針對多無線設備的無線幹擾測試的製作方法
2023-10-07 02:35:29
針對多無線設備的無線幹擾測試的製作方法
【專利摘要】本發明提供了用於測試平臺(P)中的至少一個模塊(MO)的無線屬性的方法，其中，所述模塊包括一個或多個元件(u1；uN)，並且所述平臺包括一個或多個元件(e1；eP)，元件可以包括接收機，每個元件潛在地易受來自所述一個或多個其他元件的幹擾的影響。所述方法包括以下步驟：導入(10)多個元件(e1～eP；u1～uN)的標識和具有能夠測量並傳送無線參數的接收機(R)的元件的標識；其中，針對每個(n)已標識的接收機(R)，啟用(12)所述接收機(R)執行並存儲(14)禁用(12)其他已標識的元件的無線參數測量，用於參考電平測量(NREF)；並且針對與所述已標識的接收機不同的每個其他已標識的元件，執行並存儲(18)啟用(16)與所述已標識的接收機不同的另一元件的另一無線參數測量，用於給定另一啟用元件關於已標識的啟用的接收機的幹擾電平測量。還提供了用於節約成本的RFI測試的電腦程式產品和適於被插入平臺並臨時存儲測量結果的模塊。
【專利說明】針對多無線設備的無線幹擾測試
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於對被設計用於在平臺中工作的無線模塊進行測試的方法。更具體地，本發明涉及用於針對帶內自幹擾在各種平臺中對無線模塊進行測試的自動化方法以及這些模塊自身。
【背景技術】
[0002]射頻幹擾RFI性能對於實現在諸如3GPP和IEEE等的標準化組織中所定義的期望無線性能是必不可少的。
[0003]將基於無線的系統併入消費者電子設備中要求用於評估自身生成的射頻幹擾(RFI)的簡單和快速的方法。諸如WLAN(無線區域網)、WWAN(無線廣域網)和GNSS (全球導航衛星系統)等的無線技術將被包括在諸如電話、筆記本計算機、平板計算機、遊戲機和範圍廣泛的機器對機器(M2M)設備等的各種設備中。
[0004]當若干無線系統併入一個設備中時，它們將通過生成雜散發射而相互幹擾。如果源於RFI的噪聲落入受害方接收機帶寬內，則BER(比特錯誤率)性能將劣化，導致更少有效吞吐量或其他負面影響。
[0005]現代筆記本計算機包括若干模塊或組件，例如顯示器、主機、硬碟驅動器、WLAN和WWAN。對於無線接入系統模塊，使用具有標準化機械和電接口的自包含的外觀規格。
[0006]無線設備通常以安裝在主機處的插槽連接器中的PCI (外圍控制器接口)快捷迷你卡的外觀規格來實現。模塊還可以直接焊接在印刷電路板(PCB)上或作為經由線纜連接到主機的子PCB放置。上述外觀規格使得以較低成本向特定型號添加擴展功能變得簡單。
[0007]然而，針對消費者電子設備的設計階段通常是有限的。一般而言，設備使用安裝在有限空間中的標準組件。每個組件必須滿足針對特定組件的指定無線性能要求。當若干組件靠近放置並通常使用共享天線時，它們將相互幹擾。噪聲是從尖時鐘沿、來自共置無線器件的帶外雜散發射和來自不同時鐘源的諧波生成的。來自共置無線器件的帶外雜散發射還將把帶內噪聲添加到給定接收機的接收機頻帶內。來自時鐘源的諧波和RF載波信號也是自幹擾的潛在來源。微處理器、隨機存取存儲器和高速總線控制器(僅舉幾例)是生成無線幹擾的典型組件。來自這些類型的設備的噪聲電平不是靜態的。它們可以例如根據處理器負荷和存儲器存取容量、到WffAN基站的距離而變化。
[0008]自生成幹擾等級是基於典型的使用情況針對每個無線子系統進行測量的。特殊測試裝置可以用於評估性能劣化。在這種測試中，信號仿真器(例如基站仿真器)可以用作針對受害方接收機的信號源，如圖1所示。
[0009]針對OTA (空中下載技術)測試，諸如CTIA和3GPP等的若干標準化組織需要消聲室來測量TRP (總輻射功率)和TRS (總輻射靈敏度)。
