專利名稱：用于無線通訊網絡的移動終端模擬器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于無線通訊網絡的移動終端模擬器。
背景技術：
眾所周知，無線通訊系統(tǒng)包括網絡基礎設施和移動終端。網絡基礎 設施通常包括一個或多個互聯(lián)的網絡管理中心和無線電基站，用以確保 覆蓋特定區(qū)域并與各個網絡管理中心通訊。移動終端通過一個或多個無 線電基站與網絡基礎設施相連，該移動終端可包括，例如，手機、便攜 式電腦、帶有射頻連接功能的掌上型電腦等。
網絡基礎設施需要經過能夠查驗適當功能性的測試。因為多方面的 原因，整個或部分網絡基礎設施的測試是必要的。例如，在設計和生產 階段，需要檢驗與一個或多個終端相連的無線電基站的功能性，可改變 其行為以模擬在通訊協(xié)議中錯誤或誤差的情況。進一步地，需要檢驗存 在多個同時使用用戶終端的網絡負載時無線電基站的預期行為。
為此，通常使用測試模擬器，在實際應用中，能夠模擬網絡基礎設 施的連接及其與一個或多個移動終端的使用。這樣，可以將網絡基礎設 施或其部分提交給預定操作條件，根據(jù)預定參數(shù)評估整個系統(tǒng)的響應。
移動終端模擬器通常包括至少一控制模塊、 一協(xié)議模塊、 一基帶調
制模塊和一射頻(RF)模塊，其能夠射頻連接網絡基礎設施的一個或多個 基站。協(xié)議模塊和基帶調制模塊分別有模擬一個或多個用戶終端的行為 的功能和在物理層面上管理信道譯碼、循環(huán)冗余和錯誤校正碼、同步、 無線電信道的訪問、根據(jù)一個或多個網絡通訊標準的協(xié)議模塊與RF模塊 間的信號的模擬數(shù)字轉換。
每個無線電基站包括至少一基帶處理模塊和至少一與基帶處理模塊 耦合的RF模塊。在實踐中，執(zhí)行來自基帶處理模塊的信號射頻轉換的 RF模塊，反之亦然，轉至基帶處理模塊的接收信號的基帶轉換。 如上所述，模擬器的RF模塊以無線電頻率與一個或多個無線電基站通訊，特別是與每個無線電基站的RF模塊通訊。但是，與無線電基站的無線電頻 率通訊包括必然的相當多的不利因素。特別是，必須要考慮如衰減弱、信號 的反射、信號的疊加干擾和掩蓋有用信號的噪聲源等信號的現(xiàn)象。另一個干 擾源代表為在測試環(huán)境中其它正在使用的移動終端可能的信號干擾。進一步 的，由于無線通訊條件再現(xiàn)性差，與電纜連接的機械問題，耦合器和連 接器亦難于優(yōu)化適用于高頻等困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠克服上述缺點的無線通訊網絡 的移動終端模擬器。
本發(fā)明所提供的無線通訊網絡移動終端模擬器包括 一控制模塊； 一協(xié)議模擬器；以及 一與協(xié)議模擬器耦合的基帶調制模塊；
其特征在于該無線通訊網絡移動終端模擬器包括一基帶界面，該 基帶界面通過低頻連接將基帶調制模塊與無線通訊系統(tǒng)的無線電基站通
訊親合o


附圖提供關于本發(fā)明實施例的進一步理解并且結合與構成本說明書 的一部份，說明本發(fā)明的實施例并且描述一同提供對于本發(fā)明實施例之 原則的解釋。
圖1所示為無線通訊系統(tǒng)的簡化區(qū)塊圖2所示為圖1中無線通訊系統(tǒng)的一部分和本發(fā)明一個實施例中與
無線通訊系統(tǒng)相連的移動終端模擬器的詳細區(qū)塊圖3所示為圖2中移動終端模擬器第一部分詳細區(qū)塊圖； 圖4所示為圖2中移動終端模擬器第二部分詳細區(qū)塊圖； 圖5所示為圖1中無線通訊系統(tǒng)的一部分和本發(fā)明另一個實施例中
