一种测试方法及系统与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种测试方法及系统。


背景技术：

2.应答器是列车控制系统中的定位设备，是一种在特定地点实现地面与车载设备间高速点式数据传输的设备。
3.在列车经过时，列车车头底部的应答器车载天线向线路钢轨的地面应答器发送激励射频信号。地面应答器在接收该信号后将其转化为工作电源启动，并向列车车头底部的应答器车载天线发送上行链路信号。由于列车经过钢轨的速度极快，且地面应答器和车载天线的通信范围较小，地面应答器在接收到车载天线发送的下行激励信号后若启动慢，会导致下行激励信号传输的信息量减少，且会出现信噪比降低和信息传输失败的问题。
4.因此，如何提供一种测试方法，在应答器设计阶段和生产制造阶段，对应答器的启动时间进行测试，以防止地面应答器在实际应用中出现启动慢，而导致下行激励信号传输的信息量减少，且会出现信噪比降低和信息传输失败的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供一种测试方法及系统，以解决现有技术中下行激励信号传输的信息量减少，且会出现信噪比降低和信息传输失败的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.本发明实施例第一方面示出了一种测试方法，所述方法包括：
8.对初始幅度进行调整，确定目标幅度；
9.利用所述目标幅度编辑的激励信号对所述待测应答器进行测试；
10.获取所述待测应答器反馈的下行链路信号中的时域信号；
11.在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定所述待测应答器测试通过，其中，所述时域信号的频谱是对所述时域信号进行傅里叶变换得到的。
12.可选的，所述对初始幅度进行调整，确定目标幅度，包括：
13.将所述初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取功率计测量所述待测应答器的实际输入功率；
14.根据所述实际输入功率和预设测试功率，确定所述初始幅度是否满足预设边界范围；
15.若满足，将所述初始幅度设置为目标幅度；
16.若不满足，按照预设偏移量调整所述初始幅度，并返回执行将所述初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取功率计测量所述待测应答器的实际输入功率这一步骤。
17.可选的，所述根据所述实际输入功率和预设测试功率，确定所述初始幅度是否满足预设边界范围包括：
18.计算所述实际输入功率和预设测试功率的差，得到第一差值；
19.判断所述第一差值的绝对值是否小于预设边界范围；
20.若小于，则将所述初始幅度设置为目标幅度；
21.若大于或等于，则按照预设偏移量调整所述初始幅度，并返回执行将所述初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取功率计测量所述待测应答器的实际输入功率这一步骤。
22.可选的，所述在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定所述待测应答器测试通过，包括：
23.对所述时域信号进行傅里叶变换，得到所述时域信号的频谱；
24.判断时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号；
25.若时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，确定所述待测应答器测试通过；
26.若时域信号的频谱不包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，确定所述待测应答器测试不通过。
27.本发明实施例第二方面示出了一种测试系统，所述系统包括：信号发生器、测试天线和频谱仪；
28.所述信号发生器与所述测试天线连接，所述测试天线与待测应答器连接，所述测试天线与所述频谱仪连接；
29.所述信号发生器，用于对初始幅度进行调整，确定目标幅度；以及利用所述目标幅度编辑的激励信号对所述待测应答器进行测试；
30.所述频谱仪，用于通过所述测试天线获取所述待测应答器反馈的下行链路信号中的时域信号；以及在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定所述待测应答器测试通过，其中，所述时域信号的频谱是对所述时域信号进行傅里叶变换得到的。
31.可选的，所述系统还包括功率计；
32.所述功率计与所述测试天线连接；
33.所述功率计，用于测量所述待测应答器的实际输入功率。
