CN1285985A

CN1285985A - 收发信站的测试设备

Info

Publication number: CN1285985A
Application number: CN98813155A
Authority: CN
Inventors: 凯里·尼迈拉; 贾里·佩克林南
Original assignee: Nokia Networks Oy
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2001-02-28
Also published as: EP1050124A1; AU2156799A; JP2002531996A; US6834078B1; WO2000033491A1

Abstract

描述了一种收发信机的测试电路,它能够对传输环路进行测试而不需要瑞克指状元件进行解码。按照一种实施例,接收测试信号的接收机包括按照测试扩展码设置的检测电路,用以检测接收机所接收的信号是否包含包含测试扩展码的测试信号。在该实施例中,采用按照测试扩展码设置的匹配滤波器作为检测电路。

Description

收发信站的测试设备

本发明涉及收发信站的测试设备，尤其涉及，但并不局限于移动通信网中使用的W-CDMA收发信机。

监控基站中的收发信机以检测可能的故障已成为通用的惯例。如果故障发生在收发信机的正常操作期间，则故障信息被报告给基站控制器，后者可以采取必要的行动来限制对基站系统或移动电话系统所造成的损害。此外，在功能上测试收发信机而不将其连入移动电话网是有利的。在CDMA系统中尤为复杂，因为不可能仅根据接收机的输入功率明确断定接收的信号与发送信号相同，因为所有信息信号在相同频率上彼此重迭，此外，接收功率并不是在任何情况下都表明数字发射机部件的情况。虽然以前的一些测试提案采用了比较接收比特和发送比特的误码率，但在CDMA系统中为了能够计算误码率，接收信号必需完全去扩展。这是一个相当复杂的过程，涉及瑞克接收机所在的基带部件。这些部件一般位于收发信机之外。这样，难以单独测试收发信机部件，因为任何结果都将不可避免地受到用于去扩展的瑞克接收机部件的影响。

按照本发明的一个方面，提供了一种收发信机的测试电路，包括：发送包含所述测试扩展码的测试信号的发射机；接收所述测试信号的接收机；所述接收机包括按照所述测试扩展码设置的检测装置，用以检测接收机所接收的信号是否包含包含测试扩展码的测试信号。

还提供了在收发信机中进行测试的一种方法，该方法包括：将测试扩展码应用于测试信号，并发送所述测试信号；将所述测试信号的测试样本反馈回接收机；接收机按照所述测试扩展码设置检测装置；所述检测装置通过检查是否匹配来检测所述测试样本是否包含所述测试信号。

按照所描述的实施例，使用匹配滤波器来确定发送的信号是否通过了整个收发信机的发射机接收机链，而不需要在在信号上完成去扩展功能。测试扩展码可以是W-CDMA系统中已经可用的同步码。测试方法可以与误码率测量结合使用，但在单独使用，它具有以下优点：仅测试收发信机的部件，而不需要信号通过瑞克指状部件。

因此，本发明的前述实施例具有以下优点：可以测试W-CDMA收发信机，而不需要瑞克接收机，该接收机测试功能可以明确断定接收的信号是否就是发送的信号。同步码也是W-CDMA系统中定义良好且早已可用的，所以这种测试特性不会减小系统的容量。

在这类测试系统中，最好适当地控制测试信号的功率值。这样，按照本发明的另一方面，提供了收发信机测试环路中调整测试信号功率值的一种电路，包括：第一存储位置，它保存需要作为RF信号发送的功率控制信息；第二存储位置，在正常操作中，它保存RF信号中接收的功率控制信息，该信息用于控制发送信号的发送功率值，以及开关，用于在操作的测试模式下，有选择地将功率控制信息从第一存储位置传送到第二存储位置。本发明的这一方面还提供了一种收发信机测试环路中调整测试信号功率值的一种方法，该方法包括：接收测试信号，确定所述测试信号的信号信息比；根据所述确定的信号信息比生成功率控制信息，将所述功率控制信息载入第一存储位置；将功率控制信息从所述第一存储位置传送到第二存储位置，在第二存储位置中，功率控制信息用于控制后续测试信号的发送功率值。

