个人手持系统基站上行业务信道帧静态误码测试方法转让专利
申请号 : CN200410041832.4
文献号 : CN1741424B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 毛建华 , 刘兵 , 方为 , 方红兴
申请人 : 中兴通讯股份有限公司
摘要 :
一种PHS基站上行TCH帧静态误码测试方法，包括：串行接收解调系统解调出的数据码流；对接收的数据码流进行加窗处理；搜索用户字；根据用户字的位置输出用户信息；进行误码测试。本发明通过窗的设计，成功地解决了测试中频繁出现的突发误码问题，使误码数始终在误码率量级保持不变的情况下波动，稳定了测试结果，提高了弱信号解调的观测灵敏度，提高了测试结果的稳定性。
权利要求 :
1.一种个人手持系统基站上行业务信道帧静态误码测试方法，包括以下步骤：
1.1串行接收解调系统解调出的数据码流；
1.2对接收的数据码流进行加窗处理，只开放业务信道帧中含有16位用户字的区域，关闭其他区域；
1.3搜索用户字；
1.4根据用户字的位置输出用户信息；
1.5进行误码测试；
其中，所述对数据码流进行加窗处理，包括：
3.1建立一个帧信号；
3.2调整帧信号的上升沿或下降沿的位置直到满足四个接收时隙都能清晰地通话；
3.3测量实际接收到的数据的起始位置与帧信号上升沿或者下降沿的位置的距离；
3.4确定单接收时隙窗，方法为：将得到的帧信号上升沿或下降沿的位置和实际接收到的数据的起始位置之间的“距离”换算成数据比特，将这个结果再加上12比特，就得到了用户字搜索区域的开始位置，再将这个开始位置加上28比特就得到了用户字的搜索区域的终止位置，由这两个位置确定了一个“窗”；
3.5确定其它接收时隙的窗。
2.权利要求1所述的个人手持系统基站上行业务信道帧静态误码测试方法，其特征在于，所述建立一个帧信号的步骤具体包括，设置一个1920进制的计数器配合解调数据传送的384KHz时钟作为计数时钟，约定该信号的高电平或低电平作为解调信号的开始标志，先估算出解调系统从模拟信号灌入到解调出数字信号的解调延迟，将上升沿或下降沿设置到2.5毫秒加上解调延迟的这个位置。
3.权利要求1所述的个人手持系统基站上行业务信道帧静态误码测试方法，其特征在于，所述搜索用户字，是将“窗”的开放区域的起始位置和开放区域的终止位置之间设置为高电平，其它位置设置低电平，然后将“窗”信号和接收数据进行逻辑与运算，如果是强信号解调的结果，将得到正确的用户字，如果是弱信号解调将得到至多只错一位的用户字。
说明书 :
技术领域
本发明涉及TDMA(时分多址)方式的移动通讯系统领域，具体地说，涉及降低PHS(个人手持系统)基站上行TCH(Traffic Channel，业务信道)帧静态接收测试技术。
背景技术
根据RCR(the Association of Radio Industries and Businesses)STD-28协议，PHS基站运营系统的上行TCH帧结构如图1所示。在PHS基站上行TCH帧实际的测试中，经常选用MT8801C作为测试工具，将MT8801C输出的模拟信号经PHS基站天线口送给解调系统进行解调，解调出的用户信息部分的数据码流再回送给MT8801C进行比较，测试其误码情况。在这一过程中，一般的方法是将解调出的数据码流以串行的方式进行检测，先找到TCH帧中的16位UW(Unique Word)字，也就是俗称的用户字。然后根据用户字的位置来确定用户信息部分的起始位置，从而输出160比特的信息数据。实验证明这样的检测结果是MT8801的误码数可以归零，但是中间会频繁地出现“同步丢失”现象，误码率的出现表现为跨越10的量级的快速跳跃，即出现突发误码，导致测试结果不准确。
