专利名称：一种td-scdma模拟测试信号的生成方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信处理系统、方法，具体涉及一种TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access 时分同步码分多址接入)模拟 测试信号的生成方法和装置。
背景技术：
典型的TD-SCDMA无线通信系统终端设备在实验室测试阶段都遵循以下的步骤 通过某种手段生成符合TD-SCDMA协议的射频信号；终端设备按照协议流程对射频信号进 行接收和相应反馈；根据终端设备的解调结果和交互方式验证芯片处理功能和接收性能。 其中，根据协议要求，生成典型业务场景的基带测试数据，并将该信号通过前端设备转化为 符合协议标准的射频信号，是实验室测试的关键环节。现有的测试系统一般使用测试设备厂商提供的TD-SCDMA信号源仪器产生符合 TD-SCDMA协议的模拟测试信号。一个最常使用的方案是Agilent (安捷伦)公司提供的 TD-SCDMA信号工作室组件(Signal Studio)。此类仪器包含一组内置的参数固化的业务 场景配置和一个信号发生器单元。通过选择业务配置，信号发生器能够调用内置的基带数 据，再通过射频组件产生符合要求的射频信号。这种方案虽然成熟度较高，但是对TD-SCDMA 协议的功能点覆盖极其有限，目前已经发布的最先进的信号源仪器也只能支持3GPP协 议R5版本规定的传统业务，对更新版本协议提出的HSDPA(High Speed Downlink Packet Access 高速下行分组接入)，HSUPA(High Speed Uplink Packet Access 高速上行分组接 入)和MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service 多媒体广播组播)业务无法提供 良好支持。此外，现有的信号源仪器可以产生的业务场景参数是固定的，无法产生TD-SCDMA 基站和终端设备交互过程中出现的随时间变化的配置，例如重配置过程中的传输格式的变 化等。这些功能缺陷无法满足新一代TD-SCDMA终端设备的测试需求。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种能有效模拟交互过程的TD-SCDMA模 拟测试信号的生成方法和装置。为解决上述技术问题，本发明提供一种TD-SCDMA模拟测试信号的生成方法，包 括生成数字基带测试信号，所述数字基带测试信号中包括基站和终端设备交互过程 中的随时间变化的信息位；将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号并发送。其中所述基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位包括传输块信息、传 输格式组合指示、传输功率控制和同步信号。其中生成所述包括基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位的数字基 带测试信号包括以子帧为周期配置所述信息位，在每个子帧的开始，自动调整由所述信息位变化引起的其它物理层参数的配置。其中所述数字基带测试信号还包括高速下行分组接入基带数据和/或高速上行 分组接入基带数据。其中所述数字基带测试信号中还包括模拟基站的自适应调制编码、混合自动重传 请求和16正交幅度调制的数据。其中所述数字基带测试信号还包括多媒体广播组播基带数据。其中所述数字基带测试信号还包括模拟至少两个干扰小区和/或至少两个干扰 业务的测试信号。为解决上述技术问题，本发明还提供一种TD-SCDMA模拟测试信号的生成装置，包 括数字基带数据生成模块和发射模块，所述数字基带数据生成模块用于生成数字基带测试信号，所述数字基带测试信号 中包括基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位；所述发射模块用于将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号并发送。其中所述基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位包括传输块信息、传 输格式组合指示、传输功率控制和同步信号。所述数字基带数据生成模块还用于以子帧为周期配置所述信息位，在每个子帧的 开始，自动调整由所述信息位变化引起的其它物理层参数的配置。其中所述数字基带测试信号还包括高速下行分组接入基带数据和/或高速上行 分组接入基带数据和/或多媒体广播组播基带数据。其中所述数字基带测试信号还包括模拟至少两个干扰小区和/或至少两个干扰 业务的测试信号。本发明的有益效果是(1)本发明通过在生成的测试信号中包含随时间变化的信息位来对终端设备进行 测试，使得测试能够扩展到交互过程，提高了测试的覆盖面。(2)本发明在测试信号中包括HSDPA、HSUPA和MBMS，使得测试能够覆盖到3GPP R8 版本，进一步扩大了测试范围。(3)本发明还通过干扰小区和干扰业务，以测试终端设备在非理想状态下的工作 状况。(4)本发明将数字基带测试信号和发射分开实现，使得发射部分可通过简单的硬 件加以实现，降低了成本。
