專利名稱：無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器及其產生方法
技術領域：
本發明涉及一種信號產生器，特別涉及一種無線廣域網絡測試系統的測 試信號產生器及其測試信號產生方法。
背景技術：
無線廣域網絡(Wireless Wide Area Network, WWAN)是一種具有廣大覆 蓋區域的通信系統，主要用于提供語音服務及較低速度的數據服務，例如目 前正在運行的全球移動通信系統(GSM)、通用分組無線業務(GPRS)、碼分多 址存取(CDMA)系統以及第三代移動通信(3G)系統，都屬于無線廣域網絡。
在無線廣域網絡測試系統中，信號產生器是不可缺少的一個工具，而無 線廣域網絡測試系統會產生一個信號源來仿真發射信號，來檢測實際目標， 進而驗證設備的功能及可靠性。但是因為這種測試系統的檢測儀器非常昂 貴，動輒幾十萬元，導致可供利用的資源非常有限，相對的測試成本也較高， 且大部份只有在生產線的實驗室才有這種設備，當研發人員對無線廣域網絡 的測試項目進行更改后，需要到生產線的實驗室作實驗才能驗證，這使得項 目開發效率受到了極大的影響。
因此，如何能提供一種低成本的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生 器及其測試信號產生方法，成為研究人員待解決的問題之一。
發明內容
鑒于以上的問題，本發明提供一種無線廣域網絡測試系統的測試信號產 生器及其測試信號產生方法，利用低成本的聲卡產生無線廣域網絡測試系統 所需的測試信號，并配合信號濾波電路以及信號放大電路提升測試信號的信 號質量，使其能符合無線廣域網絡測試系統的測試需求，并降低無線廣域網 絡測試系統的測試成本。
根據本發明所揭示的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器，用以產 生測試信號至無線廣域網絡測試系統，以提供無線廣域網絡測試系統進行一
信號質量測試作業，測試信號產生器包括音效處理接口，可安裝于計算機 系統中，具有信號輸入端與信號輸出端，于輸入端接收第一測試信號后，轉 換數字的第一測試信號為模擬的音頻信號，并由輸出端輸出音頻信號；信號 濾波電路，與音效處理接口電性耦接，用以濾除音頻信號中的高頻范圍、中 頻范圍或低頻范圍的噪音信號，以產生第二測試信號；及信號放大電路，與 信號濾波電路電性耦接，將第二測試信號作一放大處理，并輸出放大后的第 二測試信號至無線廣域網絡測試系統，以進行信號質量測試作業。
另外，根據本發明所揭示的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方 法，用以產生測試信號至無線廣域網絡測試系統，以提供無線廣域網絡測試 系統進行一信號質量測試作業，而測試信號產生方法包括下列步驟首先， 輸入第一測試信號至計算機系統中的音效處理接口 ，以使音效處理接口轉換
數字的第一測試信號為模擬的音頻信號；接著，提供信號濾波電路與音效處
理接口電性連接，用以濾除音頻信號的高頻范圍、中頻范圍或低頻范圍的噪
音信號，以產生第二測試信號；以及提供信號放大電路與信號濾波電路電性 連接，用以放大第二測試信號的信號強度，并輸出至無線廣域網絡測試系統。
通過這種無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器及其信號產生方法， 通過音效處理接口產生特定頻率的音頻信號，再配合信號濾波電路以及信號 放大電路提升音頻信號的信號質量，以作為無線廣域網絡測試系統的測試信 號，其中音效處理接口具有低成本以及方便安裝的特性，以降低測試成本， 并可提供研發人員實時對更改后的測試項目進行實驗，相對提升了項目開發 效率。
圖1為本發明的測試信號產生器的系統方塊圖；及
圖2為本發明的測試信號產生方法的步驟流程圖。
其中，附圖標記說明如下-
10音效處理接口
20信號濾波電路
30信號放大電路
40無線廣域網絡測試系統100測試信號產生器
具體實施例方式
現配合附圖對優選實施例詳細說明如下。
請參照圖1，為本發明的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器的系
統方塊圖。如圖1所示，本發明的測試信號產生器IOO包括音效處理接口 10、 信號濾波電路20與信號放大電路30。
音效處理接口 10，可安裝于一般臺式計算機系統或筆記本計算機系統 中，音效處理接口 10具有信號輸入端、信號輸出端與數字至模擬轉換(Digital to Analog Converter, DAC)電路，而音效處理接口 IO可以例如是聲卡，于信 號輸入端接收第一測試信號后，數字至模擬轉換電路轉換第一測試信號為音 頻信號，并由信號輸出端輸出音頻信號，其中第一測試信號可以例如是由計 算機系統播放預先錄制完成的聲音文件所產生且為數字信號，而音頻信號為 模擬信號。
本發明的音效處理接口雖然利用低成本的聲卡來實現，但優選可通過以 下的測試過程進行篩選，首先，利用數字音樂處理程序(例如，Cool Edit 2000) 產生一個純凈的正弦波信號,例如，頻率為1000Hz、 0dB文件，將這個正弦 波信號文件交給待測聲卡進行播放，并將待測聲卡的所有模擬輸入信號源全 部予以靜音，以避免聲卡輸出的音質被模擬信號源千擾。