[0010]根據2011 年 10 月 25 日從網際網路下載的「Bluetest SE, Testing communicationSystem, Performance in reverberation chamber， White paper ；BTW~002Rev A， www.bluetest.se」 (http://www.bluetest.se/download/BTW_002 System test in RCA.pdf)，已知用於評估性能劣化的混響室測試裝置。混響室構成了消聲室的備選。
【發明內容】
[0011]為了能夠減少上市時間，本發明人已經認識到對節約成本的RFI測試的需要，並具體地認識到對自生成RFI的評估的需要。
[0012]本發明的第一目的是提出用於測試RFI的方法。
[0013]提供了一種用於測試平臺中的至少一個模塊的無線屬性的方法，其中，所述模塊包括一個或多個元件，並且所述平臺包括一個或多個元件，元件可以包括接收機，每個元件潛在地易受來自一個或多個其他元件的幹擾的影響。所述方法包括以下步驟:
[0014]-導入多個元件的標識和具有能夠測量並傳送無線參數的接收機的元件的標識；
[0015]其中，針對每個已標識的接收機，
[0016]-啟用所述接收機，
[0017]-執行並存儲禁用其他已標識的元件的無線參數測量，用於參考電平測量；並且針對與已標識的接收機不同的每個其他已標識的元件，
[0018]-執行並存儲啟用與已標識的接收機不同的另一元件的另一無線參數測量，用於給定另一啟用元件關於已標識的啟用的接收機的幹擾電平測量。
[0019]本發明的另一目的是闡述用於節約成本的RFI測試的電腦程式產品。
[0020]因此，提供了一種用於測試具有處理器的平臺中的無線模塊的無線屬性的電腦程式產品，其中，所述模塊包括多個元件，並且所述平臺包括一個或多個元件，給定元件可以包括接收機，所述元件潛在地易受來自一個或多個其他元件的幹擾的影響。所述電腦程式產品適於執行以下步驟
[0021]-導入多個元件的標識和具有能夠測量並傳送無線參數的接收機的元件的標識；
[0022]其中，針對每個已標識的接收機，
[0023]-啟用所述接收機
[0024]-執行並存儲禁用其他已標識的元件的無線參數測量，用於參考電平測量；並且針對與已標識的接收機不同的每個其他已標識的元件，以及
[0025]-執行並存儲啟用與已標識的接收機不同的另一元件的另一無線參數測量，用於給定另一啟用元件關於已標識的啟用的接收機的幹擾電平測量。
[0026]另一目的是用於節約成本的RFI測試的模塊。
[0027]因此，提供了一種用於平臺的模塊，所述平臺包括多個元件，其中至少一個元件是接收機；
[0028]所述模塊適於插入平臺，並且所述模塊包括本地存儲器、本地電源和自幹擾控制器，所述自幹擾控制器適於
[0029]-標識支持處理器和存儲指令集的存儲器的主機；
[0030]-啟用模塊中的接收機；
[0031 ]-將所述主機置於睡眠模式；
[0032]-禁用除了啟用接收機以外的其他已標識的元件；
[0033]-測量接收機的無線參數並將其存儲到與所述接收機或與支持所述接收機的模塊相關聯的本地存儲器中，用於與啟用接收機有關的參考測量。[0034]根據本發明的方法和電腦程式產品可用在設計集成階段中和製造測試階段中。這些測試還可以用在合規和認證階段。可以容易地擴大或減小根據本發明的方法的規模以符合大量產品組合，例如關於在大量平臺中測試模塊以減少總成本。當根據測試發現RFI問題時，可以發起減輕以解決RFI問題。
[0035]本發明允許針對多種不同產品配置的、節約成本的RFI環境評估。
[0036]將從本發明的以下詳細描述中呈現本發明的其他優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1示出了用於執行RFI評估的參考裝置，
[0038]圖2示出了根據本發明的用於執行RFI測試的裝置，
[0039]圖3示出了根據本發明的方案的用於執行RFI測試的裝置的實施例，
