用于識別自生成雜散信號的方法
【專利摘要】把測試系統的本機振蕩器(LO)設為初始頻率，于是待測設備(DUT)將射頻(RF)信號發送到所述測試系統。用所述測試系統測量所述RF信號的特性，并將所述特性用于識別雜散信號產物的振幅和頻率。把所述測試系統的所述LO重設為與所述初始頻率偏移的一個或多個后續頻率。一個或多個后續RF信號從所述DUT發送到所述測試系統，而所述DUT維持其原始信號設置。用所述測試系統測量所述后續RF信號的特性，并將所述特性用于識別對所述后續LO頻率每一個的雜散信號產物的振幅和頻率。然后可以識別對所述后續LO頻率每一個發生了頻移的雜散信號產物作為自生成信號產物。
【專利說明】用于識別自生成雜散信號的方法
【技術領域】
[0001]本發明整體涉及用于測試電子裝備的系統和方法。本發明特別涉及對采用由硬件、固件和/或軟件部分組成的測試平臺來測試無線設備的系統和方法的改進。
【背景技術】
[0002]目前的許多手持設備將無線“連接”用于電話技術、數字數據傳送、地理定位等。盡管頻譜、調制方法和功率譜密度存在差異，但無線連接標準都采用同步數據包來發送和接收數據。一般來講，所有這些無線性能由行業許可標準(如IEEE 802.11和3GPP LTE)定義，這些標準規定了具有那些性能的設備必須遵守的參數和限制。
[0003]在設備開發連續過程的任何時間點，可能需要測試和驗證設備是否在其標準規范內運行。許多這樣的設備為收發機；也就是說，它們發射和接收無線射頻(RF)信號。設計用來測試此類設備的專門系統通常包括子系統，這些子系統被設計用來接收并分析設備所發送的信號(例如矢量信號分析儀(VSA))以及發送符合行業許可標準的信號(例如矢量信號發生器(VSG)))，以便確定設備是否根據其標準接收并處理無線信號。
[0004]此類測試系統通常生成預期信號連同雜散信號(或非預期信號)，也稱為“寄生信號”。此類雜散信號通常與測試儀中現有信號的基頻以及這些基頻的諧波相關。例如，與另一信號“混合”的本機振蕩器(LO)將產生其基頻和與之混合的另一信號頻率的和頻和差頻。LO還可以產生為其基頻兩倍的二次諧波。這同樣可以與另一個信號混合，產生和信號產物與差信號產物，以此類推。通常，此類雜散信號比處于所關注頻率的預期信號處于低得多的功率電平。
[0005]然而，在例如對功率譜密度進行分析的測試中，頻譜掩模可相當寬，而儀器生成的雜散信號可在頻譜掩模的邊界附近與待測設備(DUT)所生成的信號的功率大小處于相同的數量級。如果不將那些雜散信號與來自DUT的信號加以區分，則它們會使分析得出不好的結果，諸如功率譜密度分析失敗。
[0006]一般來講，當識別出由測試儀生成的雜散信號時，可使用數字信號處理(DSP)過濾技術將它們消除。然而，“挑出”或消除已知的儀器雜散信號還可能挑出或消除可能碰巧與測試儀的雜散信號處于相同頻率的DUT信號。不對DUT的信號產物加以識別并將它們與測試儀的雜散信號進行分組可能在后續信號分析中帶來困難和不準確性。例如，如果對DUT的雜散信號進行分組并與測試儀的雜散信號一起消除，則當事實上DUT可能實際上不能通過功率譜密度分析的情況下，DUT反而可能通過測試。因此，測試系統的信號捕獲以及后續信號分析可能不準確并得出錯誤的結果，包括(例如)按標準所規定的測試結果準則得出假陽性或假陰性。
[0007]理想的是，有利地利用不生成雜散信號的測試儀。然而，實際情況是，這對于所有測試場景而言可能是不現實的。因此，需要識別儀器生成的雜散信號并將它們與來自測試系統中配置的一個或多個DUT的信號產物區分開來。還需要確保對測試結果(諸如功率譜密度分析結果)的分析不受儀器寄生信號的影響，以及確保測試結果具有提高的準確性。
【發明內容】