也可以实现两级功率控制。长期自动增益控制可以利用测试环路转换损失的某种以前的知识，基于校准数据、发送装置功率和接收机装置功率实现。这可以通过接收侧的衰减器实现，后者衰减反馈测试样本。

此外，可以利用前述方法和电路实现所谓的快自动增益控制。在正常操作中，第一存储位置保存发送到移动台的下行链路功率控制比特，而第二存储位置保存一般从移动台接收的上行功率控制比特，用于调整下行链路功率。按照本发明的前述实施例，使用交换方法来改变上行链路的AGC比特，从而调整测试环路中的下行链路功率。

本发明的另一方面提供了实现测试环路的收发信机，该收发信机包括：将测试信号从发送频率转换到接收频率的接收混频器；为混频器生成转换信号的本地振荡器；在混频器转换之前调整接收的测试信号功率值的第一功率调整装置；以及第二功率调整装置，用于根据接收的测试信号的信号信息比调整发送的测试信号的功率值。

为了更好地理解本发明，并说明本发明如何实现，请参看附图的例子，在附图中：

图1的框图示出了一般的移动通信系统；

图2示出了完成本发明一个方面的方法的基站体系结构；以及

图3的框图是在本发明的测试过程期间，控制发射机的输出功率值的收发信机的部件。

图1示出了一般的移动通信系统，其中可以实现本发明。这种系统包括一个基站(BTS)和通过RF信号与基站通信的一个或多个移动台(MS)。

基站能够同时与多个移动台之间进行信号的发送和接收。图2的框图示出了与描述的本发明第一实施例相关的基站收发信机收发信机的内部部件。可以认为该基站具有3个主要部件，每个主要部件包括多个子部件。这3个主要部件是发射机、接收机和控制电路。可以看出，控制电路连接到发射机和接收机。

发射机包括第一多路复用器2，它接收多个不同通信信道(码信道1...码信道N)上的数字信号，并将这些信号复用成单个信号。第一多路复用器2的输出连接到发射机TX部件4的输出，TX部件4包含将复用的数字信号转换成特定载频fc上的发送RF信号所必需的电路。TX部件4的输出连接到线性功率放大器LPA6，然后连接到发送滤波器8。该滤波器的输出连接到天线10。

接收侧包括数字控制的衰减器12，其输出连接到RF混频级14，后者连接到本地振荡器16。开关18选择性地将RF混频级14的输出连接到RX部件20的输入。RX部件20包含了将输入RF信号转换成数字信号的必要电路，该数字信号可以由接收侧的处理电路处理。

在操作中，多路复用器接收不同通信信道上的多个数字信号，每个通信信道包含了需要发送给特定移动台的信息。在CDMA系统中，每个信道由唯一的扩展码定义，该扩展码应用于该信道上的信号。输入多路复用器2的还有附加测试信道，该信道由码扩展电路22所生成的扩展码扩展，用于本申请中将进一步描述的测试目的。该多路复用器将信号组合在一起，使得其输出由待发送的信息信号组成。这里需要注意的是，信息信号的功率值是每个信道的功率值之和。

信息信号是TX部件4的输入，后者生成的输出信号包含了经信息信号调制的RF载波信号。

输出信号由线性功率放大器6放大到某个值，使得它能够以RF频率上的电磁辐射形式通过较远的距离发送到相关的移动台。然后，将放大的发送信号TX输送给滤波器8，从滤波器发送到天线10，由天线10将其广播给移动台。

移动台发送的返回信号由天线以电磁辐射的形式接收，并转换成电子信号(接收信号RX)。返回信号RX包括经信息信号以类似于发送信号TX的方式调制的载波信号。在正常操作中，接收信号RX被反馈到接收机中的RX部件20，后者将RF模拟信号转换成适于处理的形式。

按照CDMA移动通信系统，每个信道(即基站和每个移动台之间通信链路的建立)能够接入分配给该通信系统的整个传输频段。每个信道由特定的扩展码确定，后者将包含在该信道中的信息信号扩展到整个传输频段。多个信道可以一起传送，而不会损害包含在每个信道中的信息的相关性。

本领域中众所周知，为了析取每个信道中的信息，接收的信号被反馈给一组瑞克指状元件，后者利用扩展码分离接收信号中的每个信道，前述扩展码匹配用于定义信道的扩展码。在将接收信号(包含所有的信道，每个信道都有自己的扩展码)输入瑞克指状元件时，其效果是仅通过所需扩展码定义的信道上的信息信号以进行处理。

除了图2所示收发信机中已描述的部件之外，还提供了附加部件以实现测试功能。这些部件包括测试开关24，它连接到RX部件20的输出，响应于开关控制信号26，可以控制它在线路28上以接收信号的形式通过RX部件20的输出以进一步处理，或者在测试路径30上输送RX部件20的输出。测试路径将RX部件20的输出输送到匹配滤波器32，后者的输出连接到检测器和逻辑电路34。匹配滤波器通过沿线路36传送给它的扩展码设置。该扩展码还沿线路38传送到码扩展电路22。测试控制器40为码扩展电路22生成码控制38，为开关24生成开关控制26，为匹配滤波器32生成扩展码36。它从检测器和逻辑电路34接收输出。此外，测试控制器40为第一本地振荡器输送频率控制信号42，为数字控制的衰减器12输送衰减器控制信号44。测试控制器40具有到基站中心控制器的输出46。

下面结合图2描述测试环路。生成的测试信号TS利用已知的测试扩展码在码控制38下进行了扩展。用于扩展该测试信号的测试码可以是正常使用的例如用于通信系统的同步信道之一的扩展码，或者特意用于测试环路设备的唯一码。同一码36也用于设置匹配滤波器32。

测试信号TS通过发射机部件2，4，6和8上行转换并传送到天线10。测试信号可以与承载“常规”信息的其他通信信道复用。换句话说，测试过程并不局限于收发信机的不活动状态时，而是可以在正常操作期间进行。

耦合器50采样发送信号TX的分量f_TX，并将其送回接收机的DCA12。注意到，发送信号TX的功率值取决于正在发送的信道数量一它是单个信道之和。测试信号的功率值高于每个“正常”信道的功率值，其原因后面将会说明。

耦合器所采样的信号的功率值与接收机正常接收的信号，即可能在许多英里之外的移动台所发送的信号值相比要高得多。因此，信号的值需要衰减到接收机所能承受的值。其中采样的传输信号(之后称为测试采样f_TX)被输入衰减器12，后者在RF混频级14对信号进行下向转换之前衰减该信号。可以控制该衰减，使得它从测试采样f_TX中有效地消除“正常”的信道，而将测试信号放置在与“正常”接收的信道相当的功率值上。

混频级14利用本地振荡器16所生成的信号，将衰减的样本下向转换到接收机频段中的某个频率。

下向转换的测试样本，现在称为f_RX，可以通过开关18(在测试控制器40的开关控制26控制下)可选择地输送到RX部件20，后者还接收仍向该基站发送的任何移动台所发送的信号。

来自RX部件20的输出信号被馈送到测试开关24，后者使得信号可以沿接收信号路径28馈送到处理电路进行解码，或者馈送到匹配滤波器32。在测试过程期间，当然可以切换信号，使其馈送到匹配滤波器。在任何其他时间，信号将被切换以馈送到处理电路。

如果测试样本f_RX的扩展码匹配载入匹配滤波器的码(如果发送测试样本f_TX位于接收信号内，并且没有失真，则会出现这种情况)，则滤波器32生成较高的类脉冲输出信号。如果测试样本f_RX的扩展码不匹配匹配滤波器中的码，则滤波器不会生成特征输出信号。

然后，将匹配滤波器32的输出信号传送到检测器和逻辑电路34，后者确定是否足以表明匹配。为了表明匹配，类脉冲输出信号值必须超过一组阈值。

为了实现这种测试环路，需要将测试信号的功率值控制在特定参数内。即，测试信号的功率值应当在“正常信道”的功率值之上，从而使DCA12可以衰减测试样本f_TX中的“正常信道”，而将该测试样本留在与预期接收信号RX相当的值中。

测试信号值的进一步改进可以如下进行，参看图3。

在正常操作中，基站发射机需要发送到特定移动台的信息由扩展码以上述方式与功率控制比特(PWC比特)一起编码，功率控制比特被加入该信息信号。移动台通常利用PWC比特，根据基站以前接收的信号的信号信息比增减器输出功率值。

