一种适用于TWS蓝牙耳机适配测试系统的构建方法与流程

一种适用于tws蓝牙耳机适配测试系统的构建方法
技术领域
1.本发明涉及蓝牙通信测试领域，具体涉及测试系统的构建方法。


背景技术：

2.蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。
3.相对于其他通信技术，蓝牙技术的优点较为明显：蓝牙的功耗非常低，可以保证电池供电设备工作。此外，蓝牙通信模块的价格较为低廉，就成本上来说对一些低成本设备还是非常友好。并且，蓝牙技术还可以同时管理数据和声音传输，延时也比较低，在一些需要大量传输数据的设备上使用时，效果良好。蓝牙技术的以上优点使得蓝牙装备近年来得到了大量的发展和商业应用，如蓝牙耳机、蓝牙键盘鼠标、蓝牙车载智能设备等。
4.其中，tws蓝牙耳机为一项重点产品。tws蓝牙耳机测试主要包括实验室测试和产线测试两个部分，前者主要用于研发阶段的品质测试，以及射频、声学、安全性等各项认证；后者则主要用于生产阶段的品质把控，在各阶段提前测试，降低成品的不合格率。tws耳机在产线生产阶段需要进行大量测试，其中包含的因素有很多方面，主要目的则是为了甄别不良品，从而严格把控出厂产品品质。tws蓝牙耳机作为sink端，需要与蓝牙适配器（source端）进行无线射频连接。
5.在这一测试环节中，测试工人操作一个蓝牙适配器，该适配器对传送过来的蓝牙耳机进行逐个测试。在现有技术中，这里存在两种情况，情况一：每个耳机有自己的电子代码，适配器扫描周边环境，在诸多耳机中找到需要指定的电子代码，再与该耳机进行通讯测试。然而这种情况需要适配器和耳机支持电子代码的读写、存储功能，也需要该测试系统具备这种查找逻辑的管理软件，当软硬件不支持时就无法实现。情况二：正如公开号为cn202210221182的中国专利文件公开的蓝牙测试装置，包含了蓝牙测试板、蓝牙综测仪和屏蔽箱。该种测试方案中，核心部件为屏蔽箱，该种技术方案相对于上文所述的情况一，无需适配器和耳机支持电子代码的读写功能，也无需测试系统具备该功能的管理软件。但是需要使用屏蔽箱，测试工人使用一个蓝牙适配器与传送过来的蓝牙装置挨个进行测试，测试时将蓝牙适配器与蓝牙装置放入屏蔽箱，测试结束后取出。然而这样的技术方案，首先，必须使用价格昂贵的rf屏蔽箱进行射频隔离，测试工位在rf屏蔽箱中形成独立微波暗室，其他工位的rf信号不会干扰当前的测试工位。这样的情况一方面增加了技术成本，企业为多道流水线需要购置大量的价格昂贵的rf屏蔽箱。另一方面频繁的屏蔽箱移入、移出操作加大了人工工作强度，较为不便，也极大的影响了测试效率。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种适用于tws蓝牙耳机适配测试系统的构建方法，对蓝牙测试系统的信号传输方向进行限制，将某一区域锁定为有效测试区域，蓝牙适配器只能与该区域的蓝牙耳机发生通讯，避免与周边其他蓝牙耳机发生通讯造成紊乱；整个过程也无
需使用rf屏蔽箱之类的辅助部件，控制成本，提升测试效率。
7.本发明是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于tws蓝牙耳机适配测试系统的构建方法，其特征在于，包含如下步骤： s01、天线选择步骤； 确定天线的类型和数量，天线的数量大于等于3； s02、天线安装步骤； 将在s01中确定好的天线安装到蓝牙适配器上，相邻的天线之间的间距不大于蓝牙通信信号波长值的一半； s03、相位差计算步骤； 计算每一个天线的相位值p，第一个天线的相位值p1预设得到，此后每一个天线的相位值p根据以下公式得到：α为遗忘因子，数值为用户赋值，且α小于等于10，x为参考信号值，由射频发生时芯片决定，测量得到，t为转置运算符；根据各个信号的相位值p，可以直接得到修正角度； s04、最优传播距离计算步骤； 最优传播距离d即为线增益gt， 所述线增益gt = ，n与ge均为已知量，n为天线数量，ge为天线材料所决定的元件增益值； s05、测试区域中心确定步骤； 基于所述修正角度和最优传播距离d，得到测试区域中心；用户将待测耳机放置在所述测试区域中心的位置。
8.作为本发明的优选,在所述s01步骤中，天线的数量为3-12个。
9.作为本发明的优选,在所述s02步骤中 , 多个天线的排布方式为螺旋形或矩阵形或直线型。
10.作为本发明的优选, 在所述s02步骤中 , 多个天线的排布方式为直线型，且间隔均匀排布。
11.作为本发明的优选,相邻天线的间距为蓝牙通信信号的波长的四分之一。
12.作为本发明的优选, 在所述s03步骤中，所述遗忘因子α数值范围为1-2之间。
13.作为本发明的优选,在所述s03步骤中，使用rls算法。
14.综上所述，本发明具有如下有益效果：1、根据该种方法所搭建的蓝牙适配测试系统，能将有效测试区域进行限制在一个特定区域，即蓝牙适配器只能与放置在这个区域的tws蓝牙耳机进行正常通信，且无需使用到rf屏蔽箱。
