無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，包括：射頻子系統(tǒng)，用于與移動(dòng)終端進(jìn)行通信；通信接入子系統(tǒng)，用于接收來(lái)自射頻子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的移動(dòng)終端的上行信息，將下行信息發(fā)送至射頻子系統(tǒng)以由射頻子系統(tǒng)將下行信息以下行信號(hào)的形式轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端；交換機(jī)；電路媒體網(wǎng)關(guān)，用于接入固定終端；主控機(jī)子系統(tǒng)，用于進(jìn)行監(jiān)控射頻子系統(tǒng)、通信接入子系統(tǒng)、交換機(jī)和電路媒體網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)；協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)捕捉通信數(shù)據(jù)包并進(jìn)行通信協(xié)議解析；教學(xué)控制系統(tǒng)，用于進(jìn)行教師教學(xué)演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明生產(chǎn)成本低、具有較好開(kāi)放性，可以配合教學(xué)讓學(xué)生掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作原理，并且提供接口用于科研，適合在教學(xué)中使用。
【專利說(shuō)明】無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,時(shí)分同步碼分多址)網(wǎng)絡(luò)作為我國(guó)具有自主產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，已得到廣泛的應(yīng)用。從教學(xué)科研和培養(yǎng)培養(yǎng)人材的角度，各高校急需能夠?qū)崿F(xiàn)完整TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的教科研設(shè)備。但是，商用組網(wǎng)設(shè)備存在以下弊端:
[0003](I)實(shí)現(xiàn)完整的TD-SCDMA商用組網(wǎng)需要的設(shè)備種類多、數(shù)量大、體積龐大、部署維護(hù)困難且價(jià)格高昂。各高校無(wú)法承受如此巨大的人力、物力和財(cái)力。然后，單獨(dú)一套NodeB設(shè)備又無(wú)法獨(dú)立組網(wǎng)和鑒權(quán)，只能成為擺設(shè)。
[0004](2)商用設(shè)備中 MSC (Mobile Switching Center,移動(dòng)交換中心)、RNC (RadioNetwork Controller,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器)、NobeB各系統(tǒng)設(shè)備接口眾多，組網(wǎng)和鑒權(quán)復(fù)雜。并且，出于保護(hù)商業(yè)機(jī)密的考慮，商業(yè)設(shè)備有很強(qiáng)的封閉性，無(wú)法配合教學(xué)讓學(xué)生掌握設(shè)備的工作原理，也沒(méi)有提供接口用于科研。
[0005](3)商用移動(dòng)組網(wǎng)設(shè)備與固網(wǎng)電話的互通需進(jìn)一步增加了接口和交換設(shè)備，增加成本的同時(shí)也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0007]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，該設(shè)備具有臺(tái)生產(chǎn)成本低、具有較好開(kāi)放性，可以配合教學(xué)讓學(xué)生掌握設(shè)備的工作原理，并且提供接口用于科研，適合在教學(xué)中使用的特點(diǎn)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，包括:射頻子系統(tǒng)，所述射頻子系統(tǒng)用于與移動(dòng)終端進(jìn)行通信，其中，所述射頻子系統(tǒng)接收來(lái)自所述移動(dòng)終端的上行信號(hào)以及向所述移動(dòng)終端發(fā)送下行信號(hào)，并對(duì)所述上行信號(hào)和下行信號(hào)進(jìn)行中頻處理、功率放大以及濾波處理，以及模擬所述上行信號(hào)和所述下行信號(hào)的變頻功能；通信接入子系統(tǒng)，所述通信接入子系統(tǒng)與射頻子系統(tǒng)相連，用于接收來(lái)自所述射頻子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的所述移動(dòng)終端的上行信息，以及將下行信息發(fā)送至所述射頻子系統(tǒng)以由所述射頻子系統(tǒng)將所述下行信息以下行信號(hào)的形式轉(zhuǎn)發(fā)至所述移動(dòng)終端，并且所述通信接入子系統(tǒng)還用于根據(jù)所述上行信息向所述移動(dòng)終端提供移動(dòng)服務(wù)，以及接收所述固定終端的信息并向所述固定終端提供電話業(yè)務(wù)，包括:所述通信接入子系統(tǒng)進(jìn)行信令處理、業(yè)務(wù)處理和操作維護(hù)，并且提供與外部設(shè)備的接口以執(zhí)行通信協(xié)議棧、ATM鏈路管理和IP鏈路管理的傳輸網(wǎng)、同步定時(shí)和系統(tǒng)平臺(tái)支撐功能；交換機(jī)，所述交換機(jī)與所述通信接入子系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)相連；電路媒體網(wǎng)關(guān)，所述電路媒體網(wǎng)關(guān)與所述交換機(jī)和公共交換電話網(wǎng)絡(luò)相連，用于接入固定終端；主控機(jī)子系統(tǒng)，所述主控機(jī)子系統(tǒng)與所述交換機(jī)相連，用于進(jìn)行監(jiān)控所述射頻子系統(tǒng)、所述通信接入子系統(tǒng)、所述交換機(jī)和所述電路媒體網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)所述射頻子系統(tǒng)、所述通信接入子系統(tǒng)、所述交換機(jī)和所述電路媒體網(wǎng)關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以及優(yōu)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、對(duì)所述移動(dòng)終端和固定終端進(jìn)行鑒權(quán)和管理；協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)，所述協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)在所述主控機(jī)子系統(tǒng)和學(xué)生端計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，用于實(shí)時(shí)捕捉空中接口或軟交換接口的通信數(shù)據(jù)包并根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行協(xié)議解析，包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)和用戶終端之間的信令協(xié)議進(jìn)行解析；教學(xué)控制系統(tǒng)，所述教學(xué)控制系統(tǒng)包括:教師端控制子系統(tǒng)，所述教師端控制子系統(tǒng)運(yùn)行于所述主控機(jī)子系統(tǒng)內(nèi)，教師通過(guò)所述教師端控制子系統(tǒng)進(jìn)行講解演示，并將實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果同步顯示至所述學(xué)生端計(jì)算機(jī)的顯示器上，以及控制學(xué)生輪流操作實(shí)驗(yàn)；學(xué)生端控制子系統(tǒng)，所述學(xué)生端控制子系統(tǒng)運(yùn)行于所述學(xué)生端計(jì)算機(jī)內(nèi)，學(xué)生通過(guò)所述學(xué)生端控制子系統(tǒng)接收所述教師端控制子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講解演示的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果和接收其它學(xué)生端計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果，以及在所述教師端控制子系統(tǒng)授權(quán)下獨(dú)立操作設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻子系統(tǒng)對(duì)所述上行信號(hào)和下行信號(hào)進(jìn)行濾波處理，包括:對(duì)所述上行信號(hào)的帶外干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，以及對(duì)所述下行信號(hào)的帶外雜散信號(hào)進(jìn)行抑制。
[0010]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻子系統(tǒng)還用于對(duì)輸入的電源電壓進(jìn)行電壓變換、對(duì)所述電源電壓進(jìn)行電磁干擾濾波。
[0011]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻子系統(tǒng)還包括:防雷模塊，用于去除由外部饋線弓IA的對(duì)校準(zhǔn)和天線端口的感應(yīng)。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述射頻子系統(tǒng)通過(guò)單模光纖與所述通信接入子系統(tǒng)連接。
