基帶信號處理裝置及車載空口監(jiān)測設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基帶信號處理裝置及車載空口監(jiān)測設備。其中，該處理裝置包括：基帶信號處理電路，包括：可編程陣列單元，用于對射頻信號進行變頻處理得到同步定時信號；數(shù)字信號處理單元，與可編程陣列單元連接，用于對同步定時信號進行基帶協(xié)議分析得到初始基帶信號；CPU單元，與數(shù)字信號處理單元連接，用于將初始基帶信號進行信號解析分發(fā)得到目標基帶信號。本發(fā)明實現(xiàn)基帶信號處理裝置的通用性，解決了現(xiàn)有技術中的基帶信號處理裝置不具有通用性，無法與其他設備兼容的技術問題。
【專利說明】基帶信號處理裝置及車載空口監(jiān)測設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡安全領域，具體而言，涉及一種基帶信號處理裝置及車載空口監(jiān)測設備。
【背景技術】
[0002]隨著3G無線網(wǎng)絡趨于穩(wěn)定和成熟，無線通信終端已經(jīng)大大普及，無線上網(wǎng)等無線網(wǎng)絡業(yè)務的普及已成大勢所趨，用戶對無線網(wǎng)絡安全的要求越來越高，并且需要涵蓋2G、3G和4G多制式無線網(wǎng)絡結構。另一方面，民用空口監(jiān)測服務需求也在不斷地增大。
[0003]在無線通信領域目前沒有完整的針對終端空口監(jiān)測的解決方案，針對無線終端的車載空口監(jiān)測設備多數(shù)都是通過簡單修改微基站設備，再進行結構加工形成部分2G或3G制式的空口監(jiān)測，這樣無法實現(xiàn)持續(xù)的產(chǎn)品升級和業(yè)務擴展，同時此類設備缺乏一個統(tǒng)一的規(guī)范和標準，給系統(tǒng)開發(fā)、管理和維護工作增加很多難度。
[0004]由于車載空口監(jiān)測設備沒有統(tǒng)一的硬件平臺方案，數(shù)字板，通常的基帶處理單元，一般都會采用獨立電路的方案，使用數(shù)據(jù)線和射頻線與射頻單元連接，使用電源線連接電源模塊，并固定在機箱里。由于機箱受限，這樣設備不具備快速升級，多板卡的增容擴展，并且接口不具有通用性，無法兼容其他設備，另外在散熱設計和功率分布往往具有不合理性。
[0005]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了一種基帶信號處理裝置及車載空口監(jiān)測設備，以至少解決了現(xiàn)有技術中基帶信號處理裝置不具有通用性，無法與其他設備兼容的技術問題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了 一種基帶信號處理裝置，該處理裝置包括:基帶信號處理電路，包括:可編程陣列單元，用于對射頻信號進行變頻處理得到同步定時信號；數(shù)字信號處理單元，與可編程陣列單元連接，用于對同步定時信號進行基帶協(xié)議分析得到初始基帶信號；(PU單元，與數(shù)字信號處理單元連接，用于將初始基帶信號進行信號解析分發(fā)得到目標基帶信號。
[0008]進一步地，基帶信號處理電路還包括:交換單元，可編程陣列單元通過交換單元與數(shù)字信號處理單元建立連接關系，數(shù)字信號處理單元通過交換單元與CPU單元建立連接關系O
[0009]進一步地，基帶信號處理電路還包括:時鐘單元，分別與可編程陣列單元、數(shù)字信號處理單元以及CPU單元連接，用于向可編程陣列單元、數(shù)字信號處理單元以及CPU單元提供分頻時鐘信號。
[0010]進一步地，基帶信號處理電路還包括:射頻接收卡，與可編程陣列單元連接，用于將接收到的射頻信號發(fā)送給可編程陣列單元。
[0011]進一步地，基帶信號處理裝置還包括:電源轉(zhuǎn)換單元，與基帶信號處理電路連接，用于為基帶信號處理電路提供電能。[0012]進一步地，基帶信號處理裝置還包括:電路板，基帶信號處理電路和電能轉(zhuǎn)換單元設置在電路板上；支撐板，與電路板連接，用于支撐電路板；前面板，分別與電路板和支撐板連接，基帶信號處理電路中的CPU單元通過前面板接口與前面板連接。
[0013]進一步地，基帶信號處理裝置還包括:背板，分別與交換單元和電源轉(zhuǎn)換模塊連接，電源轉(zhuǎn)換模塊通過背板將電源的能量轉(zhuǎn)換為電能，交換單元通過背板與網(wǎng)絡設備進行通訊。
[0014]進一步地，基帶信號處理裝置還包括:天線，通過前面板接口與CPU單元連接，CPU單元通過天線發(fā)送目標基帶信號。
[0015]進一步地，基帶信號處理裝置還包括:卡槽，設置在電路板上，天線通過卡槽與前面板連接，并通過前面板接口與CPU單元建立通訊。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種車載空口監(jiān)測設備，包括:基帶信號
處理裝置。
