本發(fā)明涉及基站模擬仿真,具體為一種5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺。
背景技術(shù):
1、基站,作為公用移動通信系統(tǒng)的核心組成部分,是移動設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵接口設(shè)備,屬于無線電臺站的一種形式。它主要負(fù)責(zé)在特定的無線電覆蓋區(qū)域內(nèi),通過移動通信交換中心,接收并傳遞無線信號,從而確保通信的順暢進(jìn)行,隨著5g技術(shù)的迅猛發(fā)展,對5g人才的需求日益增長,導(dǎo)致5g相關(guān)專業(yè)成為各大職業(yè)院校競相開設(shè)的熱門學(xué)科。
2、然而,值得注意的是,真實的5g基站設(shè)備價格昂貴,通常在50至60萬元之間。在實訓(xùn)教學(xué)中,若采用真實的基站設(shè)備,將大幅度增加教學(xué)成本,進(jìn)而加大職業(yè)院校的建設(shè)負(fù)擔(dān),目前,大多數(shù)5g專業(yè)課程不得不采用虛擬仿真平臺進(jìn)行教學(xué),這雖然在一定程度上降低了成本,但學(xué)生在此過程中無法接觸到真實的基站設(shè)備,無法真正體驗和學(xué)習(xí)到基站設(shè)備的安裝與維護(hù)技巧,從而導(dǎo)致技術(shù)技能的培養(yǎng)與實際技術(shù)要求脫節(jié)。
3、鑒于此,我們急需提供一個針對5g基站硬件安裝與維護(hù)的虛擬實訓(xùn)平臺,以解決上述問題,這一平臺能夠模擬真實的基站設(shè)備環(huán)境,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實際操作,從而有效提升學(xué)生的實際操作能力,滿足實際技術(shù)要求,實現(xiàn)教學(xué)與實際應(yīng)用的無縫對接。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、(一)解決的技術(shù)問題
2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺,具備基于真實5g基站設(shè)備的原型與標(biāo)準(zhǔn),搭建了一個硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺,該平臺參照真實基站場景進(jìn)行精心設(shè)計,以確保實訓(xùn)的完整性和真實性等優(yōu)點,解決了上述問題。
3、(二)技術(shù)方案
4、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺,其特征在于:包括模擬天線模塊、模擬無線傳輸設(shè)備模塊、模擬電源設(shè)備模塊、模擬控制模塊以及安裝輔助模塊;
5、所述模擬天線模塊通過通信總線與模擬無線傳輸設(shè)備模塊連接;
6、所述模擬無線傳輸設(shè)備模塊通過通信總線與模擬電源設(shè)備模塊連接;
7、所述模擬電源設(shè)備模塊通過通信總線與模擬控制模塊連接;
8、所述模擬天線模塊內(nèi)置初始天線;
9、所述模擬天線模塊根據(jù)內(nèi)置初始天線的信號csxh計算內(nèi)置初始天線的工作頻段值gzpd、增益指標(biāo)值zyzb以及輸入阻抗值srzk,并將上述計算數(shù)值傳輸至無線傳輸設(shè)備模塊;
10、所述無線傳輸設(shè)備模塊根據(jù)模擬天線模塊傳輸?shù)膬?nèi)置初始天線的工作頻段值gzpd、增益指標(biāo)值zyzb以及輸入阻抗值srzk,計算內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率cssb、傳輸距離csjl以及傳輸功耗csgh,并將上述計算數(shù)值傳輸至模擬電源設(shè)備模塊;
11、所述模擬電源設(shè)備模塊根據(jù)內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率cssb、傳輸距離csjl以及傳輸功耗csgh計算標(biāo)準(zhǔn)電源電壓值bzdy,并將該數(shù)值傳輸至模擬控制模塊;
12、所述模擬控制模塊包括bbu部件與aau部件;
13、所述模擬控制模塊根據(jù)模擬電源設(shè)備傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)電源電壓值bzdy對電源進(jìn)行斷電控制;
14、所述安裝輔助模塊為獨立模塊,負(fù)責(zé)虛擬實訓(xùn)平臺的搭建。
15、優(yōu)選的,所述模擬天線模塊根據(jù)內(nèi)置初始天線的信號csxh計算內(nèi)置初始天線的工作頻段gzpd,計算公式如下:
16、
17、公式中,gzpdmin表示內(nèi)置初始天線的最低工作頻率,lengthx表示初始天線的最大長度,上述數(shù)值通過內(nèi)置初始天線的外包裝獲得,csxh表示內(nèi)置初始天線的信號,dec表示光速為3*108米每秒;
18、
19、公式中,gzpdmin表示內(nèi)置初始天線的最高工作頻率,lengthm表示初始天線的最短長度,上述數(shù)值通過內(nèi)置初始天線的外包裝獲得,csxh表示內(nèi)置初始天線st的信號,該信號通過軟件無線電直接獲取,dec表示光速為3*108米每秒。
20、優(yōu)選的,所述模擬天線模塊根據(jù)內(nèi)置初始天線的信號csxh計算內(nèi)置初始天線的增益指標(biāo)zyzb,計算公式如下:
21、
22、公式中,zyzb表示內(nèi)置初始天線的增益指標(biāo),stleng表示內(nèi)置初始天線的長度,該數(shù)值通過實際測量得到,bmpl表示內(nèi)置初始天線工作頻率的波長,該數(shù)值通過示波器測量得到,csxh表示內(nèi)置初始天線的信號,該信號通過軟件無線電直接獲取。
23、優(yōu)選的,所述模擬天線模塊根據(jù)內(nèi)置初始天線的信號csxh計算內(nèi)置初始天線的輸入阻抗srzk,計算公式如下:
24、
