下，根据第四信号对子载波解映射子单元414进行位匹配验证。
90.应当理解的是，去循环前缀子单元411的输出端即为快速傅里叶变换子单元412的输入端、快速傅里叶变换子单元412的输出端即为相位后补偿子单元413的输入端、相位后补偿子单元413的输出端即为子载波解映射子单元414的输入端。
91.在具体实现中，将射频拉远集线设备400的第二ecpri接口与控制台100的光纤接口电连接，通过对射频拉远集线设备400中寄存器的配置，可以分别获取第二信号处理单元410中各子单元的输入信号和输出信号，控制台100可以根据各子单元的输入信号和输出信号对各子单元进行位匹配验证。例如，在控制台100中安装有matlab软件的情况下，matlab软件接收到其中一个子单元的输入信号和输出信号，判断接收到的输入信号和输出信号与软件中预设的相关参数是否一致，若一致，则说明该子单元是正常的，若不一致，则说明该子单元存在故障。
92.本发明实施例在进行环境搭建时，需要进行如下操作：
93.将射频拉远集线设备400的第一ecpri接口和第二ecpri接口分别与控制台100的两个光纤接口电连接。
94.将射频拉远设备300与射频拉远集线设备400上的任意一个cpri接口电连接，同时在射频拉远集线设备400中配置射频拉远设备300所连接的接口号。
95.将信号发生设备200与射频拉远设备300中的一个待测射频接口310电连接。
96.将gps设备500和功分器600电连接，功分器600与射频拉远集线设备400的gps接口电连接，功分器600还与信号发生设备200电连接，射频拉远集线设备400通过cpri接口将时钟同步至射频拉远设备300，即射频拉远设备300与信号发生设备200实现同步。
97.将控制台100通过rj
‑
45接口与信号发生设备200电连接。
98.每轮测试依次选取射频拉远设备300中的一个待测射频接口310与信号发生设备200连接独立测试，直至射频拉远设备300中所有的射频接口测试完毕。
99.本发明实施例的测试流程与上一实施例基本相同，在此不再赘述。
100.本发明实施例通过在第二信号处理单元410中设置去循环前缀子单元411、快速傅里叶变换子单元412、相位后补偿子单元413和子载波解映射子单元414，实现了对射频拉远设备300的射频接口310的测试。通过在射频拉远集线设备400中设置第二ecpri接口，并与控制台100通信，实现了对第二信号处理单元410中的各子单元进行断点数据位匹配验证，以排除第二信号处理单元410故障对射频接口310测试的影响，提高了测试的可靠性。
101.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。