[0008]因此，本發明的目標是克服現有技術的缺陷，提供用于識別儀器生成的雜散信號并將它們與DUT的信號產物區分開來的方法和系統。根據本發明所公開的示例性實施例，提供了用于識別自生成雜散信號的方法，該方法在本發明的至少一些方面包括將測試系統的本機振蕩器設為初始頻率并將來自待測設備(DUT)的射頻(RF)信號發送到測試系統。該方法還可以用測試系統測量RF信號的物理模擬特性。實施例包括將測得的物理特性的模擬值轉換成數字對等值，將測得的物理特性結果相對于功率-頻率軸來顯示，在顯示圖中識別雜散信號產物并注意雜散信號產物的振幅和頻率。本發明的另外方面可包括將測試系統的本機振蕩器重設為與初始頻率偏移的一個或多個后續頻率，并將來自DUT的一個或多個后續RF信號發送到測試系統，其中DUT維持原始物理信號設置。該方法還可以提供:用測試系統測量所述一個或多個后續RF信號的相應物理模擬特性，將測得的相應物理特性的模擬值轉換成對所述一個或多個后續LO頻率每一個的數字對等值，以及相對于功率-頻率軸顯示所述一個或多個后續LO頻率每一個的測得的相應物理特性結果。可顯示對所述一個或多個后續LO頻率每一個的雜散信號產物。實施例提供:注意對所述一個或多個后續LO頻率每一個的雜散信號產物的振幅和頻率，以及識別對所述一個或多個后續LO頻率每一個中發生了頻移的雜散信號產物作為自生成信號產物。
[0009]為了更好地理解本文對本發明的詳細描述，并且為了更好地認識本發明對現有技術的貢獻，對本發明的某些實施例進行了相對廣義地概括。當然，還存在以下將描述的本發明的附加實施例，并且這些實施例將成為所附權利要求的主題。
[0010]在這一方面，在對本發明的至少一個實施例進行詳細說明之前，應當理解，本發明在其應用中并不局限于以下描述中所述或附圖中所示構造的細節和部件的布置方式。本發明能夠具有除了所述實施例之外的實施例，并且能夠以多種方式進行應用和實施。另外，應當理解，本文以及說明書摘要采用的詞組和術語是為了進行說明而不應視為進行限制。
[0011]同樣，本領域的技術人員將會知道，本公開所依據的概念可以輕松作為設計其他結構、方法和系統的基礎，以便實現本發明的若干目的。因此，重要的是，將權利要求書視為包括此類等同結構，只要它們不脫離本發明的精神和范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]通過下面給出的詳細描述以及通過本發明多個實施例的附圖，將會更加全面地理解本發明。然而，這些描述和附圖不應理解為將本發明限制為具體的實施例，而僅僅是為了說明和理解。其中
[0013]圖1根據示例性公開實施例示出了疊加在頻譜掩模輪廓線上的典型正交頻分復用(CFDM)信號。
[0014]圖2根據示例性公開實施例示出了疊加在頻譜掩模輪廓線上的具有雜散信號產物的OFDM信號。
[0015]圖3根據示例性公開實施例示出了在設為規定頻率的測試儀上捕獲的OFDM信號。
[0016]圖4根據示例性公開實施例示出了在設為另一規定頻率的測試儀上捕獲的圖3的(FDM信號。
[0017]圖5根據示例性公開實施例示出了彼此疊加的圖3和圖4的OFDM信號。
[0018]圖6根據示例性公開實施例示出了用于識別雜散信號的疊加在頻譜掩模輪廓線上的OFDM信號，包括圖3和圖4的信號捕獲。它表明來源于測試儀的雜散信號已從結果中濾出。
【具體實施方式】
[0019]現在將結合附圖描述本發明，在附圖中，類似的附圖標記表示類似的元件。以下【具體實施方式】是結合附圖的受權利要求書保護的本發明的示例性實施例。相對于本發明的范圍，此類描述旨在進行示例而非加以限制。對此類實施例加以詳盡的描述，使得本領域的普通技術人員可以實施該主題發明，并且應當理解，在不脫離本主題發明的精神或范圍的前提下，可以實施具有一些變化的其他實施例。
[0020]在整個本發明中，如果在上下文不存在明確的相反指示，則應當理解，術語“信號”可指一種或多種電流、一種或多種電壓或數據信號。
