測試無線電設備的傳輸模式的方法

2023-06-09 10:22:16

專利名稱：測試無線電設備的傳輸模式的方法
技術領域：
本發明涉及測試用於無線通信的設備的傳輸狀態的方法。
背景技術：
數字移動無線電設備以及用於無線通信的其它設備變得越來越複雜，並且越來越 多地具有它們可隨意支配的傳輸參數，這些傳輸參數可與信道質量相適配，並且僅由於實 際組合的原因而啟用多種傳輸狀態。信道質量描述物理傳輸信道的質量。待調至的傳輸狀 態通過由移動無線電設備發射的一項或多項決策信息，例如測量傳輸質量來選擇。在開發 這些變得越來越複雜的設備時，需要監測根據傳輸信息確定的待調至的傳輸狀態是否被正 確地選擇，或者這(幾)項決策信息(待調至的傳輸狀態基於此被選擇)是否正確。當前，傳輸狀態與諸如信道質量之類的決策信息的適配僅僅利用傳輸數據速率被 間接或統計測量。例如，數據被傳輸到被測無線電設備，而信道質量隨時間變化。在最簡單 的情況下，信道質量持續提高，例如從一個很差的信道質量開始隨著時間的推移線性提高， 且傳輸數據的數據率被測量。數據速率依賴於例如所選的調製類型，因此能夠間接推斷出 實際使用的傳輸狀態。若傳輸狀態的適配高效地運行，則相對於較差的適配，針對每個信道 質量可獲得更高的數據速率。信道質量隨時間的函數可發生更大的變動，以模擬實際中發 生的信道質量波動。因此，例如，德國專利申請文件DE 10025838B4中通過蒙特卡羅方法模 擬了衰落振蕩。與傳輸狀態適配的間接測量相關聯的第一個問題是，數據速率未能表現出大量所 關注的信息，例如傳輸狀態改變的發生率，或哪些傳輸狀態被採用，或這些傳輸狀態如何隨 時間發展變化。第二個問題是，由於現有技術所描述的測量方法而不能對問題區域，例如從一種 傳輸狀態變到另一種傳輸狀態的切換點，進行單獨和專門的測試。

發明內容
本發明的目的在於解決現有技術的上述問題，並提供一種改進的測試方法。根據本發明的方法首先設立傳輸信道的信道質量，以通過測試設備在該傳輸信道 上向被測設備傳輸數據。該數據由該測試設備利用所設立的信道質量發送到被測設備，該 被測設備至少從所傳輸的數據中確定至少一項決策信息。被測設備將該至少一項決策信息 在響應信號中發送到該測試設備，該測試設備從響應信號中讀出該決策信息。來自所述響 應信號的一項或多項決策信息被該測試設備明確分配給待調至的傳輸狀態。最初設立的信 道質量被該測試設備明確分配給期望的傳輸狀態。將期望的傳輸狀態與待調至的傳輸狀態 進行比較，以得出關於待調至的傳輸狀態的正確性的結論。從屬權利要求涉及本發明的有利展開。因此，特別有利的是，例如，在數據的後續傳輸期間調整從一項或多項決策信息中 確定的待調至的傳輸狀態。
本發明的進一步有利展開是將傳輸質量用作決策信息。在根據本發明的方法中，有利的是，通過調整總是能夠明確分配給一種傳輸狀態 的信道質量，可調整專門確定的傳輸狀態。例如，信道質量可被調整成剛好處於兩個直接相 鄰的傳輸狀態之間的切換點的問題區域，且隨後發回的決策信息可以被檢查。在理想評估 的情況下，這幾項決策信息被例如移動無線電設備以該切換點的信道質量發回，這幾項信 息位於待分配的傳輸狀態的改變的極限處。通過隨時間改變信道質量，可執行非常大量的 測試場景，以專門檢查傳輸狀態，或者在傳輸狀態之間作出改變。例如，通過信道質量在切 換點左右的無窮小的隨機跳變，可專門檢查由一項或多項決策信息導致的切換行為。另一 方面，通過專門跳變到一信道質量(在這種情況下若干種傳輸狀態或分配給這些傳輸狀態 的信道質量間隔被跳過)，在信道質量變化大的情況下的傳輸狀態適配速度可以被檢查。還有利的是，通過將一項或多項決策信息明確分配給傳輸狀態，不僅僅是數據速 率而且傳輸狀態及其變化都可直接被檢查。