专利名称：一种3g基站基带与射频单元间接口协议的测试方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种3G基站基带与射频单元间接口 协议的测试方法。
背景技术：
目前，第三代移动通信(3rd Generation，3G)中分布式基站系统架构的应用带来 了 Ir接口(基站基带与射频单元间接口)的开放，其主要优点是基站基带单元(BBU)与 射频单元(RRU)能够灵活组网，不同厂家设备可以相互混合使用，产品性价比在多个厂 家的竞争中不断提高；但Ir接口的开放也有不利的一面，这是因为Ir接口标准协议本身 存在二异性，同时各BBU和RRU厂家对Ir接口标准协议的理解也存在偏差，很难实现互 联互通。目前比较常用的Ir接口标准协议测试方法主要是采用逻辑分析仪、示波器等通 用仪器对电路中的某几个点进行调测，无法多角度多层次分析定位问题，效率低，且不 利于工程现场操作使用。发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方 法，以解决目前利用传统通用仪器对Ir接口标准协议测试存在的不利于问题定位、效率 低、操作不方便等问题。该方法包括以下步骤
(1)对上电后系统中各芯片进行初始化配置；
(2)从上下行光纤链路中恢复出时钟和数据；
(3)根据Ir接口标准协议帧结构提取有效IQ数据(用户数据)和CM数据(控 制管理数据)；
(4)当满足Ir接口标准协议分析条件时，开始连续采集、保存、上传数据，并识 别出上传数据类型；
(5)根据Ir接口标准协议测试集实时分析上传数据；
(6)将分析结果按照用户设置的方式实时显示。
具体地，步骤⑴中，所述初始化配置包括对光接口器件、时钟器件、 FPGA(现场可编程门阵列)器件、CPU(中央处理单元)器件的初始工作状态进行配置。
优选地，步骤O)中的具体实现过程为
上下行光纤首先通过两个独立的激光器进行光电转换后得到两路高速串行信 号，这两路高速的串行信号含有丰富的时钟信息和按照Ir接口标准协议传输的数据，利 用一个双通道SERDES (串/并转换器件，同时带时钟恢复功能)器件从两路高速串行信 号中分别自动恢复出时钟和数据。
优选地，所述双通道SERDES可以是一个独立的器件，也可以是FPGA内部的一个功能单元，所述恢复时钟和数据的具体实现过程为
优选地，所述自动恢复包括光纤线路速率自动适配和根据适配后的状态指示4提取出光纤线路时钟，输出时钟A、时钟B，和一个高性能的时钟C，其中时钟C作为 FPGA、外部RAM (存储器)的工作时钟，以使系统工作更加稳定可靠。
首先从两路高速串行信号中分别自动恢复出时钟A和时钟B，假定所述时钟A对 应上行光纤，所述时钟B对应下行光纤；
利用时钟A将上行光纤链路的高速串行信号进行串/并转换和8B/10B译码，得 到一个宽度为8比特的并行数据Dl和一个宽度为1比特的K码标志信号Kl ；
利用时钟B将下行光纤链路的高速串行信号进行串/并转换和8B/10B译码，得 到一个宽度为8比特的并行数据D2和一个宽度为1比特的K码标志信号K2。
优选地，步骤(3)中的具体实现过程为
根据步骤( 发送来的K码标志信号Kl和K2，分别提取出上行链路和下行链 路的帧同步信号，上行链路对应所述上行光纤，下行链路对应所述下行光纤；
根据帧同步信号，按照Ir接口协议规定的有效IQ数据和CM数据的摆放位置， 依次从8比特宽度的并行数据中提取出有效IQ数据和CM数据。当光纤信号中没有传输 有效IQ数据或CM数据时，将输出信号设置为0。
优选地，步骤中所述满足Ir接口标准协议分析条件包括下述任一项或多 项
在系统启动完成后进入帧同步状态时触发连续采集、保存、上传数据；
当收到上层发送的Ir接口标准协议分析命令时触发连续采集、保存、上传数 据；
当检测到某个关键字时触发连续采集、保存、上传数据。
优选地，步骤中所述开始连续采集、保存、上传数据，并识别出上传数据 类型的具体过程为