[0040]圖4示出了信噪比SNR和幹擾噪聲等級N1之間的關係，
[0041]圖5示出了根據本發明實施例的方法的流程圖，
[0042]圖6示出了在例如圖3的裝置上使用的根據本發明實施例的另一方案的方法的流程圖，
[0043]圖7示出了示例測試場景的結果，以及
[0044]圖8示出了在根據本發明的示例RFI評估期間呈現的接收噪聲改變之間的關係。【具體實施方式】
[0045]在圖1中示出了用於評估被測裝置的RFI的參考測試裝置TD (也被稱為平臺PL)。該測試裝置可以是具有處理器PRCT和存儲設備MEMT的標準PC。
[0046]平臺PL包括多個元件el?eP和內部接口 INT。元件可以包括屏幕和鍵盤或作為不具有鍵盤的觸敏屏。平臺可以在印刷電路板或其他形式的襯底上實現。平臺可以被建造在封裝內的一個或若干個電路板周圍。此外，接口可以耦合到也被包括在平臺中的存儲器MEMB和處理器PRC。接口可以是PCIe(外圍組件互聯快捷)接口。備選地或附加地，可以提供通常在消費者電子設備中使用的基於USB (通用串行總線)或基於HSI (高速同步)的高速接口。還提供電源PS用於為平臺供電。
[0047]提供模塊MO，模塊MO可以例如通過焊接方式作為PCB上的組件安裝到平臺上，或通過連接器或插槽的方式可移除地固定到平臺上。模塊還可以經由高速接口連接到平臺。模塊可以包括諸如GPS接收機、GERAN/UTRAN收發機/EUTRAN(2G、3G、LTE)、基於IEEE802.lla/b/g/h的收發機、基於IEEE802.15.1-2002的藍牙接收機等的若干元件(ul...uN)。
[0048]平臺包括外部接口 EX_INT，通過外部接口 EX_INT可以使用各種仿真器向測試裝置TD獲得被測的無線參數。為了評估，平臺可以被放置在無線混響測試室/消聲測試室中，在該無線混響測試室/消聲測試室中，使用例如標準基站仿真器BS_E、無線LAN仿真器WLAN_E和定位系統仿真器GSSN_E對平臺進行評估。GNSS是對GPS、GLONASS、Galileo和CNSS定位系統的總稱。
[0049]在圖2中，可以使用本發明的評估方法的第一實施例的另一示例裝置。在附圖中，相同的附圖標記表示相同的功能。圖2的裝置包括與關於圖1所解釋的模塊相同的設備，但不一定提供外部接口。
[0050]根據本發明的方法的實施例可以有益地用於圖2中所示的裝置。關於這一點，與針對圖1所解釋的相同的示例仿真設備和相同的混響/消聲環境可以用於評估。
[0051 ] 如將從上文理解的是:各種元件將根據在處理器PRC上運行的作業系統OS上運行的驅動程序來工作。元件的預配置和驅動程序的狀態對於作業系統OS可以表現為例如硬體元件的列表。此外，OS還能夠開啟/關閉各個元件和驅動程序。
[0052]在以下描述中，禁用元件的概念可能意味著切斷元件的供電。其還可能意味著已經從元件實質上移除電源，以例如採用元件的睡眠狀態。啟用元件可以被理解為使得元件被開啟並工作。如果元件是發射機，啟用元件可以被理解為以最大功率進行發射。
[0053]在圖5中，示出了根據本發明的評估方法的第一實施例。
[0054]圖5所示的評估方法可以在圖1、2和3中所示的裝置中執行。作為本發明的另一實施例並應當結合圖5閱讀的圖6所示的評估方法可以在圖3所示的裝置上執行。
[0055]然而，在參考圖5和圖6的方法之前，將對一些方案進行解釋。
[0056]硬體標識，在下文中的無線發射機/接收機標識
[0057]針對典型的已知的個人計算機(PC，例如臺式計算機、筆記本計算機、上網本、平板計算機)，能夠提取關於與當前設備和元件(下文中的無線元件)有關的硬體HW配置的信
肩、O
[0058]諸如GPS(全球定位系統)、W1-F1、藍牙和FM無線電臺等的多個無線系統通常被併入在主機上安裝的一個電路中。將由BIOS(基本輸入/輸出系統)來處理並標識這些設備。在啟動作業系統OS之後，BIOS將向OS報告硬體HW配置。然後，能夠通過API或文件系統讀取HW配置，類似於打開Windows中的設備管理器或在/proe目錄中讀取文件。