與無線通訊系統(tǒng)相連的移動終端模擬器的區(qū)塊圖6所示為圖2中移動終端模擬器在一種操作模式下的區(qū)塊圖；以
5及
圖7所示為圖2中移動終端模擬器在不同操作模式下的區(qū)塊圖。
具體實施例方式
圖1為整體被標注為的1無線通訊系統(tǒng)的簡化圖示，其包括一網絡
系統(tǒng)2、多個無線電基站3和多個移動終端4。在下文中，"無線通訊系 統(tǒng)"指的是一通訊系統(tǒng)，其中，通過無線電頻率連接可至少獲得移動終 端與網絡基礎設施間的耦合。
例如此處所述，可與移動終端4相連的網絡基礎設施指的是網絡系 統(tǒng)2和與網絡系統(tǒng)2固定連接的無線電基站3。特別地，移動終端4可通 過與一個或多個無線電基站2的激活連接，所選的無線電基站3根據(jù)執(zhí) 行的標準設立的形態(tài)優(yōu)化信號的傳送與接收。此外，圖1示出一移動終 端模擬器5在與一無線電基站3連接以執(zhí)行無線通訊系統(tǒng)1或無線通訊 系統(tǒng)1一部分的功能性測試。
圖2中較詳細地說明了移動終端模擬器5和與其相連的無線電基站3。
無線電基站3包括一控制模塊7、 一用以與網絡系統(tǒng)2通訊的網絡界 面8、至少一基帶處理模塊10、至少一用以與移動終端4的RF通訊的 RF模塊、以及一內部界面12。
基帶處理模塊10藉在基帶信號上之執(zhí)行操作來管理與移動終端5雙 向通訊所需的功能。特別地，基帶處理模塊IO負責頻道譯碼、循環(huán)冗余 和誤差修正碼的管理、同步、無線電頻道的訪問。為此，基帶處理模塊 10通過網絡界面8以現(xiàn)有方式與網絡子系統(tǒng)2耦合，并通過內部界面12 與RF模塊耦合。具體地說，RF模塊11執(zhí)行向移動終端傳送信號的基帶 向RF的頻率轉換，且提供必要的功率放大。RF模塊11也執(zhí)行所接收的 傳給基帶處理模塊10的信號的RF至基帶的轉換。內部界面12可以為獨 有形式或根據(jù)公共標準建立，能夠在基帶處理模塊10與RF模塊間交換 信號。特別地，內部界面12能夠交換模擬信號、或部分所接收和傳送的 同步和正交信號，并為RF模塊11運載控制信號。內部界面12可包括線 纜、纖維或無線連接裝置，在其它事項中，能夠產生遠程RF模塊，該遠程RF模塊包位于無線電基站的電線桿的附近。例如，內部界面12可根 據(jù)RP30 BSAI(Open Base Station Architecture Initiative )標準或其它CPRI 標準制造(Common Public Radio Interface)。
所述無線電基站3的結構與所有其它的無線通訊系統(tǒng)1的基站3相 似。可能地，無線電基站3的基帶處理模塊10及/或RF模塊11的數(shù)量 不同，此外為了簡化描述沒有介紹其它輔助零件。
用戶終端模擬器5包括一控制模塊15、 一協(xié)議模擬器16、 一基帶調 制模塊，以及一基帶界面18，在本實施例中，該基帶調制模塊是通過軟 件定義的無線電(SDR)平臺17獲得的。
控制模塊15與協(xié)議模擬器16及可編程的SDR平臺17的實施共同 作用。
協(xié)議模擬器16是可編程的，其用以提供多個狀態(tài)機，該狀態(tài)機實現(xiàn) 用于無線通訊系統(tǒng)1中特定無線通訊標準的協(xié)議簇比。更具體地，協(xié)議 簇通過一系列執(zhí)行各個協(xié)議級別的狀態(tài)機來定義。接下來，"協(xié)議簇的 實例"說法用于指出一系列包括實現(xiàn)該協(xié)議簇的所必要的每個狀態(tài)機的 實例。
