[发明专利]射频接收机的测试装置

说明书

本发明涉及产生用于确定接收机性能的测试信号的设备和方法。

接收机性能的一个重要度量是它的灵敏度，测量灵敏度的一种设备是将收到的信号的被测误码率(BER)跟信噪比进行比较。

影响接收机被测误码率的主要因素是信道噪声(例如热噪声、其它发射机信号的噪声和其它通信信道的干扰)和多径传播效应。在这两种效应中，如果不加以补偿的话多径传播对误码率影响最大。

在发射机和接收机之间存在两条或者更多不同传播路径的时候就会出现多径传播。例如，如果一个反射表面(例如附近的建筑物)在发射机和接收机之间提供另外一条传播路径就会出现第二条路径。在接收机那里两条路径的信号组合会导致跟频率有关的衰落、跟频率有关的相位非线性和延迟响应效应。

多径传播导致的信道效应跟这个信道是窄带信道还是宽带信道有关。

当发射机/接收机或者传播媒介处于运动过程中的时候，窄带信道内的多径传播会导致快衰落。衰落速率正比于发射机和接收机之间的速度。宽带信道中的多径传播会导致频率选择性衰落(也就是说信道内不同频率的信号衰落程度不同)。

衰落(也就是信号强度不定地增强/减弱)是由于多径传播信号之间的相加和相互抵销这些干扰造成的。

理想情况下，接收机误码率的测量是在真实条件下进行的。但是，要做到这一点需要全面地设计接收机使其能够工作在各种条件之下(例如在不同类型的区域，接收机能以不同的速度运动)。

但是为了简化误码率测量过程，并且在设计的早期阶段测试接收机的性能，已经开发了各种模型用来模拟发射机和接收机之间的信道传播特性。利用这些模型就能够在接收机的设计阶段在实验室里测定不同信道传播条件下接收机的性能，同时能够在现场测试接收机(例如产品的定型试验)。

加性高斯白噪声(AWGN)被用于模拟信道噪声。加性高斯白噪声有一个恒定的能量密度，它不依赖于频率，并且能够很好地模拟信道上的被测噪声。

典型情况下当信道噪声增强的时候接收机性能就会下降(也就是说当信道噪声增强的时候接收机的被测误码率会增大)。

多径传播导致的衰落效应既可以用一个Ricean又可以用一个瑞利概率密度函数来模拟。

Ricean衰落模型通常都被用于视距传播信号为主的信道。瑞利衰落模型，更一般的Ricean模型的一种特殊情形，通常被用于模拟没有主要传播路径的信道。

利用信道衰落模型，无线接收机设计师就能够在实验室里模拟各种不同条件下的信道特性(例如移动接收机的不同的运动速度、城市环境等等)。因此，这些新模型中能够用于在接收机设计的早期在各种不同条件下测试接收机的性能，以及用于现场测试接收机(例如产品的定型试验)。

模拟长持续时间衰落的时候，某些信道模型会在接收机中导致误码。但是，对于具有功率控制射频链路的接收机，接收机的功率控制能力能够在工作过程中减少衰落的影响。因此这些信道模型能够给出跟实际结果相比乐观的性能估计。

需要改变这种情况。

根据本发明的第一方面提供了一种测试设备，用于产生测试信号来确定接收机的性能，该设备包括信号发生装置，用于产生测试信号；衰落装置，用于修正测试信号，使模拟具有发射机和接收机之间射频信号衰落特性的信号；一个比较器，用于将改变过的信号的特性跟基准信号的特性进行比较；以及控制装置，根据比较器的比较结果通过控制测试信号的功率来补偿改变过的信号和基准信号之间的差别。

本发明通过在信道模型中结合进功率控制环路模型来模拟具有功率控制射频链路的射频接收机的性能。因此，利用本发明就能够利用真实设计估计来设计接收机。

最好在测试信号的改变和测试信号功率的控制之间引入一个时间延迟。在真实网络中使用具有功率控制射频链路的接收机的时候，发射信号功率应该按照网络功率控制算法来改变。但是，实际的功率控制变化存在延迟，例如，由功率控制更新速率所引起，由信号测量所需的时间引起。最好是选择时间延迟的长度来代表实际网络中使用的接收机会出现的时间延迟。

第二方面，本发明提供一种方法，用于产生测试信号来确定接收机的性能，该方法包括产生一个测试信号；改变测试信号使它代表发射机和接收机之间发射的射频信号的衰落特性；将改变过的信号的信号特性跟一个基准信号的信号特性进行比较；通过控制测试信号功率补偿改变过的信号的特性跟基准信号特性之间的差别。为了更好地理解本发明以及如何应用本发明，将通过实例参考附图，其中：

图1是结合了本发明的测试设备的一个实验装置的原理框图；