15.2、采用阵列天线技术，调节各天线阵元的相位值，达到最佳接收和发射，使得在同一信道上接收和发送多个信号互不干扰。有效地抑制与接收的信号方向不同的多径干扰、同信道干扰、多址干扰，提高信号的传输质量和信号传导的方向性。
16.3、整个s03步骤采用rls算法。rls算法的收敛速度比dmi 算法慢，但较lms 算法又存在大幅度的速度提升，而它的性能和dmi 算法接近，因而rls 算法兼有lms 算法和dmi算法的优点。
附图说明
17.图1是实施例1的示意图。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
19.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
20.实施例1，一种适用于tws蓝牙耳机适配测试系统的构建方法,根据该种方法所搭建的蓝牙适配测试系统，能将有效测试区域进行限制在一个特定区域，即蓝牙适配器只能与放置在这个区域的tws蓝牙耳机进行正常通信，且无需使用到rf屏蔽箱。
21.s01、天线选择步骤。
22.在这个步骤中，确定天线的类型和数量。
23.天线可以直接选用现有技术中的成熟产品，根据实际的效果，天线的数量为越多越好，但是从成本控制和实际效果提升的边际效应综合考虑，一般天线的数量为3-12个，在本实施例中，天线的数量定为8个。
24.s02、天线安装步骤。
25.将这些天线安装到蓝牙适配器上且以指定的方式进行排布。一般的排布方式可以为螺旋形、矩阵形和直线型。在本实施例中，采用直线型进行阵列排布，即8个天线直线排开，间隔均匀。
26.而相邻的天线之间的间距相同，在本实施例中，将间距定为四分之一的波长。这里的波长指的是蓝牙通信信号的波长。一般的，间距不大于二分之一的波长。
27.s03、相位差计算步骤。
28.如图1所示，有8个天线在竖直方向排列，若是8个天线没有相位差，即8个天线将某一数据同步发射，则数据传播的方向较为难控制。在本案中，使用了发射指向性射频信号的技术方案，通过调制每根天线输出信号的相位，使得信号发射角度精准可调。
29.具体的相位控制公式如下：在该公式中，p为迭代过程中的各个天线的输出信号相位，而n为天线的编号。如本实施例中为8个天线，则n为1、2、3、4、5、6、7。p（n）和p（n 1）即为相邻两个天线的输出信号相位。在图1中，自上而下的每个天线的相位值可视为p1、p2、p3
……
p8。公式中，α为遗忘因子，遗忘因子一般是小于等于10，作为优选，可以定为1-2之间，在本实施例中，遗忘因子α可以定为1.5。而x为参考信号值，是射频发生时芯片决定，x不用计算，是直接测得，在公式计算过程中可视为一个常量，t是转置运算符。基于此， p1由于是第一个天线的数值，不存在“与前一个天线的相位差”的概念，故p1可以由用户指定一个值，随后，p2到p8可以基于前一个数值来依次计算得到。
30.而相位则决定了信号传播的角度，即，用户通过p1到p8计算出的具体数值，即可得到信号在该相位控制下的传播角度。当用户控制8个传感器按照本步骤计算出的相位值进行传播，信号就会以图1中所示的角度方向进行传播。
31.整个s03步骤采用rls算法。rls算法和dmi算法之间的主要区别在于计算逆矩阵的
方法不同，rls算法无需直接进行矩阵求逆运算，因而可以在一定程度上克服dmi 算法运算量大的缺点。rls算法的收敛速度比dmi 算法慢，但较lms 算法又存在大幅度的速度提升，而它的性能和dmi 算法接近，因而rls 算法兼有lms 算法和dmi算法的优点。
32.s04、最优传播距离计算步骤。
33.在本案中，对最优传播距离的考虑为主瓣数值越高越好，旁瓣数据越小越好。基于此，本步骤使用到的公式为： 。
34.其中，radiation intensity即为主瓣数值，而radiation intensity of isotropic antenna（all angles）即为旁瓣数值。而公式中最左边的gt即为线增益，是本步骤所需要的结果。公式中最右边的n即为天线数量，在s01中已经确定，而公式中最右边的ge为元件增益，该数值是由天线的材料所确定的，同样在s01中已经确定，故在本步骤的计算过程中，n和ge均为已知量，可以求出gt。
35.s05、测试区域中心确定步骤。
36.在本步骤中，确定最后的测试区域中心。该测试区域中心的确立与两个参数相关，分别是各个天线的相位值和整个天线群的线增益值。前者在s03步骤中得到，后者在s04步骤中已经得到。前者决定了最优传播距离d，即测试区域中心距离天线阵列中心的距离，后者决定了修正角度。需要说明的是，根据信号相位值p得到修正角度的计算方式为现有技术，此处不再赘述。
37.修正角度如图1所示，即为天线信号原始发射方向和通过相位调整后有效信号的传输方向的夹角。
38.根据d和，即可得到测试区域中心，只要将待测耳机放置在测试区域中心，蓝牙适配器就可以与该蓝牙耳机发生通讯，可进行测试。而其他待测耳机只要放在远离测试区域中心即可，这些耳机就不会与蓝牙适配器发生通讯。
39.综上所述，依据本发明的方法所构建的tws蓝牙耳机适配测试系统，有效降低测试硬件成本投入，同时提高测试效率，没有频繁的开关箱，解决目前测试必须使用rf屏蔽箱的痛点。