CPU根据上层配置的命令标识出上传数据类型，上传数据类型包括上传有效 IQ数据和上传CM数据。
优选地，如果所述上传数据类型为上传有效IQ数据，则连续采集多帧有效IQ数 据(具体以外部存储器容量而定)，保存完成后再通过与CPU的数据总线将所述的有效 IQ数据分时发送给CPU，由CPU再转存到计算机系统的存储空间，转存完成后，CPU通 知计算机系统上传数据完成。
优选地，如果所述上传数据类型为上传CM数据，则实时采集有效CM数据，缓 存到内部存储器，当缓存完一帧有效CM数据后，向CPU发送中断响应信号以请求读取 数据，CPU将读取的数据再转存到计算机系统的存储空间，转存完成后，CPU通知计算 机系统上传数据完成。
优选地，步骤(5)中的具体实现过程为
计算机系统收到上传数据后，若为有效IQ数据，则进行解调分析，根据解调结 果评估有效IQ数据性能指标；若为CM数据，则根据Ir接口标准协议测试集层层分析， 根据分析结果评估CM数据性能指标。
优选地，所述有效IQ数据性能指标包括EVM(幅度矢量误差)、ICS(带内选 择性)、ASC (邻道选择性)、上行灵敏度等。
优选地，所述CM数据性能指标包括Ir接口标准协议消息的完整性、Ir接口标5准协议流程的一致性、Ir接口物理层控制字的有效性等。
优选地，步骤(6)中的具体实现过程为
将所述数据分析结果根据用户设置以多种方式实时显示出来，所述多种方式包 括解码树条目形式、流程图形式、时间流水形式、消息交互形式、图形形式等，以方 便用户快速定位问题。
本发明的优点由上述公开的技术方案可知，依照本发明的3G基站基带与射 频单元间接口协议分析方法，能够自动全面地测试Ir接口协议，并能够根据计算机系统 配置，从多个层面多种角度分析Ir接口数据的完整性、一致性，有效提高了问题定位效率。
图1为3G基站基带与射频单元间接口协议测试系统的示意图。
图2为本发明所述一种3G基站基带与射频单元间接口协议测试方法的流程图。
图3为本发明所述的自动恢复时钟示意图。
图4为本发明所述的步骤S13根据Ir接口标准协议帧结构提取IQ和CM数据示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的3G基站基带与射频单元间接口协议测试系统包括光电转 换部分、Ir接口数据提取部分、数据分离部分、数据处理部分。
上行光纤和下行光纤为BBU与RRU之间的光接口链路，它们均连接到激光器模 块101，激光器模块101经串/并转换模块104与8B/10B译码模块105连接，译码模块 105的输出与Ir接口数据提取模块106连接，Ir接口数据提取模块106的输出分别与IQ 数据缓存模块107和CM数据缓存模块108连接，IQ数据缓存模块107和CM数据缓存 模块108的输出同时与数据发送模块109的两个输入端连接，数据发送模块109的输出与 CPU模块110连接，CPU模块110与计算机系统111连接，CPU模块110还与Ir接口数 据提取模块106和数据发送模块109连接。
所述的激光器模块101还与光线路时钟恢复模块102连接，光线路时钟恢复模 块102与时钟去抖模块103连接，时钟去抖模块103的输出同时与串/并转换模块104、 8B/10B译码模块105、Ir接口数据提取模块106连接。
本发明的核心是采用一个通用的硬件平台对Ir接口数据进行提取，然后利用计 算机软件对提取的数据进行实时测试方法的实现。其中所述数据提取主要是由FPGA和 CPU实现的，这样作的好处是具有很强的灵活性和实时性，既可以适应Ir接口标准协议 的发展和完善，也能够适用于3G/B3G/4G移动通信各种系统，包括TD_SCDMA(时分复 用同步码分多址)系统、WCDMA(宽带码分多址)系统、TD-LTE (时分长期演进)系统 等。所述数据实时分析是在计算机系统上实现的，这样做的好处是能够利用计算机系统 强大的数据库处理能力，以及快速的处理速度，更全面更快地分析Ir接口标准协议，并 能够实时显示分析结果。另外，本发明所述技术方案可以同时应用于在时分双工(TDD) 和频分双工(FDD)的工作方式下对Ir接口标准协议的分析。
