測試ism頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統及測試方法
2023-06-02 13:59:56 1
專利名稱：測試ism頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統及測試方法
技術領域：
本發明涉及測試無線通信產品抗幹擾能力的系統及測試方法。
背景技術：
為了減小不同無線電通信系統之間的相互幹擾，國際電信聯盟為每一種無線通信系統都劃分了相應的頻段，並且規定了發射機的功率範圍和發射信號的頻譜模板。但ISM 頻段是個例外，由於沒有使用授權的限制，這個頻段被眾多的短距離通信產品採用，因此這些產品之間的相互幹擾，以及其他頻段無線電通信對這些產品的幹擾成為不可忽視的問題。所述的ISM頻段的含義在各國均都相同，S卩2. 4GHz頻段。實際工作於ISM頻段的無線通信接收機處於開放的電磁環境中，其他常見無線電通信系統的無線信號會對所述接收機產生幹擾。在實際環境下測試這些幹擾信號是非常困難的，一方面是由於某些信號是突發的，用儀器很難捕捉到；另一方面是多種通信標準信號混在一起，無法分離，從而無法判斷每一種信號單獨對接收機造成的幹擾有多大。Agilent公司為目前工作於ISM頻段的Wi_Fi、藍牙及ZigBee都提供了相應的測試儀器，這些儀器可以測量每一種產品發射機和接收機的每一項指標，但是目前沒有測試儀器能夠分析ISM頻段產品的抗幹擾能力。
發明內容
本發明是為了解決ISM頻段通信產品的抗幹擾能力無法測試的問題，從而提供了測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的方法。測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統，它包括一號可調衰減器、合路器、 二號可調衰減器、信號源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，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，一號可調衰減器的衰減信號輸出端與合路器的一號衰減信號輸入端連接；信號源的信號發射端與二號可調衰減器的信號接收端連接，二號可調衰減器的衰減信號輸出端與合路器的二號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接收端連接，接收機誤碼特性測試設備的誤碼信號輸入端與接收機的誤碼信號輸出端連接。基於上述系統的所述的測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力測試方法，它由以下步驟實現步驟一、將調試合格後的發射機、接收機、信號源和接收機誤碼特性測試設備加電，發射機發射信號至校準後的一號可調衰減器，經一號可調衰減器衰減後輸入至合路器； 採用信號源分別發射廣播系統信號、模擬通信系統信號、公眾無繩電話系統信號、公眾通信系統信號、衛星通信系統信號、專用通信系統信號、無線接入系統信號和特種無線電應用系統信號，調整校準後的二號可調衰減器的基準衰減值，採用接收機誤碼特性測試設備觀測接收機的誤碼情況，當達到預設的誤碼率範圍時，停止調整二號可調衰減器，獲得此時接收機接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率；
步驟二、改變信號源的輸出功率，重複執行步驟一 N次；所述N為整數；獲得不同信號源輸出功率下的接收機接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率；然後執行步驟三；步驟三、改變信號源輸出的幹擾信號類型，重複執行步驟一至步驟二 ；獲得不同信號源輸出信號形式下的接收機接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率；步驟四、根據產品的實際使用環境，選擇相應的電波傳播模型，在發射機輸出功率已知、信號源輸出功率已知的條件下，通過步驟一至三中接收機接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率計算出在各種系統的幹擾環境下，接收機處於預設誤碼率範圍時，發射機與接收機之間的距離和接收機與信號源之間的距離，從而實現定量分析ISM 頻段無線通信產品的抗幹擾能力。