接著，將待測聲卡的輸出調整至最大值，為的是不讓信號在數字處理上 有任何衰減。于待測聲卡發出聲音后，利用觀察數字音樂處理程序顯示的dB 值，調整待測聲卡的整體輸出音量，使其輸出音量盡量逼近0dB。
接下來，觀察待測聲卡輸出的諧波失真(Harmonic Distortion)現象，以 測試的1000Hz為例，依照倍數，觀察在2000Hz、 3000Hz、 4000Hz、 5000Hz 是否產生共振諧波。當2000Hz、 3000Hz、 4000Hz、 5000Hz產生的波峰值越 低越少時，代表這個待測聲卡的諧波失真越低，因此音質表現也就越好；相 反的，當2000Hz、 3000Hz、 4000Hz、 5000Hz產生的波峰值越高越多時，則 表示這個待測聲卡的諧波失真非常大，并不適合作為本發明的測試信號產生 器的音效處理接口。
另外，也可通過將待測聲卡設定使用最高采樣頻率，觀察其播放正弦波信號文件時是否產生信號中斷現象，若有，則不適合作為本發明的測試信號 產生器的音效處理接口，若無，則為優選的音效處理接口。
信號濾波電路20可以例如是通過單芯音頻屏蔽電纜與音效處理接口 10 電性連接，用以濾除由音效處理接口 10輸出的音頻信號中的噪音信號，以
產生具有較佳信號質量的第二測試信號。其中信號濾波電路20依照所濾除
噪音信號的頻率范圍可區分為低通濾波電路、高通濾波電路與帶通濾波電 路。低通濾波電路，用以接收音頻信號，并濾除音頻信號中的高頻噪音信號， 以產生低頻的第二測試信號。高通濾波電路，用以接收音頻信號，并濾除音 頻信號中的低頻噪音信號，以產生高頻的第二測試信號。帶通濾波電路，用 以接收音頻信號，并濾除音頻信號中的低頻噪音信號與高頻噪音信號，以產 生中頻的第二測試信號。
除了利用信號濾波電路20來濾除噪音信號外，本發明優選的可利用以
下方式降低噪音信號的干擾，由于噪音信號主要為計算機系統本身、計算機 輻射和環境噪音，而計算機系統本身的噪音主要來自于主機電源，音效處理
接口 10的電源信號取自計算機主板，因此主機電源的噪音會引入音效處理 接口 10，可通過選擇信噪比較高的主機電源來降低此噪音信號。
另外，由于接收T型波的設備(例如被檢驗設備和示波器等)，往往就放 在測試主機旁邊，而測試主機的高頻輻射會通過機箱縫隙而形成噪音，可通 過將測試設備與測試主機保持1米以外的距離來降低電磁輻射所引起的噪音 信號。
環境噪音是一個頻率僅有50赫茲的噪音分量，對于低頻輸出信號會有 很大的影響。可采用適當的屏蔽措施(例如，金屬屏蔽)來降低環境噪音。
信號放大電路30，與信號濾波電路20電性耦接，用以將信號濾波電路 20輸出的第二測試信號作一放大處理，并輸出放大后的第二測試信號至無線 廣域網絡測試系統40，以進行信號質量測試作業。其中第二測試信號為方波 信號，而信號放大電路30優選為光電耦合放大器電路。
請參照圖2，為本發明的測試信號產生方法的步驟流程圖。如圖2所示， 本發明的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方法包括下列步驟首先， 輸入第一測試信號至計算機系統中的音效處理接口 ，以使音效處理接口轉換 第一測試信號為音頻信號，如步驟200，而輸入第一測試信號同時也設定了音
效處理接口的采樣頻率和采樣位數。
一般來說，音效處理接口的采樣頻率值
可以例如是8,000Hz、 11,000Hz、 16,000Hz、 22,000Hz、 44，100Hz、 96，000Hz 或192，000Hz。音效處理接口的輸出位數可采用固定值，例如8位、16位或 24位，而輸出位數代表著音效處理接口進行數字至模擬轉換(DAC)時的轉換 精度，但要使輸出信號更接近理想值，優選為采用高采樣頻率。
上述的第一測試信號可以例如是由計算機系統播放預先錄制完成的聲 音文件所產生，而聲音文件可利用以下方式進行制作，首先，調用波形產生 函數，而波形產生函數的輸入參數包含輸出信號的周期、采樣頻率和轉換位 數。
由于測試信號需要連續發送，所以需要在波形產生函數后面加一個延時 函數，而加入延時函數是一種連續執行循環段的程序語法，在加入這個延時 函數后，可以將實際的音效處理接口的信號轉換周期的時間也計算在內，這 樣就能更加準確的輸出完整的音頻信號。
接著，再將音頻信號轉換成MP3或WAV文件格式，以制作出測試用的 聲音文件。
雖然無線廣域網絡測試系統需要的信號頻率范圍很大，但是在實際中測 試的時候，只需取出特定的頻率值作為測試信號源，而上述特定的頻率值可 根據測試需求或經驗值加以決定，且由于無線廣域網絡測試系統需要的是一 個方波信號，所以可通過設定音效處理接口輸出信號的周期以及占空比來產 生不同頻率的方波信號。
接下來，提供信號濾波電路與音效處理接口電性連接，濾除音頻信號的 噪音信號，以產生第二測試信號，如步驟201,其中依照所濾除噪音信號的頻 率范圍，信號濾波電路可區分為低通濾波電路、高通濾波電路與帶通濾波電 路。
在步驟201后，可獲得一個具有質量較佳的第二測試信號，但此第二測 試信號的信號強度無法直接被無線廣域網絡測試系統使用，因此，提供信號 放大電路與信號濾波電路電性連接，以放大第二測試信號的信號強度，并輸 出至無線廣域網絡測試系統，如步驟202 ，其中信號放大電路30優選為光 電耦合放大器電路。