[0013]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述通信接入子系統(tǒng)向所述移動(dòng)終端提供的移動(dòng)服務(wù)，包括:電話業(yè)務(wù)、視頻電話業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0014]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述通信接入子系統(tǒng)包括:時(shí)鐘模塊，用于生成時(shí)鐘源并分發(fā)時(shí)鐘信號(hào)；中央處理器CPU模塊，所述CPU模塊用于執(zhí)行Node B結(jié)構(gòu)體、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器和核心網(wǎng)功能；數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊，所述DSP模塊用于執(zhí)行基帶處理功能；現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA模塊，所述FPGA模塊用于執(zhí)行紅外線接口的處理功能。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述時(shí)鐘模塊還包括GPS單元，所述GPS單元與GPS天線連接，用于生成時(shí)鐘源。
[0016]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述通信接入子系統(tǒng)還用于進(jìn)行TD-SCDMA物理層的處理，執(zhí)行物理層處理并向高層提供服務(wù)，以及提供幀協(xié)議接口和紅外線接口。
[0017]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述交換機(jī)為千兆交換機(jī)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，可以將3GPP (The3rd GenerationPartnership Pro ject,無(wú)線接口的第三代技術(shù)規(guī)范)R5協(xié)議中的NodeB、RNC和CN (CoreNetwork，核心網(wǎng))各邏輯實(shí)體完美整合為一體的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信令分析、網(wǎng)絡(luò)配置與優(yōu)化功能。并且，本發(fā)明的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)具有體積小、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)集成度高，便于部署和維護(hù)和靈活通用的特點(diǎn)。并且，本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)生產(chǎn)成本低、具有較好開(kāi)放性，可以配合教學(xué)讓學(xué)生掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作原理，并且提供接口用于科研，適合在教學(xué)中使用。[0019]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)的示意圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)的硬件邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)的軟件邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻子系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻子系統(tǒng)的外觀示意圖；
[0026]圖6 Ca)和圖6 (b)為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻子系統(tǒng)前面板和后面板的不意圖；
[0027]圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信接入子系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信接入子系統(tǒng)的外觀示意圖；
[0029]圖9 (a)和圖9 (b)為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信接入子系統(tǒng)前面板和后面板的示意圖；
[0030]圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的教學(xué)控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0032]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0033]下面參考圖1至圖9對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行描述。本發(fā)明提供的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)是一種獨(dú)立組網(wǎng)并獨(dú)立鑒權(quán)、綜合交換的TD-SCDMA無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，包括:射頻子系統(tǒng)1、通信接入子系統(tǒng)2、交換機(jī)3、電路媒體網(wǎng)關(guān)4、主控機(jī)子系統(tǒng)5、協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)和教學(xué)控制系統(tǒng)。