協(xié)議模擬器16用于實現(xiàn)相應于無線通訊標準的不同實例。進一步地， 協(xié)議模擬模塊16用于實現(xiàn)相應于不同無線通訊標準的協(xié)議簇的一個或多 個實例(例如，WiMAX， GSM， GPRS， EDGE, UMTS， IS-95， EvDo和 CDMA2000)。這樣，協(xié)議模擬模塊16可以模擬基于一個和相同標準或基 于不同標準的不同移動終端的行為，不同移動終端與所測試的無線通訊 系統(tǒng)1的一部分相連。
圖3所示的實施例中，協(xié)議模擬模塊16提供三個相應于第一通訊標 準ST1的第一協(xié)議簇20a的實例， 一個相應于第二通訊標準ST2的第二 協(xié)議簇20b和兩個相應于第三通訊標準ST3的第三協(xié)議簇20c。
SDR平臺17耦合于協(xié)議模擬模塊16，并可通過基帶界面18與一個 或多個基站3連接。SDR平臺17提供物理層面的調制和解調，至少實現(xiàn) 下列功能
在先前數(shù)模和頻率轉換之后，根據(jù)所模擬的無線通訊系統(tǒng)的物理層 面標準，將協(xié)議模擬模塊16的位序列轉變成同步和正交(IQ)與以無線電頻率傳輸相稱的信號的位序列；
接收同步和正交RF(IQ)信號數(shù)模轉換得到的樣本序列，并產生將發(fā) 送到協(xié)議模擬模塊16的位序列。
圖4所示為SDR平臺17體系的不依賴所執(zhí)行的標準一個實施例。 在此，SDR平臺17包括一主處理器21、 一模擬輸入路徑23、 一模擬輸 出路徑24和一數(shù)字雙向路徑25。主處理器21通過一以太網界面22與控 制模塊15和協(xié)議協(xié)議模擬模塊16相連，在本實施例中主處理器21為一 數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)。模擬輸入路徑23和模 擬輸出路徑24能夠分別處理來自無線電基站3(下行線)的輸入信號經數(shù) 模轉換后的數(shù)字信號、經數(shù)模轉換后模擬傳輸給無線電基站3(上行線)的 數(shù)字輸出信號。模擬輸入路徑23和模擬輸出路徑24包括各自的輔助處 理器27(也中DSPs)和各自的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)邏輯陣列28。另 一FPGA邏輯陣列28被用于產生以數(shù)字形式傳輸?shù)膩碜杂诤蛡飨驘o線電 基站3信號的雙向數(shù)字通道。所述的SDR平臺體系能夠為分布最廣泛的 通訊標準執(zhí)行基帶處理運算法則，并提供單個移動終端或多個同時活動 的移動終端的模擬的處理能力。SDR體系還能夠通過模擬和數(shù)字界面與 無線電基站接口連接。
基帶界面18可與至少一無線電基站3連接以建立一低頻率連接。在 此處及之后，"低頻率連接"指的是支持頻帶低于無線電頻率通訊的連 接，所支持的頻率尤其是特別是指在基帶或在基帶與無線電頻率之間的 頻率?；鶐Ы缑?8通過無線電基站2(圖2)的內部界面12或直接(圖5) 與基帶處理模塊10連接?？蛇x擇地，移動終端模擬器5取代不相連的 RF模塊11。在一實施例中(圖未示)，RF模塊11保持與內部界面12的 連接。
移動終端5與無線電基站3間的通訊為基帶，不需要任何來自和向 無線電頻率的轉換。
圖4所示的實例中，基帶界面18分別包括一模數(shù)轉換器30和一數(shù) 模轉換器31，分別與SDR平臺17的模擬輸入路徑23和模擬輸出路徑 24相連。進一步地，基帶界面18通過數(shù)字雙向路徑25在無線電平臺3 與SDR平臺17間發(fā)送數(shù)字交換。優(yōu)選地，上述移動終端模擬器5在測試過程中避免與無線電基站3
