專利名稱：基于數據模式的無線終端輻射性能測試系統及方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體而言，涉及基于數據模式的無線終 端輻射性能測試系統及方法。
背景技術：
近年來，無線終端射頻性能測試越來越受到關注。整機輻射性 能的測試可以客觀反映無線終端的最終發射性能和接收性能。目前，
主要有兩種方法對無線終端的輻射性能進行考察 一種是從天線的 輻射性能進行判定，側重從無線終端天線的增益、效率、方向圖等 天線的輻射參^t方面考察無線終端的輻射性能，稱為無源測試，另 一種是在特定樣"皮暗室內，測試無線終端的諸如輻射功率等的空間 射頻性能，稱為有源測試。
目前，只有通過FTA ( Full Type Approval)i人i正測試的無線終端 才能上市銷售。在FTA測試中，射頻性能測試主要進行無線終端在 電纜連4妄才莫式下的射頻性能測試；至于無線終端整才幾的空間射頻性 能，在FTA測試中沒有明確的規定，但OTA測試恰好能夠彌補FTA 測^式在這方面測:汰的不足。同時，無線鄉冬端生產廠家需要7寸所生產 的無線終端的輻射性能有清楚的了解，并且需要通過各種措施來提 高無線終端輻射的發射和接收指標，輻射性能差的無線終端將給用 戶的使用帶來諸多不便。尤其在使用無線終端進行通話時，由于人 體靠近無線終端天線，這將降低無線終端的發射和接收性能，無線終端整機輻射的發射和接收性能都會降低。因此，在無線終端研發 過程中，應定量測量人體對無線終端的發射和接收性能的影響，進 行優化設計，使得發射和接收性能不能太大降低，即，減少人體和
天線的電》茲耦合效應。發射參凄t包括總輻射功率(Total Radiated Power,簡稱為TRP),接收參數包括總輻射靈敏度(Total Radiated Sensitivity,簡-爾為TRS)。
移動終端的TRP用于測量被測設備實際輻射的功率總量，它反 映了無線終端的整機發射功率情況，與無線終端在傳導情況下的發 射功率和天線輻射性能有關。
TRP定義為在整個輻射J求面不同方向上發射功率的積分
其中，Q是描述方向的立體角，,是頻率，0和^是正交4及化的。 W^^和^K是在對應的計劃方向上的實際發射功率等級。因此，有 如下關系
^尸《Z Z(《+ (《,&;/)]sin(0")
2層—o 公式(2)
其中，W和M是對e和(p的多個采樣間隔。《和&是測量角。
^^^，A)為角度為《、A的測試點的等效全向輻射功率水平極 化分量值，單位為毫瓦。
^^(《，A)為角度為《、A的測試點的等效全向輻射功率垂直極 化分量值，單位為毫瓦。目前采用的空間射頻性能中TRP測量的裝置和方法都是針對 語音模式的，僅涉及自由空間或者人頭，在實現本發明的過程中， 本申請的發明人發現上述方案至少存在如下問題沒有充分反映數 據才莫式下人手乃至于人體和天線的電》茲耦合的影響，因此，采用上 述的方案進行測量的結果并不準確。
發明內容
考慮到相關技術中存在的目前的空間射頻性能中TRP測量方 案沒有充分反映數據模式下人手乃至于人體和天線的電磁耦合的影 響，因此測試結果不準確的問題而提出本發明。為此，本法明旨在 提供一種基于數據模式的無線終端輻射性能測試系統及方法，用以 解決上述問題。
根據本發明的實施例，提供了 一種基于數據模式的無線終端輻 射性能測試方法。
該方法包括構造人體模型，其中，模型的上肢將待測設備持 于該模型的頭部前一 定距離處；以待測設備的天線為原點構建球面 坐標系，并在J求面坐標系中選4奪測試點；將才莫型方文置在全暗波室環 境下，使待測設備在數據模式下工作，利用測量天線在球面放置系 統中采集測試點處的總輻射功率，并由此獲得待測設備的總輻射功 率。
其中，構造模型的處理進一步包括在模型中填充仿真的人體 組織液。
優選地，測量天線為7又纟及化天線。
此時，在每個測試點采集到的總輻射功率包括水平極化分量和 垂直纟及^b分量。
7并且，在采集到水平極化分量和垂直極化分量之后，獲得待測
