专利名称：一种时间提前量测试中的信号模拟装置及方法
技术领域：
本发明涉及GSM移动通讯系统领域，特别是涉及一种时间提前量测试中 的信号模拟装置及方法。
背景技术：
在G网的上行传输方向，移动用户通过基站向网络提出接入申请。信号在 空间传输是有延迟的，如移动台在呼叫期间向远离基站的方向移动，则从基站 发出的信号将"越来越迟"的到达移动台，与此同时，移动台的信号也会"越 来越迟"的到达基站。延迟过长会导致基站收到的某移动台在本时隙上的信号 与基站收下一个其它移动台信号的时隙相互重叠，引起码间干扰。因此，在呼 叫进行期间，移动台发给基站的测量报告头上携带有移动台测量的时延值，而 基站必须监视呼叫到达的时间，并在下行信道上以480ms —次的频率向移动台 发送指令，指示移动台提前发送的时间，这个时间就是TA (Timing Advance, 时间提前量)，TA的值域是0 63((T233 p s)，它被GSM定时提前的编码0 63bit 所限，使GSM最大覆盖距离为35km，计算如下1/2*3. 69us/bit*63bit*c=35km其中，3.69us/bit为每bit时长，63bit为时间调整最大比特数，c为 光速(信号传播速度)，1/2考虑了信号的往返。可见，TA值即代表了移动台 与基站之间的距离。根据上述，lbit对应的距离是554m，由于多径传播和MS同步精度的影响， TA误差可能会达3bit左右(1.6km)。如果配成扩展小区的话，TA值范围可以 从0到219，通话距离也能达到121Km。TA值由基站计算得出并由基站将计算得到的值在SACCH系统消息中发给 手机，手机根据收到的TA值调整发射时序，保持上行与下行间时序的正确配 合。如果手机收到的TA值不正确，基站无法解调出手机发送上来的上行信号， 将导致手机接入失败。TA值的正确是GSM系统正常工作的必要条件。然而，
要测试SACCH系统消息是否正确的填入TA参数，需要模拟一个信号的TA值大 于零的测试系统。因此，信号TA值大于O的模拟系统很有实际意义。模拟信号TA值大于0的通信环境，实际上是一个制造延时的过程。通常， 传统的方法有两种。 一种简单的实现方法就是手机与基站的距离够远，大于 500米以上就能模拟出TA大于0的情况。但是由于在实验室环境下，不允许 基站的发射功率很强(无委会有限制，不能干扰正常运行的网络)，这样导致 实验室中测试时手机与基站的距离很近， 一般不会超过1到2百米。另外一种 则是在实验室中利用仪表来制造延时。经常使用的仪表包括R&S (罗德与斯瓦 茨公司)的SMIQ。但是，使用仪表作为测试手段较为烦琐，实验环境复杂。发明内容本发明提供了一种时间提前量测试中的信号模拟装置及方法，利用较为简 单的测试手段，搭建信号的TA值大于零的通信环境，为TA值测试提供准确的 数据。为了实现上述目的，本发明提供了一种时间提前量测试中的信号模拟装 置，所述装置包括一延时模块，为一存储空间可调整的存储模块，用于接收一射频模块输 出的基带数据，并对所述基带数据进行缓存，通过调整与一设定的时间提前 量相对应的存储空间大小来调整延时时间，以使所述基带数据获得与所述时 间提前量相应的延时。所述存储空间大小为96*时间提前量。所述延时模块由设置在一与所述射频模块连接的基带处理模块中的可编 程器件实现，该可编程器件依据该时间提前量值通过硬件语言改变其内部逻 辑电路，以生成存储空间与该时间提前量值对应的所述延时模块。 所述可编程器件为现场可编程门阵列或数字信号处理器。 所述延时模块采用先入先出存储器或随机存取处理器格式存储。 所述的装置，还包括一控制终端，所述控制终端与所述基带处理模块连 接，所述控制终端输出所述时间提前量至所述延时模块。本发明还包括一种时间提前量测试中的信号模拟方法，包括-步骤l， 一射频模块输出一基带数据； 歩骤2，利用一延时模块对所述基带数据进行延时，所述延时模块为一存 储空间可调整的存储模块，用于接收所述射频模块输出的基带数据，并对所 述基带数据进行缓存，通过调整与一设定的时间提前量相对应的存储空间大 小来调整延时时间，以使所述基带数据获得与所述时间提前量相应的延时；步骤3，将延时后的基带数据解调。所述存储空间大小为96*时间提前量。所述延时模块由设置在一与所述射频模块连接的基带处理模块中的可编 程器件实现。通过与所述基带处理模块连接的一控制终端设定所述时间提前量，并传 送至所述延时模块。本发明的时间提前量测试中的信号模拟装置及方法，在电路上设计延时， 避免了到室外做实验或者增加烦琐的测试仪表，使实验环境更加简单，丰富了 测试手段。