34.可选的，所述对初始幅度进行调整，确定目标幅度的信号发生器，具体用于：将所述初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取所述功率计测量所述待测应答器的实际输入功率；根据所述实际输入功率和预设测试功率，确定所述初始幅度是否满足预设边界范围；若满足，将所述初始幅度设置为目标幅度；若不满足，按照预设偏移量调整所述初始幅度。
35.可选的，所述在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定所述待测应答器测试通过的频谱仪，具体用于：对所述时域信号进行傅里叶变换，得到所述时域信号的频谱；判断时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号；若时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，确定所述待测应答器测试通过；若时域信号的频谱不包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，确定所述待测应答器测试不通过。
36.可选的，还包括：第一衰减器、第二衰减器和功率放大器；
37.所述第一衰减器的一端与所述信号发生器连接，所述第一衰减器的另一端与功率放大器的一端连接；
38.所述功率放大器的另一端与所述第二衰减器的一端连接，所述第二衰减器的另一端与所述测试天线连接；
39.所述第一衰减器和所述第二衰减器，均用于防止激励信号回灌；
40.所述功率放大器，用于将所述信号发生器产生的激励信号的正弦进行放大。
41.可选的，还包括：第一滤波器、第二滤波器和前置放大器；
42.所述第一滤波器的一端与所述测试天线连接，所述第一滤波器的另一端与所述前置放大器的一端连接，所述前置放大器的一端与所述第二滤波器的一端连接，所述第二滤波器的另一端与所述频谱仪连接；
43.所述第一滤波器和所述第二滤波器，均用于将下行链路信号中的预设频率信号进行滤除；
44.所述前置放大器，用于将所述下行链路信号进行放大。
45.基于上述本发明实施例提供的一种测试方法及系统，该方法包括：对初始幅度进行调整，确定目标幅度；利用目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试；获取待测应答器反馈的下行链路信号中的时域信号；在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，其中，时域信号的频谱是对时域信号进行傅里叶变换得到的。在本发明实施例中，利用调整后的目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试，以获取待测应答器启动后反馈的下行链路信号。在确定下行链路信号中时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，即确定待测应答器能够在标准时间内启动的结论。从而避免出现下行激励信号传输的信息量减少，信噪比降低和信息传输失败的问题。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
47.图1为本发明实施例示出的一种测试系统的结构示意图；
48.图2为本发明实施例示出的一种测试方法的流程示意图；
49.图3为本发明实施例示出的另一种测试方法的流程示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有
明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.由背景技术可知，由于列车在经过地面应答器时，车载天线与地面应答器是高度错位的水平相对移动，该运动过程中车地距离变化较大，若想在较高的车速和固定的传输速度下维持足够的信息传输量，就需要保证地面应答器的启动时间足够小。因此，在应答器设计阶段和生产制造阶段，需要对应答器的启动时间进行测试，以保证应答器的启动时间在规定范围内。
53.在本发明实施例中，利用调整后的目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试，以获取待测应答器启动后反馈的下行链路信号。在确定下行链路信号中时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，即确定待测应答器能够在标准时间内启动的结论。从而避免出现下行激励信号传输的信息量减少，信噪比降低和信息传输失败的问题。
54.为了方便理解，以下对本发明实施例中出现的术语进行解释说明：
55.频移键控调制(frequency shift key，fsk)：通过乘法器将低频数字信号(即高1低0非周期变化的数字信号)和高频正弦信号(即常用一高一低共2个高频正弦信号，分别代表低频数字信号的1与0)调制为时域上频率交替变化的正弦信号，以便于在自由空间或传输线缆等介质中传播。
