一种硬仿真设备的定标方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域的无线仿真领域，尤其涉及一种硬仿真设备的定标方法及装置。

背景技术：
无线通信系统中，无线仿真领域，特别是对信道进行实时仿真的硬仿真设备，需要对射频信号进行定标，定标的含义是，硬仿真设备(iNES)发送的最大的基带信号，应该对应多大的射频信号，只有对硬仿真器件的射频部分进行准确定标，才能使硬仿真设备准确的工作。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种硬仿真设备的定标方法及装置，使得硬仿真设备的基带信号和射频信号能够准确对应，确保硬仿真设备正常工作。为解决上述技术问题，本发明的一种硬仿真设备的定标方法，包括：在硬仿真设备的下行和上行射频通道中均设置衰减器；确定在下行和上行传送中，基带信号与射频信号之间的功率关系，根据所述功率关系计算所述下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；将所述应设衰减值配置给所述硬仿真设备的下行和上行射频通道中设置的衰减器。进一步地，确定在下行和上行传送中，基带信号与射频信号之间的功率关系，包括：在下行传送中，确定基站输出的射频信号的最大功率以及与基站连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分输出的基带信号的功率以及与用户设备连接的射频部分输出给用户设备的射频信号的功率。进一步地，根据所述功率关系计算所述下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值，包括：在下行传送中，根据基站输出的射频信号的最大功率、与基站连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数转换的固定差值以及与基站连接的射频部分的内部放大值，确定与基站连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分输出的基带信号的功率、与用户设备连接的射频部分输出给用户设备的射频信号的功率和数模转换的固定差值，确定与用户设备连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。进一步地，所述确定在下行和上行传送中，基带信号与射频信号之间的功率关系，包括：在上行传送中，确定用户设备输出的射频信号的最大功率以及与用户设备连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分输出的基带信号的功率以及与基站连接的射频部分输出给基站的射频信号的功率。进一步地，根据所述功率关系计算所述下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值，包括：在上行传送中，根据用户设备输出的射频信号的最大功率、与用户设备连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数转换的固定差值以及与用户设备连接的射频部分的内部放大值，确定与用户设备连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分输出的基带信号的功率、与基站连接的射频部分输出给基站的射频信号的功率和数模转换的固定差值，确定与基站连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。进一步地，所述硬仿真设备的下行射频通道包括与基站连接的射频部分的下行射频通道以及与用户设备连接的射频部分的下行射频通道，在所述与基站连接的射频部分的下行射频通道以及与用户设备连接的射频部分的下行射频通道中均设置衰减器；所述硬仿真设备的上行射频通道包括与用户设备连接的射频部分的上行射频通道以及与基站连接的射频部分的上行射频通道，在所述与用户设备连接的射频部分的上行射频通道以及与基站连接的射频部分的上行射频通道中均设置衰减器。进一步地，将计算得到的所述应设衰减值配置到所述硬仿真设备射频部分的下行和上行射频通道中设置的衰减器中，包括：通过通用公共无线电接口(CPRI)控制字将所述应设衰减值配置给所述硬仿真设备射频部分的下行和上行射频通道中设置的衰减器。进一步地，一种硬仿真设备的定标装置，包括：基带部分和射频部分，在所述射频部分的下行和上行射频通道中均设置衰减器，其中：所述基带部分，用于确定在下行和上行传送中，基带信号与射频信号之间的功率关系，根据所述功率关系计算所述下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值，将所述应设衰减值配置给下行和上行射频通道中设置的衰减器；所述衰减器，用于根据所述基带部分配置的应设衰减值对输入到所述衰减器的信号进行功率衰减。