便攜式在用對講機設備檢測系統的研究設計

常 山，姚紅超

（國家無線電監測中心檢測中心，北京 100041）

0 引言

對講機市場雖然只占移動通信市場很小的份額，但由于目前我國國民經濟中，各個行業已廣泛而大量地使用對講機通信，因此，對講機實際上已成為各個行業重要的無線通信裝備，從而顯示出對講機在國民經濟中的重要地位。

隨著數字技術的發展，數字對講設備以其頻率利用率高、通話質量好、業務拓展功能豐富以及易于聯網互通等一系列優勢，已取得了快速的發展。同時國家在2009年開啟了對講機設備的“模轉數”時代，2017年為對講機產業“模轉數”的最后一年。因此，保障數字對講機的正常使用和在用監管，維護對講機頻段的無線通信秩序，對于數字對講機的檢測顯得尤為重要。

因此，研發一套便攜式，高精度，自動化程度高、環境適應性強的現場測試設備迫在眉睫。本文將重點介紹便攜式在用對講機設備檢測系統的研究設計，并利用我中心自研測試儀表設計一套現場測試系統，為在用對講機檢測驗證提供一種便攜式的解決方案。

1 便攜式在用對講機設備檢測系統研究設計

為滿足對在用對講機設備的性能指標檢測的要求，需要設計對講機射頻信號切換單元，以滿足各項射頻指標測試。該便攜式射頻鏈路切換單元需要具備在用對講機設備檢測所有指標鏈路切換功能，且在精度和穩定性上要求極高。所以本設計采用組合濾波技術搭載FR4與羅杰斯4350B 混合板材，結合MCU 控制協議，完成便攜式射頻鏈路切換單元的設計。利用我中心自研集監測檢測于一體的測試儀表，結合便攜式射頻鏈路切換單元，以及必要的射頻電纜，通過軟件設計集成，完成在用對講機設備測試任務。

1.1 便攜式射頻鏈路切換單元的硬件設計

1.1.1 對講機通信頻段及測試指標

目前，主要的對講機通信頻段如表1所示，同時由于電網通信頻段的發展，我們也將LTE_230MHz 考慮進來，以便于后期升級能夠滿足電網在用設備的檢測需求。在檢測過程中，對講機設備的雜散發射測試項主要關注2次諧波和3次諧波射頻指標，我們也在表中將相對應的電網頻段羅列出來。

表1 對講機和電網通信頻段及2、3次諧波

在用對講機設備檢測除雜散測試外，還需要搭建常規項掃描測試路徑以完成所有指標的測試。常規項測試主要包括頻率誤差測試、占用帶寬測試、FSK 眼圖、呼叫號匹配測試等，并將測試結果與臺站數據庫進行比對，完成在用對講機所有測試項目。

1.1.2 便攜式射頻鏈路切換單元的硬件方案設計

圖1 便攜式射頻鏈路切換單元硬件設計方案

便攜式射頻鏈路切換單元需要滿足對講機的常規項測試及雜散測試項，因此，需要根據測試項對切換單元進行硬件的方案評估、設計、驗證以及調試等一系列工作。圖1為便攜式射頻鏈路切換單元的硬件設計方案。 在對講機設備檢測過程中，為完成對所有指標的測試項測試，測試儀表主機需要對不同對講機、不同測試項進行鏈路切換，通USB 接口協議完成對切換單元的鏈路校準及操作控制。整體測試過程中無需使用人員進行頻繁的鏈路搭建和切換工作，所有切換及控制均可由軟件自動完成，減少了人為引入誤差的風險，大大提高了檢測效率。

1.1.3 便攜式射頻鏈路切換單元的性能指標

便攜式射頻鏈路切換單元的性能指標需要滿足對講機測試的指標要求，并在測試過程中能夠保持穩定的射頻通路，以保證對講機信號能夠順利的進入檢測儀表。圖2–圖4為切換單元硬件的S 參數實測值，由于設備可調衰減器及固有鏈路衰減均可由檢測儀表控制和后期補償，故測試結果主要著重關注鏈路的穩定性能及平坦度。

1.2 便攜式在用對講機設備檢測系統設計

在用設備檢測系統的基本組成如圖5所示。在用設備檢測系統主要由便攜式切換單元與在用設備檢測儀表兩大模塊組成。便攜式切換單元與被檢測設備通過線纜直連，在信號到達檢測儀表之前起到濾波與衰減的作用，可以提高在用檢測儀表的動態范圍。在用檢測儀表主要完成信號的自動檢測，包括基本功能測試與協議功能兩大項測試。對于測試結果可以提供豐富的數據圖表展示，自動生成測試報告，大大提高了測試的效率。

圖2 137-167 MHz S參數

圖3 351-389 MHz S參數

圖4 直連鏈路S參數

圖5 在用設備檢測整體方案

1.3 系統軟件設計架構

在用設備檢測儀表的軟件各模塊主要作用如下：

（1）自動測試軟件支持用戶簡單操作便可完成指定測試項目的測試，并在測試結束后自動出具滿足標準要求的檢測報告，并且報告模版可以編輯、更改。

（2）數據呈現模塊負責在儀表界面上顯示測試結果，包括解調信息、協議數據、雜散和諧波、帶寬、頻率誤差等，并展現眼圖、星座圖、頻譜圖，對于未通過測試的測試例以不同的顏色進行區分。

（3）數據存儲模塊負責將相關測試數據包括測試信息、報告信息等存儲在本地設備中，并支持數據導出。

（4）解調信息顯示模塊負責顯示解調模塊解析出的相關信息，包括解調協議類型等。

（5）協議數據顯示模塊負責顯示解碼模塊解析出的相關信息，包括時隙功率、色碼和信道碼、呼叫號和組號等。

（6）雜散和諧波測量模塊、帶寬測量模塊分別支持雜散和諧波信號、占用帶寬的自動測量，主要依據頻譜模塊傳輸的相關頻譜信息。

（7）信息采集模塊也就是射頻前端，主要負責寬帶接收。

2 系統測試應用

圖7為在用對講機設備檢測系統的應用連接場景。

圖7 對講機設備檢測應用場景

以dPMR 對講機為例，利用便攜式在用設備檢測儀PTA1000對其進行現場測試。首先將對講機通過便攜式射頻鏈路切換單元與儀表進行連接，然后點擊儀表的“開始測試”按鈕，儀表開始進行自動檢測，可以觀察到界面上實時顯示了關鍵指標數據、信號頻譜、眼圖、諧波和雜散掃描頻譜，分別如圖8–圖11所示。整個測試過程占時20 s 左右，測試完成后可選擇保存測試結果。將本測試系統的檢測結果與原有檢測儀表N9020B 進行對比，發現各參數測試結果基本一致。通過現場測試以及與原有檢測儀表進行對比，進一步驗證了本檢測儀的精確性與可靠性。本測試系統解決了現有儀表功能不完善和自動化程度低等問題，并極大地提高了測試效率。

圖8 關鍵指標

圖9 信號頻譜

圖10 眼圖

圖11 （a）諧波和雜散掃描

圖11 （b）諧波和雜散掃描

3 結束語

本文基于我司自研檢測儀表以及射頻鏈路切換單元的設計，搭建了一套便攜式在用對講機設備檢測系統。本測試系統解決了現有儀表功能不完善、體積笨重、集成度低以及自動化程度低等問題，極大地提高了測試效率，為在用對講機設備現場檢測提供一種可行性方法。