設備的輻射功率的處理具體為
通過^^式(1)分別獲得每個測試點處的總輻射功率
<formula>formula see original document page 8</formula> 公式(1 )，
其中，TRP為當前測試點處的總輻射功率，Q為當前測試點在
球面坐標系中的立體方向角，E^《和分別為立體方向角度上 的水平極化分量和垂直極化分量，/為待測設備的當前工作頻率；
通過公式(2)獲得待測設備的總輻射功率 冊《Z Z—(《層,(《,&; /)]sin(叭)
<formula>formula see original document page 8</formula>公式 (2 )
其中，TRP為4寺測i殳備的總輻射功率，N和M為分別對0和P的 多個采樣間隔，《和&為測量角，￡//^(《，^)為測量角為《和^的測
試點的輻射功率的水平極化分量，(《'^)為測量角為《和^測試 點的輻射功率的垂直極化分量，/為待測設備的當前工作頻率。
根據本發明的另 一實施例，提供了 一種基于數據模式的無線終 端輻射性能測試系統。
該系統包4舌全電波暗室，用于為無線終端^是供測試的環境； 人體模型，其中，模型的上肢將待測設備持于該模型的頭部前一定 距離處；J求面坐標建立和測試才莫塊，用于以4寺測i殳備的天線為原點 構建;求面坐標系，并在球面坐標系中選才奪測試點；3求面》文置系統， 用于在5求面坐標系內控制無線終端與測量天線的角度位置；測量天線，用于在^求面》文置系統的控制下，采集數據才莫式下的無線終端在
測試點處的總輻射功率；處理單元，用于根據測試點處的總輻射功 率獲得待測設備的功率接收靈敏度。
其中，才莫型中填充有仿真的人體組織液。
另夕卜，測量天線為雙相 化天線。此時，在每個測試點采集到的 總輻射功率包括水平極化分量和垂直極化分量。
通過本發明的上述技術方案，能夠真實反映真人在數據模式下 中人體耦合對移動終端的性能影響，具有高的真實性，并且易于使 用。
此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申 請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并 不構成對本發明的不當限定。在附圖中
圖1是根據本發明方法實施例的基于數據模式的無線終端輻射 性能測試方法的流^f呈圖2是根據本發明方法實施例的基于數據模式的無線終端輻射 性能測試方法中所采用的人體模型的示意圖3是根據本發明方法實施例的基于數據模式的無線終端輻射 性能測試方法在沖丸行測試過程中》文置人體才莫型的示意圖4是根據本發明方法實施例的基于數據模式的無線終端輻射 性能測i式方法的處理實例的流禾呈圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。 方法實施例
根據本發明實施例，提供了 一種基于數據模式的無線終端輻射 寸生能測i式方法。
如圖1所示，根據本實施例的基于數據模式的無線終端輻射性
能測試方法包括步驟S102,構造人體模型，其中，模型的上肢將 待測設備持于該模型的頭部前一定距離處，如圖2所示，該模型可 以為上半身才莫型；步驟S104，以待測設備的天線為原點構建3求面坐 標系，并在球面坐標系中選擇測試點；步驟S106，將才莫型放置在全 暗波室環境下，使待測設備在數據模式下工作，利用測量天線在球 面放置系統中采集測試點處的總輻射功率，并由此獲得待測設備的 總輻射功率。
圖3是在球面坐標系中通過改變終端與測量天線的相對角度， 使得測量天線在測試電進行采樣的示意圖。其中，持有終端的^t型 能夠在水平面S走轉，天線(probe antenna)能夠在垂直于水平面的 平面內延球面移動進行采樣，從而得到每個測試點的采樣結果。當 然，還可以采用其它的旋轉和/或移動的方式，這里不再——列舉。
其中，構造^t型的處理進一步包括在才莫型中填充仿真的人體 組織液。