进一步地，所述基带部分包括：功率确定单元，其中：所述功率确定单元，用于在下行传送中，确定基站输出的射频信号的最大功率以及与基站连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分输出的基带信号的功率以及与用户设备连接的射频部分输出给用户设备的射频信号的功率。进一步地，所述基带部分还包括：衰减值确定单元，其中：所述衰减值确定单元，用于在下行传送中，根据基站输出的射频信号的最大功率、与基站连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数转换的固定差值以及与基站连接的射频部分的内部放大值，确定与基站连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分输出的基带信号的功率、与用户设备连接的射频部分输出给用户设备的射频信号的功率和数模转换的固定差值，确定与用户设备连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。进一步地，所述基带部分包括：功率确定单元，其中：所述功率确定单元，用于在上行传送中，确定用户设备输出的射频信号的最大功率以及与用户设备连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分输出的基带信号的功率以及与基站连接的射频部分输出给基站的射频信号的功率。进一步地，所述基带部分还包括：衰减值确定单元，其中：所述衰减值确定单元，用于在上行传送中，根据用户设备输出的射频信号的最大功率、与用户设备连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数转换的固定差值以及与用户设备连接的射频部分的内部放大值，确定与用户设备连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分输出的基带信号的功率、与基站连接的射频部分输出给基站的射频信号的功率和数模转换的固定差值，确定与基站连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。进一步地，所述基带部分包括衰减值传送单元，其中：所述衰减值传送单元，用于通过公共无线电接口(CPRI)控制字将所述应设衰减值配置给下行和上行射频通道中设置的衰减器。综上所述，本发明能够使硬仿真设备的基带信号和射频信号能够准确对应，确保硬仿真设备正常工作。附图说明图1是本发明的硬仿真设备的定标方法的流程图；图2是本发明的硬仿真设备的使用示意图；图3～4是本发明的硬仿真设备的射频部分的框图；图5～6是本发明的定标值计算的示意图；图7～8是本发明中衰减器的衰减值的计算示意图；图9是本发明中的基带部分的架构图。具体实施方式如图1所示，为确保硬仿真设备正常工作，本实施方式提出了一种硬仿真设备的定标方法，包括：步骤101：在硬仿真设备射频部分的下行和上行射频通道上均增加数控衰减器；步骤102：根据硬仿真的要求，确定下行和上行的基带信号和射频信号之间的功率关系，根据该功率关系计算下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；确定下行和上行的基带信号和射频信号之间的功率关系包括：在下行传送中，确定基站输出给与基站连接的射频部分的射频信号的最大功率以及基站输出的射频信号经过与基站连接的射频部分转换后输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分完成无线信道的仿真后输出给与用户设备连接的射频部分的基带信号的功率以及基带部分输出的基带信号经过与用户设备连接的射频部分转换后输出给用户设备的射频信号的功率。在上行传送中，确定用户设备输出给与用户设备连接的射频部分的射频信号的最大功率以及用户设备输出的射频信号经过与用户设备连接的射频部分转换后输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分完成无线信道的仿真后输出给与基站连接的射频部分的基带信号的功率以及该基带部分输出的基带信号经过与基站连接的射频部分转换后输出给基站的射频信号的功率。根据功率关系计算下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值，包括：在下行传送中，根据基站输出的射频信号的最大功率、与基站连接的射频部分转换后输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数(AD)转换的固定差值以及与基站连接的射频部分的内部放大值，确定与基站连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分完成无线信道的仿真后输出给与用户设备连接的射频部分的基带信号的功率、与用户设备连接的射频部分转换后输出给用户设备的射频信号的功率和数模(DA)转换的固定差值，确定与用户设备连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。