56.应答器balise：一种使用磁感应技术的地面传输单元。其最重要的功能是通过空气间隙传输数据信息。应答器是安装在轨道上的信号设备，与其上方通过的车载设备进行通信。其中，应答器包括有源应答器和无源应答器。
57.车载天线：安装在列车底部，用于在列车经过地面应答器时与应答器通信的工具，车载天线在工作时向应答器发送下行激励信号以激活应答器，同时接收应答器启动后向外发送的上行链路信号。
58.下行激励信号：由车载天线发出的携带能量的27.095mhz正弦信号，应答器在接收该能量后电路启动并发送fsk信号。
59.上行链路信号：由应答器发送的携带信息的4mhz频率fsk信号。
60.码元symbol：数字信号中1个高(或低)电平所代表的时域信息。码元宽度即为单个码元的时域长度。
61.参见图1，为本发明实施例示出的一种测试系统的结构示意图，该系统包括：信号发生器11、测试天线12和频谱仪13。
62.信号发生器11与测试天线12连接，测试天线12与待测应答器10连接，测试天线12与频谱仪13连接。
63.信号发生器11，用于对初始幅度进行调整，确定目标幅度；以及利用目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试。
64.在具体实现中，信号发生器11先利用自身的初始幅度对待测应答器10进行检测，以确定最佳激励信号，利用初始幅度对待测应答器10进行测试，并不断的调整幅度，直到存在幅度所对应的实际输入功率在预设测试功率附近，确定该幅度为目标幅度。并依据目标幅度编辑激励信号，并将激励信号通过测试天线下发给待测应答器10，以对待测应答器10
进行测试。以便待测应答器10在接收到激励信号时启动，并反馈下行链路信号。
65.需要说明的是，激励信号为150us激励波形的信号。
66.可选的，信号发生器11在发送激励信号时，同时向频谱仪发送，以通过外部触发的方式触发频谱仪13。
67.频谱仪13，用于通过测试天线12获取下行链路信号中的时域信号；以及在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器10测试通过。
68.其中，时域信号的频谱是对时域信号进行傅里叶变换得到的。
69.在具体实现中，频谱仪13在触发时，直接通过测试天线12采集待测应答器10反馈的下行链路信号，并获取该下行链路信号中的时域信号sig。对时域信号sig进行快速傅里叶变换fft求取该时域信号的频谱f，并判断该频谱f是否含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，若包含，确定待测应答器10在规定时间内启动，即能够在规定时间内反馈对应的下行链路信号，也就是说，该待测应答器10测试通过；若不包含，确定待测应答器10启动慢，即不能够在规定实际内反馈下行链路信号，也就是说，该待测应答器10测试未通过。
70.继续参见图1，该测试系统还包括：功率计14、第一衰减器15、第二衰减器16、功率放大器17、第一滤波器18、第二滤波器19和前置放大器20。
71.功率计14与测试天线12连接，用于测量待测应答器10的实际输入功率。
72.第一衰减器15的一端与信号发生器11连接，第一衰减器11的另一端与功率放大器17的一端连接。
73.功率放大器17的另一端与第二衰减器16的一端连接，第二衰减器16的另一端与测试天线12连接。
74.第一衰减器11和第二衰减器16，均用于防止激励信号回灌。
75.功率放大器17，用于将信号发生器产生的激励信号的正弦进行放大。
76.第一滤波器18的一端与测试天线11连接，第一滤波器18的另一端与前置放大器20的一端连接，前置放大器20的一端与第二滤波器19的一端连接，第二滤波器19的另一端与频谱仪13连接。
77.第一滤波器18和第二滤波器19，均用于将下行链路信号中的预设频率信号进行滤除。
78.需要说明的是，预设频率信号是指下行链路信号中27mhz下行信号。
79.前置放大器20，用于将下行链路信号进行放大。
80.在本发明实施例中，上个示出的各个部件的作用和特性，如表1所示。
81.表1：
82.[0083][0084]
需要说明的是，第一滤波器18和第二滤波器19均是低通滤波器。
[0085]
频谱仪13，也可以是功率计，其作用均是用于采集fsk信号的功率。
[0086]
在本发明实施例中，利用调整后的目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试，以获取待测应答器启动后反馈的下行链路信号。在确定下行链路信号中时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，即确定待测应答器能够在标准时间内启动的结论。从而避免出现下行激励信号传输的信息量减少，信噪比降低和信息传输失败的问题。
