实现lte空口数据分析的云计算系统的制作方法_3

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AS信令子层、及IP数据层。
[0026]LTE上行接收机解调输出的内容主要包括:LTE终端的类别、用户识别信息、随机接入、功控、小区重选、BLER、RB占用、MCS、调度情况、切换过程、HARQ、以及上行吞吐量等控制信息;MAC、RLC、PDCP的L2头信息;RRC、NAS完整信令;IP包及业务数据。
[0027]LTE下行接收机对LTE下行的L1、L2和L3进行解调。其中,LI是物理层(PhysicalLayer),主要包括PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCH、PDSCH等信道,分别处理LTE下行同步与小区搜索、下行信令控制和下行数据共享传输;L2是媒体接入控制层,主要包括MAC、RLC和HXP各子层;L3是业务层,主要包括RRC、NAS信令子层、及IP数据层。
[0028]LTE下行接收机解调输出的内容主要包括:小区ID、工作模式、工作频率、带宽、特殊子帧类型等网络信息;RSS1、RSRP, RSRQ, SINR等服务小区信息;邻小区信息;CQ1、PM1、R1、ACK、NACK, BLER、ΜΙΜΟ, RB 占用、DC1、MCS、HARQ,以及下行吞吐量等控制信息;RRC、NAS完整信令;IP包及业务数据。
[0029]具体的,可以通过软硬件结合的方式实现LTE上行接收机和LTE下行接收机的功會K。
[0030]由于LTE网络提供上行50Mbps、下行10Mbps的峰值速率,网络时延低,要求控制面延迟小于100ms,用户面延迟小于5ms ;在解调过程中不但要进行包括矩阵求逆、Turbo译码在内精准复杂的算法计算,也需要及时完成控制面消息的解析与上下行之间的交互控制。因此,在具体实现中通常使用FPGA (现场可编程门阵列,Field Programmable GateArray)和/或DSP (数字信号处理器)器件,通过编程实现LI (物理层)的解调,或者部分L2功能的解调;而在ARM或PowerPC架构的CPU上实现部分或全部L2功能、及L3的解调。为提高运算处理能力,一般使用多核ARM或多核PowerPC,采用多个CPU核共同分担大量解调任务的方式。此外,为满足L2及L3处理时延低的要求,必须在ARM或PowerPC上运行嵌入式实时操作系统,不仅要保证对CPU外部、来自FPGA和/或DSP的中断的及时响应,而且在多个CPU核之间协作时确保进行有效的任务调度。目前市场上FPGA的供应商主要是美国的 Xilinx 与 Altera,Xilinx 的 Virtex 系列、Altera 的 Stratix 系列 FPGA 都可以满足LTE上行或下行LI解调的运算需求;DSP的供应商主要是美国的德州仪器(TI)和飞思卡尔(Freescale),两家厂商也都有各自商用的多核DSP产品。此外,多核PowerPC在移动通信行业使用多年,是LTE基站产品的常用器件;而多核ARM由于功耗低、可扩展性强等特点,也开始逐步在LTE研发领域得到广泛使用。嵌入式实时操作系统供应商包括美国WindRiver和瑞典ENEA公司,WindRiver的VxWorks、ENEA公司的OSE嵌入式实时操作系统,一直是行业内最好的产品;除VxWorks和OSE之外,嵌入式Linux也是一种选择。
[0031]LTE空口解调模块中的控制模块,主要功能是通过通信模块接收用户通过云计算平台发送过来的控制指令,控制射频模块选择LTE的工作频段;设定LTE空口测量装置的工作模式,使工作在扫频模式、监控模式等状态,并根据工作模式产生相应的LTE上下行时序,分别控制LTE上行接收机和LTE下行接收机完成L1、L2和L3的解调。在具体现实时,射频控制一般由FPGA或DSP直接进行驱动;LTE上行接收机和LTE下行接收机的控制具体涉及L1、L2和L3的解调控制,需要从嵌入式CPU到FPGA和/或DSP的、按次序的协同操作;从嵌入式操作系统的层面看,该控制模块可由一组嵌入式驱动程序组成,每个驱动程序完成一个或多个特定的控制功能。
[0032]LTE空口解调模块中的通信模块除把控制模块与云计算平台连接之外,还完成把LTE上行接收机和LTE下行接收机的解调结果传送到云计算平台的功能。这里输出的数据格式,最小时间单位是lms,也是LTE中一个TTI (或者一个子帧,Subframe)周期。LTE系统以TTI为基本单位,最快每Ims进行一次上行或下行的无线资源调度。因此,作为LTE空口监测系统及装置,需要把每Ims内解调后的控制信息与用户数据完整的发送到云计算平台以进行数据存储、数据运算与数据呈现。LTE空口测量装置与云计算平台的连接可以是有线方式,也可以是无线方式。有线方式可以是GbE (千兆以太网),无线方式可以是WiFi(IEEE 802.11中的一项标准)、4G等高速无线接入技术。
[0033]本发明中还包括云计算平台,该云计算平台可以是“私有云”,即企业自己搭建的云计算平台;也可以租用公有云,例如美国亚马逊、谷歌,中国的阿里云、百度云等面向全社会提供的云计算平台。云计算环境下,软件技术、架构将发生显著变化。首先,所开发的软件必须与云相适应,能够与虚拟化为核心的云平台有机结合,适应运算能力、存储能力的动态变化;二是要能够满足大量用户的使用,包括数据存储结构、处理能力;三是要互联网化,基于互联网提供软件的应用;四是安全性要求更高,可以抗攻击,并能保护私有信息,五是可工作于移动终端、手机、网络计算机等各种环境。云计算环境下,软件开发的环境、工作模式也将发生变化。虽然,传统的软件工程理论不会发生根本性的变革,但基于云平台的开发工具、开发环境、开发平台将为敏捷开发、项目组内协同、异地开发等带来便利。软件开发项目组内可以利用云平台,实现在线开发,并通过云实现知识积累、软件复用。云计算环境下,软件产品的最终表现形式更为丰富多样。在云平台上,软件可以是一种服务,如SaaS,也可以就是一个Web Services,也可能是可以在线下载的应用。
[0034]该云计算平台中包含云服务模块、云计算模块和云存储模块。其中,云服务模块主要处理人机交互的问题。一方面,根据用户选择来设置LTE空口测量装置的工作模式,并通过通信模块把控制信息发给LTE空口测量装置,以启动测量装置,按照用户设定的任务执行测试;另一方面,以文字或/和图形方式在用户的客户端屏幕上显示空口监测信息,可以LTE空口测量装置的原始测试数据,也可以是经过加工处理后的分析数据。
[0035]云计算平台中包含云计算模块,根据LTE空口数据的特点完成数据的抽取、计算和关联,并根据用户请求内容进行数据的归类和排序。
[0036]具体的,云服务模块、云计算模块都是云平台上的云应用程序。具体的编程语言,可以是PHP、ASP、JAVA、等常用编程语言中的一种或几种。
[0037]云计算平台中的云存储模块,通过整合大量异构存储设备,提供海量数据存储能力,具有良好的可扩展性和极高的可靠性。云存储模块在云计算平台上保存LTE空口原始测试数据和计算分析之后的数据。
[0038]此外,LTE空口测量装置中还可以增加定位模块,用于记录LTE空口测量装置工作时的地理位置信息。进行LTE空口监测数据分析和呈现时,用户经常需要把测量的技术参数值与地理位置关联起来,以研宄LTE网络的无线覆盖情况。
[0039]具体的,该定位模块可以是中国北斗、美国GPS
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