專利名稱：測試ism頻段無線通信產品靈敏度的系統及測試方法
技術領域：
本發明涉及測試無線通信產品靈敏度的系統及測試方法。
背景技術：
ISM頻段主要供給工業、科學、醫學三個機構使用，該頻段是依據美國聯邦通訊委員會指定的，它沒有使用授權的限制。美國有三個ISM頻段，分別是902-928MHZ、 2400-2483MHz, 5725-5850MHz ； 2. 4GHz為各國共用的ISM頻段。目前無線局域網、藍牙、 ZigBee等無線網絡，均可工作在2. 4GHz頻段上。工作于2. 4GHzISM頻段的無線產品克服了線纜的束縛，具有使用靈活的優點，因此在現代社會得到廣泛應用。但隨之而來也引入了新問題，比如，無線信道環境非常復雜， 障礙物的繞射和散射、地面和建筑物的反射會導致無線信號產生嚴重的衰落現象，從而影響接收機的靈敏度。目前常用的工作于2. 4-2. 5GHz的測試儀器，比如，Agilent的N4010A等一些測試儀器，為無線局域網、藍牙、ZigBee提供了包括接收機靈敏度在內的收發性能一體化測試過程。但這些傳統的測試方案也存在如下一些問題(1)無法模擬真實情況。Agilent傳統的測試方案是分別對通信產品的發射機和接收機進行測試。也就是說將發射機同相關的測試儀器連接起來，單獨測試發射機的指標； 將測試儀器同接收機連接起來，單獨測試接收機的指標。無法通過Agilent的測試儀器測試通信系統實際工作時的靈敏度指標。(2)性價比低。目前芯片制造商針對ISM頻段的每一種通信標準都研制了相應的芯片，這些芯片本身就符合相應的標準，因此采用這些芯片的通信產品也基本滿足這個通信標準要求的發射功率、靈敏度、頻譜模板等要求。因此不需用N4010A對每一套產品都進行細致的測試，就能保證產品的質量。(3)測試儀器價格高。Agilent公司的測試儀器價格昂貴，而且針對每一種產品還需單獨購買相應的模塊，這對于中國眾多的中小型，尤其是小型通信設備制造商來說是一筆不小的投入。
發明內容
本發明是為了解決現有的ISM頻段無線通信產品靈敏度測試方法由于無法模擬實際情況導致靈敏度測試準確度低的問題，從而提供測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統及測試方法。有線衰減法測試直射路徑下接收機的靈敏度系統，它包括可調衰減器、固定衰減器和接收機誤碼特性測試設備，待測ISM頻段無線通信產品包括發射機和接收機，所述發射機的信號發射端與可調衰減器的信號接收端連接，所述可調衰減器的信號輸出端與固定衰減器的信號輸入端連接，所述固定衰減器的信號輸出端與接收機的信號輸入端連接，所述接收機的測試信號輸出端與接收機誤碼特性測試設備的測試信號輸入端連接。
基于上述系統的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的方法，它由以下步驟實現步驟一、使發射機、接收機、接收機誤碼特性測試設備處于工作狀態，調整可調衰減器的基準衰減值，同時接收機誤碼特性測試設備觀測接收機的誤碼情況，當接收機的誤碼率達到預設的誤差范圍之內時，停止調整可調衰減器的基準衰減值；步驟二、根據下列公式計算接收機的靈敏度，所述公式為接收機的靈敏度=發射機輸出功率-可調衰減器數值-固定衰減器數值-可調衰減器與固定衰減器之間的傳輸線損耗-發射機與可調衰減器之間的傳輸線損耗-接收機與固定衰減器之間的傳輸線損耗，完成對待測ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試；當待測ISM頻段通信產品為雙工通信產品時，還需要將發射機與接收機的位置互換，重復執行一次步驟一至步驟二，完成對待測ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試。在測試之前，需要對發射機進行調試，所述調試過程為采用功率計標定發射機的輸出功率，采用頻譜儀測試發射機的輸出功率譜；直至發射機的輸出功率和輸出功率譜均滿足預定要求時，完成對發射機的調試。在測試之前，需要對可調衰減器進行校準，所述校準方法為在待測ISM頻段無線通信產品的工作頻段內，采用矢量網絡分析儀對可調衰減器進行校準。