[0059]將由主機的相應總線來處理連接到PCI或USB的設備。然後，主機將向作業系統OS報告HW配置。根據本發明，電腦程式產品標識平臺中關注的所有元件(包括無線元件)。可以由BIOS執行標識並且作業系統OS正在執行任務。電腦程式產品取得關於可用元件的信息。
[0060]無線參數
[0061]在自由空間配置下，假定載波信號與UE和基站之間的視線一樣是恆定的。為了實現高精確度，應當在屏蔽的環境中執行測量，應當使用消聲室或混響室。
[0062]還能夠測量經由同軸電纜傳導的RSSI (相對接收信號強度)和SNR(信噪比)。在此情況下，排除天線特性和RF幹擾貢獻。此外，在測量中將包括來自內部洩露的RFI貢獻。通常，利用包括天線耦合在內的相連天線來執行測量是令人關注的。
[0063]根據本發明的方案，可以使用Eb/No或C/No而同時保持載波信號恆定。在傳統無線接收機中，可以定義若干SNR值，例如Ec/No、Es/No、Eb/No和C/No。Eb/No是每比特能量與噪聲密度比。通常由WCDMA接收機使用。C/No是載波功率與噪聲密度比，通常由GPS接收機使用。Ec/No是每碼片能量與噪聲密度比。Es/No是每符號能量與噪聲密度比。這些定義一般由標準化組織來提供，並且根據本發明，可以有利地使用這些標準化參數，但也可以有利地使用非標準化參數。
[0064]如果參考信號是恆定的，則SNR中的改變是由於所接收的噪聲電平中的改變。因為內部噪聲是恆定的並且僅取決於溫度，外部噪聲將影響SNR。如果假定溫度是恆定的或被控制為恆定的，則因此可以估計所接收的噪聲。
[0065]應當注意的是:在傳統接收機中，通過基於已知的比特模式計算BER(誤碼率)來評估SNR。然後，針對不同調製的分析近似可用於將BER轉換為SNR。在本發明中，這有利地用在執行測量時。圖1中所示的仿真器用於確定針對正被測試的裝置的接收機/發射機的BER值。
[0066]Eb/No是信噪比，信噪比被定義為每比特能量與噪聲譜密度。這是與數字傳輸鏈路的比特錯誤率有關的參數。通常，由接收機中的檢測器根據校正或根據BER估計Eb/No來計算Eb/No。
[0067]接收信號強度指示符(RSSI)是接收機帶寬內的總接收噪聲功率。RSSI將不在噪聲或信號之間進行區分。RSSI根據定義來測量在天線參考點處的接收信號。將帶寬內的接收信號功率加在一起，而不需要了解其信號或噪聲。
[0068]Eb/No或C/No可用於數字調製無線接收機，例如GNSS、GSM、WCDMA (寬帶碼分多址)和LTE (長期演進)。針對作為GNSS的一部分的GPS，接收信號強度低於熱噪聲電平。因此，針對GPS來定義RSSI是沒有意義的。通過解擴處理來提取信號。然後，估計比特錯誤率BER並將其變換為C/No。對於GPS，RSSI通過以下公式與C/No相關:PM = C/No+kTF,以下將進一步進行解釋。RSSI和BER可用於WCDMA和LTE。
[0069]在元件構成無線發射機的情況下，在啟用時，有利地使這個元件使用其最大輸出功率進行發射(參見圖5和圖6所示的方法中的步驟15和26)。
[0070]信噪比SNR和幹擾噪聲電平N1之間的關係
[0071]將在典型接收機中的檢測器處的SNR定義為:
[0072]
【權利要求】