下面结合附图对本发明做详细的说明。
本发明一种3G基站基带与射频单元间接口协议测试方法的流程图详见图2，所 述方法包括步骤
步骤Sll 对上电后系统中各芯片进行初始化配置；
步骤S12 从上下行光纤链路中恢复出时钟和数据；
步骤S13 根据Ir接口标准协议帧结构提取有效IQ数据(用户数据)和CM数 据(控制管理数据)；
步骤S14:当满足Ir接口标准协议分析条件时，开始连续采集、保存、上传数 据，并识别出上传数据类型；
步骤S15 根据Ir接口标准协议测试集实时分析上传数据；
步骤S16 将分析结果按照用户设置的方式实时显示。
在步骤Sll中所述初始化配置包括对光接口器件、时钟器件、FPGA器件、 CPU器件的初始工作状态进行配置。
在步骤S12中，上下行光纤首先通过两个独立的激光器进行光电转换后得到两 路高速串行信号，这两路高速的串行信号含有丰富的时钟信息和按照Ir接口标准协议传 输的数据，利用一个双通道SERDES (串/并转换器件，同时带时钟恢复功能)器件从两 路高速串行信号中分别自动恢复出时钟和数据。
请参阅图3，为本发明所述的自动恢复时钟示意图。自动恢复时钟具体包括以下 步骤
步骤S21 CPU设置一个初始速率1 ；
步骤幻2: CPU读取锁相环PLLl状态，判断是否锁定，若锁定则跳转到步骤 S25，若没有锁定则执行步骤S23 ；
步骤S23 CPU设置一个初始速率η ；
步骤幻4: CPU读取锁相环PLLl状态，判断是否锁定，若锁定则跳转到步骤 S25，若没有锁定则跳转到开始设置状态，即执行步骤S21，重新循环执行；
步骤幻5 速率适配完成，提取出光线路时钟。
在光线路时钟恢复后，得到所述时钟A和时钟B。为了给FPGA、外部RAM等 器件提供稳定的工作时钟，从而提高系统的可靠性，还需要从时钟A和时钟B中选择一 路作为参考产生一个高性能的时钟C。
具体是CPU首先设置从上行光纤还是下行光纤得到时钟C，由于下行光纤信号 来自BBU，而上行光纤信号来自RRU，而BBU的时钟要好于RRU，因此通常选择时钟 B(对应下行光纤)作为参考信号，通过另一个锁相环PLL2将所述时钟B进行去抖，产生 一个相位噪声较小、频率较稳定的高性能时钟C。所述锁相环PLL2可以是所述SERDES 内部的一个单元，也可以是一个独立的器件。
图4为本发明所述的步骤S13根据Ir接口标准协议帧结构提取IQ和CM数据示 意图
步骤S31 K码标志信号及数据输入；
步骤S32 K码标志信号连续检测，判断K码标志信号是否正常；
步骤S33 提取出上行链路和下行链路的帧同步信号；
步骤S34:以此帧同步信号为时间基准，按照Ir接口协议规定判断IQ数据和CM 数据的有效性；
步骤S35 依次从8比特宽度的并行数据中提取出有效IQ数据和CM数据；当 光纤信号中没有传输有效IQ数据和CM数据时，将输出信号设置为0。
在步骤S13中，根据步骤S12输出的K码标志信号Kl和K2，分别提取出上行 链路和下行链路的帧同步信号，以此帧同步信号为时间基准，按照Ir接口协议规定的有 效IQ数据和CM数据的摆放位置，依次从8比特宽度的并行数据中提取出有效的有效IQ 数据和CM数据。当光纤信号中没有传输有效IQ数据或CM数据时，将输出信号设置为 O0
在步骤S14中，当满足Ir接口标准协议分析条件时，比如在系统启动完成后， FPGA通过连续检测多个K码标志，确认正常后进入帧同步状态，并将同步状态上报给 CPU,由CPU触发连续采集、保存、上传数据；用户触发协议分析，即用户通过计算 机系统启动协议分析流程，计算机系统将该命令发送给CPU，由CPU触发连续采集、 保存、上传数据；关键字触发协议分析，即用户通过计算机系统设置希望在捕捉到某个 数据后启动协议分析流程，所述关键字通过计算机系统配置给CPU，由CPU再发送给 FPGA, FPGA实时检测Ir接口标准协议提出后的数据，一旦匹配到关键字就立即向CPU 发送中断请求信号，由CPU触发连续采集、保存、上传数据。CPU根据上层配置的命令 标识出上传数据类型，上传数据类型包括上传有效IQ数据和上传CM数据，CPU将上 传数据类型标志同时发送给FPGA。