因此，可以分析切換過程及其它事物的時間表 和發生率，具體來說，可以核對由移動無線電設備確定的決策信息的正確性。根據本發明的方法適合測試所有用於無線通信的設備，這些設備支持若干種可區 分的傳輸狀態，並通過特定的決策信息指定這些狀態。這將以上所有應用於移動無線電設 備，移動無線電設備都是使用以下移動無線電傳輸標準來進行傳輸的設備，例如GSM(全球 移動通信系統)、！MTS (通用移動通信系統)、LTE (長期演進),WiMAX (全球微波接入互聯)。 然而，根據本發明的測試方法也可測試具有無線通信，特別是來自諸如無線LAN(區域網) 之類的其它區域的無線電的數字設備。


以下將在附圖的幫助下詳細描述可用的示例性實施例，在附圖中圖1示出用於實現根據本發明的方法的測試設備的示例性實施例；圖2示出用於解釋根據本發明的方法的數據速率相對於信道質量的測量曲線；圖3示出根據本發明的用於單獨檢查切換點的可用測試場景；圖4A示出根據本發明的用於分析包括若干傳輸狀態轉變的信道質量大跳變的可 用測試場景；圖4B示出針對圖4A所示的測試場景建立的關於時間的信道質量函數；圖5A示出根據本發明的用於分析在從不同的傳輸狀態統統跳變到同一傳輸狀態 的情況下的可能滯後效應的可用測試場景；圖5B示出針對圖5A所示的測試場景建立的關於時間的信道質量函數；以及圖6通過表示關於時間的傳輸狀態，示出根據本發明的評估圖4A所示的測試場景 的可用視圖。
具體實施例方式圖1示出用於實現根據本發明的方法的測試設備10的可用示例性實施例。下文 中將解釋用於測試作為無線通信設備的移動無線電設備30的示例性測試設備10。測試設備10包括信號發生器2、信道質量模擬器4、包括一天線6的發射設備5、相 應地與另一天線7相連的接收設備8、連接到分配列表9的兩個選擇設備11和12、以及評估設備20。首先，在測試設備中產生數據1。這些數據1可由例如隨機序列發生器產生，也可 由先前設立的測試數據集合構成。可替代地，還可通過接口(未示出)將數據導入測試設 備10。數據1被供應給信號發生器2，信號發生器2將數據1調製成與待調至的傳輸狀態 相對應的數字調製高頻信號。可用的傳輸狀態由形成測試基礎的標準設立。信號發生器2 從傳輸狀態指定設備3接收待調至的傳輸狀態。特定傳輸狀態，在移動無線電通信中也稱為碼本條目，是明確設立傳輸數據的高 頻信號的產生的傳輸參數或傳輸參數集合。不同的移動無線電標準各自支持多個傳輸參數 的調整，例如傳輸功率、數字調製方案(正交相移鍵控(QPSK)、正交幅度調製(QAM)等)、待 在MIMO(多輸入多輸出)系統中傳輸的信號的數目、在OFDM(正交頻分復用)系統中傳輸 (子載波)期間使用的載波頻率等。在現代移動無線電標準中，通過對與傳輸相關的所有傳 輸參數進行所有有用的組合，可產生非常多的可用傳輸狀態。通過改變單獨的或若干個傳輸參數，可將傳輸與傳輸狀態相適配，例如與信道質 量以及從中得到的一項或幾項決策信息相適配。這種兩個不同的碼本條目之間的改變在下 文中稱為切換或切換過程。例如，在嚴重失真的傳輸的情況下，可實現到以更高功率傳輸和 /或到雖具有較低的傳輸速率但更安全的調製方案的切換過程。為了具體地測試這些切換 過程，在傳輸期間對特定的信道質量進行模擬。信號發生器2將基於從傳輸狀態指定設備3接收到的傳輸狀態產生的高頻信號發 送到信道質量模擬器4。信道質量模擬器4通過模擬在實際傳輸、例如多徑串擾、衰落、失 真等的情況下發生的串擾，來模擬特定的、先前設立的信道質量。