分析上面的原因应该从给解调系统的信号的强弱角度如手。当从天线口经过射频送给解调系统的信号为强信号时，解调系统解调出的数据是完全正确的。这种情况下发生突发误码主要是原先的测试方法并没有对用户字的搜索范围作出限制。因为在PHS基站的TCH帧结构中，为了更好地模拟实际打电话时的话音数据，选用了PN9随机序列，即160bit的数据信息是由伪随机算法产生的，每次产生的数据都不相同，在这个伪随机序列里，上行TCH帧结构中的16位用户字出现是有一定概率的，如果把信息数据中的由伪随机算法产生的数字当作帧结构中的16位用户字并由此来确定信息数据的起始位置，这势必会将不属于用户信息的数据回送给MT8801C，从而产生误码，表现为“同步丢失”。在这种情况下，一帧数据会出现找到两个用户字的情况。按照这两种用户字来确定的用户信息数据，一个是正确的一个是错误的，因为只有一个用户字是真正有用的，所以会产生误码，并且会有突发的误码产生。但是这并不是由于解调失误造成的误码，而是测试方法不当造成的，所以误码是假象。
当从天线口经过射频送给解调系统的信号为弱信号时，解调出的数据已经不能保证100％正确率了。信号越小，误码越大，也就是说解调数据本身就有误码，此时查找16位用户字时，用户字中会有一位或几位出错，且每一位出错的几率相同。因此当解调系统工作在弱信号下时，原先的测试方法除了没有对上行TCH帧的16位用户字的搜索范围做出限制外，如果此时用户字的查找条件不作改变而是和强信号解调时的用户字查找条件相同，那么对弱信号解调来说，这个条件很难满足，要求16位用户字全部查找正确此时会造成突发误码。因为弱信号下如果要查找16位用户字全部正确的TCH帧，会导致大量不满足该要求的TCH帧被丢弃，这种情况造成MT8801C上出现大片的突发误码。因此，弱信号下测试误码是一种概率的近似，所做的工作是在解调数据本身存在一定错误概率的前提下，如何最大限度地减小测量偏差，最大限度地提高接收灵敏度。
分析上面的原因应该从给解调系统的信号的强弱角度如手。当从天线口经过射频送给解调系统的信号为强信号时，解调系统解调出的数据是完全正确的。这种情况下发生突发误码主要是原先的测试方法并没有对用户字的搜索范围作出限制。因为在PHS基站的TCH帧结构中，为了更好地模拟实际打电话时的话音数据，选用了PN9随机序列，即160bit的数据信息是由伪随机算法产生的，每次产生的数据都不相同，在这个伪随机序列里，上行TCH帧结构中的16位用户字出现是有一定概率的，如果把信息数据中的由伪随机算法产生的数字当作帧结构中的16位用户字并由此来确定信息数据的起始位置，这势必会将不属于用户信息的数据回送给MT8801C，从而产生误码，表现为“同步丢失”。在这种情况下，一帧数据会出现找到两个用户字的情况。按照这两种用户字来确定的用户信息数据，一个是正确的一个是错误的，因为只有一个用户字是真正有用的，所以会产生误码，并且会有突发的误码产生。但是这并不是由于解调失误造成的误码，而是测试方法不当造成的，所以误码是假象。
当从天线口经过射频送给解调系统的信号为弱信号时，解调出的数据已经不能保证100％正确率了。信号越小，误码越大，也就是说解调数据本身就有误码，此时查找16位用户字时，用户字中会有一位或几位出错，且每一位出错的几率相同。因此当解调系统工作在弱信号下时，原先的测试方法除了没有对上行TCH帧的16位用户字的搜索范围做出限制外，如果此时用户字的查找条件不作改变而是和强信号解调时的用户字查找条件相同，那么对弱信号解调来说，这个条件很难满足，要求16位用户字全部查找正确此时会造成突发误码。因为弱信号下如果要查找16位用户字全部正确的TCH帧，会导致大量不满足该要求的TCH帧被丢弃，这种情况造成MT8801C上出现大片的突发误码。因此，弱信号下测试误码是一种概率的近似，所做的工作是在解调数据本身存在一定错误概率的前提下，如何最大限度地减小测量偏差，最大限度地提高接收灵敏度。