[0021]本發明的設備可接受測試以確認設備是否在其標準規范內運行。本發明所公開的待測設備(DUT)的實施例可包括用于發射和接收無線RF信號的收發機。如之前所述，設計用來測試此類設備的專門系統可通常包括子系統，這些子系統被設計用來接收并分析設備所發送的信號(例如矢量信號分析儀(VSA))以及發送符合行業許可標準的信號(例如矢量信號發生器(VSG)))，以便確定設備是否根據其標準接收并處理無線信號。
[0022]因此，本發明所公開的測試系統的實施例可被構造成接收DUT的RF信號并能夠測量RF信號的物理模擬特性。該測試系統還可以將具有測得的模擬值的物理特性轉換成數字對等值。測得的物理特性結果可用圖表顯示，例如沿著功率-頻率軸，于是可識別并隨后分析雜散信號產物。
[0023]因此，當在本發明所公開的測試下生成雜散信號時，本發明識別儀器生成的雜散信號并將它們與一個或多個DUT的信號產物區分開來。本發明所公開的實施例還可以確保對功率譜密度結果的分析不受諸如儀器寄生信號等來源的影響，并提供提高的測試結果準確性。
[0024]圖1示出了疊加在頻譜掩模輪廓線102上的典型正交頻分復用(OFDM)信號101。在此情況下，預期的DUT信號占據2427與2447MHz之間的頻譜(20MHz的帶寬)。在這些頻譜限制之上和之下的信號已被過濾，使得它們的功率遠低于頻譜掩模限制。
[0025]可采用被設計用來發送OFDM RF信號101的設備來產生在所關注的頻譜帶寬(例如，在該例子中為2427 - 2447MHz)中具有最高功率的信號產物。為了確保在設備之中的干涉最小，例如，在那些共享授權或未授權頻譜的設備之中，此類設備必須限制落在所關注頻譜帶寬之外的信號產物的功率。這種信號的許可功率限制由頻譜功率密度掩模102描繪出。因此，圖1所示的信號落在管控所述信號的標準(諸如IEEE 802.1lx)的可接受范圍內。
[0026]圖2示出了疊加在如圖1所示的頻譜掩模上的典型OFDM信號。然而，在該例子中，四個雜散信號產物201、202、203和204分別出現在約2409、2419、2459和2463MHz處。這些雜散信號產物可由待測設備(DUT)本身生成，或前述信號產物可由測試儀生成。或者，雜散信號產物可以是由DUT和測試儀兩者生成的寄生信號的組合，可能包括這樣的寄生信號，它實際上是在相同頻率重合并相長干涉的兩個寄生信號。該例子示出了在201、202和203的三種情況下雜散信號超過頻譜掩模的功率限制。然而，通過該單次捕獲，無法確定哪些寄生信號是由DUT生成，而哪些寄生信號又是由測試儀生成。
[0027]參見圖3，從DUT捕獲信號，并在顯示了存在四個雜散信號301、302、303和304的頻域中對該信號進行分析。測試儀的本機振蕩器(LO)的頻率設為F MHz0如圖所示，雜散信號301、302、303和304分別出現在頻率f\、f2、f3和f4處。同樣，通過該單次捕獲，無法區分雜散信號中的一個或多個是由DUT生成還是由測試儀生成。
[0028]圖4示出了圖3的相同信號，其中測試儀的本機振蕩器頻率已從FMHz變為F- Δ MHz0當改變LO頻率時，應注意，在圖3所示的四個雜散信號之中，之前的處于頻率的雜散信號301現在處于A-d MHz401 ;之前的處于頻率f3的雜散信號303現在處于f3_3dMHz 403;并且之前的處于頻率f4的雜散信號304現在顯示出兩個寄生信號-一個仍處于頻率f4405處而另一個處于&-(1 MHz 404處。分析表明，頻移中的三個為一階產物(即，其中漂移為fn-d)，而另一個為高階產物(即，其中漂移為fn-3d)。