有線衰減法測試多徑衰落條件下的接收機靈敏度系統，它包括一號可調衰減器、 功率分配器、合路器、N個二號可調衰減器和接收機誤碼特性測試設備，待測ISM頻段無線通信產品包括發射機和接收機，所述發射機的信號發射端與一號可調衰減器的信號接收端連接，所述一號可調衰減器的信號輸出端與功率分配器的信號輸入端連接，所述功率分配器的多個功率信號輸出端分別與N個二號可調衰減器的功率信號輸入端和合路器的功率信號輸入端連接；N個二號可調衰減器的衰減信號輸出端分別與合路器的N個衰減信號輸入端連接；合路器的信號輸出端與接收機的信號輸入端連接，所述接收機的測試信號輸出端與接收機誤碼特性測試設備的誤碼信號輸入端連接。基于上述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統的測試方法，它由以下步驟實現步驟一、使發射機、接收機、接收機誤碼特性測試設備處于工作狀態，分別調節一號可調衰減器的基準衰減值和N個二號可調衰減器的基準衰減值，通過調節功率分配器與 N個二號可調衰減器的傳輸線的長度，以及調節N個二號可調衰減器與合路器的傳輸線的長度，使接收機處于臨界狀態，此時采用功率計測試接收機的信號輸入端的信號功率，從而實現接收機在不同的衰減值和不同長度的傳輸線損耗下的靈敏度的測試；步驟二、當待測ISM頻段通信產品為雙工通信產品時，則將發射機與接收機的位置互換，重復執行一次步驟一，完成對待測ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試。步驟一中所述不同長度的傳輸線損耗中，傳輸延遲是通過下述公式進行獲得的， 所述公式為
權利要求
1.測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統，其特征是它為有線衰減法測試直射路徑下接收機的靈敏度系統，它包括可調衰減器O)、固定衰減器C3)和接收機誤碼特性測試設備(5)，待測ISM頻段無線通信產品包括發射機(1)和接收機G)，所述發射機(1)的信號發射端與可調衰減器O)的信號接收端連接，所述可調衰減器O)的信號輸出端與固定衰減器(3)的信號輸入端連接，所述固定衰減器(3)的信號輸出端與接收機的信號輸入端連接，所述接收機(4)的測試信號輸出端與接收機誤碼特性測試設備(5)的測試信號輸入端連接。
2.基于權利要求1所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統的測試方法，其特征是它由以下步驟實現步驟一、使發射機(1)、接收機G)、接收機誤碼特性測試設備( 處于工作狀態，調整可調衰減器O)的基準衰減值，同時接收機誤碼特性測試設備( 觀測接收機(4)的誤碼情況，當接收機的誤碼率達到預設的誤差范圍之內時，停止調整可調衰減器的基準衰減值；步驟二、根據下列公式計算接收機的靈敏度，所述公式為接收機的靈敏度=發射機輸出功率-可調衰減器數值-固定衰減器數值-可調衰減器與固定衰減器之間的傳輸線損耗-發射機與可調衰減器之間的傳輸線損耗-接收機與固定衰減器之間的傳輸線損耗，完成對待測ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試；當待測ISM頻段通信產品為雙工通信產品時，還需要將發射機(1)與接收機的位置互換，重復執行一次步驟一至步驟二，完成對待測ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試。
3.根據權利要求2所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的方法，其特征在于，在測試之前，需要對發射機(1)進行調試，所述調試過程為采用功率計標定發射機(1)的輸出功率，采用頻譜儀測試發射機(1)的輸出功率譜；直至發射機(1)的輸出功率和輸出功率譜均滿足預定要求時，完成對發射機(1)的調試。
4.根據權利要求2所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的方法，其特征在于，在測試之前，需要對可調衰減器( 進行校準，所述校準方法為在待測ISM頻段無線通信產品的工作頻段內，采用矢量網絡分析儀對可調衰減器( 進行校準。