在最簡單的情況下，這可 通過將白噪聲加到所產生的高頻信號上來實現，或者在略微複雜的情況下，這可由信道質 量模擬設備4通過特殊衰落和失真模擬器來實現，其中高頻信號從信號發生器2被供應給 特殊衰落和失真模擬器，且該特殊衰落和失真模擬器輸出按照定義的規定被失真的高頻信 號。與信道質量成反比的失真強度可被調整。信道質量可通過例如永久存儲在信道質量模 擬器4中的測試場景被調整成例如信道質量隨時間的函數。可替代地，也可經由接口(未 示出)從外部輸入待調至的信道質量或待調至的信道質量序列。待調至的信道質量被發送到第一選擇設備11。該選擇設備11經由例如存儲器中 提供的分配列表9將期望的碼本條目分配給待調至的信道質量，並將其轉發至評估設備20 的比較設備21。該分配列表9包含例如明確地將碼本條目(即特定傳輸狀態)分配給所設 立的各個信道質量、還有由被測設備測得的各個傳輸質量或在響應中發回的決策信息的表 格。相反地，可從分配列表9中去除碼本條目的對對應信道質量間隔的明確分配。通 過設立與碼本條目對應的信道質量，可使用該信息來向被測設備提供特定信道質量或變為 特定的碼本條目並評估該切換過程。與信道質量調整相對應的失真的高頻信號被發送到發射設備5且經由天線6被發 出去。被測移動無線電設備30經由天線32接收所發射的高頻信號，並評估所發射的數據。 移動無線電設備30在傳輸質量分析設備31中計算傳輸質量，並從中產生至少一項決策信 息。為此，在發射之前，校驗和通常被加到待發射的數據上，該校驗和使移動無線電設備30 能夠檢測比特塊和/或單獨比特中的誤差。作為替代或作為補充，可分析與發射的已知高頻信號的偏差。關於傳輸質量的這幾項信息被發回測試設備10的接收設備8作為響應信號中 的決策信息。它們包含特徵化傳輸質量的至少一個變量，例如塊出錯率(BLER)、誤比特率 (BER)、信道質量指數(CQI)、載波與串擾加噪聲之比(CINR)或接收信號強度指示(RSSI) 等。可替代地，高頻信號和響應信號也可經由電纜連接被發送。由此從響應信號獲取的傳輸質量被供應給第二選擇設備12，且使用分配列表9被 分配給待調至的碼本條目以用於進一步通信。該待調至的碼本條目作為待調至的傳輸狀態 被發送到傳輸狀態指定設備3，該傳輸狀態指定設備3指示信號發生器2選擇待調至的傳輸 狀態或碼本條目，以用於進一步傳輸數據。待調至的碼本條目另外被第二選擇設備12發送 到評估設備20的比較設備21。評估設備20的比較設備21現在將期望的碼本條目與待調至的碼本條目進行比 較。評估設備20可根據由移動無線電設備確定的決策信息，使用比較設備21的結果來得 出關於待調至的碼本條目的正確性的結論。該過程是以例如由響應信號的發生率設立的頻率f實現的。這樣實現了以採樣率 f對待調至的碼本條目、期望的碼本條目以及待調至的目標條目的正確性值的測量，該採樣 率f允許對測量值隨時間的變化進行分析。關於後續分析，待調至的碼本條目和期望的碼 本條目可存儲在評估設備20的存儲器22中。正確性值不必作為冗餘信息存儲，因為它可 在任何時候通過將期望的碼本條目與待調至的碼本條目進行新一輪比較來再現。附加的評 估信息可利用分配列表中的信息來獲得，例如在待調至的碼本條目錯誤的情況下，錯誤的 待調至的碼本條目被移動到離正確的碼本條目有多遠。除了純粹與連接有關的決策信息之外，還可對附加的決策信息進行諮詢，作為例 如移動無線電設備30中的GPS (全球定位系統)確定的運動速度和/或待調至的碼本條目 的記錄歷史的決策信息。因此，例如在移動無線電設備高速行進的情況下和/或在碼本條 目的記錄歷史包含信道質量和(因此)碼本條目的很多和/或大的波動的情況下，可立即 允許對遠離的待調至的碼本條目做出改變。另一方面，在相反的情況下，其中移動無線電設 備30很長時間沒有移動並且/或者其歷史不包含任何信道質量或碼本條目波動，則該移動 無線電設備可將可能遠離的待調至的碼本條目推遲到該碼本條目被確認或得知是錯誤的。