在上行传送中，根据用户设备输出给与用户设备连接的射频部分的射频信号的最大功率、与用户设备连接的射频部分将射频信号转换后输出给基带部分的基带信号的最大功率、AD转换的固定差值以及与用户设备连接的射频部分的内部放大值，确定与用户设备连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分完成无线信道的仿真后输出给基站连接的射频部分的基带信号的功率、与基站连接的射频部分转换后输出给基站的射频信号的功率和DA转换的固定差值，确定与基站连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。步骤103：根据计算得到的衰减器的应设衰减值，通过控制字调整硬仿真设备射频部分的数控衰减器的衰减值，使得硬仿真设备可以准确定标。本实施方式中通过公共无线电接口(CPRI)控制字将应设衰减值配置给硬仿真设备射频部分，射频部分根据控制字设置内置衰减器的衰减值，完成定标。如图2所示为硬仿真设备的使用示意图，如图所示硬仿真设备(iNES)包括：射频部分和基带部分，iNES的射频部分称作iRU，当区分是连接eNB(基站)的iRU还是连接UE(用户设备)的iRU时，将连接eNB的iRU称为iRUL，将连接UE的iRU称为iRUR。iNES的基带部分就称作iNES。iRU进行射频信号和基带信号的转换，接收时将eNB或UE传过来的射频信号转换成基带信号传送给iNES处理，由iNES完成无线信道的仿真处理；发送时将iNES传送过来的基带信号转换成射频信号传送给eNB或UE。iRU通过射频电缆与eNB或UE相连，通过光纤与iNES相连。如图3和图4所示为硬仿真设备射频部分的框图，iNES的射频部分在射频输入方向，对于FDD(频分复用)在双工器之后，输入和输出的信号分成两路，对于TDD(时分复用)在环形器之后，输入和输出信号分成两路，在双工器(环形器)之后，需要在输入和输出两个方向都加上衰减器，可以是手动调节的衰减器，也可以是数控衰减器，衰减器的应设衰减值，由iNES的基带部分通过光纤传送给射频部分，射频部分获得该值后，实时控制衰减器的衰减值。如图5和图6所示，为定标值计算的示意图，包括下行定标和上行定标。对于下行定标，确定信号出天线口后，至少衰减80DB的固定衰减值，80DB的固定衰减由定标实现，即eNB输出给iRUL的射频信号的功率和iRUR的输出给用户设备的设备信号的功率固定差80db，eNB输出的最大功率的射频信号，经过iRUL转换成基带信号时，要转换成iNES的最大功率的基带信号，对于OFDM调制信号，考虑到峰均，设定为-13dbfs。在该图中，假定要仿真的eNB输出的最大功率为46dbm，则经过iNES硬仿真设备的iRUL后，其应该转换为的最大功率为-13dbfs的基带信号，即输入iNES的基带信号为-13dbfs，假定iNES信号，不做衰减，则iNES输出的基带信号功率为-13dbfs，经过iRUR输出的射频信号，比46dbm少80db，即为-34dbm。对于上行定标，确定信号出天线口后，至少衰减80DB，80DB的固定衰减由定标实现，即UE输入给iRUR的射频信号的功率和iRUL输出给基站的功率固定差80db，UE输出的最大功率的射频信号，经过iRUR转换成基带信号时，要转换成iNES的最大功率的基带信号，对于OFDM调制信号，考虑到峰均，设定为-13dbfs。在该图中，假定要仿真的UE最大输出功率为23dbm，则经过iNES硬仿真设备的iRUR后，应该转换的基带数据的最大功率为-13dbfs，即输入iNES的基带信号为-13dbfs，假定iNES信号，不做衰减，则iNES输出的基带信号功率为-13dbfs，经过iRUL输出的射频信号，比23dbm少80db，即为-57dbm。如图7和图8所示，为衰减器的应设衰减值的计算示意图，包括：对于下行定标，下行射频通道包括iRUL的下行射频通道(图7中iRUL的上半部分)和iRUR的下行射频通道(图8中iRUR的下半部分)，在iRUL侧需调制射频输入的衰减器，eNB输出的射频信号的最大功率为46dbm，转换为基带信号，数字信号功率为-13dbfs，在AD转换时，模拟和数字之间有固定为5的AD转换的固定差值，则到AD前的模拟信号为-8dbm，在数控衰减器之后，iRU内部会有37db的内部放大值，故数控衰减器之后的功率为-45dbm，而数控衰减器之前的功率为46dbm，故射频输入部分的衰减器的衰减值为-91db。