[0035]具體地，射頻子系統(tǒng)I可以用于與移動(dòng)終端6進(jìn)行通信。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，移動(dòng)終端6可以為平板終端、筆記本終端、數(shù)據(jù)庫(kù)、手機(jī)終端或者視頻監(jiān)控終端。
[0036]具體地，射頻子系統(tǒng)I可以接收來(lái)自移動(dòng)終端6的上行信號(hào)，并且可以向移動(dòng)終端6發(fā)送下行信號(hào)。即，移動(dòng)終端6向天線發(fā)送上行信號(hào)，天線將該上行信號(hào)進(jìn)一步發(fā)送至射頻子系統(tǒng)I。射頻子系統(tǒng)I將下行信號(hào)發(fā)送至天線，并由天線進(jìn)一步發(fā)送至移動(dòng)終端6。
[0037]此外，射頻子系統(tǒng)還可以對(duì)上行信號(hào)和下行信號(hào)進(jìn)行中頻處理、功率放大以及濾波處理，以及模擬上述上行信號(hào)和下行信號(hào)的變頻功能。
[0038]參考圖2和圖3，從硬件邏輯上看，射頻子系統(tǒng)I包括有射頻單元。從軟件邏輯上看，射頻子系統(tǒng)I包括有中射頻模塊。射頻子系統(tǒng)I包括射頻遠(yuǎn)端設(shè)備RFU和天線，兩者共同完成光纖鏈路接口、中頻處理、智能天線下行的高功放處理、上行信號(hào)的小信號(hào)放大吹、對(duì)進(jìn)出信號(hào)的濾波處理和模擬信號(hào)的上下變頻功能。
[0039]圖4進(jìn)一步示出了射頻子系統(tǒng)I的邏輯結(jié)構(gòu)。
[0040]如圖4所示,射頻子系統(tǒng)I包括:電源接口 11、防雷模塊SPD (Surge ProtectiveDevice)12、電源模塊 PSU (Power Supply Unit)13、天線接口 14、濾波器模塊 FLTD15、功放低噪放模塊PLU16、數(shù)字處理模塊DPU17、告警接口 18和光纖接口 19。
[0041]具體地，數(shù)字處理模塊DPU17用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字、收發(fā)信和頻綜功能。功放低噪放模塊16可以對(duì)信號(hào)進(jìn)入放大、濾波、溫度檢測(cè)和硬件支持板卡預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)功能，并提供天線口到數(shù)字處理模塊的耦合通道。濾波器模塊15可以對(duì)接收到的帶外干擾信號(hào)進(jìn)行一定的抑制，對(duì)自身發(fā)射的帶外雜散信號(hào)進(jìn)行必要的抑制。電源模塊13可以完成電壓變換、EMI濾波、輸出故障告警。防雷模塊可以用于去除由外部饋線引入的對(duì)校準(zhǔn)和天線端口的感應(yīng)，保護(hù)校準(zhǔn)和天線端口免遭由外部饋線所引入的感應(yīng)。
[0042]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，射頻子系統(tǒng)I還用于對(duì)由電源接口 11輸入的電源電壓進(jìn)行電壓變換，對(duì)電源電壓進(jìn)行電磁干擾濾波。
[0043]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的射頻子系統(tǒng)I的外觀示意圖。從圖5中可以看出，射頻子系統(tǒng)I的前面板上設(shè)置有POWER (電源)按鈕和RUN (運(yùn)行)指示燈。
[0044]圖6 (a)和圖6 (b)分別不出了射頻子系統(tǒng)I的前面板和后面板。從圖6 (b)中可以看出，射頻子系統(tǒng)I上設(shè)置有OFPO接口和ATN接口，以及220V交流輸入電的輸入接口。
[0045]通信接入子系統(tǒng)2與射頻子系統(tǒng)I相連，其中，射頻子系統(tǒng)I的OFPO接口可以通過(guò)單模光纖與通信接入子系統(tǒng)2的OFPO接口連接。
[0046]具體地，通信接入子系統(tǒng)2可以用于接收來(lái)自射頻子系統(tǒng)I轉(zhuǎn)發(fā)的移動(dòng)終端6的上行信息，以及將下行信息發(fā)送至射頻子系統(tǒng)I以由射頻子系統(tǒng)I將下行信息以下行信號(hào)的形式轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端6。并且，通信接入子系統(tǒng)還用于根據(jù)上行信息向移動(dòng)終端提供移動(dòng)服務(wù)。在本發(fā)明的一個(gè)示例中，移動(dòng)服務(wù)可以包括:電話業(yè)務(wù)、視頻電話業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。此外，通信接入子系統(tǒng)2進(jìn)一步接收固定終端7的信息并向固定終端7提供電話業(yè)務(wù)。
[0047]具體地，通信接入子系統(tǒng)2接收到射頻子系統(tǒng)I發(fā)送的上行信息，并對(duì)上行信息進(jìn)行分析處理，生成對(duì)應(yīng)的下行信息，將下行信息發(fā)送至射頻子系統(tǒng)1，再由射頻子系統(tǒng)I以下行信號(hào)的形式轉(zhuǎn)發(fā)至移動(dòng)終端6，從而實(shí)現(xiàn)向移動(dòng)終端6提供移動(dòng)服務(wù)。