1.一種用於測試平臺(P)中的至少一個模塊(MO)的無線屬性的方法，其中，所述模塊包括一個或多個元件(ul ;uN),並且所述平臺包括一個或多個元件(el ;eP),元件可以包括接收機，每個元件潛在地易受來自一個或多個其他元件的幹擾的影響，所述方法包括以下步驟 -導入(10)多個元件(el~eP ；ul~uN)的標識和具有能夠測量並傳送無線參數的接收機(R)的元件的標識； 其中，針對每個(η)已標識的接收機(R)， -啟用(12)所述接收機(R)； -執行並存儲(14)禁用(12)其他已標識的元件的無線參數測量，用於參考電平測量(Neef);並且 其中，針對與所述已標識的接收機不同的每個其他已標識的元件， -執行並存儲(18)啟用(16)與所述已標識的接收機不同的另一元件的另一無線參數測量，用於給定另一啟用元件關於所 述已標識的啟用的接收機的幹擾電平測量。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，關於來自與被評估的對應接收機(R)不同的元件(28)的幹擾，評估(29)所有已標識的接收機(R)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，還包括以下步驟 -計算幹擾(26)，其中，針對每個接收機(R)，將參考電平測量和幹擾電平測量彼此比較，以提供幹擾噪聲電平(N(i))。
4.根據權利要求3所述的方法，還包括 -完成報告(26)，其中，將與已啟用的元件有關的針對已啟用的接收機的幹擾噪聲電平(N(i))與預定閾值(N.)進行比較，並提供對是否超過所述預定閾值的指示。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述平臺還包括處理器(PRC)，所述方法被形成為指令集，所述指令集適於保存在存儲器(MEMB)中，用於在所述處理器(PRC)上的作業系統OS下運行。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，為所述處理器(PRC)提供基本輸入/輸出系統BIOS，在所述作業系統(OS)啟動之後，所述方法還執行以下步驟 -由所述BIOS向所述作業系統(OS)報告包括元件的標識(10)和作為接收機的元件的標識在內的硬體配置， -通過應用編程接口 API或文件系統向執行所述方法的指令集讀出所述硬體配置，以例如允許導入(10、11)元件(ul~uN ;el~eP)的標識和元件的標識。
7.根據權利要求5所述的方法，還包括以下步驟 -還標識支持所述處理器(PRC)和存儲所述指令集的所述存儲器(MEMB)的主機(11)； -啟用(30)所述模塊(MO)中的接收機； -將所述主機置於(31)睡眠模式； -禁用(32)除了啟用的接收機以外的其他已標識的元件； -測量所述接收機的無 線參數並將其存儲(33)在與所述接收機或與支持所述接收機的模塊相關聯的本地存儲器(LPS_M)中，用於與啟用的接收機有關的參考測量(Nkef)。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，元件的標識(10)還包括發射機的標識， 如果元件是發射機，當啟用時(15)， -以最大電平進行發射。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所測量的無線參數(Eb/No)是代表每比特能量與噪聲譜密度的信噪比和/或代表接收機帶寬內的總接收噪聲功率的接收信號強度指示符RSSI。
10.一種電腦程式產品，用於測試具有處理器(PRC)的平臺(PL)中的無線模塊(MO)的無線屬性，其中，所述模塊包括多個元件(ul ;uN)，並且所述平臺包括一個或多個元件(el ;eP)，給定元件可以包括接收機，所述元件潛在地易受來自一個或多個其他元件的幹擾的影響，所述電腦程式產品適於執行以下步驟 -導入(10)多個元件(el~eP ；ul~uN)的標識和具有能夠測量並傳送無線參數的接收機(R)的元件的標識； 其中，針對每個(η)已標識的接收機(R)， -啟用(12)所述接收機(R)， -執行並存儲(14)禁用(12)其他已標識的元件的無線參數測量，用於參考電平測量(Neef);並且 其中，針對與所述已標識的接收機不同的每個其他已標識的元件， -執行並存儲(18)啟用(16)與所述已標識的接收機不同的另一元件的另一無線參數測量，用於給定另一啟用元件關於已標識的啟用接收機的幹擾電平測量。
