[发明专利]无线信号检测装置、系统和方法

说明书

本发明提出一种无线信号检测装置，包括：蓝牙通信模块、CPU控制模块和4G无线通信模块，所述蓝牙通信模块用于连接智能终端，并且从所述智能终端接收所述智能终端发来的信号质量检测指令和/或通信质量检测指令；所述CPU控制模块通过所述蓝牙通信模块，接收所述信号质量检测指令和所述通信质量检测指令，并发给所述4G无线通信模块；所述4G无线通信模块连接有多个SIM卡，所述4G无线通信模块解析所述检测指令后，选择对应的SIM卡发送所述指令到对应的IP通信服务器，查询结果依次返回到所述4G无线通信模块、所述CPU控制模块和所述蓝牙通信模块，并由所述蓝牙通信模块发送给所述智能终端。本发明能够同时测试不同网络制式的信号强度和质量，便于比较。

技术领域

本发明涉及无线信号的测量技术，更具体地，涉及一种无线信号检测装置，包括该装置的测量无线通信信号质量的系统和方法。

背景技术

在工业物联网领域，物联网设备很多是通过无线通信网络联网，进行远程访问控制。物联网设备部署的场所往往十分分散，每个设备现场的无线通信信号强度、信号质量等都不尽相同，这与无线通信运营商在当地的网络部署密切相关。并且中国移动、中国电信和中国联通三大无线通信运营商，在各地网络部署的范围和力度各不相同，导致在同一个地方，使用不同运营商的网络，信号质量也不尽相同。比如：设备A部署在北京某区，使用中国移动的4G网络，信号质量为优，而使用中国电信的4G网络，信号质量却很差；设备B部署在广西某区，使用中国移动的4G网络，信号质量很差或者没有4G信号，但是使用中国电信的4G网络，信号却很好。这样就可以给设备A配备中国移动的4G SIM卡，给设备B配备中国电信的4GSIM卡。这就迫切需要有一种装置或方案检测现场各运营商的无线信号强度和通信质量，从而为设备配备哪个运营商的SIM卡提供参考。

目前在中国国内，需要检测包括但不限于中国移动、中国联通和中国电信三大运营商的网络信号质量，包括4G网络、3G网络、2G网络和NB-IoT网络。

另外，物联网设备通过无线通信网络联网，最终要解决的是数据通信问题。因此，设备与通信服务器之间的数据链路是否畅通，数据通信延时、丢包率等，也是用户迫切关心的问题。

在无线通信领域，通信设备如手机等，通过2G/3G/4G等无线网络进行通信。无线网络运营商，如中国移动、中国联通和中国电信，负责建设和维护无线网络，在各地部署通信基站。通信设备接入运营商的无线网络，是通过与附近的通信基站收发信号实现的。设备收到基站发出的信号，与基站的发射功率以及基站与设备之间的距离有关。基站的发射功率越大，基站与设备的距离越近，设备越容易收到信号，而且收到的信号功率越大，代表信号越强。业内设定一批专有术语用于表示信号的强弱，其中标志性术语有：RSRP(参考信号接收功率)，RSSNR(参考信号信噪比)等。RSRP以dBm为单位，是一个表示功率绝对值的值，也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值，计算公式为：10log(功率值/1mW)。例如：0.01mW的功率，对应RSRP为10log(0.01/1)＝-20dBm。RSRP是一个负数，越接近0表示信号强度越高，信号越好。RSSNR以dB为单位，表示信号和噪声两个量的相对大小关系，计算公式为：10log(信号功率/噪声功率)，一般在-20～+30dB之间，取值越大，表示信号质量越好。

在IP通信网络内，通信节点之间是否通信畅通，一般采用ICMP协议，通过发送ICMPPING请求包和接收ICMP PING响应包进行测试。例如，需要判断设备与服务器之间的IP通信质量，设备向服务器连续发送10～50个IMCP PING请求包，然后统计接收ICMP PING响应包的时间和未接收到响应的比率，进而可以算出设备与服务器之间链路的通信时延和丢包率。时延越小，丢包率越低，说明通信质量越高。