[0048]此外，交換機(jī)3與通信接入子系統(tǒng)1、電路媒體網(wǎng)關(guān)4和互聯(lián)網(wǎng)相連。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，交換機(jī)可以為千兆交換機(jī)。即，建立一個(gè)TD-SCDMA的無(wú)線通信環(huán)境，支持平板電腦，數(shù)據(jù)卡，手機(jī)等多種類型的移動(dòng)終端。在有Internet接入的情況下可以為移動(dòng)終端6提供上網(wǎng)業(yè)務(wù)。
[0049]并且，電路媒體網(wǎng)關(guān)4與交換機(jī)3和公共交換電話網(wǎng)PSTN相連，可以用于接入固定終端7。通信接入子系統(tǒng)2可以在有PSTN接入的情況下，接收固定終端7的信息并向固定終端7提供電話業(yè)務(wù)，即提供與固網(wǎng)通話的業(yè)務(wù)。[0050]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通信接入子系統(tǒng)2可以進(jìn)行信令處理、業(yè)務(wù)處理和操作維護(hù)，并且提供與外部設(shè)備的接口以執(zhí)行通信協(xié)議棧、ATM鏈路管理和IP鏈路管理的傳輸網(wǎng)、同步定時(shí)和系統(tǒng)平臺(tái)支撐功能。
[0051]參考圖2，從硬件邏輯上看，通信接入子系統(tǒng)2包括數(shù)字控制單元和信道資源單元。其中，數(shù)字控制單元可以進(jìn)行信令處理、業(yè)務(wù)處理和操作維護(hù)，提供與外部其他設(shè)備的接口，實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議棧功能、ATM鏈路管理功能和IP鏈路管理功能的傳輸網(wǎng)功能、同步定時(shí)功能、系統(tǒng)平臺(tái)支撐功能，實(shí)現(xiàn)3GPP R5協(xié)議中RNC、CN實(shí)體的功能。
[0052]信道資源單元可以進(jìn)行TD-SCDMA物理層的處理，完成所有物理層處理并最終向高層提供服務(wù)，并且提供幀協(xié)議Iub FP及紅外線Ir接口功能。
[0053]參考圖3，從軟件邏輯上看，通信接入子系統(tǒng)2的FPGA模塊通過(guò)中射頻接口與射頻子系統(tǒng)I的中射頻模塊連接，電路交換模塊與PSTN網(wǎng)絡(luò)連接，分組交換模塊與Internet網(wǎng)關(guān)連接。
[0054]圖7進(jìn)一步示出了通信接入子系統(tǒng)2的邏輯結(jié)構(gòu)。
[0055]如圖7所示，通信接入子系統(tǒng)2包括:時(shí)鐘模塊21、CPU模塊22、DSP模塊23、FPGA模塊24、中射頻接口 25、CPU編程接口 26、DSP編程接口 27、FPGA編程接口 28、調(diào)試串口 29、電源輸入口 30和以太網(wǎng)口 31，其中以太網(wǎng)口 31與上位機(jī)8相連，時(shí)鐘模塊21與CPU模塊22和FPGA模塊24相連，CPU模塊22與調(diào)試串口 29、以太網(wǎng)口 31、DSP模塊23、時(shí)鐘模塊21和FPGA模塊24相連。FPGA模塊24進(jìn)一步與中射頻接口 25相連，并與外部時(shí)鐘輸入/輸出口相連。進(jìn)一步，中射頻接口 25與中射頻模塊連接，電源30接+12V直流電。并且，中射頻模塊通過(guò)本振模塊9與外部時(shí)鐘輸入/輸出口連接。
[0056]其中，時(shí)鐘模塊用于生成穩(wěn)定時(shí)鐘源，以及分發(fā)時(shí)鐘信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘模塊還包括GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))單元211,其中GPS單元211與GPS天線連接，接收GPS天線的GPS輸入信號(hào)，并生成時(shí)鐘源。
[0057]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘源還可以由時(shí)鐘模塊21自身產(chǎn)生或外部輸入。
[0058]CPU模塊22用于執(zhí)行Node B結(jié)構(gòu)體、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC和核心網(wǎng)CN實(shí)體協(xié)議功能。DSP模塊用于執(zhí)行基帶處理功能。FPGA模塊用于執(zhí)行紅外線Ir接口的處理功能。
[0059]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通信接入子系統(tǒng)2還用于進(jìn)行TD-SCDMA物理層的處理，執(zhí)行物理層處理并向高層提供服務(wù)，以及提供幀協(xié)議接口和紅外線接口。
[0060]圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信接入子系統(tǒng)2的外觀示意圖。從圖8中可以看出，通信接入子系統(tǒng)2的前面板上設(shè)置有POWER(電源)按鈕和RUN (運(yùn)行)指示燈、RFU (射頻遠(yuǎn)端設(shè)備)指示燈、PWR (電源)指示燈。
[0061]圖9 (a)和圖9 (b)分別不出了射頻子系統(tǒng)I的前面板和后面板。從圖9 (b)中可以看出，通信接入子系統(tǒng)2上設(shè)置有0FP0接口、ETH接口和RS232接口，GPS接口以及220V交流輸入電的輸入接口。其中，通信接入子系統(tǒng)2的0FD0接口與射頻接入子系統(tǒng)I的0FD0接口通過(guò)單模光纖連接，ATN接口連接外置天線，GPS接口連接GPS天線，ETH接口連接千兆交換機(jī)。