11.根據權利要求1所述的電腦程式產品，其中，關於來自與被評估的對應接收機(R)不同的元件(28)的幹擾，評估(29)所有已標識的接收機(R)。
12.根據權利要求1或2所述的電腦程式產品，還包括以下步驟 -計算幹擾(26)，其中，針對每個接收機(R)，將參考電平測量和幹擾電平測量彼此比較，以提供幹擾噪聲電平(N(i))。
13.根據前述權利要求中任一項所述的電腦程式產品 所述平臺還包括處理器(PRC)，所述電腦程式產品被形成為指令集，所述指令集適於保存在存儲器(MEMB)中，用於在所述處理器(PRC)上的作業系統(OS)下運行。
14.根據權利要求10~13中任一項所述的電腦程式產品，其中 為所述處理器(PRC)提供基本輸入/輸出系統BIOS，其中，在所述作業系統(OS)啟動之後，所述電腦程式產品還適於進一步執行以下步驟 -由所述BIOS向所述作業系統(OS)報告包括元件的標識(10)和作為接收機的元件的標識在內的硬體配置， -通過應用編程接口 API或文件系統向執行所述方法的指令集讀出所述硬體配置，以例如允許導入(10、11)元件(ul~uN ;el~eP)的標識和元件的標識。
15.根據權利要求10~14中任一項所述的電腦程式產品，還包括以下步驟 -還標識支持所述處理器(PRC)和存儲所述指令集的所述存儲器(MEMB)的主機(11)； -啟用(30)所述模塊MO中的接收機； -將所述主機置於(31)睡眠模式； -禁用(32)除了啟用的接收機以外的其他已標識的元件；-測量所述接收機的無線參數並將其存儲(33)在與所述接收機或與支持所述接收機的模塊相關聯的本地存儲器(LPS_M)中，用於與啟用的接收機有關的參考測量(Nkef)。
16.根據權利要求10~15中任一項所述的電腦程式產品，還包括以下步驟 -完成報告(26)，其中，將與給定元件有關的針對給定接收機的幹擾電平(N(i))與預定閾值(Nthk)進行比較，並提供對是否超過所述預定閾值的指示。
17.根據權利要求10~16中任一項所述的電腦程式產品，其中，元件的標識還包括發射機的標識， 如果元件是發射機，當啟用時(15)， -以最大電平進行發射。
18.根據權利要求10~16中任一項所述的電腦程式產品，其中，所測量的無線參數(Eb/No)是代表每比特能量與噪聲譜密度的信噪比和/或代表接收機帶寬內的總接收噪聲功率的接收信號強度指示符RSSI。
19.根據權利要求10~16中任一項所述的電腦程式產品，其中，所述無線參數是根據比特錯誤率測量導出的標準值。
20.根據權利要求16~19中任一項所述的電腦程式產品，其中，向所述作業系統(OS)導出所述報告，用於判定:當使用所述裝置時，允許所述用戶同時啟用無線元件的哪個組合。
21.一種用於平臺的模塊(M)，所述平臺包括多個元件，所述多個元件中的至少一個元件是接收機(R); 所述模塊適於被插入平臺(PL) 所述模塊(M)包括本地存儲器(MEMO)、本地電源(LPS_M)和自幹擾控制器(SIC)，所述自幹擾控制器適於 -標識支持所述處理器(PRC)和存儲所述指令集的存儲器(MEMB)的主機(11)； -啟用(30)所述模塊(MO)中的接收機； -將所述主機置於(31)睡眠模式； -禁用(32)除了啟用的接收機以外的其他已標識的元件； -測量所述接收機的無線參數並將其存儲(33)在與所述接收機或與支持所述接收機的模塊相關聯的本地存儲器(LPS_M)中，用於與啟用的接收機有關的參考測量(Nkef)。
【文檔編號】H04B15/00GK103947138SQ201180074911
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2011年11月16日 優先權日:2011年11月16日
【發明者】託爾比約恩·埃爾夫斯特倫 申請人:瑞典愛立信有限公司