專利名稱：一種時間提前量測試中的信號模擬裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GSM移動通訊系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種時間提前量測試中 的信號模擬裝置及方法。
背景技術(shù)：
在G網(wǎng)的上行傳輸方向，移動用戶通過基站向網(wǎng)絡(luò)提出接入申請。信號在 空間傳輸是有延遲的，如移動臺在呼叫期間向遠離基站的方向移動，則從基站 發(fā)出的信號將"越來越遲"的到達移動臺，與此同時，移動臺的信號也會"越 來越遲"的到達基站。延遲過長會導(dǎo)致基站收到的某移動臺在本時隙上的信號 與基站收下一個其它移動臺信號的時隙相互重疊，引起碼間干擾。因此，在呼 叫進行期間，移動臺發(fā)給基站的測量報告頭上攜帶有移動臺測量的時延值，而 基站必須監(jiān)視呼叫到達的時間，并在下行信道上以480ms —次的頻率向移動臺 發(fā)送指令，指示移動臺提前發(fā)送的時間，這個時間就是TA (Timing Advance, 時間提前量)，TA的值域是0 63((T233 p s)，它被GSM定時提前的編碼0 63bit 所限，使GSM最大覆蓋距離為35km，計算如下1/2*3. 69us/bit*63bit*c=35km其中，3.69us/bit為每bit時長，63bit為時間調(diào)整最大比特數(shù)，c為 光速(信號傳播速度)，1/2考慮了信號的往返。可見，TA值即代表了移動臺 與基站之間的距離。根據(jù)上述，lbit對應(yīng)的距離是554m，由于多徑傳播和MS同步精度的影響， TA誤差可能會達3bit左右(1.6km)。如果配成擴展小區(qū)的話，TA值范圍可以 從0到219，通話距離也能達到121Km。TA值由基站計算得出并由基站將計算得到的值在SACCH系統(tǒng)消息中發(fā)給 手機，手機根據(jù)收到的TA值調(diào)整發(fā)射時序，保持上行與下行間時序的正確配 合。如果手機收到的TA值不正確，基站無法解調(diào)出手機發(fā)送上來的上行信號， 將導(dǎo)致手機接入失敗。TA值的正確是GSM系統(tǒng)正常工作的必要條件。然而，
要測試SACCH系統(tǒng)消息是否正確的填入TA參數(shù)，需要模擬一個信號的TA值大 于零的測試系統(tǒng)。因此，信號TA值大于O的模擬系統(tǒng)很有實際意義。模擬信號TA值大于0的通信環(huán)境，實際上是一個制造延時的過程。通常， 傳統(tǒng)的方法有兩種。 一種簡單的實現(xiàn)方法就是手機與基站的距離夠遠，大于 500米以上就能模擬出TA大于0的情況。但是由于在實驗室環(huán)境下，不允許 基站的發(fā)射功率很強(無委會有限制，不能干擾正常運行的網(wǎng)絡(luò))，這樣導(dǎo)致 實驗室中測試時手機與基站的距離很近， 一般不會超過1到2百米。另外一種 則是在實驗室中利用儀表來制造延時。經(jīng)常使用的儀表包括R&S (羅德與斯瓦 茨公司)的SMIQ。但是，使用儀表作為測試手段較為煩瑣，實驗環(huán)境復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種時間提前量測試中的信號模擬裝置及方法，利用較為簡 單的測試手段，搭建信號的TA值大于零的通信環(huán)境，為TA值測試提供準確的 數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種時間提前量測試中的信號模擬裝 置，所述裝置包括一延時模塊，為一存儲空間可調(diào)整的存儲模塊，用于接收一射頻模塊輸 出的基帶數(shù)據(jù)，并對所述基帶數(shù)據(jù)進行緩存，通過調(diào)整與一設(shè)定的時間提前 量相對應(yīng)的存儲空間大小來調(diào)整延時時間，以使所述基帶數(shù)據(jù)獲得與所述時 間提前量相應(yīng)的延時。所述存儲空間大小為96*時間提前量。所述延時模塊由設(shè)置在一與所述射頻模塊連接的基帶處理模塊中的可編 程器件實現(xiàn)，該可編程器件依據(jù)該時間提前量值通過硬件語言改變其內(nèi)部邏 輯電路，以生成存儲空間與該時間提前量值對應(yīng)的所述延時模塊。 