[0062]主控機(jī)子系統(tǒng)5與交換機(jī)3相連，可以提供系統(tǒng)管理工具和信令分析工具。具體地，主控機(jī)子系統(tǒng)5可以用于監(jiān)控射頻子系統(tǒng)1、通信接入子系統(tǒng)2、交換機(jī)3和電路媒體網(wǎng)關(guān)4的運(yùn)行狀態(tài)，并且對(duì)射頻子系統(tǒng)1、通信接入子系統(tǒng)2、交換機(jī)3和電路媒體網(wǎng)關(guān)4的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。主控機(jī)子系統(tǒng)5還用于優(yōu)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、對(duì)移動(dòng)終端6和固定終端7進(jìn)行鑒權(quán)和管理。此外，主控機(jī)子系統(tǒng)5可以解析空中接口的任一 IE，方便學(xué)習(xí)、分析每一個(gè)終端的業(yè)務(wù)信令流程，診斷業(yè)務(wù)過(guò)程中的問(wèn)題。
[0063]協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)在主控機(jī)子系5中運(yùn)行，也可以在學(xué)生端計(jì)算機(jī)中運(yùn)行。協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)捕捉空中接口或軟交換接口的通信數(shù)據(jù)包并根據(jù)3GPP (The3rd Generation Partnership Pro ject)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行協(xié)議解析,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)和用戶終端之間的信令協(xié)議進(jìn)行解析。
[0064]具體地,協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)運(yùn)行在Windows平臺(tái)上,可以解析網(wǎng)絡(luò)和UE (UserEquipmen,用戶設(shè)備)終端之間的信令協(xié)議,包括RRC (Radio Resource Control,無(wú)線資源控制協(xié)議)協(xié)議以及NAS (Network Access Server,網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器)協(xié)議,該軟件能夠解析協(xié)議任何一個(gè)IE值，工具可以根據(jù)IMS1、IE值對(duì)多條協(xié)議進(jìn)行過(guò)濾分析，以分析業(yè)務(wù)執(zhí)行過(guò)程中存在的問(wèn)題。
[0065]教學(xué)控制系統(tǒng)包括教師端控制子系統(tǒng)和學(xué)生端控制子系統(tǒng)。教學(xué)控制系統(tǒng)運(yùn)行在Windows平臺(tái)上，可以方便教師演示教學(xué)和控制學(xué)生實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)多名學(xué)生輪流使用無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)。
[0066]如圖10所示，教師端控制子系統(tǒng)運(yùn)行于主控機(jī)子系統(tǒng)5內(nèi)，教師可以通過(guò)上述教師端控制子系統(tǒng)進(jìn)行講解演示，在教師操作的過(guò)程中，并將實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果同步顯示至學(xué)生端計(jì)算機(jī)的顯示器上，從而學(xué)生可以根據(jù)顯示內(nèi)容進(jìn)行射頻子系統(tǒng)1、通信接入子系統(tǒng)2、交換機(jī)3、電路媒體網(wǎng)關(guān)4、協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)的通信原理的學(xué)習(xí)。此外，教師端控制子系統(tǒng)還可以控制學(xué)生輪流操作實(shí)驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程既可以設(shè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間讓學(xué)生機(jī)順序操作實(shí)驗(yàn)，也可以由教師指定學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。