发明内容
本发明的目的就是针对原先PHS基站上行TCH帧静态接收误测试方法中的弊病，提出一种能解决突发误码的测试方法。
本发明的技术方案为：包括以下步骤：
1.1串行接收解调系统解调出的数据码流；
1.2对接收的数据码流进行加窗处理，一般情况下只开放TCH帧中含有16位用户字的区域，关闭其他区域。考虑到在某些条件下数据可能会发生小范围抖动的，因此为了提高“窗”的实用性，可适当放宽搜索区域
1.3搜索用户字；
1.4根据用户字的位置输出用户信息；
1.5进行误码测试。
所述对数据码流进行加窗处理，包括：
建立一个帧信号；
调整帧信号的沿位置直到满足四个时隙都能清晰地通话；
测量实际接收到的数据的起始位置距离帧信号沿的位置；
确定单时隙窗，方法为：将得到的帧信号上升沿或下降沿的位置和实际接收到的数据的起始位置之间的“距离”换算成数据比特，将这个结果再加上12比特，就得到了用户字搜索区域的开始位置，再将这个开始位置加上28比特就得到了用户字的搜索区域的终止位置，由这两个位置确定了一个“窗”；
确定其它接收时隙的窗。
本发明通过窗的设计，成功地解决了测试中频繁出现的突发误码问题，使误码数始终在误码率量级保持不变的情况下波动，稳定了测试结果，提高了弱信号解调的观测灵敏度，提高了测试结果的稳定性。
本发明的技术方案为：包括以下步骤：
1.1串行接收解调系统解调出的数据码流；
1.2对接收的数据码流进行加窗处理，一般情况下只开放TCH帧中含有16位用户字的区域，关闭其他区域。考虑到在某些条件下数据可能会发生小范围抖动的，因此为了提高“窗”的实用性，可适当放宽搜索区域
1.3搜索用户字；
1.4根据用户字的位置输出用户信息；
1.5进行误码测试。
所述对数据码流进行加窗处理，包括：
建立一个帧信号；
调整帧信号的沿位置直到满足四个时隙都能清晰地通话；
测量实际接收到的数据的起始位置距离帧信号沿的位置；
确定单时隙窗，方法为：将得到的帧信号上升沿或下降沿的位置和实际接收到的数据的起始位置之间的“距离”换算成数据比特，将这个结果再加上12比特，就得到了用户字搜索区域的开始位置，再将这个开始位置加上28比特就得到了用户字的搜索区域的终止位置，由这两个位置确定了一个“窗”；
确定其它接收时隙的窗。
本发明通过窗的设计，成功地解决了测试中频繁出现的突发误码问题，使误码数始终在误码率量级保持不变的情况下波动，稳定了测试结果，提高了弱信号解调的观测灵敏度，提高了测试结果的稳定性。
附图说明
图1是PHS基站上行TCH帧结构图；
图2是本发明的一个实施例的流程图；
图3是图2中的数据加窗处理的详细流程。
图2是本发明的一个实施例的流程图；
图3是图2中的数据加窗处理的详细流程。
具体实施方式
本发明所提出技术方案中有效降低测试中出现的突发误码的方法，主要是两个主要方面：
一方面，根据系统在强信号和弱信号下都没有对上行TCH帧用户字的查找范围做出限制这一共同弊病，提出了“窗”的概念，它的作用就是根据上行TCH帧中16位用户字的起始位置，来设定一个区域，使得接收模块在查找用户字时被限制在一个指定的区域里，这样可以避免将用户信息中由于PN9算法产生的某个16位数当作找出的用户字，从而也就避免了根据这个错误的用户字确定的160比特用户信息数据送给MT8801C，产生突发误码现象.由于“窗”的存在，在一个上行TCH帧里面，只能找到唯一的16位用户字，从而保证了用户信息数据的正确定位.