在iRUR侧需调整射频输出的衰减器，iRUR输出给用户设备的功率为-34dbm，输入iRUR的基带信号数字功率为-13dbfs，在DA转换时，模拟和数字之间有固定为5的DA转换的固定差值，则到DA后的模拟信号为-8dbm，即在数控衰减器之前功率为-8dbm，在数控衰减器之后的功率为-34dbm，则输出部分的衰减器的衰减值为-26db。对于上行定标，上行射频通道包括iRUR的上行射频通道(图8中iRUR的上半部分)和iRUL的上行射频通道(图7中iRUL的下半部分)，在iRUR侧需调制射频输入的衰减器，UE输出的射频信号的最大功率为23dbm，转换为基带信号，基带信号的功率为-13dbfs，在AD转换时，模拟和数字之间有固定为5的AD转换的固定差值，则到AD前的模拟信号为-8dbm，在数控衰减器之后，iRU内部会有37db的内部放大值，故数控衰减器之后的功率为-45dbm，而数控衰减器之前的功率为23dbm，故射频输入部分的衰减器的衰减值为-68db。在iRUL侧需调整射频输出的衰减器，iRUL输出给基站的射频信号的功率为-57dbm，输入iRUL的基带信号的功率为-13dbfs，在DA转换时，模拟和数字之间有固定为5的DA转换的固定差值，则到DA后的模拟信号为-8dbm，即在数控衰减器之前功率为-8dbm，在数控衰减器之后的功率为-57dbm，则输出部分的衰减器的衰减值为-49db。iNES和iRU之间的接口，从标准的IR接口改造而成，其物理层和链路层，遵守标准的CPRI帧结构，在标准的IR接口的物理层控制字的保留位中，加上了表示衰减器衰减值的控制字，在该实施例中，该控制字由Z.17.0-Z.17.3和Z.81.0-Z.81.3两个区域，共8个字节表示。在iNES侧，根据衰减器需要衰减的值，和数控衰减器的配置规则，计算出控制衰减器衰减的控制字，在iRU侧FPGA(现场可编程门阵列)对控制字进行提取和校验，解析出来的控制字并透传给数控衰减器进行衰减值调整，以实现衰减值的实时调整。本实施方式还提供了一种硬仿真设备的定标装置，包括：基带部分和射频部分，在射频部分的下行和上行射频通道中均设置衰减器，其中：基带部分，用于确定在下行和上行传送中，基带信号与射频信号之间的功率关系，根据功率关系计算下行和上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值，将应设衰减值配置给下行和上行射频通道中设置的衰减器；衰减器，用于根据基带部分配置的应设衰减值对输入到衰减器的信号进行功率衰减。如图9所示，基带部分包括：功率确定单元、衰减值确定单元，其中：功率确定单元，用于在下行传送中，确定基站输出的射频信号的最大功率以及与基站连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分输出的基带信号的功率以及与用户设备连接的射频部分输出给用户设备的射频信号的功率。衰减值确定单元，用于在下行传送中，根据基站输出的射频信号的最大功率、与基站连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数转换的固定差值以及与基站连接的射频部分的内部放大值，确定与基站连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分输出的基带信号的功率、与用户设备连接的射频部分输出给用户设备的射频信号的功率和数模转换的固定差值，确定与用户设备连接的射频部分的下行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。功率确定单元，还用于在上行传送中，确定用户设备输出的射频信号的最大功率以及与用户设备连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率；并且，确定基带部分输出的基带信号的功率以及与基站连接的射频部分输出给基站的射频信号的功率。衰减值确定单元，还用于在上行传送中，根据用户设备输出的射频信号的最大功率、与用户设备连接的射频部分输出给基带部分的基带信号的最大功率、模数转换的固定差值以及与用户设备连接的射频部分的内部放大值，确定与用户设备连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值；并且，根据基带部分输出的基带信号的功率、与基站连接的射频部分输出给基站的射频信号的功率和数模转换的固定差值，确定与基站连接的射频部分的上行射频通道中设置的衰减器的应设衰减值。基带部分还包括衰减值传送单元，用于通过CPRI控制字将应设衰减值配置给下行和上行射频通道中设置的衰减器。本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。