[0067]學(xué)生端控制子系統(tǒng)運(yùn)行于學(xué)生端計(jì)算機(jī)內(nèi)，學(xué)生通過(guò)學(xué)生端控制子系統(tǒng)接收教師端控制子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講解演示的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果和接收其它學(xué)生端計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果，以及在所述教師端控制子系統(tǒng)授權(quán)下獨(dú)立操作設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0068]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，沒(méi)有獲得授權(quán)的學(xué)生可以選擇進(jìn)行觀看借鑒或者回放之前的顯示內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)習(xí)和鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容的目的。并且，采用這種方式可以讓學(xué)生們都加入的實(shí)驗(yàn)和顯示過(guò)程中，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)動(dòng)力。
[0069]本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，可以安裝到通用的機(jī)柜中。各子系統(tǒng)連接采用標(biāo)準(zhǔn)線材，接口。安裝簡(jiǎn)單快捷。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)是一種獨(dú)立組網(wǎng)并獨(dú)立鑒權(quán)、綜合交換的TD-SCDMA無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)。該設(shè)備可以將3GPP R5協(xié)議中的NodeB、RNC和CN各邏輯實(shí)體完美整合為一體的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信令分析、網(wǎng)絡(luò)配置與優(yōu)化功能。并且，本發(fā)明的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)具有體積小、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)集成度高，便于部署和維護(hù)和靈活通用的特點(diǎn)。
[0071]并且，本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)生產(chǎn)成本低、具有較好開(kāi)放性，可以配合教學(xué)讓學(xué)生掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作原理，并且提供接口用于科研，適合在教學(xué)中使用。
[0072]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0073]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，包括: 射頻子系統(tǒng)，所述射頻子系統(tǒng)用于與移動(dòng)終端進(jìn)行通信，其中，所述射頻子系統(tǒng)接收來(lái)自所述移動(dòng)終端的上行信號(hào)以及向所述移動(dòng)終端發(fā)送下行信號(hào)，并對(duì)所述上行信號(hào)和下行信號(hào)進(jìn)行中頻處理、功率放大以及濾波處理，以及模擬所述上行信號(hào)和所述下行信號(hào)的變頻功能； 通信接入子系統(tǒng)，所述通信接入子系統(tǒng)與射頻子系統(tǒng)相連，用于接收來(lái)自所述射頻子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的所述移動(dòng)終端的上行信息，以及將下行信息發(fā)送至所述射頻子系統(tǒng)以由所述射頻子系統(tǒng)將所述下行信息以下行信號(hào)的形式轉(zhuǎn)發(fā)至所述移動(dòng)終端，并且所述通信接入子系統(tǒng)還用于根據(jù)所述上行信息向所述移動(dòng)終端提供移動(dòng)服務(wù)，以及接收所述固定終端的信息并向所述固定終端提供電話業(yè)務(wù)，包括:所述通信接入子系統(tǒng)進(jìn)行信令處理、業(yè)務(wù)處理和操作維護(hù)，并且提供與外部設(shè)備的接口以執(zhí)行通信協(xié)議棧、ATM鏈路管理和IP鏈路管理的傳輸網(wǎng)、同步定時(shí)和系統(tǒng)平臺(tái)支撐功能； 交換機(jī)，所述交換機(jī)與所述通信接入子系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)相連； 電路媒體網(wǎng)關(guān)，所述電路媒體網(wǎng)關(guān)與所述交換機(jī)和公共交換電話網(wǎng)絡(luò)相連，用于接入固定終端； 主控機(jī)子系統(tǒng)，所述主控機(jī)子系統(tǒng)與所述交換機(jī)相連，用于進(jìn)行監(jiān)控所述射頻子系統(tǒng)、所述通信接入子系統(tǒng)、所述交換機(jī)和所述電路媒體網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)所述射頻子系統(tǒng)、所述通信接入子系統(tǒng)、所述交換機(jī)和所述電路媒體網(wǎng)關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以及優(yōu)化無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、對(duì)所述移動(dòng)終端和固定終端進(jìn)行鑒權(quán)和管理； 