另一方面，针对弱信号下解调系统本身就存在一定的解调偏差，放宽对用户字的查找要求。根据RCR STD-28协议，允许一位用户字出错，也就是说16位用户字中最多允许有一位出错。如果超出这个范围，则该帧数据已经没有太大的意义了。按照允许16位用户字中的某一位发生错误的条件来查找16位用户字，然后根据它来确定用户信息的起始位置，送给MT8801C进行接收测试。允许的误码率至少要达到10-2的量级，才能满足系统要求。如果信号弱到误码率大于10-2的量级时，表明信号太弱，该解调系统的解调能力接近极限，解调出的数据可信度差。
下面结合附图对本发明的实施作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明主要涉及到了PR、用户、CI和I。其中PR是时钟同步信息，在上行TCH帧中是6位固定的二进制数011001，用户字是用户代码，一般由个人和群地址两部分组成。CI是逻辑信道标识符，在上行TCH帧中是固定的4位二进制数0000，I代表要传输的用户信息比特，其数据宽度为160比特，其内容在正常通话状态下是话音信息，在测试模式下为了较好地模拟通话状态下每次的话音信息不同的特点，采用了PN9算法，产生的伪随机序列作为用户信息。通常根据用户字的位置来推算用户信息的起始位置，从而正确地输出这部分信息。
图2给出了本发明的一个实施例的测试流程图。进行误码测试前首先必须将解调系统给出的解调数据接收过来，即图2中的步骤20。该步骤接收数据采用串行方式主要是为了方便后面16位用户字的检测。如果不是串行码流，可在接收数据时做并串转换处理，得到串行数据码流。步骤21是在数据做误码测试前进行加“窗”处理，这个“窗”的作用是只开放TCH帧中含有16位用户字的区域，而将其它无关的区域全部关闭，避免从其它位置搜索到错误的用户字干扰系统测试。将“窗”的开放区域的起始位置和开放区域的终止位置之间设置为高电平，其它位置设置低电平，然后将“窗”信号和接收数据进行逻辑与运算，进行用户字搜索，即步骤22所示。如果是强信号解调的结果，将得到正确的用户字；如果是弱信号解调将得到至多只错一位的用户字，这两种情况下都属于找到了用户字，即步骤23所示。具体操作上，是利用384KHz时钟建立一个周期为5毫秒计数器，将找到用户字的位置作为计数起始位置。根据用户字的起始位置计数器向后数20比特就得到了用户信息的数据起始位置。从这个位置开始的160比特数据是送给MT8801C的全部数据，是进行误码测试的对象，即步骤25。进入步骤25的另一种情况是，如果弱信号下由于受到内部系统和外界环境的干扰造成用户字出错的位数大于1位，此时认为没有找到用户字，这种情况下确定用户数据信息的起始位置不是根据当前查找用户字的结果，而是根据上一次TCH数据中用户字的位置来间接推算用户信息的起始位置，输出用户信息的如图中步骤24所示。在操作上，仍然按照上一次的起始位置进行计数，计数计到5毫秒后再从头开始计数就可以了。这样处理的依据是，解调系统每次对信号的解调情况相同，因此在数据刚从解调系统输出时用户信息的160比特数据的起始位置都是相同的。确定了用户数据信息的起始位置，就可以进入步骤26进行误码测试了。上面的计数器设置成5毫秒周期是因为根据RCR STD-28协议，PHS基站系统运行时，一帧包括8个时隙，其中有4个接收时隙，每个接收时隙包含240比特数据，误码测试要求4个时隙均能够通过测试。
上述加“窗”的具体产生办法，如图3所示.步骤30，先建立一个帧信号，周期为5毫秒.该信号是联系测试模块和解调模块的桥梁.为了得到该信号，设置一个1920进制的计数器，可用配合解调数据传送的384KHz时钟作为计数时钟.可以约定该信号的高电平或低电平作为解调信号的开始标志，先估算出解调系统从模拟信号灌入到解调出数字信号的解调延迟，将上升沿或下降沿设置到2.5毫秒加上解调延迟的这个位置，然后在这个位置附近对沿的位置反复进行微调，直到4个接收时隙中的任何一个时隙都能够清晰地打通电话为止，见步骤31-32.打通电话后就可以进行步骤33，利用示波器在通话模式下来测量帧信号沿和实际接收到的数据的起始位置.