「遠離」第一碼本條目的第二碼本條目是對應分配的信道質量間隔遠離第一碼本 條目的對應信道質量間隔的碼本條目。換句話說，這兩個對應的信道質量間隔之間至少有 兩個信道質量間隔，它們依次被分配給其它的碼本條目。兩個「附近」的碼本條目是對應的 信道質量間隔彼此接近的兩個碼本條目，即兩者之間只有一個對應碼本條目的僅一個信道 質量間隔或另一對應碼本條目的少量信道質量間隔。兩個「相鄰」的碼本條目是信道質量 間隔彼此鄰接因此包括共同的切換點的兩個碼本條目。對於更高維的決策信息空間，即具 有n個變量作為決策信息(η> 1)的決策信息空間，所使用的這些項對應於在該決策信息 空間中的這些η維量之間的在該空間中定義的去除的程度。可替代地，在根據本發明的方法中，可行的是，移動無線電設備30基於一項或多 項決策信息直接選擇待調至的碼本條目，並且若這規定了例如移動無線電通信中的另一傳 輸標準，則將該待調至的碼本條目在響應信號中發送至測試設備10。作為示例，圖2中繪製出相對於現有技術中測量的信道質量的測量數據速率。
χ軸示出信道質量52，y軸示出數據速率51。所繪製的測量曲線54示出相對於 信道質量的數據速率，且包括數據速率的離散跳變，因為允許更高數據速率的碼本條目僅 能從特定的更好的信道質量起被使用。在信道質量52進一步提高的情況下，下一信道質量 間隔內的數據速率54保持恆定，直到信道質量52從下一切換點Ui起允許下一碼本條目為 止。在任何情況下，該分配從現有技術中無法看到。直線53示出與階躍函數54相適配的 比較線53，階躍函數54的截距和斜率參數可用於指定移動無線電設備30的數據速率。圖2示出超出現有技術的信道質量或相鄰切換點Ui、Ui+l之間的信道質量間隔到 碼本項目1至5的示例性分配。圖3至5示出根據本發明的利用將碼本條目分配給圖2所示的信道質量間隔的示 例的不同示例性測量場景。圖3示出來自圖2的分配示例和用於檢查位於信道質量KG2處的切換點Ui的測 量場景。切換點Ui是信道質量中的點，作為決策信息空間中在理想情況下發生從一個碼本 條目到另一碼本條目的切換過程，即發生傳輸狀態轉變處的點。若信道質量52目前剛好被設置在KG2處的這種切換點Ui處，則可評估所確定的 待調至的碼本條目，在調整該信道質量後，該碼本條目作為響應信號從移動無線電設備30 被發送至測試設備10。切換過程的發生率是例如所關注的方面。「良好」的移動無線電設 備30因此可將該問題區域識別出來，並抑制固定的接收方在碼本條目3和4之間改變，而 「不良」的移動無線電設備30會引起大量的切換過程。為了檢查相鄰碼本條目之間的這些切換過程，存在很多上述方法的變體。例如，信 道質量52也可被設置在最接近切換點KG2的點，即KGl與KG3之間，以監測是否調至正確 的碼本條目。若信道質量52被調至KGl與KG2之間，則碼本條目4就是正確的待調至的碼 本條目。另一方面，若信道質量52被調至KG2與KG3之間，則碼本條目3就是正確的待調 至的碼本條目。距離指示「最接近」是在移動無線電設備30的對應傳輸質量確定的誤差的 幅度的數量級上的距離。該區域定義切換過程的問題區域，並且優選地能夠在實現該方法 時被調整。另一測試場景用於隨機改變最接近切換點的切換點，以分析切換過程的發生率。圖4A示出來自圖2的分配示例以及用於檢查到非相鄰碼本條目的切換過程的測