图1所示为本发明的时间提前量测试中的信号模拟装置的结构示意图；图2所示为本发明中时间提前量测试中的信号模拟方法的流程图；图3所示为本发明中时间提前量测试中的信号模拟装置的操作流程图。
具体实施方式
以下配合实施例以及附图，详细描述本发明的技术特征。 本发明用于搭建一时间提前量(TA值)测试系统中的信号模拟装置。模拟上行信号经远距离传输(大于554米)的时延，发送至基站，即其对应的TA值大于零。在GSM系统中，移动台发出的射频信号发送至基站，需经基站的射频部分 转换为基带数据，基带数据再经过数字处理模块完成解调、解码、解密等过程， 最后发送至基站控制器BSC。为模拟远距离传输的信号，本发明针对在射频部 分处理完成的数据信号，也就是基带数据，进行延时，以模拟空中传输延时。 延时后，基站继续完成解调、解码、解密等过程。请参阅图1所示为本发明的信号模拟装置的整体结构示意图。
该信号模拟装置100包括一控制终端101，该信号模拟装置100还包括基站子系统，特别是需利用基站子系统中的发射接收模块102。该基站子系统的 发射接收模块102，用于完成GSM系统中无线信道的控制和处理、无线信道数 据的发送和接收、基带信号在无线载波上的调制和解调、无线载波的发送与接 收等功能。该基站子系统中还包括现有技术中的其他模块。其中该发射接收模 块102包括射频模块103以及基带处理模块104。该控制终端101为一通用计算机，用于与基站子系统，特别是该基带处理 模块104进行数据交互，以设置所欲模拟的信号的TA值，该TA值的设定范围 是0至63，通常将TA值设置为大于零的整数。该射频模块103用于实现将基带信号调制为射频信号，或者将射频信号调 制到基带信号的过程。该基带处理模块104，用于完成该基站子系统的发射接收模块102的核心 功能，包括核心的算法，如加密解密、交织算法等，还包括通信协议的实现及 整体控制。该基带处理模块104中包括一可编程器件105，该可编程器件105可例如 为FPGA(Field Programmable Gate Army，现场可编程门阵列)或DSP(Digital Signal Processors,数字信号处理器)。利用该可编程器件105，通过硬件语言生成一延时模块106，该延时模块 106为一存储空间可调整的存储模块，例如为一可控制存储空间大小的 FIFO (First Input First Output,先入先出队列)存储模块。FIFO是一种传 统的按序执行方法，先进入的指令执行完成，才继续执行第二条指令。故而， 该延时模块106即为一缓冲区，可保持基带数据的执行顺序，并延缓输出时间。 该延时模块106还可编写为RAM (Random Access Memory,随机存取处理器)格 式。另外，该可编程器件105可接收所述控制终端101设定的TA值，并根据 该设定的TA值配置延时模块106的存储空间的大小。该基带处理模块104中还包括一控制及数据处理模块107，该控制及数据 处理模块107可由单一器件实现，也可以由多个器件实现。例如，可由一微处 理器件配合一 DSP芯片及FPGA芯片实现。该控制及数据处理模块107可对该 可编程器件105进行配置或者与可编程器件105交换数据。该基带处理模块 104还包括现有技术中已知的其他单元，在此不赘