優選地，測量天線為雙極化天線。此時，在每個測試點采集到 的總輻射功率包括水平纟及化分量和垂直極化分量。并且，在采集到水平纟及化分量和垂直^l化分量之后，獲得^f寺測
_沒備的輻射功率的處理具體為
通過公式(1)分別獲得每個測試點處的總輻射功率
，=A [J(麼e (Q; /)+雄《(Q; /)—
4;r 公式(i),
其中，TRP為當前測試點處的總輻射功率，Q為當前測試點在
球面坐標系中的立體方向角，E^《和分別為立體方向角度上 的水平才及化分量和垂直才及化分量，/為待測i殳備的當前工作頻率；
通過公式(2)獲得待測設備的總輻射功率
2iVM =。" 公式(2)，
其中，TRP為待測設備的總輻射功率，N和M為分別對6和^的
多個采樣間隔，《和&為測量角，￡//^^，^為測量角為《和^的測
試點的輻射功率的水平極化分量，￡;7^ W，&)為測量角為《和&測試 點的輻射功率的垂直極化分量，/為待測設備的當前工作頻率。
如圖4所示，在實際應用當中，該方法可以具體包4舌以下步艱《
步驟S1，在數據模式下人體模型模具設置用戶設備的位置，構 建測試系統；
步驟S2,以無線終端天線所在4立置為中心建立J求面坐標系統， 并選取測試點；步驟S3, i殳置用戶i殳備的無線鏈路，并4吏其處于正常工作狀態， 滿足測試條件；
步驟S4，連續發送UP功率控制命令到用戶設備，當用戶i殳備 達到最大功率時，開始發送數據模式；
步驟S5，在設定測試點進行采樣測試，分別在7jc平和垂直方向 采集等效全向發射功率水平極化分量扁《^，^和等效全向發射功 率垂直極化分量，《^'，^;
步驟S6,將在各個測試點所測量的數據進行線性平均得到需要 的總輻射功率TRP。
下面將對上述步驟Sl至S6進行詳細描述。
步驟S1，根據人體模型模具設置用戶設備的位置，構建測試系 統。如圖2所示，對于人體模型要求模擬真人通常用在單手或雙手 持機狀態下進行數據模式。真人模型中包含人頭，和手持無線終端 單手和軀干上半部分或全部。在上述測試情境中，J求面坐標系的原 點就轉移到了當前的設備位置上，即，在人體模型的胸部附近。人 體模型中充盈人體組織液，組織液配方符合標準相關少見定，比如配 方l:水(45.3%),并唐(54.3%),羥乙基纖維素(0.3% )和防腐劑 (0.1%),以上配比為重量百分比。并且，人手相只于頭部距離取一 定距離，例如，可以是40cm;此外，人手距離模型胸部也有一定距 離，例如，可以是20cm，優選地，構造的該人體模型的上肢的關節 是可以活動的，乂人而可以改變人手相對頭部和胸部的3巨離；
步-驟S2，以無線終端天線所在位置為中心建立J求面坐標系纟充， 并選取測試點。具體地，基于5求面測試方法，可以定義兩種定^f立系 統組合軸系統和分布軸系統。其中，組合軸系統是指兩個旋轉軸
12相互獨立，此時是在Theta軸定位器基礎上加裝Phi軸定位器，DUT 同時繞兩個軸S走轉。分布軸系統的兩個旋轉軸相互結合在一起。此 時，測量天線可以圍繞Theta軸轉動，DUT可以圍繞Phi軸轉動；
步驟S3，設置用戶設備的無線鏈路，并使其處于正常工作狀態， 滿足測試條件；優選地，在步驟S3中DUT在所支持的頻段應該選 取DUT所支持的所有頻段中的高、中、低三個信道進行建立鏈路進 行測試，而對于伸縮天線的DUT，應在天線的伸展和收縮兩種狀態 下進4于測試；
步驟S4，連續發送UP功率控制命令到用戶設備，當用戶i殳備 達到最大功率時，開始發送數據模式；
步驟S5，在設定測試點進行采樣測試，分別在水平和垂直方向
采集等效全向發射功率水平極化分量^^^^，^和等效全向發射功
率垂直極化分量￡//^(《，"；通過控制DUT和測試天線的相對位置， 就能夠在三維空間中進行有效采樣，并且，在TRP測試中要求測量 每個點的有效輻射功率；
步驟S6，將在各個測試點所測量的數據利用上述公式(1)和 (2 )，得到移動終端設備或者其他無線通信產品的空間射頻性能性 能指標總輻射功率TRP。
盡管之前以上半身模型為例描述了本發明，但是本發明同樣可 以構造全身沖莫型進行測量，其測量方法與上面所述的—方法類似，這 里不再重復。