[0029]因此，圖4示出了 DUT信號的第二次捕獲，其中將測試儀的LO頻率設為F-ΛΜΗζ。在該捕獲后，應注意，第一雜散信號401和第三雜散信號403的頻率均分別從和f3MHz漂移到ffd和f3-3d MHz0然而，第二雜散信號402仍出現在f2MHz處。之前出現在f4MHz處的雜散信號405現在表現為振幅減小，而新的雜散信號404出現在f4-dMHz處。應注意的是，該漂移可能高于一階，并且雜散信號的頻移可能為d的某個倍數。基于頻移和信號振幅，可以得出結論，在AMHz處的雜散信號401由測試儀生成并與LO頻移正相關。頻率和振幅保持固定的在f2MHz處的雜散信號402因此可以得出結論是由DUT生成。雜散信號403 (處于f3-3d MHz)的頻率在第二次數據捕獲期間也從f3發生了漂移。因此，可以得出結論，雜散信號403由測試儀生成并與LO頻率的諧波相關(例如，雜散信號漂移了 3d而不是d)。處于頻率f4的雜散信號實際上是由測試儀和DUT生成的寄生信號的重合，當將LO設為頻率F時，兩者都出現在頻率&處(如圖3所示)。但是，當將LO設為頻率F-ΛMHz時，處于頻率f4的雜散信號發生分離，如通過漂移到f4_d MHz的雜散信號404所指示。由于在第二次數據捕獲期間的頻移，因此可以確定雜散信號404由測試儀生成。或者，雜散信號405在第二次數據捕獲期間保持在頻率f4處，因此可以得出結論，該信號由DUT生成。當分離時，各雜散信號404、405的振幅較低，因為它們之前彼此相長干涉(即，當將LO設為F時)，而現在當相對于彼此漂移時不再相長干涉。
[0030]圖5提供了當最初將本機振蕩器設為F MHz時生成的四個信號的快照。圖5還示出了當將本機振蕩器設為F-ΛMHz時生成的那些信號。因此，第一次數據捕獲(如圖3所示)和第二次數據捕獲(如圖4所示)的結果同時顯示在圖5中。對顯示的結果進行分析表明，四個雜散信號中的三個與本機振蕩器頻移一起發生了頻移。一階產物的漂移量為LO漂移，而高階產物的偏移量為LO漂移的倍數。這表明第一 501和第三504雜散信號以及位于頻率f4506處的兩個重合雜散信號之一由測試儀而不是DUT生成。第二寄生信號503以及處于頻率f4507處的兩個重合寄生信號之一由DUT生成。
[0031]由于在第二次數據捕獲期間當發生LO漂移時雜散信號501和504發生頻移(分別從雜散信號502和505)，因此本發明所公開的實施例確定了雜散信號501、502、504和505由測試儀生成。所述實施例還確定了當將LO設為頻率F-ΛΜΗζ時，處于頻率f4處的雜散信號發生分離(如通過漂移到頻率f4_d MHz的雜散信號506所注意到，而雜散信號507保持在頻率&處)。因此，所公開的發明確定了由于在第二次數據捕獲期間雜散信號506的漂移，雜散信號506由測試儀生成。雜散信號503和507在第二次數據捕獲期間未漂移，因此經確定為由DUT生成。
[0032]圖6示出了一個例子，顯示了識別第一和第三雜散信號以及兩個重合雜散信號之一(由測試儀生成的)并將它們濾出的結果，而留下第二信號以及兩個重合信號產物之一(由DUT生成的)。這代表了由DUT生成的信號產物的結果比以下情況更準確:如果將所有三個寄生信號都保留在所顯示的數據捕獲中，或者如果消除所有三個雜散信號(例如，通過DSP過濾技術)。作為兩次前述數據捕獲的結果(例如，如在圖3和4所示的信號快照中示出)，通過將LO仍設為F- Λ MHz，如圖6所示的所述實施例更容易地識別由測試儀生成的雜散信號。在此情況下，雜散信號601、603和605容易地被識別為由測試儀生成。所公開的實施例可采用數字信號處理(DSP)和過濾技術來進一步精化結果。例如，過濾由測試儀生成的雜散信號(例如，雜散信號601、603和605)的信號特性可反映僅由DUT生成的雜散信號602和604的貢獻。以此方式，所公開的發明有利于更有效地生成信號數據捕獲，并且對數據捕獲的后續分析將更加準確。例如，所公開的實施例提供對DUT所產生的雜散信號的分析測定，以確認(例如)前述雜散信號是否在頻譜的規定頻率范圍內發生。另一種分析可包括:例如通過相對于頻譜掩模所指定的功率限制來研究相應雜散信號的功率強度水平而確定不合要求的雜散信號。以舉例的方式，根據所公開的實施例，圖6示出了 DUT生成的雜散信號602，該信號被容易地確定為出現在頻譜掩模的可接受容限之外。