在上传数据时，如果所述上传数据类型为上传IQ数据，则连续采集多帧IQ数据 (具体以外部存储器容量而定)，保存完成后再通过与CPU的数据总线将所述的IQ数据 分时发送给CPU，由CPU再转存到计算机系统的存储空间，转存完成后，CPU通知计算 机系统上传数据完成。
在上传数据时，如果所述上传数据类型为上传CM数据，则实时采集有效CM数 据，缓存到内部存储器，当缓存完一帧有效CM数据后，向CPU发送中断响应信号以请 求读取数据，CPU将读取的数据再转存到计算机系统的存储空间，转存完成后，CPU通 知计算机系统上传数据完成。
在步骤S15中，计算机系统收到上传数据后，若为有效IQ数据，则进行解调分 析，根据解调结果评估有效IQ数据性能指标；若为CM数据，则根据Ir接口标准协议测 试集层层分析，根据分析结果评估CM数据性能指标。所述有效IQ数据性能指标包括 EVM(幅度矢量误差)、ICS(带内选择性)、ASC(邻道选择性)、上行灵敏度等。所述 CM数据性能指标包括Ir接口标准协议消息的完整性、Ir接口标准协议流程的一致性、 Ir接口物理层控制字的有效性等。
在步骤S16中，将所述数据分析结果根据用户设置以多种方式实时显示出来， 所述多种方式包括解码树条目形式、流程图形式、时间流水形式、消息交互形式、图 形形式等，以方便用户快速定位问题。
综上所述，依照本发明的一种3G基站基带与射频单元间接口协议测试方法，能 够自动全面地测试Ir接口协议，并能够根据计算机系统配置，从多个层面多种角度分析Ir 接口数据的完整性、一致性，有效提高了问题定位效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，包括以下步骤(1)对上电后系统中各芯片进行初始化配置；(2)从上下行光纤链路中恢复出时钟和数据；(3)根据Ir接口标准协议帧结构提取有效IQ数据和CM数据；(4)当满足Ir接口标准协议分析条件时，开始连续采集、保存、上传数据，并识别出 上传数据类型；(5)根据Ir接口标准协议测试集实时分析上传数据；(6)将分析结果按照用户设置的方式实时显示。
2.根据权利要求1所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特征在 于所述步骤(2)中的具体实现过程为上下行光纤首先通过两个独立的激光器进行光电转换后得到两路高速串行信号，这 两路高速的串行信号含有时钟信息和按照Ir接口标准协议传输的数，利用一个带时钟恢 复功能的双通道串/并转换器件SERDES从两路高速串行信号中分别自动恢复时钟和数 据。
3.根据权利要求2所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特征在 于所述的自动恢复包括光纤线路速率自动适配和根据适配后的状态指示提取出光纤线 路时钟，所述自动恢复时钟和数据的具体实现过程为首先从两路高速串行信号中分别自动恢复出时钟A、时钟B和一个高性能的时钟C， 其中时钟C作为FPGA、外部存储器RAM的工作时钟；假定所述时钟A对应上行光纤， 所述时钟B对应下行光纤利用时钟A将上行光纤链路的高速串行信号进行串/并转换和8B/10B译码，得到一 个宽度为8比特的并行数据Dl和一个宽度为1比特的K码标志信号Kl ；利用时钟B将下行光纤链路的高速串行信号进行串/并转换和8B/10B译码，得到一 个宽度为8比特的并行数据D2和一个宽度为1比特的K码标志信号K2。