所述可編程器件為現(xiàn)場可編程門陣列或數(shù)字信號處理器。 所述延時模塊采用先入先出存儲器或隨機存取處理器格式存儲。 所述的裝置，還包括一控制終端，所述控制終端與所述基帶處理模塊連 接，所述控制終端輸出所述時間提前量至所述延時模塊。本發(fā)明還包括一種時間提前量測試中的信號模擬方法，包括-步驟l， 一射頻模塊輸出一基帶數(shù)據(jù)； 歩驟2，利用一延時模塊對所述基帶數(shù)據(jù)進行延時，所述延時模塊為一存 儲空間可調(diào)整的存儲模塊，用于接收所述射頻模塊輸出的基帶數(shù)據(jù)，并對所 述基帶數(shù)據(jù)進行緩存，通過調(diào)整與一設(shè)定的時間提前量相對應(yīng)的存儲空間大 小來調(diào)整延時時間，以使所述基帶數(shù)據(jù)獲得與所述時間提前量相應(yīng)的延時；步驟3，將延時后的基帶數(shù)據(jù)解調(diào)。所述存儲空間大小為96*時間提前量。所述延時模塊由設(shè)置在一與所述射頻模塊連接的基帶處理模塊中的可編 程器件實現(xiàn)。通過與所述基帶處理模塊連接的一控制終端設(shè)定所述時間提前量，并傳 送至所述延時模塊。本發(fā)明的時間提前量測試中的信號模擬裝置及方法，在電路上設(shè)計延時， 避免了到室外做實驗或者增加煩瑣的測試儀表，使實驗環(huán)境更加簡單，豐富了 測試手段。


圖1所示為本發(fā)明的時間提前量測試中的信號模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明中時間提前量測試中的信號模擬方法的流程圖；圖3所示為本發(fā)明中時間提前量測試中的信號模擬裝置的操作流程圖。
具體實施方式
以下配合實施例以及附圖，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)特征。 本發(fā)明用于搭建一時間提前量(TA值)測試系統(tǒng)中的信號模擬裝置。模擬上行信號經(jīng)遠距離傳輸(大于554米)的時延，發(fā)送至基站，即其對應(yīng)的TA值大于零。在GSM系統(tǒng)中，移動臺發(fā)出的射頻信號發(fā)送至基站，需經(jīng)基站的射頻部分 轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)據(jù)，基帶數(shù)據(jù)再經(jīng)過數(shù)字處理模塊完成解調(diào)、解碼、解密等過程， 最后發(fā)送至基站控制器BSC。為模擬遠距離傳輸?shù)男盘?，本發(fā)明針對在射頻部 分處理完成的數(shù)據(jù)信號，也就是基帶數(shù)據(jù)，進行延時，以模擬空中傳輸延時。 延時后，基站繼續(xù)完成解調(diào)、解碼、解密等過程。請參閱圖1所示為本發(fā)明的信號模擬裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
該信號模擬裝置100包括一控制終端101，該信號模擬裝置100還包括基站子系統(tǒng)，特別是需利用基站子系統(tǒng)中的發(fā)射接收模塊102。該基站子系統(tǒng)的 發(fā)射接收模塊102，用于完成GSM系統(tǒng)中無線信道的控制和處理、無線信道數(shù) 據(jù)的發(fā)送和接收、基帶信號在無線載波上的調(diào)制和解調(diào)、無線載波的發(fā)送與接 收等功能。該基站子系統(tǒng)中還包括現(xiàn)有技術(shù)中的其他模塊。其中該發(fā)射接收模 塊102包括射頻模塊103以及基帶處理模塊104。該控制終端101為一通用計算機，用于與基站子系統(tǒng)，特別是該基帶處理 模塊104進行數(shù)據(jù)交互，以設(shè)置所欲模擬的信號的TA值，該TA值的設(shè)定范圍 是0至63，通常將TA值設(shè)置為大于零的整數(shù)。該射頻模塊103用于實現(xiàn)將基帶信號調(diào)制為射頻信號，或者將射頻信號調(diào) 制到基帶信號的過程。該基帶處理模塊104，用于完成該基站子系統(tǒng)的發(fā)射接收模塊102的核心 功能，包括核心的算法，如加密解密、交織算法等，還包括通信協(xié)議的實現(xiàn)及 整體控制。