这里需要注意，从第一时隙测量的结果和第二时隙、第三时隙、第四时隙测量的结果依次相差240比特即625微妙.将得到的帧信号沿和实际接收到的数据的起始位置之间的“距离”换算成数据比特，用这个结果再加上12比特，就得到了用户字搜索区域的开始位置.再将这个起始位置加上28比特就得到了用户字的搜索区域的终止位置.由这两个位置例确定了一个“窗”.在具体操作时，可以再建立一个1920进制的计数器，以传送解调数据的384KHz的出数时钟作为计数时钟，以帧沿作为同步清零信号.也就是说，当帧的沿到来时该计数器开始计数，分别计到上述两个位置后，将该信号的这个位置之间设置为高电平，其它地方全部设置为低电平，用户字的搜索范围被限定到窗的高电平区域.在步骤34中得到了单时隙的“窗”信号后，将第一时隙的“窗”信号的分别向后拓延240比特，480比特，720比特，就依次得到了第二时隙，第三时隙，第四时隙的“窗”，见步骤35.上述的“窗”的宽度是标准的16位用户字的宽度，在数据没有抖动的情况下，完全可以找到16位用户字，但是系统在实际运行过程中，考虑到不可避免地受到系统内部和外界干扰，在系统许可的条件下数据是会发生小范围抖动的.为了提高“窗”的实用性，可将这个“窗”的前后位置放宽.因为用户字区域前沿的PR区域的6比特数据在一个TCH帧中是固定的011001，用户字后沿的CI区域在一个TCH帧中是固定的0000，将前沿放宽至PR区域，后沿放宽至CI区域，即“窗”的宽度是26比特.根据PR区域和CI区域的数据的特征，这是不会影响16位用户字的查找的.同时又能在系统允许的解调数据小范围抖动的情况下，搜索到符合要求的16位用户字.正是因为有了窗，才使得突发误码的降低有了保证，可以进入测试流程得到稳定的误码率测试结果.
一方面，根据系统在强信号和弱信号下都没有对上行TCH帧用户字的查找范围做出限制这一共同弊病，提出了“窗”的概念，它的作用就是根据上行TCH帧中16位用户字的起始位置，来设定一个区域，使得接收模块在查找用户字时被限制在一个指定的区域里，这样可以避免将用户信息中由于PN9算法产生的某个16位数当作找出的用户字，从而也就避免了根据这个错误的用户字确定的160比特用户信息数据送给MT8801C，产生突发误码现象.由于“窗”的存在，在一个上行TCH帧里面，只能找到唯一的16位用户字，从而保证了用户信息数据的正确定位.
另一方面，针对弱信号下解调系统本身就存在一定的解调偏差，放宽对用户字的查找要求。根据RCR STD-28协议，允许一位用户字出错，也就是说16位用户字中最多允许有一位出错。如果超出这个范围，则该帧数据已经没有太大的意义了。按照允许16位用户字中的某一位发生错误的条件来查找16位用户字，然后根据它来确定用户信息的起始位置，送给MT8801C进行接收测试。允许的误码率至少要达到10-2的量级，才能满足系统要求。如果信号弱到误码率大于10-2的量级时，表明信号太弱，该解调系统的解调能力接近极限，解调出的数据可信度差。
下面结合附图对本发明的实施作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明主要涉及到了PR、用户、CI和I。其中PR是时钟同步信息，在上行TCH帧中是6位固定的二进制数011001，用户字是用户代码，一般由个人和群地址两部分组成。CI是逻辑信道标识符，在上行TCH帧中是固定的4位二进制数0000，I代表要传输的用户信息比特，其数据宽度为160比特，其内容在正常通话状态下是话音信息，在测试模式下为了较好地模拟通话状态下每次的话音信息不同的特点，采用了PN9算法，产生的伪随机序列作为用户信息。通常根据用户字的位置来推算用户信息的起始位置，从而正确地输出这部分信息。