系纟克實施例
在本實施例中，提供了 一種基于數據模式的無線終端輻射性能 測i式系纟克。才艮據本實施例的基于凄史據才莫式的無線終端輻射性能測試系統包
括全電波暗室，用于為無線終端4是供測試的環境；人體才莫型，其 中，模型的上肢將待測設備持于該模型的頭部前一定距離處；球面 坐標建立和測試^莫塊，用于以4寺測i殳備的天線為原點構建5求面坐才示 系，并在球面坐標系中選擇測試點；球面放置系統，用于在球面坐 標系內控制無線終端與測量天線的角度位置；測量天線，用于在^求 面放置系統的控制下，采集數據模式下的無線終端在測試點處的總 輻射功率；處理單元，用于根據測試點處的總輻射功率獲得待測設 備的功率接收靈敏度。
其中，該人體模型可以為全身人體模型或半身人體模型，并且 該模型中填充有仿真的人體組織液。
具體地，在該系統中，全電波暗室能夠充分隔離來自外部環境 的電》茲干擾，全電波暗室的屏蔽效能在800Hz到4GHz范圍內滿足 EN50147-1標準要求，全電波暗室的靜區空間大小需要滿足測試要 求；
王求面坐標系建立和測試才莫塊用于建立J求面坐標系，對于無線 通信產品以其為原點建立具有x、 y、 z軸所定義的J求面坐標系，其 中，0角為測試點與z軸正方向的夾角，(p角為x軸正向與測試點在 x、 y平面上的投影點的夾角，并在該球面坐標系下選取測試坐標點；
3求面》文置系統，為了覆蓋整個^求面，測試環境的最終結構是由 支撐結構和用于》文置DUT并相對于測量天線來4喿控^也的測試;故置 器組成能移動DUT/—莫型和/或測量天線以覆蓋DUT的整個J求面輻 射模型，從而在每個測試點進行釆樣；雙才及化天線用于獲得J求面上每一點處電場向量的兩個正交分 量。此時，在每個測試點采集到的總輻射功率包括水平極化分量和 垂直^l化分量。
在上文中所述待測設備(DUT)可以包括單模式終端，單模式 包4舌時分同步石馬分多址(TD-SCDMA )、寬帶石馬分多iih ( WCDMA )、 碼分多址(CDMA )、全J求移動通4言系統(Globle system for mobile communication, GSM)、個人無線4妾入系統(PHS，也可稱為小靈 通)、藍牙(BLUETOOTH )、無線局域網(Wireless LAN )、全J求定 位系統(Global Positioning System, GPS )、射頻ID ( RFID )和孩t 波接入全球互通(WiMAX)等通信制式或其組合。
綜上所述，借助于本發明的技術方案，能夠真實反映真人在數 據模式下中人體耦合對移動終端的性能影響，具有高的真實性，并 且易于使用。
顯然，本領域的4支術人員應該明白，上述的本發明的各沖莫塊或 各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算 裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們 可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲
在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成 電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模 塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
以上所述^f又為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明， 對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在 本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本發明的 <呆護范圍之內。
1權利要求