量場景。為此，首先針對特定的時段設立與碼本條目5相對應的信道質量KG4，而後在信道 質量改變的時間點tl之後，針對特定的時段設立與碼本條目2相對應的信道質量7，如圖 4B所示。圖4B在示出相對於時間72的信道質量71的圖中示出信道質量函數73，作為圖 4A所述檢查的可用測量場景。通過評估由移動無線電設備30發回的決策信息以及從中得出的和待調至的碼本 條目，可以確定碼本條目是否從與首先設立的信道質量KG4相對應的碼本條目5直接跳轉 到與在tl之後設立的信道質量KG7相對應的碼本條目2。圖4A中用箭頭61示出從碼本條 目5到碼本條目2的該正確、直接的切換過程。因此，可以確定移動無線電設備30通過所 述切換過程非直接而是經由待調至的碼本3 (如箭頭63和62所示)還是經由所有的中間 碼本條目3和4被切換。關於這一點，也可分析切換過程的時間進度。因此，例如可測量tl之後的惰性時間的類型，其中響應信號仍將碼本5作為待調至的傳輸狀態。圖5A示出來自圖2的分配示例以及用於檢查切換過程中的滯後效應的測量場景。為此，在信道質量模擬設備4中設立針對特定的時間各自不同且各自與碼本條目 5、4、3和1相對應的信道質量KG8、KG9、KGlO和KG12。在各個信道質量KG8、KG9、KGlO和 KG12已設立特定的時段之後，如圖5B所示，在所有的情況下，針對特定的時段設立信道質 量KG11。圖5B在示出相對於時間72的信道質量71的圖中示出信道質量函數74，作為圖 5A所述檢查的可用測試場景。藉助於圖5B所示的信道質量曲線，利用所評估的響應信號可實現的是，只要移動 無線電設備30發送正確的決策信息，就會重複發生從不同的碼本條目KG8、KG9、KGlO和 KG12到同一碼本條目KGll的切換過程。在這種測試場景的情況下，應當將用於設立信道質 量的特定時段選擇得很長，使得與所設立的信道質量相對應的碼本條目也被可靠地調整。 作為替代或作為補充，初始碼本條目5、4、3、1也可作為對傳輸狀態指定設備3的指令被強 制實施。因此可檢查初始碼本條目(在這種情況下為碼本條目5、4、3、1)對到目標碼本條 目(在這種情況下為碼本條目2)的切換過程有什麼影響。相鄰的碼本條目的切換過程68 和69如何運轉？附近的碼本條目的切換過程66和67如何運轉？遠離的碼本條目的切換 過程(未示出)如何運轉？根據本發明的方法能夠回答這些問題。也可考慮歷史作為使用根據本發明的方法的傳輸狀態的附加決策信息。例如，若 信道質量一貫好於先前時段的信道質量，則可檢查例如移動無線電設備30是否考慮了這 一點。例如，因為與轉變到分配給較差信道質量的傳輸狀態相比，更願意轉變到分配給較好 信道質量的傳輸狀態。這裡列出的分析和測試場景僅僅是根據本發明的方法所允許的無限 可能性中的某些。圖4A和圖5A所示的箭頭表示碼本條目之間的切換過程，它們實際根據移動無線 電設備的響應信號被調整，且僅與X軸上所示的信道質量52間接相關。碼本條目實際上被 分配給特定的信道質量間隔，但是在箭頭所示的切換過程中，所分配的信道質量間隔不是 由信道質量模擬設備4設立的。信道質量52僅僅是基於圖4B或圖5B所示的測量場景而 設立的。最後，圖6示出分析碼本條目隨時間的變化的可用視圖。圖4A和4B所示的測量 場景的實際調整的碼本條目77與期望的碼本條目78在時間上形成對比。這被示出在繪製 相對於時間76的離散碼本條目75的圖上。理想碼本條目78同樣在信道質量從KG4變到KG7期間，即在時間點tl將碼本條 目從CB5切換到CB2。實際調整的碼本條目進度77首先在時間t9通過切換過程63切換到 下一相鄰的碼本條目4。此後，還需要兩個另外的切換過程64和65來在時間點til最終實 現目標碼本條目2。本發明不限於所示出的示例性實施例。相反，各個特徵也可以以有利的方式相互
糹口口。
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權利要求