[0033]將容易地認識到，可能的是，在一個LO漂移后，不同的雜散信號可以生成并事實上移動到之前的雜散信號所占據的頻率。這樣，前述所生成的雜散信號被視為由DUT而不是測試儀生成。本發明的所公開實施例可采用處于與第一 LO頻率或第一 LO漂移諧波不相關的頻率下的第二 LO漂移，以便進一步區分與由DUT生成的雜散信號相對的由測試儀生成的雜散信號。
[0034]因此，本發明的公開實施例提供了用于識別儀器生成的雜散信號并將它們與DUT的信號產物區分開來的方法。本發明確保了對雜散信號的分析不受由測試儀生成的雜散信號的影響。此外，本發明提高了分析雜散信號的效率和準確性。本發明識別由測試儀生成的雜散信號。當前的實施例還可以采用DSP技術來識別和過濾處于某一頻譜內的雜散信號，以將它們與DUT生成的信號產物區分開來。以此方式，本發明可考慮到DUT的雜散信號應是與測試儀的雜散信號重合的DUT的信號產物。本發明能夠有效快速地捕獲規定的信號譜并對其進行分析。該分析可包括調整和過濾信號譜，以消除不是由DUT生成的雜散信號的質量指標的任何雜散信號。因此，來自測試設備的雜散信號的任何貢獻都不包括在本發明的改進的信號分析中。
[0035]根據所公開的實施例，本發明能夠消除特別是儀器生成的雜散信號，而不會不經意消除信號捕獲期間由所采用的DUT產生的重合頻率的信號產物。因此，本發明的改進技術按標準所規定的測試結果準則減少或消除假陽性或假陰性。
[0036]本領域的技術人員將顯而易見，在不脫離本公開的情況下，可以在本發明所公開的裝置和方法中進行各種修改和變型。另外，在考慮了說明書的情況下，該裝置和方法的其他實施例對于本領域的技術人員將顯而易見。說明書和例子應被視為僅用于舉例說明，本公開的真正范圍由以下權利要求及其等同形式限定。
[0037]本技術中所述系統或其任何部件可以計算機系統的形式呈現。計算機系統的典型例子包括通用計算機、編程的微處理器、微控制器、外圍集成電路元件和能夠實現構成本技術的方法的步驟的其他設備或設備的布置。
[0038]計算機系統包括計算機、輸入設備、顯示單元和/或因特網。計算機還包括微處理器。微處理器連接到通信總線。計算機也包括存儲器。存儲器可以包括隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。計算機系統還包括存儲設備。存儲設備可以是硬盤驅動器或可拆除的存儲驅動器，例如，軟盤驅動器、光盤驅動器等。存儲設備也可以是用于將計算機程序或其他指令加載到計算機系統中的另一種類似裝置。計算機系統也包括通信單元。通信單元允許計算機通過I/O接口連接到其他數據庫和因特網。通信單元允許傳送和接收來自其他數據庫的數據。通信單元可包括調制解調器、以太網卡或任何使得計算機系統能夠連接到數據庫和諸如LAN、MAN、WAN和因特網的網絡的類似設備。計算機系統有利于用戶通過可通過I/O接口訪問系統的輸入設備進行輸入。
[0039]計算機系統執行存儲在一個或多個存儲元件中的指令集，以處理輸入的數據。存儲元件也可根據需要保持數據或其他信息。存儲元件可以為存在于處理器中的信息源或物理存儲元件的形式。
[0040]指令集可以包括多個命令，這些命令指示處理器執行具體任務，例如構成本技術的方法的步驟。指令集可以為軟件程序的形式。此外，軟件可以為單獨程序的集合、具有較大程序的程序模塊或程序模塊的一部分的形式，如在本技術中那樣。軟件也可以包括具有面向對象的編程形式的模塊化編程。由處理器進行的輸入數據的處理可以響應用戶命令、此前的處理的結果或由另一個處理器發出的請求。