在測試之前，對發射機的進行調試，其調製過程為採用功率計標定發射機的輸出功率，採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發射機的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，對一號可調衰減器和二號可調衰減器進行校準方法，其校準方法為 在待測ISM頻段無線通信產品的工作頻段內，採用矢量網絡分析儀對一號可調衰減器和二號可調衰減器進行校準。步驟一所述獲得接收機接收到的各種系統信號的有用信號功率是通過下述公式獲得的，所述公式為接收機收到的有用信號功率=發射機輸出功率-一號可調衰減器的基準衰減值-長傳輸線損耗-合路器損耗-發射機與一號可調衰減器之間的傳輸線損耗-接收機與合路器之間的傳輸線損耗。步驟一所述獲得接收機接收到的各系統的幹擾信號功率是通過下述公式獲得的， 所述公式為接收機收到的幹擾信號功率=信號源輸出功率-信號源與二號可調衰減器之間的傳輸線損耗-二號可調衰減器的衰減值-二號可調衰減器與合路器之間的傳輸線損耗-合路器損耗-合路器與接收機之間的傳輸線損耗。步驟四中所述電波傳播模型為自由空間傳播模型，所述自由空間傳播模型為Lossfree_space = 32. 45+201g M (MHz)+20 Ig D (km)式中D是指發射機與接收機之間的距離，單位是km ；M是指通信信號的載波頻率， 單位是MHz。有益效果本發明能夠實現測試ISM頻段通信產品的抗幹擾性能，準確度較高。
圖1是本發明系統的結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖1說明本具體實施方式
，一種測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統，它包括一號可調衰減器2、合路器3、二號可調衰減器4、信號源5和接收機誤碼特性測試設備7，待測ISM頻段無線通信產品包括發射機1和接收機6，發射機1的信號發射端與一號可調衰減器2的信號接收端連接，一號可調衰減器2的衰減信號輸出端與合路器3的一號衰減信號輸入端連接；信號源5的信號發射端與二號可調衰減器4的信號接收端連接，二號可調衰減器4的衰減信號輸出端與合路器3的二號衰減信號輸入端連接；合路器3的信號輸出端與接收機6的信號接收端連接，接收機誤碼特性測試設備7的誤碼信號輸入端與接收機6的誤碼信號輸出端連接。工作原理如下根據通信產品的工作頻段，通過分析哪些現有的常見無線電通信系統的頻譜會與通信產品工作頻段重合，然後用信號源5連接二號可調衰減器4模擬不同的常見無線電通信系統與接收機之間的距離，最後分析各種常見無線電通信系統對通信接收機的影響。
具體實施方式
二、基於本具體實施方式
一所述的一種測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統的測試方法，它由以下步驟實現步驟一、將調試合格後的發射機1、接收機6、信號源5和接收機誤碼特性測試設備 7加電，發射機1發射信號至校準後的一號可調衰減器2，經一號可調衰減器2衰減後輸入至合路器3 ；採用信號源5分別發射如表1所述的系統信號，調整校準後的二號可調衰減器 4的基準衰減值，採用接收機誤碼特性測試設備7觀測接收機6的誤碼情況，當達到預設的誤碼率範圍時，停止調整二號可調衰減器4，獲得接收機6接收到的各系統的有用信號的功率和幹擾信號功率，並記錄在表2中；表 權利要求
1.測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統，其特徵是它包括一號可調衰減器 (2)、合路器(3)、二號可調衰減器(2)、信號源(5)和接收機誤碼特性測試設備(7)，待測 ISM頻段無線通信產品包括發射機(1)和接收機(6)，發射機(1)的信號發射端與一號可調衰減器(2)的信號接收端連接，一號可調衰減器(2)的衰減信號輸出端與合路器(3)的一號衰減信號輸入端連接；信號源(5)的信號發射端與二號可調衰減器的信號接收端連接，二號可調衰減器(4)的衰減信號輸出端與合路器(3)的二號衰減信號輸入端連接；合路器(3)的信號輸出端與接收機(6)的信號輸入端連接，接收機誤碼特性測試設備(7)的誤碼信號輸入端與接收機(6)的誤碼信號輸出端連接。