图1为本发明装置一种实施方式的结构示意图；图2为本发明装置一种实施方式发射模块的结构示意图；图3为本发明装置另一种实施方式的结构示意图；图4为本发明方法一种实施方式的流程图；图5为本发明方法一种实施方式的DBB信号形成方框图；图6为本发明方法一种实施方式TD-SCDMA物理信道格式图；图7为本发明方法另一种实施方式的流程图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明TD-SCDMA模拟测试信号的生成装置，其一种具体实施方式
，如图1所示，包 括DBB (Digital Base-Band 数字基带)信号生成模块和发射模块，该DBB信号生成模块用 于生成DBB测试信号，其中包括基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位；发射 模块则用于将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号并发送。一种实施方式中，该DBB信号生成模块可用软件方式实现，其充分拓展软件实现 在整个信号生成系统中的比重，利用软件的灵活处理能力模拟发射机物理层的各种功能， 产生符合TD-SCDMA协议的DBB信号。发射模块可采用硬件进行实现，其与传统的发射机相 比，因DBB信号生成的分离，可通过简化的通用前端射频硬件把基带信号转化为模拟信号， 用于TD-SCDMA终端设备的测试。一种实施方式中，DBB信号生成模块生成的符合TD-SCDMA协议的DBB信号，可以 被看作是一个软件虚拟的TD-SCDMA发射机物理层处理系统，具备基站下行信号和终端设 备上行信号的产生功能。它可以实现3GPP(3rd-Generation Partnership Project 第三 代合作伙伴计划)协议R8版本中规定的全部传统业务、HSDPA、HSUPA和MBMS业务的基 带数据产生功能。对于基于CCTrCH(Coded Composite Transpot Channel 编码复合传输 信道)的常规语音和数据业务，该模块负责完成传输信道前向纠错编码、传输信道组合、 速率匹配、加扰、交织、和物理信道映射的一系列处理过程。可以模拟基站和终端设备交 互过程中的各种随时间变化的信息位，该信息位包括传输块信息、TFCI (Transmit Format Combined Indicator 传输格式组合指示)、SS(Synchronization Signal 同步信号) 和TPC(Transmission Power Control，传输功率控制)。对于更新的HSDPA和HSUPA业 务，该模块除能够执行常规的传输信道和物理信道处理功能外，还能够完善的模拟基站的 AMC (Adaptive Modulation and Coding g) > HARQ (Hybrid Auto Repeat Request 、混合自动重传请求)禾口 16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation : 16正交幅 度调制)高阶调制过程，产生和交互过程对应的控制信道、数据信道和指示信道数据。除了 生成理想的DBB信号之外，该模块还可以模拟多个(两个或两个以上)干扰小区，多个(两 个或两个以上)干扰业务，以及无线传输环境中各种典型的非理想信道对信号的影响。一种实施方式中，发射模块包括ABB(Analog Base-Band 模拟基带)/RF(Radio Frequency 射频)单元、连接DBB信号生成模块和ABB/RF单元的中间单元(又被称作数据 源板)以及FPGA控制单元，如图2所示。FPGA控制单元负责对ABB/RF单元的初始化设置， 包括指定ABB的初始频偏和RF的频点和发射功率。数据源板从DBB信号生成模块以固定的 格式加载基带数据，做好数据发送准备后，在FPGA控制单元的控制下给ABB循环发送固定 帧的四倍率采样的IQ数据。该模块能够接收来自DBB信号生成模块的DBB测试信号，处理 转化为ABB测试信号，并精确地在指定的载频和发射功率上发射射频模拟测试信号。这个 TD-SCDMA模拟测试信号可以通过天线发送空间，也可以直接通过线缆和被测试设备连接。本发明装置的另一种实施方式，如图3所示，DBB信号生成模块包括多个理想DBB 信号生成单元，其生成的理想DBB信号传输到多小区合并单元，经过相对时延和相对功率 衰减后，传输到信道模拟单元以模拟多径衰落和时延，然后再传输到发射模块进行处理后