通过图1可知，信号模拟装置100中还包括A接口以及B接口， A接口为 控制终端101与基带处理模块104之间的接口，控制终端101通过A接口与基 带处理模块104连接并控制该控制及数据处理模块107，进而控制该可编程器 件105，特别是控制终端101通过该A接口，向该可编程器件105传送设定的 TA值。A接口可为计算机的各种通用接口，包括RS232串口、网口、并口以及 USB接口等等。B接口为射频模块103与基带处理模块104之间的通信接口， 为双通的通道，其用于将经射频模块103处理生成的基带信号传输到基带处理 模块104，或者基带处理模块104通过该B接口将符合GSM协议的基带数据传 输给射频模块103。在本申请中，模拟信号的TA值大于零的时间提前量测试中的信号模拟装 置，即是将移动台所发送的上行信号调制为基带信号，并进行延时。由于测试 系统的终极测试目的是测试基站针对一延时信号所计算出的TA值是否与该延 时信号的传输距离对应，故而本发明所实现的，即是提供该延时信号，该延时 信号所对应的TA值由用户设定。生成的该延时信号进一步提供至基站依照现 有流程进行计算，将计算出的TA值发送至移动台，判断移动台上下行是否正 确匹配，进而测试基站的计算及处理是否正确。本发明所述技术方案即用于提 供该延时信号。根据GSM协议， 一个比特的时长是3.69us，射频模块103所输出的基带 数据每单位时间共96个比特。通过将收到的基带数据在基带处理模块104中缓存一定数量的数据，即可 实现将基带数据延迟送入基站中的TA值计算模块，从而模拟远距离传输的时 延信号。因而，模拟延时信号需要时间提前量测试中的信号模拟装置具备足够 大的存储空间。同时，假定用户设定的TA值为N，则所需的缓存空间为96*N 个比特的空间。延时模块106即为可根据用户设定的TA值调整存储空间的电 路。当用户通过控制终端101输入设定的TA值，该TA值经A接口传输至基带 处理模块104，控制及数据处理模块107接收到该TA值后，利用该TA值对可 编程器件105进行配置，该可编程器件105依据该TA值通过硬件语言改变其 内部逻辑电路，通过生成存储空间与该TA值对应的延时模块106。该延时模 块106占用的存储空间为存储空间二96WA值。 一存储空间值即对应了一种
延时时间。也就是说，用户可利用控制终端101，根据需要设定测试系统的TA值，即设置延时模块106的延时时间。上述实施例为在可编程器件上通过硬件语言实现。该实现程序例如为ENTITY TAfifo IS PORTdata:頂STD—_L0GIC_VECT0R (95 DO丽TO 0)wrrsq:INSTD—_L0GIC ;rdreq:INSTD__L0GIC ;clock:INSTD——LOGIC ;aclr:INSTDLOGIC ;OUT STD_LOGIC_VECTOR (95 DO丽TO 0)END TAfifo;ARCHITECTURE SYN OF tafifo ISSIGNAL sub—wire0: STD—LOGIC—VECTOR (95 DO丽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;该延时模块还可通过直接在基带处理模块中增加一个延时的硬件器件，例 如一FIF0 (First Input First Output,先入先出)存储器而实现。该FIFO存储器同样可设定其存储空间的大小，其存储空间的设定同样遵循存储空间 二96打A值。上述延时模块除可在基站内部实现外，还可设计为一独立的实体，可根据 需要连接入通信系统中。上述的实施例还可由实验室中设置的射频模块、可编 程器件而等效实现。上述实施例公开了每次信号模拟均由用户设定TA值的情况，该人机交互 的方式有利于用户对信号模拟的精确控制。当然，本发明也可事先确定TA值， 即针对可编程器件105明确设定一 TA值，以生成一对应存储空间的延时模块 106，其延时时间亦为一固定值，即可无需人机交互，而成为一独立的测试版 本。图2所示为本发明中基于上述信号模拟装置的模拟方法的流程图。 步骤201，射频模块103输出一基带数据； 步骤202，对所述基带数据进行延时；利用一延时模块106对所述基带数据进行延时，所述延时模块106为一 存储空间可调整的先入先出存储模块，所述延时模块106的存储空间大小与 设定的TA值对应，以使所述基带数据获得与所述TA值相应的延时；步骤203，将延时后的基带数据进行解调。图3所示为本发明中信号模拟装置的操作流程图。步骤301，控制终端101通过A接口连接发射接收模块102;步骤302，控制终端101判断连接是否成功，如果成功，执行步骤303， 如果不成功，重新执行步骤301;步骤303，利用控制终端101设定TA值，该TA值通过A接口传送至基带 处理单元104的控制及数据处理模块107;步骤304，控制及数据处理模块107依照该TA值配置该可编程器件105;步骤305，该可编程器件105根据该TA值生成具备相应存储空间的延时 模块106;