[0087]
基于上述本发明实施例示出的测试系统，对初始幅度进行调整，确定目标幅度的信号发生器11，具体用于：将初始幅度的激励信号发送给待测应答器10，并获取功率计14测量待测应答器10的实际输入功率；根据实际输入功率和预设测试功率，确定初始幅度是否满足预设边界范围；若满足，将初始幅度设置为目标幅度；若不满足，按照预设偏移量调整初始幅度。
[0088]
在具体实现中，信号发生器11将初始幅度对应的激励信号通过测试天线12发射给待测应答器10；功率计读数稳定后，通过测试天线12测量待测应答器10当前的实际输入功率pcs(i)。计算实际输入功率pcs(i)和预设测试功率p
φd1
的差，得到第一差值pcs(i)
‑
p
φd1
；以判定第一差值pcs(i)
‑
p
φd1
的绝对值是否小于预设边界范围δp；若小于，则确定初始幅度
所对应的实际输入功率在预设测试功率附近时，将初始幅度设置为目标幅度；若大于或等于，则在确定上一幅度，比如初始幅度所对应的实际输入功率不在预设测试功率附近时，也就是说，确定当前功率计测量得到的实际输入功率pcs(i)不在p
φd1
±
δp内，此时重新根据预设偏移量调整下一用于检测的幅度。
[0089]
在本发明实施例中，将初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取功率计测量待测应答器的实际输入功率；根据实际输入功率和预设测试功率，确定初始幅度是否满足预设边界范围，进而调整初始幅度，直至确定某一幅度所对应的实际输入功率在预设测试功率附近，将其作为目标幅值。再利用调整后的目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试，以获取待测应答器启动后反馈的下行链路信号。在确定下行链路信号中时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，即确定待测应答器能够在标准时间内启动的结论。从而避免出现下行激励信号传输的信息量减少，信噪比降低和信息传输失败的问题。
[0090]
基于上述本发明实施例示出的测试系统，本发明还对应公开了一种测试方法，如图2所示，为本发明实施例示出的一种测试方法的流程示意图，该方法包括：
[0091]
s201：对初始幅度进行调整，确定目标幅度。
[0092]
s201的具体内容：信号发生器先利用自身的初始幅度对待测应答器进行检测，以确定最佳激励信号，利用初始幅度对待测应答器进行测试，并不断的调整幅度，直到存在幅度所对应的实际输入功率在预设测试功率附近，确定该幅度为目标幅度。
[0093]
s202：利用目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试。
[0094]
s202的具体内容：信号发生器依据目标幅度编辑激励信号，并将激励信号通过测试天线下发给待测应答器，以对待测应答器进行测试。以便待测应答器在接收到激励信号时启动，并反馈下行链路信号。
[0095]
需要说明的是，激励信号为150us激励波形的信号。
[0096]
可选的，信号发生器在发送激励信号时，同时向频谱仪发送，以通过外部触发的方式触发频谱仪。
[0097]
s203：获取待测应答器反馈的下行链路信号中的时域信号。
[0098]
s203的具体内容：频谱仪在触发时，直接通过测试天线采集待测应答器反馈的下行链路信号，并获取该下行链路信号中的时域信号sig。
[0099]
s204：判断时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，若包含，执行步骤s205，若不包含，执行步骤s206。
[0100]
在步骤s204中，时域信号的频谱是对时域信号进行傅里叶变换得到的。
[0101]
s204的具体内容：对时域信号sig进行快速傅里叶变换fft求取该时域信号的频谱f，并判断该频谱f是否含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，若包含，执行步骤s205，若不包含，执行步骤s206。
[0102]
需要说明的是，预设频率是指4.23mhz中心频率、预设频偏是指564.45khz频偏。
[0103]
s205：确定待测应答器测试通过。
[0104]
s205的具体内容：确定待测应答器启动的时间在规定时间内。
[0105]
s206：确定待测应答器测试不通过。
[0106]
s206的具体内容：确定待测应答器的启动时间在不在规定时间内。
[0107]
在本发明实施例中，利用调整后的目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试，以获取待测应答器启动后反馈的下行链路信号。在确定下行链路信号中时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，即确定待测应答器能够在标准时间内启动的结论。从而避免出现下行激励信号传输的信息量减少，信噪比降低和信息传输失败的问题。