該基帶處理模塊104中包括一可編程器件105，該可編程器件105可例如 為FPGA(Field Programmable Gate Army，現(xiàn)場可編程門陣列)或DSP(Digital Signal Processors,數(shù)字信號處理器)。利用該可編程器件105，通過硬件語言生成一延時模塊106，該延時模塊 106為一存儲空間可調(diào)整的存儲模塊，例如為一可控制存儲空間大小的 FIFO (First Input First Output,先入先出隊列)存儲模塊。FIFO是一種傳 統(tǒng)的按序執(zhí)行方法，先進入的指令執(zhí)行完成，才繼續(xù)執(zhí)行第二條指令。故而， 該延時模塊106即為一緩沖區(qū)，可保持基帶數(shù)據(jù)的執(zhí)行順序，并延緩輸出時間。 該延時模塊106還可編寫為RAM (Random Access Memory,隨機存取處理器)格 式。另外，該可編程器件105可接收所述控制終端101設(shè)定的TA值，并根據(jù) 該設(shè)定的TA值配置延時模塊106的存儲空間的大小。該基帶處理模塊104中還包括一控制及數(shù)據(jù)處理模塊107，該控制及數(shù)據(jù) 處理模塊107可由單一器件實現(xiàn)，也可以由多個器件實現(xiàn)。例如，可由一微處 理器件配合一 DSP芯片及FPGA芯片實現(xiàn)。該控制及數(shù)據(jù)處理模塊107可對該 可編程器件105進行配置或者與可編程器件105交換數(shù)據(jù)。該基帶處理模塊 104還包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他單元，在此不贅
通過圖1可知，信號模擬裝置100中還包括A接口以及B接口， A接口為 控制終端101與基帶處理模塊104之間的接口，控制終端101通過A接口與基 帶處理模塊104連接并控制該控制及數(shù)據(jù)處理模塊107，進而控制該可編程器 件105，特別是控制終端101通過該A接口，向該可編程器件105傳送設(shè)定的 TA值。A接口可為計算機的各種通用接口，包括RS232串口、網(wǎng)口、并口以及 USB接口等等。B接口為射頻模塊103與基帶處理模塊104之間的通信接口， 為雙通的通道，其用于將經(jīng)射頻模塊103處理生成的基帶信號傳輸?shù)交鶐幚?模塊104，或者基帶處理模塊104通過該B接口將符合GSM協(xié)議的基帶數(shù)據(jù)傳 輸給射頻模塊103。在本申請中，模擬信號的TA值大于零的時間提前量測試中的信號模擬裝 置，即是將移動臺所發(fā)送的上行信號調(diào)制為基帶信號，并進行延時。由于測試 系統(tǒng)的終極測試目的是測試基站針對一延時信號所計算出的TA值是否與該延 時信號的傳輸距離對應(yīng)，故而本發(fā)明所實現(xiàn)的，即是提供該延時信號，該延時 信號所對應(yīng)的TA值由用戶設(shè)定。生成的該延時信號進一步提供至基站依照現(xiàn) 有流程進行計算，將計算出的TA值發(fā)送至移動臺，判斷移動臺上下行是否正 確匹配，進而測試基站的計算及處理是否正確。本發(fā)明所述技術(shù)方案即用于提 供該延時信號。根據(jù)GSM協(xié)議， 一個比特的時長是3.69us，射頻模塊103所輸出的基帶 數(shù)據(jù)每單位時間共96個比特。通過將收到的基帶數(shù)據(jù)在基帶處理模塊104中緩存一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，即可 實現(xiàn)將基帶數(shù)據(jù)延遲送入基站中的TA值計算模塊，從而模擬遠距離傳輸?shù)臅r 延信號。因而，模擬延時信號需要時間提前量測試中的信號模擬裝置具備足夠 大的存儲空間。同時，假定用戶設(shè)定的TA值為N，則所需的緩存空間為96*N 個比特的空間。延時模塊106即為可根據(jù)用戶設(shè)定的TA值調(diào)整存儲空間的電 路。當用戶通過控制終端101輸入設(shè)定的TA值，該TA值經(jīng)A接口傳輸至基帶 處理模塊104，控制及數(shù)據(jù)處理模塊107接收到該TA值后，利用該TA值對可 編程器件105進行配置，該可編程器件105依據(jù)該TA值通過硬件語言改變其 內(nèi)部邏輯電路，通過生成存儲空間與該TA值對應(yīng)的延時模塊106。該延時模 塊106占用的存儲空間為存儲空間二96WA值。 一存儲空間值即對應(yīng)了一種