步骤306，控制及数据处理模块107判断配置是否成功，如果是，配置结束，如果否，重新执行歩骤303。配置成功后，下一次基带处理模块104通过B接口接收到射频模块103 传送的基带数据时，数据将得到相应的TA值的延时，达到模拟信号的TA值大 于零的目的。延时后的数据继续交由基带处理模块进行解调、解码、解密等过 程。本发明的信号模拟装置，在电路上设计延时，避免了到室外做实验或者增 加烦琐的测试仪表，使实验环境更加简单，丰富了测试手段。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种时间提前量测试中的信号模拟装置，其特征在于，所述装置包括一延时模块，为一存储空间可调整的存储模块，用于接收一射频模块输出的基带数据，并对所述基带数据进行缓存，通过调整与一设定的时间提前量相对应的存储空间大小来调整延时时间，以使所述基带数据获得与所述时间提前量相应的延时。
2、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储空间大小为96*时 间提前量。
3、 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述延时模块由设置在 一与所述射频模块连接的基带处理模块中的可编程器件实现，该可编程器件 依据该时间提前量值通过硬件语言改变其内部逻辑电路，以生成存储空间与该 时间提前量值对应的所述延时模块。
4、 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述可编程器件为现场可编 程门阵列或数字信号处理器。
5、 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述延时模块采用先入先出 存储器或随机存取处理器格式存储。
6、 如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括一控制终端，所述控 制终端与所述基带处理模块连接，所述控制终端输出所述时间提前量至所述 延时模块。
7、 一种时间提前量测试中的信号模拟方法，其特征在于，包括 步骤l， 一射频模块输出一基带数据；步骤2，利用一延时模块对所述基带数据进行延时，所述延时模块为一存 储空间可调整的存储模块，用于接收所述射频模块输出的基带数据，并对所 述基带数据进行缓存，通过调整与一设定的时间提前量相对应的存储空间大 小来调整延时时间，以使所述基带数据获得与所述时间提前量相应的延时；步骤3，将延时后的基带数据解调。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述存储空间大小为96*时 间提前量。
9、 如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述延时模块由设置在 一与所述射频模块连接的基带处理模块中的可编程器件实现。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过与所述基带处理模块 连接的一控制终端设定所述时间提前量，并传送至所述延时模块。
全文摘要
本发明公开了一种时间提前量测试中的信号模拟装置及方法。所述装置包括一延时模块，为一存储空间可调整的存储模块，用于接收一射频模块输出的基带数据，并对所述基带数据进行缓存，通过调整与一设定的时间提前量相对应的存储空间大小来调整延时时间，以使所述基带数据获得与所述时间提前量相应的延时。本发明的时间提前量测试中的信号模拟装置及方法，在电路上设计延时，避免了到室外做实验或者增加烦琐的测试仪表，使实验环境更加简单，丰富了测试手段。
文档编号H04W24/06GK101400077SQ20071012237
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月24日 优先权日2007年9月24日
发明者卫 徐, 钟学毅 申请人:中兴通讯股份有限公司