一種測試用於無線通信的設備(30)的方法，包括下列步驟設立傳輸信道的信道質量，以用於通過測試設備(10)在該信道中傳輸數據(1)；使用所設立的信道質量從該測試設備(10)向被測設備(30)傳輸數據(1)；在所述被測設備(30)中評估利用所設立的信道質量被傳輸的數據，以用於確定至少一項決策信息；將包含所述至少一項決策信息的響應信號發回所述測試設備(10)；將從所述響應信號中獲取的所述至少一項決策信息分配給待調至的傳輸狀態，其中剛好一種傳輸狀態被明確分配給所獲取的各個項的決策信息的總內容；將用於傳輸的信道質量分配給期望的傳輸狀態；以及將所述期望的傳輸狀態與所述待調至的傳輸狀態進行比較。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過所述響應信號接收到的所述至少一 項決策信息包括至少一項描述傳輸質量的信息。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述待調至的傳輸狀態用於進一步傳 輸數據(1)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述信道質量被所述測試設 備(10)調整成位於或接近兩種傳輸狀態之間的切換點Ui之上或之下。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，所述信道質量被所述測試設 備(10)改變，使得對未分配給直接相鄰的信道質量間隔的傳輸狀態的改變被實現。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於，所述信道質量被所述測試設 備(10)連續改變，使得從不同的信道質量間隔開始對選擇的信道質量間隔的改變被模擬。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特徵在於，期望的傳輸狀態和待調至的 傳輸狀態的時間表被存儲和評估。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，不同的待調至的傳輸狀態之間的切換的 發生率被確定。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，變化的期望和/或調至的傳輸狀態的 時間進度被測量。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其特徵在於，待調至的傳輸狀態的改變 相對於它們的歷史被評估。
全文摘要
本發明涉及確定信道質量以通過測試設備(10)在所述信道中傳輸數據(1)的方法。該測試設備(10)將具有所確定的信道質量的數據(1)發射到確定一條或更多條決策信息的被測設備(30)。該被測設備(30)將所述一條或更多條決策信息轉發到所述測試設備(10)作為響應信號，並且所述測試設備(10)從該響應信號中讀取所述一條或更多條決策信息。來自所述響應信號的所述一條或更多條決策信息被唯一歸因於待調至的傳輸模式。初始確定的信道質量也被唯一歸因於期望的傳輸模式。期望的傳輸模式與待調至的傳輸模式在評估單元(20)的比較單元(21)中進行比較，從而得到關於待調至的傳輸模式的正確性的聲明。
文檔編號H04L1/24GK101874374SQ200980101107
公開日2010年10月27日 申請日期2009年3月16日 優先權日2008年4月15日
發明者安德裡亞·保利, 史蒂芬·巴爾曼, 傑拉爾德·提徹爾, 沃克·費希爾, 海諾·格拉克, 馬丁·穆勒 申請人:羅德施瓦茲兩合股份有限公司