[0017]在本發(fā)明實施例中，通過數(shù)字信號處理單元和CPU單元對射頻信號的基帶協(xié)議解析和解析分發(fā)使得該基帶信號處理裝置可以對多種協(xié)議的基帶信號進行處理，從而實現(xiàn)基帶信號處理裝置的通用性，解決了現(xiàn)有技術中的基帶信號處理裝置不具有通用性，無法與其他設備兼容的技術問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的基帶信號處理裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的基帶信號接收裝置的示意圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的基帶信號處理電路的示意圖；
[0022]圖4是根據(jù)圖3所示實施例的電路板的示意圖；以及
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的車載空口監(jiān)測設備的使用示意圖。
【具體實施方式】
[0024]首先，在對本發(fā)明實施例進行描述的過程中出現(xiàn)的部分名詞或術語適用于如下解釋:
[0025]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設備固有的其它步驟或單元。
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的基帶信號處理裝置的結構示意圖。如圖1所示，該基帶信號處理裝置可以包括基帶信號處理電路100，基帶信號處理電路100可以包括:可編程陣列單元10，用于對射頻信號進行變頻處理得到同步定時信號；數(shù)字信號處理單元30，與可編程陣列單元10連接，用于對同步定時信號進行基帶協(xié)議分析得到初始基帶信號；CPU單元50，與數(shù)字信號處理單元30連接，用于將初始基帶信號進行信號解析分發(fā)得到目標基帶信號。
[0028]采用本發(fā)明，通過可編程陣列單元對射頻信號進行變頻處理得到同步定時信號，然后使用數(shù)字信號處理單元對同步定時信號進行基帶協(xié)議分析得到初始基帶信號，最后CPU單元將初始基帶信號進行信號解析分發(fā)得到目標基帶信號，通過數(shù)字信號處理單元和CPU單元對射頻信號的基帶協(xié)議解析和解析分發(fā)使得該基帶信號處理裝置可以對多種協(xié)議的基帶信號進行處理，從而實現(xiàn)基帶信號處理裝置的通用性，解決了現(xiàn)有技術中的基帶信號處理裝置不具有通用性，無法與其他設備兼容的技術問題。
[0029]在本發(fā)明的上述實施例中，基帶信號處理電路中的所有接口均可以采用目前通信行業(yè)通用的ATCA PICMG3.0標準，以實現(xiàn)統(tǒng)一的電路接口和結構，從而使得基帶信號處理電路可以直接在符合標準ATCA PICMG3.0標準的機箱上實現(xiàn)熱插拔替換，這樣可以實現(xiàn)快速更換、升級和系統(tǒng)增容的擴展。
[0030]在本發(fā)明的上述實施例中，基帶信號處理電路100還可以包括:交換單元，可編程陣列單元通過交換單元與數(shù)字信號處理單元建立連接關系，數(shù)字信號處理單元通過交換單元與CPU單元建立連接關系。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例中，基帶信號處理電路100還可以包括:時鐘單元，分別與可編程陣列單元、數(shù)字信號處理單元以及CPU單元連接，用于向可編程陣列單元、數(shù)字信號處理單元以及CPU單元提供分頻時鐘信號。
[0032]在本發(fā)明的上述實施例中，基帶信號處理電路100還可以包括:射頻接收卡，與可編程陣列單元連接，用于將接收到的射頻信號發(fā)送給可編程陣列單元。
[0033]具體地，如圖3所示，該基帶信號處理電路100可以包括:CPU單元，基帶處理單元DSP (即上述實施例中的數(shù)字信號處理器)、FPGA單元(即上述實施例中的可編程門陣列單元)、交換單元、時鐘單元以及射頻接收卡。
[0034]如圖3所示的基帶信號處理裝置還可以包括:背板，分別與交換單元和電源轉(zhuǎn)換模塊連接，電源轉(zhuǎn)換模塊通過背板將電源的能量轉(zhuǎn)換為電能，交換單元通過背板與網(wǎng)絡設備進行通訊。
[0035]更具體地，CPU單元可以對射頻收發(fā)鏈路進行控制、天線校準、FPGA的功能設置、以太網(wǎng)交換芯片(即交換單元)的配置、時鐘配置、DSP和FPGA的復位控制、單板電源管理，和運行協(xié)議軟件等；基帶處理單元DSP可以實現(xiàn)FDD (即全雙工信道)系統(tǒng)單或多小區(qū)的LI和MAC數(shù)據(jù)處理，采用該單元可以實現(xiàn)手機上行(即終端上行)和基站下行基帶信號處理；FPGA單元:可以完成與AD、DA等接口，實現(xiàn)數(shù)字變頻、通過以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，產(chǎn)生同步定時信號等功能；交換單元:使用交換單元實現(xiàn)板內(nèi)DSP、FPGA以及CPU之間，以及基帶信號處理電路與背板之間的以太網(wǎng)交換；時鐘單元，用于產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘，具體地可以通過PLL等芯片產(chǎn)生各種分頻時鐘。