RF通訊。因此，可避免上述的與無線電頻帶相關的信號處理的問題。進 一歩地，本發(fā)明的移動終端模擬器5與現(xiàn)有模擬器相比，結構更簡單、 成本更低。因由大限度地利用可編程功能區(qū)塊使移動終端模擬器5更為 靈活。這樣移動終端模擬器5可以在一個和相同的模擬過程中，簡單、 快速的方式執(zhí)行不同的無線通訊標準，例如，可在不同頻帶類型的無線 電基站3上進行測試。
下面將介紹移動終端5的一些操作模式，這些操作模式可用于提供 給一個或多個無線電基站3或不同移動終端間的整個網絡功能的驗證操 作。操作模式是通過控制模塊來選擇的，而后控制模塊15再設置協(xié)議模 擬模塊16。
在第一種操作模式中，移動終端模擬器5被用于測試無線電基站3 在測試時基帶物理水平(圖6)。在實際應用中，產生多個模擬地移動終端 40的物理水平，每個移動終端40包括一個狀態(tài)機的實例，該狀態(tài)機與 SDR平臺相連且通過基帶界面18與無線電基站3相連。模擬移動終端 40用于檢驗數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?調制和解調)和不同用戶的多路技術(即，每 個模擬移動終端40;例如，部分通過控制模塊15、部分通過模擬器5的 基帶處理模塊10執(zhí)行多路技術功能)。移動終端模擬器5用于在預定條 件下操作測試，并模擬所接收、傳輸信號的誤差或干擾，并實現(xiàn)在非優(yōu) 化操作條件下的査驗。
在第二操作模式下，移動終端模擬器5產生多個所模擬的同時活動 且與無線電基站相連的移動終端40。特別地，控制模擬移動終端40的信 號傳輸參數(shù)以模擬不同強度的獨立傳輸。第二操作模式能夠查驗與干擾 管理及終端移動性相關的無線電基站3的功能。
在第三操作模式下，移動終端模擬器5包括多個SDR平臺17及其 與各自基站相連的各自基帶界面18，如圖7所示。這樣，在通過與移動 終端模擬器5相連的基站3所覆蓋的區(qū)域中移動終端40的活動。特別地， 模擬移動終端40從可用的最能滿足信噪比標準和信號品質的適用的無線 電基站3中選擇。這樣可在多個與一個或相同移動終端通訊的基站3間 模擬不同的"移交"條件，也就是通道條件。在第四操作模式下，移動終端模擬器5實現(xiàn)查驗電壓控制，g卩，查 驗最小化信號電壓的保持，該最小化信號電壓能夠滿足與其相連的無線 電基站所接收的信號的需要。
在第五操作模式下，移動終端模擬器5實現(xiàn)查驗真實物理通道。換 句話說，在管理一模擬移動終端40中，移動終端模擬器5產生意外衰減 的受控條件，該意外衰減通常由反射、多路、干涉條件、衰減、回聲或 多普勒效應所引起的。
在第六操作模式下，在無線電基站6覆蓋的區(qū)域和不同無線電基站3 間覆蓋的區(qū)域中，移動終端模擬器5產生多個運轉中的模擬移動終端40。 因而在名義上査驗過程與移動相關，引入測試目的錯誤和誤差。
在第七操作模式下，移動終端模擬器5用于執(zhí)行關于物理層面的高 層次協(xié)議的測試?？刂颇K15操作以查驗通訊系統(tǒng)1在真實應用下的穩(wěn) 定性和運轉，在獨立、可控、可重復的方式上結合從物理層面至更高層 面的協(xié)議的錯誤和誤差。
在第八操作模式下，移動終端模擬器5產生多個模擬移動終端40以 模擬用戶的活動，該用戶通過經過查驗的無線電基站與無線通訊系統(tǒng)1 相連。特別地，模擬語音、數(shù)據(jù)和多媒體通訊。
最后，顯而易見的，對上述移動終端模擬器所做的各個改進和變化 沒有脫離本發(fā)明的范圍，都是本發(fā)明請求保護的。
權利要求