延時時間。也就是說，用戶可利用控制終端101，根據(jù)需要設(shè)定測試系統(tǒng)的TA值，即設(shè)置延時模塊106的延時時間。上述實施例為在可編程器件上通過硬件語言實現(xiàn)。該實現(xiàn)程序例如為ENTITY TAfifo IS PORTdata:頂STD—_L0GIC_VECT0R (95 DO麗TO 0)wrrsq:INSTD—_L0GIC ;rdreq:INSTD__L0GIC ;clock:INSTD——LOGIC ;aclr:INSTDLOGIC ;OUT STD_LOGIC_VECTOR (95 DO麗TO 0)END TAfifo;ARCHITECTURE SYN OF tafifo ISSIGNAL sub—wire0: STD—LOGIC—VECTOR (95 DO麗TO 0); COMPONENT scfifo GENERIC (intended—device—family: STRING;lpm—width : NATURAL;lpm—numwords : NATURAL;lpm—widthu: NATURAL;lpm_type : STRING;lpm—showahead: STRING;overflow—checking : STRING;underflow—checking : STRING;use_eab: STRING;add—ram—output—register : STRING);PORT (<formula>formula see original document page 10</formula>END SYN;該延時模塊還可通過直接在基帶處理模塊中增加一個延時的硬件器件，例 如一FIF0 (First Input First Output,先入先出)存儲器而實現(xiàn)。該FIFO存儲器同樣可設(shè)定其存儲空間的大小，其存儲空間的設(shè)定同樣遵循存儲空間 二96打A值。上述延時模塊除可在基站內(nèi)部實現(xiàn)外，還可設(shè)計為一獨立的實體，可根據(jù) 需要連接入通信系統(tǒng)中。上述的實施例還可由實驗室中設(shè)置的射頻模塊、可編 程器件而等效實現(xiàn)。上述實施例公開了每次信號模擬均由用戶設(shè)定TA值的情況，該人機交互 的方式有利于用戶對信號模擬的精確控制。當然，本發(fā)明也可事先確定TA值， 即針對可編程器件105明確設(shè)定一 TA值，以生成一對應(yīng)存儲空間的延時模塊 106，其延時時間亦為一固定值，即可無需人機交互，而成為一獨立的測試版 本。圖2所示為本發(fā)明中基于上述信號模擬裝置的模擬方法的流程圖。 步驟201，射頻模塊103輸出一基帶數(shù)據(jù)； 步驟202，對所述基帶數(shù)據(jù)進行延時；利用一延時模塊106對所述基帶數(shù)據(jù)進行延時，所述延時模塊106為一 存儲空間可調(diào)整的先入先出存儲模塊，所述延時模塊106的存儲空間大小與 設(shè)定的TA值對應(yīng)，以使所述基帶數(shù)據(jù)獲得與所述TA值相應(yīng)的延時；步驟203，將延時后的基帶數(shù)據(jù)進行解調(diào)。圖3所示為本發(fā)明中信號模擬裝置的操作流程圖。步驟301，控制終端101通過A接口連接發(fā)射接收模塊102;步驟302，控制終端101判斷連接是否成功，如果成功，執(zhí)行步驟303， 如果不成功，重新執(zhí)行步驟301;步驟303，利用控制終端101設(shè)定TA值，該TA值通過A接口傳送至基帶 處理單元104的控制及數(shù)據(jù)處理模塊107;步驟304，控制及數(shù)據(jù)處理模塊107依照該TA值配置該可編程器件105;步驟305，該可編程器件105根據(jù)該TA值生成具備相應(yīng)存儲空間的延時 模塊106;