1.一種基于數據模式的無線終端輻射性能測試方法，其特征在于，包括構造人體模型，其中，所述模型的上肢將待測設備持于所述模型的頭部前一定距離處；以所述待測設備的天線為原點構建球面坐標系，并在所述球面坐標系中選擇測試點；將所述模型放置在全暗波室環境下，使所述待測設備在數據模式下工作，利用測量天線在所述球面放置系統中采集所述測試點處的總輻射功率，并由此獲得所述待測設備的總輻射功率。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，構造所述模型的處 理進一步包4"舌在所述才莫型中填充仿真的人體組織液。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量天線為雙 才及化天線。
4. 才艮據4又利要求3所述的方法，其特4i在于，在所述每個測試點 采集到的總輻射功率包括水平極化分量和垂直4 l化分量。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在采集到所述水平 才及化分量和所述垂直4及化分量之后，獲得所述;f寺測i殳備的輻射 功率的處理具體為通過公式(1 )分別獲得所述每個測試點處的總輻射功率
6.7T P = ^ (Q; /)+五/; (Q; /)>/Q4;r 公式(l),其中，TRP為當前測試點處的總輻射功率，Q為所述當前測試點在球面坐標系中的立體方向角，和分別為 所述立體方向角度上的水平才及化分量和垂直才及化分量，/為所 述待測設備的當前工作頻率；通過公式(2)獲得所述待測設備的總輻射功率7T 尸《J] Z(《+ (《，&; /)]sin(《)篇"一 公式(2)，其中，TRP為所述待測設備的總輻射功率，N和M為分 別對e和p的多個采樣間隔，《和&為測量角，￡//^^'，<0為測量角為《和A的測試點的輻射功率的水平極化分量，(《'&)為測量角為《和A測試點的輻射功率的垂直^ l化分量，/為所 述待測設備的當前工作頻率。一種基于數據模式的無線終端輻射性能測試系統，其特征在 于，包括全電波暗室，用于為所述無線終端^是供測試的環境； 人體模型，其中，所述模型的上肢將待測設備持于所述模 型的頭部前一定距離處；球面坐標建立和測試模塊，用于以所述待測設備的天線為 原點構建J求面坐標系，并在所述J求面坐標系中選擇測試點；^求面》文置系統，用于在所述3求面坐標系內控制所述無線終 端與測量天線的角度位置；所述測量天線，用于在所述球面放置系統的控制下，采集 凄史據一莫式下的所述無線終端在所述測試點處的總輻射功率；處理單元，用于4艮據所述測試點處的總輻射功率獲得所述 待測設備的功率接收靈敏度。
7. 根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述模型中填充有 仿真的人體組織、液。
8. 根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述測量天線為雙 才及化天線。
9. 才艮據4又利要求8所述的系統，其特4正在于，在所述每個測試點 采集到的總輻射功率包括水平極化分量和垂直極化分量。
全文摘要
本發明提供了一種基于數據模式的無線終端輻射性能測試方法和系統，其中，該方法包括構造人體模型，其中，模型的上肢將待測設備持于該模型的頭部前一定距離處；以待測設備的天線為原點構建球面坐標系，并在球面坐標系中選擇測試點；將模型放置在全暗波室環境下，使待測設備在數據模式下工作，利用測量天線在球面放置系統中采集測試點處的總輻射功率，并由此獲得待測設備的總輻射功率。通過使用本發明，能夠真實反映真人在數據模式下中人體耦合對移動終端的性能影響，具有高的真實性，并且易于使用。
文檔編號H04W24/00GK101582725SQ20081010024
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月15日 優先權日2008年5月15日
發明者忠 禹 申請人:中興通訊股份有限公司