1. 一用于無線通訊網絡的移動終端模擬器，包括一控制模塊(15)；一協(xié)議模擬器(16)；以及一與協(xié)議模擬器(16)耦合的基帶調制模塊(17)；其特征在于，該移動終端模擬器包括一基帶界面(18)，該基帶界面(18)通過低頻連接將基帶調制模塊(17)與無線通訊系統(tǒng)(1)的無線電基站(3)通訊耦合。
2. 如權利要求1所述的移動終端模擬器，其特征在于，基帶界面(18) 直接與無線電基站(3)的基帶處理模塊(10)相連。
3. 如權利要求1所述的移動終端模擬器，其特征在于，基帶界面(18) 通過一無線電基站(3)的內部界面(12)與一無線電基站(3)的基帶 處理模塊(10)相連。
4. 如權利要求1所述的移動終端模擬器，包括多個基帶界面(18)， 該基帶界面(18)通過低頻連接將基帶調制模塊(17)與各自無線電基 站(3)通訊耦合。
5. 如權利要求1所述的移動終端模擬器，其特征在于，基帶調制模 塊(17)包括一 SDR平臺。
6. 如權利要求5所述的移動終端模擬器，其特征在于，基帶調制模 塊(17)是可編程的。
7. 如權利要求1所述的移動終端模擬器，其特征在于，協(xié)議模擬器 (16)用于完成在至少一協(xié)議簇的實例(20a, 20b, 20c),并通過無線通訊系統(tǒng)(1)的移動終端(4)與一可用的通訊標準(ST1, ST2， ST3)對應。
8. 如權利要求7所述的移動終端模擬器，其特征在于，協(xié)議模擬器 (16)用于完成多個協(xié)議簇的實例(20a,20c)。
9. 如權利要求7所述的移動終端模擬器，其特征在于，協(xié)議模擬器 (16)用于完成多個協(xié)議簇其中之一的至少一實例(20a, 20b, 20c)，并通過無線通訊系統(tǒng)(1)的移動終端(4)與各自可用的通訊標準(ST1,ST2， ST3)對應。
10. 如權利要求l所述的移動終端模擬器，其特征在于，低頻連接是一標準連接。
11. 如權利要求l所述的移動終端模擬器，其特征在于，低頻連接是 一在基帶與無線電頻率間的中頻帶連接。
12. 如權利要求l所述的移動終端模擬器，包括一控制模塊(15)， 其為選擇多個操作模式之一與協(xié)議模擬器(16)、基帶調制模塊(17) 耦合，用以提交査驗無線通訊系統(tǒng)(1)的至少一部分。
13. —無線通訊系統(tǒng)，包括至少一無線電基站(3)和一權利要求1 所述無線通訊網絡(1)的移動終端模擬器，其與該無線電基站(3)連 接。
14. 如權利要求13所述的無線通訊系統(tǒng)，其特征在于，無線電基站 (3)包括一基帶處理模塊(10) 、 一RF模塊(11)、以及一用來以低率連接來連接基帶處理模塊(10)和RF模塊的內部界面(12)。
15. 如權利要求14所述的無線通訊系統(tǒng)，其特征在于，基帶界面(18) 直接與基帶處理模塊(10)耦合。
16. 如權利要求14所述的無線通訊系統(tǒng)，其特征在于，基帶界面(18) 通過內部界面(12)與基帶處理模塊(10)耦合。
全文摘要
一用于無線電通訊網絡的移動終端模擬器包括一控制模塊(15)、一協(xié)議模擬器(16)以及一與協(xié)議模擬器(16)耦合的基帶調制模塊(17)。該移動終端模擬器包括一基帶界面(18)，該基帶界面(18)通過低頻連接將基帶調制模塊(17)與無線電通訊系統(tǒng)(1)的無線電基站(3)通訊耦合。
文檔編號H04L29/06GK101442367SQ200810180990
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2007年11月20日
發(fā)明者保羅·馬力尼, 安利可·貝蒂內里 申請人:棱鏡工程有限公司