步驟306，控制及數(shù)據(jù)處理模塊107判斷配置是否成功，如果是，配置結(jié)束，如果否，重新執(zhí)行歩驟303。配置成功后，下一次基帶處理模塊104通過B接口接收到射頻模塊103 傳送的基帶數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)將得到相應(yīng)的TA值的延時，達到模擬信號的TA值大 于零的目的。延時后的數(shù)據(jù)繼續(xù)交由基帶處理模塊進行解調(diào)、解碼、解密等過 程。本發(fā)明的信號模擬裝置，在電路上設(shè)計延時，避免了到室外做實驗或者增 加煩瑣的測試儀表，使實驗環(huán)境更加簡單，豐富了測試手段。當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種時間提前量測試中的信號模擬裝置，其特征在于，所述裝置包括一延時模塊，為一存儲空間可調(diào)整的存儲模塊，用于接收一射頻模塊輸出的基帶數(shù)據(jù)，并對所述基帶數(shù)據(jù)進行緩存，通過調(diào)整與一設(shè)定的時間提前量相對應(yīng)的存儲空間大小來調(diào)整延時時間，以使所述基帶數(shù)據(jù)獲得與所述時間提前量相應(yīng)的延時。
2、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述存儲空間大小為96*時 間提前量。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述延時模塊由設(shè)置在 一與所述射頻模塊連接的基帶處理模塊中的可編程器件實現(xiàn)，該可編程器件 依據(jù)該時間提前量值通過硬件語言改變其內(nèi)部邏輯電路，以生成存儲空間與該 時間提前量值對應(yīng)的所述延時模塊。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述可編程器件為現(xiàn)場可編 程門陣列或數(shù)字信號處理器。
5、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述延時模塊采用先入先出 存儲器或隨機存取處理器格式存儲。
6、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括一控制終端，所述控 制終端與所述基帶處理模塊連接，所述控制終端輸出所述時間提前量至所述 延時模塊。
7、 一種時間提前量測試中的信號模擬方法，其特征在于，包括 步驟l， 一射頻模塊輸出一基帶數(shù)據(jù)；步驟2，利用一延時模塊對所述基帶數(shù)據(jù)進行延時，所述延時模塊為一存 儲空間可調(diào)整的存儲模塊，用于接收所述射頻模塊輸出的基帶數(shù)據(jù)，并對所 述基帶數(shù)據(jù)進行緩存，通過調(diào)整與一設(shè)定的時間提前量相對應(yīng)的存儲空間大 小來調(diào)整延時時間，以使所述基帶數(shù)據(jù)獲得與所述時間提前量相應(yīng)的延時；步驟3，將延時后的基帶數(shù)據(jù)解調(diào)。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述存儲空間大小為96*時 間提前量。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述延時模塊由設(shè)置在 一與所述射頻模塊連接的基帶處理模塊中的可編程器件實現(xiàn)。
10、如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過與所述基帶處理模塊 連接的一控制終端設(shè)定所述時間提前量，并傳送至所述延時模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時間提前量測試中的信號模擬裝置及方法。所述裝置包括一延時模塊，為一存儲空間可調(diào)整的存儲模塊，用于接收一射頻模塊輸出的基帶數(shù)據(jù)，并對所述基帶數(shù)據(jù)進行緩存，通過調(diào)整與一設(shè)定的時間提前量相對應(yīng)的存儲空間大小來調(diào)整延時時間，以使所述基帶數(shù)據(jù)獲得與所述時間提前量相應(yīng)的延時。本發(fā)明的時間提前量測試中的信號模擬裝置及方法，在電路上設(shè)計延時，避免了到室外做實驗或者增加煩瑣的測試儀表，使實驗環(huán)境更加簡單，豐富了測試手段。
文檔編號H04W24/06GK101400077SQ20071012237
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月24日
發(fā)明者衛(wèi) 徐, 鐘學(xué)毅 申請人:中興通訊股份有限公司