綜上所述，本發明的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器及其信號 產生方法，通過音效處理接口產生特定頻率的音頻信號，再配合信號濾波電 路以及信號放大電路提升音頻信號的信號質量，以作為無線廣域網絡測試系 統的測試信號，其中音效處理接口具有低成本以及方便安裝的特性，以降低 測試成本，并可提供研發人員實時對更改后的測試項目進行實驗，相對提升 了項目開發效率。
雖然本發明以前述的優選實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發 明，任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作 一些的變動與潤飾，因此本發明的專利保護范圍應當以本說明書的權利要求 書為準。
權利要求
1. 一種無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器，用以產生一測試信號至一無線廣域網絡測試系統，以提供該無線廣域網絡測試系統進行一信號質量測試作業，該測試信號產生器包括一音效處理接口，安裝于一計算機系統中，具有一輸入端與一輸出端，于該輸入端接收一第一測試信號后，轉換該第一測試信號為一音頻信號，并由該輸出端輸出該音頻信號；一信號濾波電路，與該音效處理接口電性耦接，用以濾除該音頻信號中的噪音信號，以產生一第二測試信號；及一信號放大電路，與該信號濾波電路電性耦接，將該第二測試信號作一放大處理，并輸出放大后的該第二測試信號至該無線廣域網絡測試系統，以進行該信號質量測試作業。
2. 如權利要求1所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器，其特 征是該第二測試信號為一方波信號。
3. 如權利要求1所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器，其特 征是該信號濾波電路包括一低通濾波電路，接收該音頻信號，并濾除該音頻信號中的高頻噪音信號，以產生低頻的該第二測試信號；一高通濾波電路，接收該音頻信號，并濾除該音頻信號中的低頻噪音信 號，以產生高頻的該第二測試信號；及一帶通濾波電路，接收該音頻信號，并濾除該音頻信號中的低頻噪音信 號與高頻噪音信號，以產生中頻的該第二測試信號。
4. 如權利要求1所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器，其特 征是該第一測試信號是由該計算機系統播放一預先錄制完成的聲音文件所 產生。
5. 如權利要求1所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器，其特 征是該信號放大電路為一光電耦合放大器。
6. —種無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方法，用以產生一測試信 號至一無線廣域網絡測試系統，以提供該無線廣域網絡測試系統進行一信號 質量測試作業，該測試信號產生方法包括下列步驟輸入一第一測試信號至一計算機系統中的音效處理接口，以使該音效處 理接口轉換該第一測試信號為一音頻信號；提供一信號濾波電路與該音效處理接口電性連接，濾除該音頻信號的噪 音信號，以產生一第二測試信號；及提供一信號放大電路與該信號濾波電路電性連接，放大該第二測試信號 的信號強度，并輸出至該無線廣域網絡測試系統。
7. 如權利要求6所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方法，其 特征是該第二測試信號為一方波信號。
8. 如權利要求6所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方法，其 特征是該信號濾波電路包括一低通濾波電路，接收該音頻信號，并濾除該音頻信號中的高頻噪音信號，以產生低頻的該第二測試信號；一高通濾波電路，接收該音頻信號，并濾除該音頻信號中的低頻噪音信 號，以產生高頻的該第二測試信號；及一帶通濾波電路，接收該音頻信號，并濾除該音頻信號中的低頻噪音信 號與高頻噪音信號，以產生中頻的該第二測試信號。
9. 如權利要求6所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方法，其 特征是該第一測試信號是由該計算機系統播放一預先錄制完成的聲音文件 所產生。
10. 如權利要求6所述的無線廣域網絡測試系統的測試信號產生方法，其 特征是該信號放大電路為 一光電耦合放大器。
全文摘要
本發明提供一種無線廣域網絡測試系統的測試信號產生器及其測試信號產生方法，該測試信號產生方法是利用音效處理接口對測試信號進行信號轉換處理，以產生音頻信號，并通過信號濾波電路對音頻信號進行噪音濾除處理，最后通過信號放大電路提升音頻信號的信號強度，以產生無線廣域網絡測試系統所需的測試信號，由此降低無線廣域網絡測試系統的測試成本。
文檔編號H04L12/26GK101388804SQ20071015384
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者劉文涵, 志 王, 陳玄同 申請人:英業達股份有限公司