25、公式中,srzk表示內(nèi)置初始天線的輸入阻抗,bmpl表示內(nèi)置初始天線st工作頻率的波長,該數(shù)值通過示波器測量得到,csxh表示內(nèi)置初始天線st的信號,該信號通過軟件無線電直接獲取,36π2表示天線輻射波的周長的一半。
26、優(yōu)選的,所述所述無線傳輸設(shè)備模塊根據(jù)模擬天線模塊傳輸?shù)膬?nèi)置初始天線的工作頻段值gzpd,計算內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率cssb,計算公式如下:
27、
28、公式中,cssb表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率,pxc表示射頻功率放大器的輸出功率,lot表示傳輸鏈路的傳輸損耗功率,上述數(shù)值通過內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的出廠信息參數(shù)獲得,gzpd表示內(nèi)置初始天線的工作頻段值。
29、優(yōu)選的,所述無線傳輸設(shè)備模塊根據(jù)模擬天線模塊傳輸?shù)膬?nèi)置初始天線的增益指標(biāo)值zyzb,計算內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸距離csjl,計算公式如下:
30、
31、公式中,csjl表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸距離,opm表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸信號波長,通過示波器直接測量得到,zyzb表示內(nèi)置初始天線的增益指標(biāo)值。
32、優(yōu)選的,所述無線傳輸設(shè)備模塊根據(jù)模擬天線模塊傳輸?shù)膬?nèi)置初始天線的輸入阻抗值srzk,計算內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功耗csgh,計算公式如下:
33、csgh=(pxc+pxy+mdt+npl)*srzk
34、公式中,csgh表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功耗,pxc表示射頻功率放大器的輸出功率,pxy表示中頻放大器的輸出損耗,mdt表示天線功耗,npl表示數(shù)字處理器功耗,上述數(shù)值通過無線通信仿真軟件直接獲得,srzk表示內(nèi)置初始天線的輸入阻抗值。
35、優(yōu)選的,所述模擬電源設(shè)備模塊根據(jù)內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率cssb、傳輸距離csjl以及傳輸功耗csgh計算標(biāo)準(zhǔn)電源電壓值bzdy,計算公式如下:
36、bzdy=(cssb+csgh)*csjl
37、公式中,bzdy表示標(biāo)準(zhǔn)電源電壓,cssb表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率,csgh表示表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功耗,csjl表示內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸距離。
38、優(yōu)選的,所述模擬控制包括bbu部件與aau部件,模擬控制模塊根據(jù)模擬電源設(shè)備傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)電源電壓值bzdy對電源進(jìn)行斷電控制。
39、bbu部件參照bbu原型機(jī)v9600的外形與接口進(jìn)行制作;
40、aau部件參照a9601的外形與接口進(jìn)行設(shè)計制作。
41、當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電源電壓值bzdy大于220v時,模擬控制模塊立即對模擬電源斷電控制。
42、優(yōu)選的,所述5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺包括安裝輔助模塊,所述安裝輔助模塊包括抱桿、天線支架以及安裝耗材;
43、所述抱桿安裝在地基上用于支撐虛擬實訓(xùn)平臺;
44、所述天線支架安裝在天線下端用于支撐天線;
45、所述安裝耗材包括螺絲、螺母、墊圈、膠水以及絕緣膠帶,上述安裝耗材用于連接與固定實訓(xùn)平臺設(shè)備;
46、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供了一種5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺,具備以下有益效果:
47、本發(fā)明通過模擬天線模塊、模擬無線傳輸設(shè)備模塊、模擬電源設(shè)備模塊、模擬控制模塊以及安裝輔助設(shè)備模塊構(gòu)建了一種5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺,該平臺通過模擬天線模塊計算內(nèi)置初始天線的工作頻段gzpd、增益指標(biāo)zyzb以及輸入阻抗srzk,并將上述計算數(shù)值傳輸至無線傳輸設(shè)備模塊,通過模擬無線傳輸設(shè)備模塊計算內(nèi)置初始無線傳輸設(shè)備的傳輸功率cssb、傳輸距離csjl以及傳輸功耗csgh,并將上述計算數(shù)值傳輸至模擬電源設(shè)備模塊,模擬電源設(shè)備模塊根據(jù)上述傳輸數(shù)值計算標(biāo)準(zhǔn)電源電壓值bzdy,模擬控制模塊根據(jù)該數(shù)值對電源設(shè)備進(jìn)行斷電控制,該平臺通過模擬控制模塊的bbu部分參照原型機(jī)v9600的外形與接口進(jìn)行制作,通過aau部分參照a9601的外形與接口進(jìn)行設(shè)計制作,安裝輔助模塊通過抱桿、天線支架以及安裝耗材進(jìn)行平臺外觀搭建,通過結(jié)合上述模塊搭建的一種5g基站硬件安裝與維護(hù)虛擬實訓(xùn)平臺降低了實訓(xùn)設(shè)備的成本,提高了實訓(xùn)課程的真實性。