[0036]在本發(fā)明的上述實施例中，基帶信號處理裝置還可以包括:電源轉(zhuǎn)換單元，與基帶信號處理電路連接，用于為基帶信號處理電路提供電能。更具體地，如圖3所示的電源轉(zhuǎn)換單元可以提供板卡內(nèi)部所有電源需求以及基帶信號處理電路上電時序控制的功能。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，基帶信號處理裝置還可以包括:電路板300，基帶信號處理電路和電能轉(zhuǎn)換單元設置在電路板上；支撐板500，與電路板連接，用于支撐電路板300 ;前面板700，分別與電路板300和支撐板500連接，基帶信號處理電路中的CPU單元通過前面板接口與前面板連接。
[0038]如圖4所示的基帶信號處理裝置還可以包括:天線101，通過前面板接口與CPU單元連接，CPU單元通過天線發(fā)送目標基帶信號。
[0039]在本發(fā)明的上述實施例中，基帶信號處理裝置還可以包括:卡槽，設置在電路板上，天線通過卡槽與前面板連接，并通過前面板接口與CPU單元建立通訊。
[0040]具體地，如圖4所示，電路板700上可以有多個AMC的卡槽，從可以在電路板上設置多個天線101和射頻單元103 (用于接收射頻信號)，同時基帶信號處理電路的接口定義一致，可以實現(xiàn)任意通道的板卡插拔，同時也可以實現(xiàn)單天線到多天線的擴展。
[0041]更具體地，如圖4所示，電路設計了多通道AMC R2.0標準接口，可同時實現(xiàn)多個射頻單元103的擴展，并且背板的信號接口定義符合ATCA接口標準，從而可以實現(xiàn)高速信號和時鐘信號的傳輸。
[0042]另外，在本發(fā)明的上述實施例中電源可以采用雙路主備方案，可以實現(xiàn)熱備切換，電路符合熱插拔設計，并且電路布局參考PICMG3.0標準，使電路散熱具有高可靠性。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一方面還提供了一種車載空口監(jiān)測設備，可以包括本發(fā)明上述實施例中的任意一種的基帶信號處理裝置。
[0044]采用本發(fā)明，通過基帶信號處理裝置的可編程陣列單元對射頻信號進行變頻處理得到同步定時信號，然后使用數(shù)字信號處理單元對同步定時信號進行基帶協(xié)議分析得到初始基帶信號，最后CPU單元將初始基帶信號進行信號解析分發(fā)得到目標基帶信號，通過數(shù)字信號處理單元和CPU單元對射頻信號的基帶協(xié)議解析和解析分發(fā)使得該基帶信號處理裝置可以對多種協(xié)議的基帶信號進行處理，從而實現(xiàn)基帶信號處理裝置的通用性，解決了現(xiàn)有技術中的基帶信號處理裝置不具有通用性，無法與其他設備兼容的技術問題。
[0045]具體地，采用具有統(tǒng)一硬件接口的車載空口監(jiān)測設備的基帶信號處理裝置，并同時具有與射頻單元的統(tǒng)一接口，電源的統(tǒng)一接口，和空口監(jiān)測設備的其他板卡通信的統(tǒng)一接口，同時設備也具有熱插拔功能，使設備具有多板卡擴展功能，從而涵蓋2G、3G和4G多制式無線網(wǎng)絡結構。
[0046]在本發(fā)明的上述實施例中，可以同時實現(xiàn)手機上行和基站下行基帶信號處理，本發(fā)明的上述實施例中的基帶信號處理電路中的各個單元可以集成在電路板上，從而可以實現(xiàn)同時集成數(shù)字中頻轉(zhuǎn)換、軟件業(yè)務配置等功能，進而完全滿足車載空口監(jiān)測設備的要求；并且上述實施例中的基帶信號處理裝置采用通用標準定義了板卡接口和外形結構，實現(xiàn)了設備的熱插拔替換，從而在將該壯漢子適用于車載無線空口監(jiān)測設備時具有一個標準化的硬件平臺，實現(xiàn)快速升級。
[0047]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的車載空口監(jiān)測設備的使用示意圖。如圖5所示，目標用戶處在某對應的基站小區(qū)內(nèi)，無線車載空口監(jiān)測設備通過服務基站對空口信號的解析，再通過車輛位置移動、信號功率測量等手段實現(xiàn)對目標終端的高精度的空口監(jiān)測。具體地，車載空口監(jiān)測設備通過RNC (即無線網(wǎng)絡控制器)與服務基站或商用基站建立連接，對空口信號進行監(jiān)測。由于本申請的射頻接收裝置的接口采用了統(tǒng)一的AMCR2.0標準，從而可以實現(xiàn)與RNC對話，可以準確地對空口信號實現(xiàn)監(jiān)測。