图2给出了本发明的一个实施例的测试流程图。进行误码测试前首先必须将解调系统给出的解调数据接收过来，即图2中的步骤20。该步骤接收数据采用串行方式主要是为了方便后面16位用户字的检测。如果不是串行码流，可在接收数据时做并串转换处理，得到串行数据码流。步骤21是在数据做误码测试前进行加“窗”处理，这个“窗”的作用是只开放TCH帧中含有16位用户字的区域，而将其它无关的区域全部关闭，避免从其它位置搜索到错误的用户字干扰系统测试。将“窗”的开放区域的起始位置和开放区域的终止位置之间设置为高电平，其它位置设置低电平，然后将“窗”信号和接收数据进行逻辑与运算，进行用户字搜索，即步骤22所示。如果是强信号解调的结果，将得到正确的用户字；如果是弱信号解调将得到至多只错一位的用户字，这两种情况下都属于找到了用户字，即步骤23所示。具体操作上，是利用384KHz时钟建立一个周期为5毫秒计数器，将找到用户字的位置作为计数起始位置。根据用户字的起始位置计数器向后数20比特就得到了用户信息的数据起始位置。从这个位置开始的160比特数据是送给MT8801C的全部数据，是进行误码测试的对象，即步骤25。进入步骤25的另一种情况是，如果弱信号下由于受到内部系统和外界环境的干扰造成用户字出错的位数大于1位，此时认为没有找到用户字，这种情况下确定用户数据信息的起始位置不是根据当前查找用户字的结果，而是根据上一次TCH数据中用户字的位置来间接推算用户信息的起始位置，输出用户信息的如图中步骤24所示。在操作上，仍然按照上一次的起始位置进行计数，计数计到5毫秒后再从头开始计数就可以了。这样处理的依据是，解调系统每次对信号的解调情况相同，因此在数据刚从解调系统输出时用户信息的160比特数据的起始位置都是相同的。确定了用户数据信息的起始位置，就可以进入步骤26进行误码测试了。上面的计数器设置成5毫秒周期是因为根据RCR STD-28协议，PHS基站系统运行时，一帧包括8个时隙，其中有4个接收时隙，每个接收时隙包含240比特数据，误码测试要求4个时隙均能够通过测试。
上述加“窗”的具体产生办法，如图3所示.步骤30，先建立一个帧信号，周期为5毫秒.该信号是联系测试模块和解调模块的桥梁.为了得到该信号，设置一个1920进制的计数器，可用配合解调数据传送的384KHz时钟作为计数时钟.可以约定该信号的高电平或低电平作为解调信号的开始标志，先估算出解调系统从模拟信号灌入到解调出数字信号的解调延迟，将上升沿或下降沿设置到2.5毫秒加上解调延迟的这个位置，然后在这个位置附近对沿的位置反复进行微调，直到4个接收时隙中的任何一个时隙都能够清晰地打通电话为止，见步骤31-32.打通电话后就可以进行步骤33，利用示波器在通话模式下来测量帧信号沿和实际接收到的数据的起始位置.这里需要注意，从第一时隙测量的结果和第二时隙、第三时隙、第四时隙测量的结果依次相差240比特即625微妙.将得到的帧信号沿和实际接收到的数据的起始位置之间的“距离”换算成数据比特，用这个结果再加上12比特，就得到了用户字搜索区域的开始位置.再将这个起始位置加上28比特就得到了用户字的搜索区域的终止位置.由这两个位置例确定了一个“窗”.在具体操作时，可以再建立一个1920进制的计数器，以传送解调数据的384KHz的出数时钟作为计数时钟，以帧沿作为同步清零信号.也就是说，当帧的沿到来时该计数器开始计数，分别计到上述两个位置后，将该信号的这个位置之间设置为高电平，其它地方全部设置为低电平，用户字的搜索范围被限定到窗的高电平区域.在步骤34中得到了单时隙的“窗”信号后，将第一时隙的“窗”信号的分别向后拓延240比特，480比特，720比特，就依次得到了第二时隙，第三时隙，第四时隙的“窗”，见步骤35.上述的“窗”的宽度是标准的16位用户字的宽度，在数据没有抖动的情况下，完全可以找到16位用户字，但是系统在实际运行过程中，考虑到不可避免地受到系统内部和外界干扰，在系统许可的条件下数据是会发生小范围抖动的.为了提高“窗”的实用性，可将这个“窗”的前后位置放宽.因为用户字区域前沿的PR区域的6比特数据在一个TCH帧中是固定的011001，用户字后沿的CI区域在一个TCH帧中是固定的0000，将前沿放宽至PR区域，后沿放宽至CI区域，即“窗”的宽度是26比特.根据PR区域和CI区域的数据的特征，这是不会影响16位用户字的查找的.同时又能在系统允许的解调数据小范围抖动的情况下，搜索到符合要求的16位用户字.正是因为有了窗，才使得突发误码的降低有了保证，可以进入测试流程得到稳定的误码率测试结果.