按照这里给出的改进，在测试环路中使用了PWC比特。图3的框图示出了用于控制发送和接收的信号值的基站收发信机的部件。与图2相同的部件具有相同的索引数字。图3中仅示出了一个信道。信道多路复用器60接收数字数据和PWC比特PWC BIT#1，生成信息信号，该信号被传送到扩展器62，后者对其应用扩展码生成器64所生成的扩展码。这些元件存在于图2的收发信机中，但图2没有示出。扩展信号被传送到TX部件4，后者包括混频器66和本地振荡器68。混频器66的输出被馈送到可调功率放大器6，通过滤波器8传到天线10上。

实际上，可调功率放大器6可以替换成混频器66的数字功率调整器上行流。

在接收侧，RF混频级14接收发送功率上的衰减信号，将其下向转换成IF频率。后续混频器70和振荡器72将IF频率下向转换到基带，基带信号被馈送到去扩展器74，后者可以例如是瑞克指状元件。连接信号干扰率单元76以接收进入的基带信号和去扩展器74的输出。去扩展器74的输出还被传送到去多路复用器78，后者将接收的信号分离成数据部分和功率控制比特，该功率控制比特被标记成PWC bit#2。该功率控制比特当然是接收侧信息信号中接收的功率控制比特。在正常情况下，从移动台接收到该功率控制比特之后，基站利用该功率控制比特修改发送给该移动台的下一信息信号的功率值。为此，在基站控制器的存储器80中保存PWC bit#2，它用于控制发送侧的可调功率放大器6。

图3的电路还示出了存储器82，其中在发送前保存发送侧信息的PWC bit#1。在正常操作下，存储器82中的比特按照正向其发送信息信号的移动台需要设置的功率值设置。即，在正常操作中，PWC bit#1未用于基站收发信机的控制目的，而是传送到移动台，用于控制移动台所发送的信号的功率值。实现本发明的所需实施例的附加电路包括比特调整器84，后者接收信号干扰率单元76的输出，并连接到存储器82以调整其中的比特值。此外，开关86在测试模式控制器88的控制下，可选择地将存储器82中保存的比特传送到存储器80。需要理解图3所示的许多元件可以集成到图2的测试控制器40中，或者可以通过基站收发信机中的硬件/软件组合来实现。为便于解释，它们以图解部件的形式示出。

在正常操作中，特定信道的数据与PWC bit#1一起由扩展码扩展并发送给特定的移动台。移动台所接收的传输信号将信号解码成组成部分，即数据和PWC bit#1。

移动台可以具有类似于所示的基站收发信机功率控制电路，它确定接收信号的信号干扰比(SRI)。移动单元根据SIR生成PWC bit#2，利用它的下一传输信号发送，它相应指令基站发射机增加/减小器输出功率值。

返回的信号，包括数据和PWC bit#2，由移动台发送，并由基站中的接收机接收。该信号被解码(去扩展)成数据和PWC bit#2。PWCbit#2的值用于根据其值调整功率放大器6的增益。

去扩展信号被馈送到SIR单元，后者确定接收信号的SIR。SIR单元的输出被馈送到比特调整器84，后者根据SIR调整需要发送回移动台的PWC bit#1的值。

通过这种方式，可以控制BTS和移动台所发送的信号的功率值，使得接收的信号总是位于适合于接收的值。

这种方式仅适用于涉及两个不同的收发信机站的系统，在这种情况下是基站收发信机和移动台收发信机，其中BTS发射机发送第一PWC bit(#1)，它控制MS收发信机的输出功率值，而MS发射机发送第二PWC bit(#1)，它控制BTS收发信机的输出功率值。

很明显，这种控制输出功率值的方法无法应用于上述测试环路的操作，因为测试环路并不涉及MS收发信机。测试信号由BTS发射机发送，并由BTS接收机接收。因此，接收的PWC bit#2等同于发送的PWC bit#1，不会反射接收侧的测试样本的SIR。