[0048]采用本發(fā)明的車載空口監(jiān)測設備，通過無線車載空口監(jiān)測設備對空口信號的解析，再通過車輛位置移動、信號功率測量等手段實現(xiàn)對目標終端的高精度的監(jiān)測，具體地通過本發(fā)明的基帶信號處理裝置可以提供模擬中頻信號的數(shù)字變頻，基帶信號解析和部分協(xié)議分析等功能。
[0049]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了如下技術效果:采用本發(fā)明，電路板接口和結構采用ATCA PICMG3.0標準，采用DSP可以在單板電路上實現(xiàn)手機上行和基站下行2路基帶同時處理，并且電路內(nèi)部通過使用嵌入式處理器實現(xiàn)電路管理和控制，數(shù)字信號處理芯片實現(xiàn)基帶協(xié)議，F(xiàn)PGA實現(xiàn)數(shù)字變頻，通過以太交換芯片實現(xiàn)多處理器之間通信。電源電路采用熱插拔方案，同時面板使用把手設計，可以快速更換電路。
[0050]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0051]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基帶信號處理裝置，其特征在于，包括基帶信號處理電路，包括: 可編程陣列單元，用于對射頻信號進行變頻處理得到同步定時信號； 數(shù)字信號處理單元，與所述可編程陣列單元連接，用于對所述同步定時信號進行基帶協(xié)議分析得到初始基帶信號； CPU單元，與所述數(shù)字信號處理單元連接，用于將所述初始基帶信號進行信號解析分發(fā)得到目標基帶信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理電路還包括: 交換單元， 所述可編程陣列單元通過所述交換單元與所述數(shù)字信號處理單元建立連接關系，所述數(shù)字信號處理單元通過所述交換單元與所述CPU單元建立連接關系。
3.根據(jù)權利要求1所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理電路還包括: 時鐘單元，分別與所述可編程陣列單元、所述數(shù)字信號處理單元以及所述CPU單元連接，用于向所述可編程陣列單元、所述數(shù)字信號處理單元以及所述CPU單元提供分頻時鐘信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理電路還包括: 射頻接收卡，與所述可編程陣列單元連接，用于將接收到的所述射頻信號發(fā)送給所述可編程陣列單元。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理裝置還包括: 電源轉(zhuǎn)換單元，與所述基帶信號處理電路連接，用于為所述基帶信號處理電路提供電倉泛。
6.根據(jù)權利要求5所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理裝置還包括: 電路板，所述基帶信號處理電路和所述電能轉(zhuǎn)換單元設置在電路板上； 支撐板，與所述電路板連接，用于支撐所述電路板； 前面板，分別與所述電路板和所述支撐板連接，所述基帶信號處理電路中的CPU單元通過前面板接口與所述前面板連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理裝置還包括: 背板，分別與所述交換單元和所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接，所述電源轉(zhuǎn)換模塊通過所述背板將電源的能量轉(zhuǎn)換為所述電能，所述交換單元通過所述背板與網(wǎng)絡設備進行通訊。
8.根據(jù)權利要求6所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理裝置還包括: 天線，通過所述前面板接口與所述CPU單元連接，所述CPU單元通過所述天線發(fā)送所述目標基帶信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的基帶信號處理裝置，其特征在于，所述基帶信號處理裝置還包括:卡槽，設置在所述電路板上，所述天線通過所述卡槽與所述前面板連接，并通過所述前面板接口與所述CPU單元建立通訊。
10.一種車載空口監(jiān)測設備，其特征在于，包括權利要求1至9中任意一項所述的基帶信號 處理裝置。
【文檔編號】H04W24/00GK103546902SQ201310508857
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】王超, 魯雪峰, 袁金濤, 陳志慧, 李錫忠, 王牛福 申請人:北京銳安科技有限公司