5.測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統，其特征是它為有線衰減法測試多徑衰落條件下的接收機靈敏度系統，它包括一號可調衰減器(20)、功率分配器(6)、合路器(7)、 N個二號可調衰減器和接收機誤碼特性測試設備(5)，待測ISM頻段無線通信產品包括發射機(1)和接收機G)，所述發射機(1)的信號發射端與一號可調衰減器OO)的信號接收端連接，所述一號可調衰減器OO)的信號輸出端與功率分配器(6)的信號輸入端連接，所述功率分配器(6)的多個功率信號輸出端分別與N個二號可調衰減器的功率信號輸入端和合路器(7)的功率信號輸入端連接；N個二號可調衰減器的衰減信號輸出端分別與合路器(7)的N個衰減信號輸入端連接；合路器(7)的信號輸出端與接收機(4) 的信號輸入端連接，所述接收機(4)的測試信號輸出端與接收機測試特性測試設備(5)的誤碼信號輸入端連接。
6.基于權利要求5所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統的測試方法，其特征是它由以下步驟實現步驟一、使發射機(1)、接收機G)、接收機誤碼特性測試設備( 處于工作狀態，分別調節一號可調衰減器00)的基準衰減值和N個二號可調衰減器的基準衰減值，通過調節功率分配器(6)與N個二號可調衰減器的傳輸線的長度，以及調節N個二號可調衰減器與合路器(7)的傳輸線的長度，使接收機(4)處于臨界狀態，此時采用功率計測試接收機的信號輸入端的信號功率，從而實現接收機(4)在不同的衰減值和不同長度的傳輸線損耗下的靈敏度的測試；步驟二、當待測ISM頻段通信產品為雙工通信產品時，則將發射機(1)與接收機(4)的位置互換，重復執行一次步驟一，完成對待測ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試。
7.根據權利要求6所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的方法，其特征在于步驟一中所述不同長度的傳輸線損耗中，傳輸延遲是通過下述公式進行獲得的，所述公式為
8.根據權利要求6所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的方法，其特征在于，在測試之前，需要對發射機(1)進行調試，所述調試過程為采用功率計標定發射機(1)的輸出功率，采用頻譜儀測試發射機(1)的輸出功率譜；直至發射機(1)的輸出功率和輸出功率譜均滿足預定要求時，完成對發射機(1)的調試。
9.根據權利要求6所述的測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的方法，其特征在，在測試之前，需要對一號可調衰減器00)和N個二號可調衰減器進行校準，所述校準方法為在待測ISM頻段無線通信產品的工作頻段內，采用矢量網絡分析儀對一號可調衰減器 (20)和N個二號可調衰減器進行校準。
全文摘要
測試ISM頻段無線通信產品靈敏度的系統及測試方法，涉及測試無線通信產品靈敏度的系統及測試方法。它解決了現有方法由于無法模擬實際情況導致靈敏度測試準確度低的問題。系統一發射機發射的信號經可調衰減器、固定衰減器輸入至接收機。方法一調整可調衰減器至接收機的誤碼率是否達到預設的誤差范圍之內時，計算接收機的靈敏度。系統二發射機發射的信號經一號可調衰減器、功率分配器、合路器、N個二號可調衰減器和輸入至接收機。方法二分別調節可調衰減器的基準衰減值，通過調節傳輸線的長度，使接收機處于臨界狀態，采用功率計測試接收機的接收信號功率，計算接收機的靈敏度。本發明適用于ISM頻段無線通信產品靈敏度的測試。
文檔編號H04B17/00GK102324986SQ20111013668
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者叢玉萍, 付曉寧, 余君蘭, 劉寧慶, 張中兆, 張文彬, 徐玉濱, 段雙濱, 王孝, 葛連正, 魏宏圖 申請人:哈爾濱工業大學