为了允许测试配置中的功率控制，在保存用于调整发射机值的PWC bit#1和PWC bit#2的存储器82之间提供了连接。连接和断开连接由开关86实现，开关86可以由测试模式控制器88控制。

在操作中，测试信号的数据和PWC bit#1以上述方式复用、上向转换、放大和发送。发送的测试信号被采样并利用前述耦合器50馈送(f_TX)到发送接的接收机部分。

测试样本被转换到接收机频段，然后下向转换到基带频率。该样本被馈送到瑞克接收机74，后者将信号去扩展成数据分量和PWC bit#2。当然在测试操作中，接收的PWC bit#2，即样本的PWC bit与发送信号的PWC bit#1相同。

在测试期间PWC bit#2的值无关紧要，因为它并不代表另一收发信机用于调整其输出功率值的指令。

这样，在测试期间，PWC bit#2并不用于控制可调的功率放大器6。而是测试模式控制器88打开开关86，将保存在存储器82中的调整后的比特传送到存储器80。应当想起保存在存储器82中的调整后的比特代表了接收信号的SIR单元76所确定的SIR，在该例中是测试样本。因此，该值并不反映测试信号的所需功率值情况。通过将该值传送到存储器80中，可以利用该值调整测试环路中的功率放大器6。

通过这种方式，可以以简单的不复杂的形式实现功率控制。

Claims

1．一种收发信机的测试电路，包括

发送包含测试扩展码的测试信号的发射机；

接收所述测试信号的接收机，所述接收机包括按照所述测试扩展码设置的检测装置，用以检测接收机所接收的信号是否包含含有所述测试扩展码的测试信号。

2．根据权利要求1的测试电路，其中按照测试扩展码设置的所述检测装置包括匹配滤波器。

3．根据权利要求2的测试电路，其中检测装置包括检测器电路，它接收匹配滤波器的输出，当生成的输出超过预定阈值时，它检测接收机所接收的信号和测试信号之间是否匹配。

4．根据任一前述权利要求的测试电路，其中包括测试控制器，用于生成所述测试扩展码以包含在测试信号中，利用所述测试扩展码设置检测装置。

5．根据任一前述权利要求的测试电路，其中包含连接到发射机的耦合器，用于将测试信号的测试样本反馈回接收机。

6．根据任一前述权利要求的测试电路，其中接收机包括衰减器，用于衰减反馈的测试样本。

7．根据任一前述权利要求的测试电路，其中包括功率调整装置，用于调整测试信号的功率值。

8．根据权利要求7的测试电路，其中响应于功率控制信号控制功率调整装置，该功率控制信号通过确定接收机所接收的测试样本的信号信息比来确定。

9．收发信机测试环路中调整测试信号功率值的一种电路，包括：

第一存储位置，它保存需要作为RF信号发送的功率控制信息；

第二存储位置，在正常操作中，它保存RF信号中接收的功率控制信息，该信息用于控制发送信号的发送功率值；以及

开关，用于在操作的测试模式下，有选择地将功率控制信息从第一存储位置传送到第二存储位置。

10．在收发信机中进行测试的一种方法，该方法包括：

将测试扩展码应用于测试信号，并发送所述测试信号；

将所述测试信号的测试样本反馈回接收机；

接收机按照所述测试扩展码设置检测装置；以及

所述检测装置通过检查是否匹配来检测所述测试样本是否包含所述测试信号。

11．一种收发信机测试环路中调整测试信号功率值的一种方法，该方法包括：

接收测试信号，确定所述测试信号的信号信息比；

根据所述确定的信号信息比生成功率控制信息，将所述功率控制信息载入第一存储位置；

将功率控制信息从所述第一存储位置传送到第二存储位置，在第二存储位置中，功率控制信息用于控制后续测试信号的发送功率值。

12．实现测试环路的一种收发信机，该收发信机包括：

将测试信号从发送频率转换到接收频率的接收混频器；

为混频器生成转换信号的本地振荡器；

在混频器转换之前调整接收的测试信号功率值的第一功率调整装置；以及

第二功率调整装置，用于根据接收的测试信号的信号信息比调整发送的测试信号的功率值。

13．根据权利要求12的收发信机，它还包括去扩展装置，用于对应用了扩展码的测试信号进行去扩展。