4.根据权利要求1或3所述3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特征 在于步骤(3)中的具体实现过程为根据K码标志信号分别提取出上行链路和下行链路的帧同步信号，以此帧同步信号 为时间基准，按照Ir接口协议规定的有效IQ数据和CM数据的摆放位置，依次从8比特 宽度的并行数据中提取出有效IQ数据和CM数据；当光纤信号中没有传输有效IQ数据 和CM数据时，将输出信号设置为0。
5.根据权利要求1所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特征在 于步骤(4)中所述满足Ir接口标准协议分析条件包括下述任一项或多项在系统启动完成后，进入帧同步状态时，触发连续采集、保存、上传数据；当收到上层发送的Ir接口标准协议分析命令时，触发连续采集、保存、上传数据；当检测到某个关键字时，触发连续采集、保存、上传数据。
6.根据权利要求1所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特征在 于步骤(5)中的具体实现过程为计算机系统收到上传数据后，若为有效用户数据IQ，则进行解调分析，根据解调结 果评估有效IQ数据的性能指标；若为CM数据，则根据Ir接口标准协议测试集层层分析，根据分析结果评估CM数据的性能指标。
7.根据权利要求1或2所述3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特征 在于如果所述上传数据类型为有效IQ数据时，则连续采集多帧有效IQ数据，保存完成 后再通过与CPU的数据总线将所述的有效IQ数据分时发送给CPU，CPU根据上层配置 的命令标识出上传数据类型，由CPU再转存到计算机系统的存储空间转存完成后，CPU 通知计算机系统上传数据完成。
8.根据权利要求1或2所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特 征在于如果所述上传数据类型为CM数据时，则实时采集CM数据，缓存到内部存储 器，当缓存完一帧CM数据后，向CPU发送中断响应信号以请求读取数据，CPU根据 上层配置的命令标识出上传数据类型，CPU将读取的数据再转存到计算机系统的存储空 间，转存完成后，CPU通知计算机系统上传数据完成。
9.根据权利要求1或6所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特 征在于所述CM数据的性能指标包括Ir接口标准协议消息的完整性、Ir接口标准协议 流程的一致性、Ir接口物理层控制字的有效性；所述有效IQ数据的性能指标包括幅度 矢量误差EVM、带内选择性ICS、邻道选择性ASC及上行灵敏度。
10.根据权利要求1或2所述的3G基站基带与射频单元间接口协议的测试方法，其特 征在于步骤(6)中将所述数据分析结果根据用户设置，以多种方式实时显示出来，所 述多种方式包括解码树条目形式、流程图形式、时间流水形式、消息交互形式、图形 形式，以方便用户快速定位问题。
全文摘要
本发明涉及一种3G基站基带与射频单元间接口协议测试方法，该方法包括(1)对上电后系统中各芯片进行初始化配置；(2)从上下行光纤链路两个独立的激光器进行光电转换后得到两路高速串行信号中恢复出时钟和数据；(3)根据Ir接口标准协议帧结构提取有效IQ数据(用户数据)和CM数据(控制管理数据)；(4)当满足Ir接口标准协议分析条件时，开始连续采集、保存、上传数据，并识别出上传数据类型；(5)根据Ir接口标准协议测试集实时分析上传数据。(6)将分析结果按照用户设置的方式实时显示。本发明能够自动全面地测试Ir接口协议，并能够根据计算机系统配置，从多个层面多种角度分析Ir接口数据的完整性、一致性，有效提高了问题定位效率。
文档编号H04W24/00GK102026223SQ201010246019
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者程莉, 金平, 金鑫 申请人:武汉易思达科技有限公司