一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信號測試領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信 號分析裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著TD_LTE_Advanced技術(shù)的深入推進(jìn)，多載波、多天線技術(shù)發(fā)展的逐漸成熟，作 為基站研發(fā)、生產(chǎn)及出廠認(rèn)證中的關(guān)鍵一環(huán)，基站測試越來越受到基站開發(fā)商、基站生產(chǎn)商 W及運(yùn)營商的關(guān)注，基站測試儀器應(yīng)運(yùn)而生。對于TD_LTE_Advanced技術(shù)中，大帶寬、多天線 的技術(shù)要求，傳統(tǒng)的測試方法通常采用多臺儀表組成的測試系統(tǒng)進(jìn)行測試，不僅測試速度 較慢，而且在跨載波調(diào)度時(shí)，組合頻譜也會出現(xiàn)測試不準(zhǔn)確的問題，需要建立非信令連接， 不利于基站的研發(fā)和生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于非信令的TD_LTE_ Advanced基站信號分析裝置及方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了測試效率。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置，
[0006] 包括八路射頻及中頻通道，八路射頻及中頻通道連接有FPGA控制器和測量顯示單 元;各路射頻通道均包括第一本振陣列單元、第二本振陣列單元、第一混頻單元和第二混頻 單元;各路中頻通道均包括A/D控制單元；
[0007] 各路射頻及中頻通道中，第一本振陣列單元的輸出端與第一混頻單元的輸入端相 連，第一混頻單元的輸出端與第二本振陣列單元的輸出端和第二混頻單元的輸入端相連， 第二混頻單元的輸出端與A/D控制單元的輸入端相連，A/D控制單元的輸出端與FPGA控制器 的輸入端相連;所述FPGA控制器的輸出端與測量顯示單元的輸入端相連。
[000引優(yōu)選地，所述FPGA控制器內(nèi)設(shè)置有最佳采樣點(diǎn)模塊、時(shí)域分析模塊、頻域分析模塊 及調(diào)制域分析模塊，所述最佳采樣點(diǎn)模塊分別與時(shí)域分析模塊、頻域分析模塊W及調(diào)制域 分析模塊相連。
[0009] 優(yōu)選地，所述FPGA控制器的輸入數(shù)據(jù)速率為245.76Mbps。
[0010 ]此外，本發(fā)明還提到一種基于非信令的TD_LTE_Ad vane e d基站信號分析方法，該方 法采用所述的一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置，按照如下步驟進(jìn)行： [OCm] 步驟l:TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置通過射頻連接線連接有TD_LTE_ Advanced基站，上位機(jī)通過串口和GPIB端口分別控制TD_LTE_Advanced基站和TD_LTE_ Advanced基站信號分析裝置，完成測試前的準(zhǔn)備工作；
[0012] 步驟2:上位機(jī)通過GPIB控制指令對TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置配置頻 率，配置頻率為:。_80、。_81、。_82、。_83、。_84、。_85、。_86、。_87，并配置第一本振陣列單元 的頻率，配置頻率為：F_B0+846.4MHz、F_Bl+846.4MHz、F_B 化846.4MHz、F_B3+846.4MHz、F_ B4+846.4MHz、F_B5+846.4MHz、F_B6+846.4MHz、F_B7+846.4MHz，同時(shí)配置第二本振陣列單 元的頻率，配置頻率為IG化；
[OOU] 步驟3:上位機(jī)通過GPIB控制指令對TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置配置中頻 采樣時(shí)鐘頻率，配置頻率為245.76Mbps，用于A/D控制單元的數(shù)據(jù)采樣；
[0014] 步驟4:上位機(jī)通過A巧旨令控制對TD_LTE_Advanced基站配置基帶信號，所述基帶 信號通過不同的基站天線進(jìn)入八路射頻通道，每一路信號經(jīng)過第一本振陣列單元混頻輸出 846.4MHz模擬信號，再經(jīng)過第一本振陣列單元混頻輸出153.6MHz的模擬中頻信號，之后進(jìn) 入A/D控制單元進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0015] 可W根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的一致性，選擇進(jìn)行功率計(jì)算求和的數(shù)據(jù)長度進(jìn)行比較，在 FPGA(可編程口陣列）中進(jìn)行流水線作業(yè)時(shí)，可W根據(jù)FPGA(可編程口陣列）資源情況進(jìn)行選 擇，通常對比數(shù)據(jù)長度越長，位同步結(jié)果越精確；