5发射。在上述实施方式中，传统的测试信号发射机滤波器输出之前的所有物理层处理由 DBB信号生成模块这一软件模块完成，硬件仅需实现RF信号发射；支持3GPP R8协议定义 的所有常规、HSDPA、HSUPA和MBMS业务，能够生成业务的控制信道、数据信道和指示信道的 模拟测试信号；能够动态的模拟基站和终端设备之间的交互过程，产生随时间变化的传输 块和控制位信息；支持多小区、多业务并发情况下的独立参数配置；各种典型无线信道对 理想信号的影响由DBB信号生成模块生成，不需要额外的硬件设备。本发明TD-SCDMA模拟测试信号的生成方法，其一种实施方式，如图4所示，包括步骤402 生成DBB测试信号，该DBB测试信号中包括基站和终端设备交互过程中 的随时间变化的信息位；步骤404 将DBB测试信号转换为ABB测试信号并发送。本发明发法的总体思想是先按照“小区_业务”的层次关系分别配置物理层参数， 再按照时间顺序逐子帧的触发信号生成流程。本发明方法的一种实施方式，基带信号的生成框图如图5所示。本发明方法的一种实施方式，业务的分类原则和配置方法如下根据3GPP协议 中对TD-SCDMA业务定义的时间顺序和业务使用物理信道的特征，把现有TD-SCDMA协议 支持的测试信号分为四个大类传统业务、MBMS、HSDPA和HSUPA业务。这四大类业务又 可以进一步分成11个小类CCTrCH(Coded Composite Transpot Channel 编码复合传输 信道)、PICH(Paging Indicator Channel 寻呼指示信道)、FPACH(Fast PhysicalAccess Channel 快速接入指示信道)、MICH (MBMS Indicator Channel 多媒体多播指示信道)、 HSDSCH(High Speed Physical Downlink SharedChannel 高速物理下行共享信道)、 HSSCCH(Shared Control Channel forHSDSCH =HSDSCH 共享控制信道)、HSSICH(Shared Information Channelfor HSDSCH :HSDSCH 共享信息信道)、EPUCH(EDCH Physical UplinkChannel 增强专用物理上行信道)、ERUCCH(EDCH Random Access UplinkControl Channel :EDCH 随机接入上行控制信道)、EAGCH(EDCH AbsoluteGrant Channel, EDCH 绝对 许可信道)、EHICH(EDCH Hybrid ARQAcknowledgement Indicator Channel，EDCH混合重传 反馈指示信道)。传统业务DBB信号的一大部分，是指3GPP R6协议以前，以CCTrCH作为传输信 道组合形式的各种语音和数据业务，它们被映射在专用和通用的物理信道上(包括DPCH、 PCCPCH、SCCPCH、PUSCH和PDSCH)。这类业务的物理层参数包括各组分TrCH(Transport Channel 传输信道)参数、TF (Transport Format:传输格式)参数和 PhCH(Physical Channel 物理信道)参数。其中各个TrCH的参数(原始传输块信息、传输块大小、传输 块数量、CRC校验比特长度、信道编码方式、速率匹配参数)在其TTI (Transmission Time Interval 发射时间间隔，一般为10ms、20ms、40ms或80ms)内不会变化。而实际使用的 物理信道(时隙、码道、扩频因子)则可能随TF参数的变化而发生改变。根据这部分传 统业务的特点，以一个CCTrCH的TTI (即CCTrCH各组分TrCH中的最大TTI)为基本单 位定义配置参数，包括各组分TrCH参数、TF集合、和对应最大传输块组合时的物理信道 分配。另一方面，CCTrCH映射的物理信道上，可能会携带一些额外信息，包括指示实际使 用TF的TFCI (Transmit Format CombinedIndicator 传输格式组合指示)，用于功控的TPC(Transmission PowerControl 传输功率控制)和用于同步的 SS (Synchronization Signal 同步信号)。这些信息会随时间变化，本实施方式会以子帧(5ms)为周期进行配置， 在每个子帧的开始，会自动调整由这些时变参数变化引起的其它物理层参数的配置。另外还有一些不是基于CCTrCH的业务类型，包括PICH和FPACH，因为它们是对 3GPP R6协议之前定义的常规传统业务的必要辅助，也被划分在传统业务中，一种实施方式 中，会以子帧为单位，配置业务参数。