協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)，所述協(xié)議捕包與分析系統(tǒng)在所述主控機(jī)子系統(tǒng)和學(xué)生端計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，用于實(shí)時(shí)捕捉空中接口或軟交換接口的通信數(shù)據(jù)包并根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行協(xié)議解析，包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)和用戶終端之間的信令協(xié)議進(jìn)行解析； 教學(xué)控制系統(tǒng)，所述教學(xué)控制系統(tǒng)包括: 教師端控制子系統(tǒng)，所述教師端控制子系統(tǒng)運(yùn)行于所述主控機(jī)子系統(tǒng)內(nèi)，教師通過(guò)所述教師端控制子系統(tǒng)進(jìn)行講解演示，并將實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果同步顯示至所述學(xué)生端計(jì)算機(jī)的顯示器上，以及控制學(xué)生輪流操作實(shí)驗(yàn)； 學(xué)生端控制子系統(tǒng)，所述學(xué)生端控制子系統(tǒng)運(yùn)行于所述學(xué)生端計(jì)算機(jī)內(nèi)，學(xué)生通過(guò)所述學(xué)生端控制子系統(tǒng)接收所述教師端控制子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)講解演示的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果和接收其它學(xué)生端計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果，以及在所述教師端控制子系統(tǒng)授權(quán)下獨(dú)立操作設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述射頻子系統(tǒng)對(duì)所述上行信號(hào)和下行信號(hào)進(jìn)行濾波處理，包括:對(duì)所述上行信號(hào)的帶外干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，以及對(duì)所述下行信號(hào)的帶外雜散信號(hào)進(jìn)行抑制。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述射頻子系統(tǒng)還用于對(duì)輸入的電源電壓進(jìn)行電壓變換、對(duì)所述電源電壓進(jìn)行電磁干擾濾波。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述射頻子系統(tǒng)還包括:防雷模塊，用于去除由外部饋線引入的對(duì)校準(zhǔn)和天線端口的感應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述射頻子系統(tǒng)通過(guò)單模光纖與所述通信接入子系統(tǒng)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述通信接入子系統(tǒng)向所述移動(dòng)終端提供的移動(dòng)服務(wù)，包括:電話業(yè)務(wù)、視頻電話業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述通信接入子系統(tǒng)包括: 時(shí)鐘模塊，用于生成時(shí)鐘源并分發(fā)時(shí)鐘信號(hào)； 中央處理器CPU模塊，所述CPU模塊用于執(zhí)行Node B結(jié)構(gòu)體、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器和核心網(wǎng)功能； 數(shù)字信號(hào)處理DSP模塊，所述DSP模塊用于執(zhí)行基帶處理功能； 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA模塊，所述FPGA模塊用于執(zhí)行紅外線接口的處理功能。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述時(shí)鐘模塊還包括GPS單元，所述GPS單元與GPS天線連接，用于生成時(shí)鐘源。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述通信接入子系統(tǒng)還用于進(jìn)行TD-SCDMA物理層的處理，執(zhí)行物理層處理并向高層提供服務(wù)，以及提供幀協(xié)議接口和紅外線接口。
10.如權(quán)利要 求1所述的無(wú)線通信教學(xué)平臺(tái)，其特征在于，所述交換機(jī)為千兆交換機(jī)。
【文檔編號(hào)】G09B19/00GK103761906SQ201410032109
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】尚久慶, 張靖軒, 鐘秋發(fā) 申請(qǐng)人:石家莊恒運(yùn)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司