[0016] 步驟5:上位機(jī)通過GPIB指令對TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置的八路射頻通 道分別配置中屯、頻率，為:F0、F1、F2、F3、F4、巧、F6、F7;八路射頻通道分別與八條基站天線 相對應(yīng)；
[0017] 步驟6:通過位同步提取最佳采樣數(shù)據(jù);TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置的中 頻采樣時(shí)鐘頻率是245.76Mbps，采樣后的I、Q兩路數(shù)據(jù)速率是122.88Mbps，采樣深度是 10ms，而TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置的信號碼元速率是30.72Mbps，采樣速率是碼 元速率的4倍，通過位同步進(jìn)行獲取最佳采樣點(diǎn)：將數(shù)據(jù)分成4段，每段數(shù)據(jù)按4袖，4袖+1，4* η巧，4*n+3規(guī)則提取，其中η = 1... 307199，分別計(jì)算每段N( 307200)長的信號中各點(diǎn)的功率 C(t)，其中
，其中I(t)、Q(t)是每個(gè)采樣點(diǎn)的采樣值，直接用每個(gè)采樣點(diǎn) 的幅度作為其功率，將每段的功率按照1~η的對應(yīng)位置累加起來，即：將第1段中的第η個(gè) 值、第2段的第η個(gè)值、第3段中的第η個(gè)值、第4段的第η個(gè)值累加起來，選擇功率累加值最大 的一組數(shù)據(jù)為最佳采樣數(shù)據(jù)；
[0018] 步驟7:通過FPGA控制器對最佳采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析和調(diào)制域分析；
[0019] 步驟8:通過FPGA控制器對最佳采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域分析，最佳采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)長度為 30.72Mbps*10ms，每個(gè)采樣點(diǎn)的功率值為：
[0020] F*n = P0n+Pln+P2n;
[0021] 其中，化為第η通道中每個(gè)碼元采樣點(diǎn)的功率值，POn為第η通道中通過位同步后每 個(gè)采樣點(diǎn)的功率值，Pin為第η通道中整個(gè)射頻通道的通道增益的功率值，Ρ化為第η通道的 校準(zhǔn)補(bǔ)償值；
[0022] 步驟9:通過FPGA控制器對最佳采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行長度為30.72Mbps*10ms的復(fù)數(shù)快速 傅里葉變換進(jìn)行頻域分析，快速傅里葉變換后的數(shù)據(jù)長度為N，每個(gè)點(diǎn)功率值為：
[0023] P_n = P0_n+Pl_n+P2_n；
[0024] 其中，P_n為第η通道中每個(gè)碼元采樣點(diǎn)的功率值，P0_n為第η通道中快速傅里葉變 換后的功率值，Ρ1_η為第η通道中射頻通道的通道增益的功率值，Ρ2_η為第η通道的校準(zhǔn)補(bǔ) 償值；
[0025] 步驟10:根據(jù)用戶配置進(jìn)行時(shí)域、頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值或者均方根檢波，根據(jù)顯示 像素點(diǎn)的需求，輸出長度Μ的功率點(diǎn)，并存儲檢波后的功率。
[0026] 平均值檢波計(jì)算公式為：
[0027]
[0028] 均方根檢波計(jì)算公式為：
[0029]
[0030] 其中，n = N/M，PAVm?為每個(gè)碼元的功率值，Ρ1為第一個(gè)檢波點(diǎn)的功率值，Ρ2為第二 個(gè)檢波點(diǎn)的功率值，Pn為第η個(gè)檢波點(diǎn)的功率值；
[0031] 步驟11:在FPGA內(nèi)部對最佳采樣數(shù)據(jù)的I/Q數(shù)據(jù)通過每個(gè)符號兩端數(shù)據(jù)自相關(guān)性 及互相關(guān)性，獲取無線帖的起始點(diǎn);通過符號兩端數(shù)據(jù)的自相關(guān)性來計(jì)算頻率偏移，對I/Q 數(shù)據(jù)進(jìn)行頻偏校準(zhǔn);然后通過本地解調(diào)參考信號與提取解調(diào)參考信號相關(guān)進(jìn)行信道均衡處 理，最后進(jìn)行信號矢量幅度誤差測量并提取調(diào)制前的數(shù)據(jù)；