MBMS, HSDPA和HSUPA是在3GPP R6协议之后发展起来的TD-SCDMA技术标准。MBMS业务又包括主业务信道MTCH和指示信道MICH。其中MTCH也是基于CCTrCH 的，其配置方法和上面提到的常规传统业务相同；MICH配置则和传统业务中的PICH的配置 方法类似，在每子帧指定其每个指示使用的码片数量。HSDPA包括基站发送高速下行数据的主业务信道HSDSCH、控制信道HSSCCH和终端 设备给基站的反馈信道HSSICH。一种实施方式中，对三者的配置方法严格遵守TD-SCDMA协 议规定的交互过程=HSDSCH使用由与之关联的HSSCCH给出的物理信道和传输信道配置；而 HSSCCH的内容配置则根据从HSSICH反馈中获得的动态信息，结合AMC和HARQ的技术要求产生。一种实施方式中，对HSUPA配置方法和HSDPA类似，也是严格模拟动态地交互过 程EPUCH根据EAGCH的授权的可用于高速上行传输的物理资源配置相应的主业务信道 EDCH和伴随的控制信道UCCH ；而EHICH把基站接收的情况反馈给终端设备；ERUCCH则只在 最初的接入过程中配置一次。一种实施方式中，TD-SCDMA物理信道采用四层结构，如图6所示，包括系统帧号、 无线帧、子帧和时隙/码道，其中5ms时长的子帧是各类业务配置的最小单位。本实施方式 就是按时间顺序逐子帧触发不同类型业务的信号生成流程，先独立生成各个业务在其TTI 内的基带信号，再依据彼此相对关系抽取各业务信号，汇集成一个完整的子帧数据。一种实施方式中，如图7所示，测试信号的产生流程包括步骤702 流程开始，按照前述的方法对所有存在的业务进行物理层参数的初始 化配置；步骤704:并根据配置参数，计算每个业务的触发时间和单位持续长度(即其 TTI)，形成一张业务配置表；步骤706 之后主线程从零时刻开始，每隔一个子帧的时间(5ms)扫描一遍业务配 置表情况；步骤708 判断是否触发了新业务，是则转步骤710，否则转步骤706 ；步骤710 判断子帧是否结束，是转步骤722，否则转步骤712 ；步骤712 如果在某个子帧开始的时候有一个或多个新业务被触发了，则对应数 量的分线程被启动，每个分线程对应一个业务DBB信号的生成过程；步骤714 各个业务经过相应的传输信道处理过程(包括典型的原始传输块信息 加载、附加CRC、信道编码、码块分割、速率匹配、交织和加扰等)，生成业务的一个TTI内的 物理信道映射后的码道数据；步骤716 在每个子帧结束的时间点上，所有业务分线程被汇总，对应在当前子帧 的各个业务时隙上的数据被提取出来，经过扩频、加扰和midamble码分配。特殊时隙上的数据(下行导频DwPTS或上行导频UpPTS)也在这个时候被加入到子帧的适当位置；步骤718 由各个业务时隙和特殊时隙数据拼接成完整的子帧数据；步骤720 经过上采样和发射机滤波，形成最终的输出DBB测试信号；转步骤710， 主线程继续向前运行，扫描下一个子帧的业务配置，如此循环，直到生成的数据满足所需的 子帧数为止；步骤722:结束。生成基带数据的过程实际上模拟了通常硬件的处理的方法，强调事件表的配置、 触发和更新。在每次生成子帧数据的分线程结束后，都会对相应的业务配置做必要的更新。 对于基于CCTrCH的业务，各组分TrCH的传输格式可能随时间变化，通过传输格式组合指示 (TFCI)的取值变化体现。通过在每个TrCH的TTI边界更新TFCI值，可以模拟这种行为。 同样，对于随时间变化的功控TPC命令和同步SS命令，也可以通过在每个子帧起始点上调 用不同的配置实现。对于HSDPA和HSUPA业务，因为其主业务信道、控制信道和反馈信道存 在交互关联，所以各信道的配置是动态产生的。上述实施方式也可以模拟这种动态交互行 为，比如根据主业务信道的解调结果设定反馈信道的配置，再根据反馈信道联动配置控制 信道，最后根据控制信道内容决定下一次主业务信道的配置。交互过程中存在接收机解调的过程，可以用现有的软件或硬件技术实现。一种实施方式中，模拟实际移动通信环境中存在多个干扰小区和多个干扰业务的 情况，可以为服务小区和每个干扰小区分别设立一条数据生成的主线程，分别产生各小区 的理想DBB数据，最后通过设定干扰小区相对服务小区的功率差和符号时延，对各小区数 据数据进行处理和加权叠加，形成最终的信号。而对于服务小区存在干扰业务，可以先把它 们当作正常业务进行传输信道处理，然后通过调整其占用码道的相对功率实现干扰码道信 号的生成。一种实施方式中，其生成的基带数据里还可以包含非理想无线传输信道对信号的 影响。在每个小区数据生成过程后，可以选择是否让数据通过无线信道和通过怎样的信道。 