[0108]
基于上述图2示出的测试方法，参见图3，为本发明实施例示出的另一测试方法的流程示意图，该方法包括：
[0109]
s301：将初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取功率计测量待测应答器的实际输入功率。
[0110]
s301的具体内容：信号发生器将初始幅度对应的激励信号通过测试天线发射给待测应答器；功率计读数稳定后，通过测试天线测量待测应答器当前的实际输入功率pcs(i)。
[0111]
s302：根据实际输入功率和预设测试功率，确定初始幅度是否满足预设边界范围，若不满足，则执行步骤s303，若满足，则执行步骤s304至步骤s309。
[0112]
s302的具体内容：计算实际输入功率pcs(i)和预设测试功率p
φd1
的差，得到第一差值pcs(i)
‑
p
φd1
；将第一差值pcs(i)
‑
p
φd1
代入公式(1)，以判定第一差值pcs(i)
‑
p
φd1
的绝对值是否小于预设边界范围δp；若小于，则执行步骤s304至步骤s309；若大于或等于，则执行步骤s303。也就是说，确定当前功率计测量得到的实际输入功率pcs(i)是否在p
φd1
±
δp内。
[0113]
公式(1)：
[0114]
abs(pcs(i)
‑
p
φdl
)＜δp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0115]
其中，abs为取绝对值，pcs(i)
‑
p
φd1
为第一差值，δp为预设边界范围。
[0116]
需要说明的是，预设测试功率p
φd1
为测试时期望达到的功率值，是预先根据实际情况进行设置的。
[0117]
预设边界范围δp也是根据实际情况进行设置的，一般设置为0.05db。
[0118]
s303：按照预设偏移量调整初始幅度，并返回执行步骤s301。
[0119]
s303的具体内容：在确定上一幅度，比如初始幅度所对应的实际输入功率不在预设测试功率附近，即不在p
φd1
±
δp内时，重新根据预设偏移量调整下一用于检测的幅度，并返回执行步骤s301，以此类推，直到存在幅度所对应的实际输入功率在预设测试功率附近，此时将该幅度作为目标幅度，即执行步骤s304。
[0120]
需要说明的是，预设偏移量预先根据经验进行设置的。
[0121]
s304：将初始幅度设置为目标幅度。
[0122]
s304的具体内容：确定初始幅度所对应的实际输入功率在预设测试功率附近时，将将初始幅度设置为目标幅度。
[0123]
s305：利用目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试。
[0124]
s306：获取待测应答器反馈的下行链路信号中的时域信号。
[0125]
s307：判断时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号，在确定时域信号的频谱包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，执行步骤s308，若否，执行步骤s309。
[0126]
在步骤s307中，时域信号的频谱是对时域信号进行傅里叶变换得到的。
[0127]
s308：确定待测应答器测试通过。
[0128]
s309：确定待测应答器测试不通过。
[0129]
需要说明的是，步骤s305至步骤s309的具体实现过程与上述本发明实施例示出的步骤s202至步骤s206的具体实现过程相同，可相互参见。
[0130]
在本发明实施例中，将初始幅度的激励信号发送给待测应答器，并获取功率计测量待测应答器的实际输入功率；根据实际输入功率和预设测试功率，确定初始幅度是否满足预设边界范围，进而调整初始幅度，直至确定某一幅度所对应的实际输入功率在预设测试功率附近，将其作为目标幅值。再利用调整后的目标幅度编辑的激励信号对待测应答器进行测试，以获取待测应答器启动后反馈的下行链路信号。在确定下行链路信号中时域信号的频谱是否包含预设频率和预设频偏的频移键控fsk信号时，确定待测应答器测试通过，即确定待测应答器能够在标准时间内启动的结论。从而避免出现下行激励信号传输的信息量减少，信噪比降低和信息传输失败的问题。
[0131]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0132]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0133]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。