2.基於權利要求1所述的測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統的測試方法， 其特徵是它由以下步驟實現步驟一、將調試合格後的發射機(1)、接收機(6)、信號源(5)和接收機誤碼特性測試設備(7)加電，發射機(1)發射信號至校準後的一號可調衰減器(2)，經一號可調衰減器 (2)衰減後輸入至合路器(2)；採用信號源(5)分別發射廣播系統信號、模擬通信系統信號、 公眾無繩電話系統信號、公眾通信系統信號、衛星通信系統信號、專用通信系統信號、無線接入系統信號和特種無線電應用系統信號，調整校準後的二號可調衰減器的基準衰減值，採用接收機誤碼特性測試設備(7)觀測接收機(6)的誤碼情況，當達到預設的誤碼率範圍時，停止調整二號可調衰減器(4)，獲得此時接收機(6)接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率；步驟二、改變信號源(5)的輸出功率，重複執行步驟一 N次；所述N為整數；獲得不同信號源(5)輸出功率下的接收機(6)接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率；然後執行步驟三；步驟三、改變信號源(5)輸出的幹擾信號類型，重複執行步驟一至步驟二 ；獲得不同信號源(5)輸出幹擾信號類型下的接收機(6)接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率；步驟四、根據產品的實際使用環境，選擇相應的電波傳播模型，在發射機(1)輸出功率已知、信號源(5)輸出功率已知的條件下，通過步驟一至三中接收機(6)接收到的各種系統信號的有用信號功率和幹擾信號功率計算出在各種系統的幹擾環境下，接收機(6)處於預設誤碼率範圍時，發射機(1)與接收機(6)之間的距離和接收機(6)與信號源(5)之間的距離，從而實現定量分析ISM頻段無線通信產品的抗幹擾能力。
3.根據權利要求2所述的測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的測試方法，其特徵在於在測試之前，對發射機(1)的進行調試，其調製過程為採用功率計標定發射機(1)的輸出功率，採用頻譜儀測試發射機(1)的輸出功率譜；直至發射機(1)的輸出功率和發射機(1)的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頻段無線通信產品抗幹擾能力的測試方法，其特徵在於在測試之前，對一號可調衰減器(2)和二號可調衰減器(4)進行校準方法，其校準方法為在待測ISM頻段無線通信產品的工作頻段內，採用矢量網絡分析儀對一號可調衰減器(2)和二號可調衰減器(4)進行校準。
5.根據權利要求2所述的測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的測試方法，其特徵在於步驟一所述獲得接收機(6)接收到的各種系統信號的有用信號功率是通過下述公式獲得的，所述公式為接收機收到的有用信號功率=發射機輸出功率-一號可調衰減器的基準衰減值-長傳輸線損耗-合路器損耗-發射機與一號可調衰減器之間的傳輸線損耗-接收機與合路器之間的傳輸線損耗。
6.根據權利要求2所述的測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的測試方法，其特徵在於步驟一所述獲得接收機(6)接收到的各系統的幹擾信號功率是通過下述公式獲得的， 所述公式為接收機收到的幹擾信號功率=信號源輸出功率-信號源與二號可調衰減器之間的傳輸線損耗-二號可調衰減器的衰減值-二號可調衰減器與合路器之間的傳輸線損耗-合路器損耗-合路器與接收機之間的傳輸線損耗。
7.根據權利要求2所述的測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的測試方法，其特徵在於步驟四中所述電波傳播模型為自由空間傳播模型，所述自由空間傳播模型為Lossfree_space = 32. 45+201g M+201g D式中D是指發射機與接收機之間的距離，單位是km ；M是指通信信號的載波頻率，單位是 MHz。
全文摘要
測試ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的系統及測試方法，涉及測試無線通信產品抗幹擾能力的系統及測試方法。它解決了ISM頻段通信產品的抗幹擾能力無法測試的問題。其系統發射機發射的信號經一號可調衰減器、合路器後輸入至接收機，信號源發射的信號通過二號可調衰減器、合路器後輸入至接收機。其方法通過信號源模擬通信產品工作頻帶內及附近的常見無線電通信系統的信號，採用接收機誤碼特性測試設備觀測待測接收機的誤碼情況，獲得各系統的有用信號的功率和幹擾信號功率，進而實現定量分析ISM頻段無線通信產品的抗幹擾能力。本發明適用於ISM頻段無線通信產品抗幹擾能力的測試。
文檔編號H04B17/00GK102158242SQ20111013668
公開日2011年8月17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, 餘君蘭, 劉寧慶, 張中兆, 張建隆, 張文彬, 徐玉濱, 段雙濱, 王孝, 胡未, 葛連正, 魏宏圖 申請人:哈爾濱工業大學