其内置了 3GPP协议上规定的典型的无线信道的单径、多径迟延和功率衰减校正参数模型， 包括简单的高斯信道、CASEl、CASE2、CASE3、PA3、PB3、VA30、VA120 等，覆盖 TD-SCDMA 各种 典型无线测试环境。理想的DBB数据在经过信道模型参数畸变后，可以模拟经过真实无线 传输环境的接收信号。将基带数据(经过或没有经过信道)转化为指定频点上指定发射功率的射频信 号，用于具体测试。这部分的实现可以采用现有的商用信号源仪器。这些仪器拥有良好的 射频性能，并可以对信号进行添加噪声等简单处理，但大多价格非常昂贵，且功能有限。本 实施方式中，因为噪声、干扰等非理想因素对测试信号的影响可以通过软件模块实现，所以 对硬件发射机部分的要求相对较低。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。
8
权利要求
1.一种TD-SCDMA模拟测试信号的生成方法，其特征在于，包括生成数字基带测试信号，所述数字基带测试信号中包括基站和终端设备交互过程中的 随时间变化的信息位；将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号并发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述基站和终端设备交互过程中的随 时间变化的信息位包括传输块信息、传输格式组合指示、传输功率控制和同步信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中生成所述包括基站和终端设备交互过 程中的随时间变化的信息位的数字基带测试信号包括以子帧为周期配置所述信息位，在 每个子帧的开始，自动调整由所述信息位变化引起的其它物理层参数的配置。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述数字基带测试信号还包括高速下 行分组接入基带数据和/或高速上行分组接入基带数据。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述数字基带测试信号中还包括模拟 基站的自适应调制编码、混合自动重传请求和16正交幅度调制的数据。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述数字基带测试信号还包括多媒体 广播组播基带数据。
7.如权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，其中所述数字基带测试信号还包括 模拟至少两个干扰小区和/或至少两个干扰业务的测试信号。
8.—种TD-SCDMA模拟测试信号的生成装置，其特征在于，包括数字基带数据生成模块 和发射模块，所述数字基带数据生成模块用于生成数字基带测试信号，所述数字基带测试信号中包 括基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位；所述发射模块用于将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号并发送。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，其中所述基站和终端设备交互过程中的随 时间变化的信息位包括传输块信息、传输格式组合指示、传输功率控制和同步信号。
10.如权利要求9述的装置，其特征在于，所述数字基带数据生成模块还用于以子帧为 周期配置所述信息位，在每个子帧的开始，自动调整由所述信息位变化引起的其它物理层 参数的配置。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，其中所述数字基带测试信号还包括高速下 行分组接入基带数据和/或高速上行分组接入基带数据和/或多媒体广播组播基带数据。
12.如权利要求8至11任一所述的装置，其特征在于，其中所述数字基带测试信号还包 括模拟至少两个干扰小区和/或至少两个干扰业务的测试信号。
全文摘要
本发明公开了一种TD-SCDMA模拟测试信号的生成方法，包括生成数字基带测试信号，所述数字基带测试信号中包括基站和终端设备交互过程中的随时间变化的信息位；将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号并发送。本发明还公开了一种TD-SCDMA模拟测试信号的生成装置。本发明通过在生成的测试信号中包含随时间变化的信息位来对终端设备进行测试，使得测试能够扩展到交互过程，提高了测试的覆盖面。
文档编号H04W24/06GK102111798SQ20091023908
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者曾文琪, 李立文, 林峰 申请人:中兴通讯股份有限公司