[0041]雖然給出了以上描述以使本領域的普通技術人員能夠制造和使用本技術，但是其是在用于獲得專利的要求的背景下提供的。本說明書是用于實現本技術的目前想到的最佳方法。對于優選實施例的各種修改對本領域的技術人員將顯而易見，并且本技術的一般原理可以應用于其他實施例，而且可以使用本技術的一些特征而無需對應使用其他特征。因此，本技術并非意圖局限于所示實施例，而是被賦予與本文所述原理和特征一致的最寬泛的范圍。此外，對本領域的技術人員將顯而易見的是，并不總是需要多次捕獲。一旦已知測試儀的雜散信號后，即可存儲它們的位置和功率，并在捕獲DUT信號時將那些雜散信號濾出。在這樣的情況下，將按預定的計劃如本文所述執行多次捕獲以確保此類雜散信號的功率不隨時間而變化。
【權利要求】
1.一種用于識別自生成雜散信號的方法，包括: 把測試系統的本機振蕩器設置成初始頻率； 把來自待測設備(DUT)的射頻(RF)信號發送到所述測試系統； 用所述測試系統測量所述RF信號的物理模擬特性； 把所測量的物理特性的模擬值轉換成第一數字對等值； 根據所述第一數字對等值識別雜散信號產物； 識別所述雜散信號產物的振幅和頻率； 把所述測試系統的所述本機振蕩器重新設置成從所述初始頻率偏移的一個或多個后續頻率； 把來自所述DUT的一個或多個后續RF信號發送到所述測試系統，其中所述DUT維持原始物理信號設置； 用所述測試系統測量所述一個或多個后續RF信號的相應物理模擬特性； 把所測量的相應物理特性的模擬值轉換成對一個或多個后續LO頻率每一個的第二個或更多個數字對等值； 根據所述第二個或更多個數字對等值識別對所述一個或多個后續LO頻率每一個的雜散信號產物； 識別對所述一個或多個后續LO頻率每一個的雜散信號產物的振幅和頻率；以及識別對所述一個或多個后續LO頻率每一個發生了頻移的雜散信號產物作為自生成信號產物。
2.根據權利要求1所述的方法，其中: 所述根據所述第一數字對等值識別雜散信號產物包括相對于功率-頻率軸顯示所測量的物理特性結果；以及 在顯示圖中所述根據所述第二個或更多個數字對等值識別所述一個或多個后續LO頻率每一個的雜散信號產物包括相對于功率-頻率軸顯示所述一個或多個后續LO頻率每一個的所測量的相應物理特性結果。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括: 從另外識別的信號產物中過濾所述一個或多個后續LO頻率每一個中發生了頻移的雜散信號產物。
4.一種用于識別自生成雜散信號的方法，包括: 把測試系統設置成初始頻率； 把來自待測設備(DUT)的第一信號發送到所述測試系統； 測量所述第一信號的特性； 從所測量的所述第一信號的特性中識別雜散信號產物； 把所述測試系統重新設置成從所述初始頻率偏移的一個或多個后續頻率； 把來自所述DUT的一個或多個后續信號發送到所述測試系統，其中所述DUT維持原始物理信號設置； 測量所述一個或多個后續信號的相應特性； 識別對所述一個或多個后續頻率每一個的雜散信號產物； 識別對所述一個或多個后續頻率每一個發生了頻移的雜散信號產物作為自生成信號產物。
5.根據權利要求4所述的方法，還包括: 從另外識別的信號產物中過濾對所述一個或多個后續頻率每一個發生了頻移的雜散信號產物。
【文檔編號】H04B17/00GK104170288SQ201380013182
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年2月14日 優先權日:2012年3月9日
【發明者】克里斯蒂安·沃爾夫·厄爾高, 趙強 申請人:萊特普茵特公司