[0032] 在判定無線帖起始點(diǎn)及計(jì)算頻偏誤差時(shí)，要根據(jù)CP類型來判定相關(guān)數(shù)據(jù)的長度及 位置，在進(jìn)行信道均衡處理之前需要對預(yù)編碼矩陣進(jìn)行求解；
[0033] 步驟12:在載波聚合測試時(shí)根據(jù)基站配置，擬合相關(guān)射頻通道的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行載 波聚合下的占用帶寬、頻譜發(fā)射模板W及鄰道泄漏抑制比的測試；
[0034] 在跨載波調(diào)度時(shí)，需要在測量顯示單元中顯示像素點(diǎn)時(shí)，需要先計(jì)算頻率間隔顯 示的像素點(diǎn)再進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；
[0035] 步驟13:對于下一個(gè)無線帖的測量，重復(fù)步驟6到步驟12進(jìn)行測量；
[0036] 步驟14:測量顯示單元根據(jù)不同基站測試廠商、測試需求及3GPP 36.521-1測試協(xié) 議給出測量口限來判斷測試結(jié)果是否滿足期望需求。
[0037] 本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果：
[0038] 本發(fā)明提出了一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置及方法，與 現(xiàn)有技術(shù)相比，一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置及方法，通過八路射 頻數(shù)據(jù)、八路中頻數(shù)據(jù)的分別處理，并行處理時(shí)域、頻域及調(diào)制域的測量分析，不僅解決了 TD_LTE_Advanced技術(shù)中，大帶寬、多天線的測量需求，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)測試方法測試速 度慢，對于跨載波調(diào)度時(shí)，組合頻譜出現(xiàn)測試不準(zhǔn)確的難題，實(shí)現(xiàn)了非信令情況下多天線， 連續(xù)及非連續(xù)載波聚合的TD_LTE_Advanced基站信號的快速分析，簡化了測試手段，提高了 測試效率。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置的原理圖。
[0040] 圖2為本發(fā)明一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ]下面結(jié)合附圖W及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：
[0042] 實(shí)施例1:
[0043] 如圖1所示，一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置，包括第一本 振陣列單元、第二本振陣列單元、第一混頻單元、第二混頻單元、A/D控制單元、FPGA控制器 和測量顯示單元；
[0044] 所述的第一本振陣列單元、第二本振陣列單元、第一混頻單元、第二混頻單元和A/ D控制單元各設(shè)置有八路;八路第一本振陣列單元、八路第二本振陣列單元、八路第一混頻 單元、八路第二混頻單元和八路A/D控制單元組成八路射頻通道；
[0045] 所述八路第一本振陣列單元的輸出端分別與所述八路第一混頻單元的輸入端相 連;所述八路第一混頻單元的輸出端和所述八路第二本振陣列單元的輸出端分別與所述八 路第二混頻單元的輸入端相連;所述八路第二混頻單元的輸出端分別與所述八路A/D控制 單元的輸入端相連;所述八路A/D控制單元的輸出端分別與FPGA控制器的輸入端相連;所述 FPGA控制器的輸出端與測量顯示單元的輸入端相連。
[0046] 所述FPGA控制器內(nèi)設(shè)置有最佳采樣點(diǎn)模塊、時(shí)域分析模塊、頻域分析模塊及調(diào)制 域分析模塊，所述最佳采樣點(diǎn)模塊分別與時(shí)域分析模塊、頻域分析模塊W及調(diào)制域分析模 塊相連。
[0047] 所述FPGA控制器的輸入數(shù)據(jù)速率為245.76Mbps。
[004引實(shí)施例2:
[0049] 本發(fā)明還提到一種基于非信令的TD_LTE_Advanced基站信號分析方法（如圖2所 示），用于分析非信令情況下多天線，連續(xù)及非連續(xù)載波聚合的TD_LTE_Advanced基站信號， 按照如下步驟進(jìn)行：
[0050] 步驟l:TD_LTE_Advanced基站信號分析裝置通過射頻連接線連接有TD_LTE_ Advanced基站，上位機(jī)通過串口和GPIB端口分別控制TD_LTE_Advan