专利名称：用于无线通讯网络的移动终端模拟器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无线通讯网络的移动终端模拟器。
背景技术：
众所周知，无线通讯系统包括网络基础设施和移动终端。网络基础 设施通常包括一个或多个互联的网络管理中心和无线电基站，用以确保 覆盖特定区域并与各个网络管理中心通讯。移动终端通过一个或多个无 线电基站与网络基础设施相连，该移动终端可包括，例如，手机、便携 式电脑、带有射频连接功能的掌上型电脑等。
网络基础设施需要经过能够查验适当功能性的测试。因为多方面的 原因，整个或部分网络基础设施的测试是必要的。例如，在设计和生产 阶段，需要检验与一个或多个终端相连的无线电基站的功能性，可改变 其行为以模拟在通讯协议中错误或误差的情况。进一步地，需要检验存 在多个同时使用用户终端的网络负载时无线电基站的预期行为。
为此，通常使用测试模拟器，在实际应用中，能够模拟网络基础设 施的连接及其与一个或多个移动终端的使用。这样，可以将网络基础设 施或其部分提交给预定操作条件，根据预定参数评估整个系统的响应。
移动终端模拟器通常包括至少一控制模块、 一协议模块、 一基带调
制模块和一射频(RF)模块，其能够射频连接网络基础设施的一个或多个 基站。协议模块和基带调制模块分别有模拟一个或多个用户终端的行为 的功能和在物理层面上管理信道译码、循环冗余和错误校正码、同步、 无线电信道的访问、根据一个或多个网络通讯标准的协议模块与RF模块 间的信号的模拟数字转换。
每个无线电基站包括至少一基带处理模块和至少一与基带处理模块 耦合的RF模块。在实践中，执行来自基带处理模块的信号射频转换的 RF模块，反之亦然，转至基带处理模块的接收信号的基带转换。 如上所述，模拟器的RF模块以无线电频率与一个或多个无线电基站通讯，特别是与每个无线电基站的RF模块通讯。但是，与无线电基站的无线电频 率通讯包括必然的相当多的不利因素。特别是，必须要考虑如衰减弱、信号 的反射、信号的叠加干扰和掩盖有用信号的噪声源等信号的现象。另一个干 扰源代表为在测试环境中其它正在使用的移动终端可能的信号干扰。进一步 的，由于无线通讯条件再现性差，与电缆连接的机械问题，耦合器和连 接器亦难于优化适用于高频等困难。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够克服上述缺点的无线通讯网络 的移动终端模拟器。
本发明所提供的无线通讯网络移动终端模拟器包括 一控制模块； 一协议模拟器；以及 一与协议模拟器耦合的基带调制模块；
其特征在于该无线通讯网络移动终端模拟器包括一基带界面，该 基带界面通过低频连接将基带调制模块与无线通讯系统的无线电基站通
讯親合o
附图提供关于本发明实施例的进一步理解并且结合与构成本说明书 的一部份，说明本发明的实施例并且描述一同提供对于本发明实施例之 原则的解释。
图1所示为无线通讯系统的简化区块图2所示为图1中无线通讯系统的一部分和本发明一个实施例中与
无线通讯系统相连的移动终端模拟器的详细区块图3所示为图2中移动终端模拟器第一部分详细区块图； 图4所示为图2中移动终端模拟器第二部分详细区块图； 图5所示为图1中无线通讯系统的一部分和本发明另一个实施例中
与无线通讯系统相连的移动终端模拟器的区块图6所示为图2中移动终端模拟器在一种操作模式下的区块图；以
5及
图7所示为图2中移动终端模拟器在不同操作模式下的区块图。
具体实施例方式
图1为整体被标注为的1无线通讯系统的简化图示，其包括一网络
系统2、多个无线电基站3和多个移动终端4。在下文中，"无线通讯系 统"指的是一通讯系统，其中，通过无线电频率连接可至少获得移动终 端与网络基础设施间的耦合。
例如此处所述，可与移动终端4相连的网络基础设施指的是网络系 统2和与网络系统2固定连接的无线电基站3。特别地，移动终端4可通 过与一个或多个无线电基站2的激活连接，所选的无线电基站3根据执 行的标准设立的形态优化信号的传送与接收。此外，图1示出一移动终 端模拟器5在与一无线电基站3连接以执行无线通讯系统1或无线通讯 系统1一部分的功能性测试。
图2中较详细地说明了移动终端模拟器5和与其相连的无线电基站3。
无线电基站3包括一控制模块7、 一用以与网络系统2通讯的网络界 面8、至少一基带处理模块10、至少一用以与移动终端4的RF通讯的 RF模块、以及一内部界面12。
基带处理模块10藉在基带信号上之执行操作来管理与移动终端5双 向通讯所需的功能。特别地，基带处理模块IO负责频道译码、循环冗余 和误差修正码的管理、同步、无线电频道的访问。为此，基带处理模块 10通过网络界面8以现有方式与网络子系统2耦合，并通过内部界面12 与RF模块耦合。具体地说，RF模块11执行向移动终端传送信号的基带 向RF的频率转换，且提供必要的功率放大。RF模块11也执行所接收的 传给基带处理模块10的信号的RF至基带的转换。内部界面12可以为独 有形式或根据公共标准建立，能够在基带处理模块10与RF模块间交换 信号。特别地，内部界面12能够交换模拟信号、或部分所接收和传送的 同步和正交信号，并为RF模块11运载控制信号。内部界面12可包括线 缆、纤维或无线连接装置，在其它事项中，能够产生远程RF模块，该远程RF模块包位于无线电基站的电线杆的附近。例如，内部界面12可根 据RP30 BSAI(Open Base Station Architecture Initiative )标准或其它CPRI 标准制造(Common Public Radio Interface)。
所述无线电基站3的结构与所有其它的无线通讯系统1的基站3相 似。可能地，无线电基站3的基带处理模块10及/或RF模块11的数量 不同，此外为了简化描述没有介绍其它辅助零件。
用户终端模拟器5包括一控制模块15、 一协议模拟器16、 一基带调 制模块，以及一基带界面18，在本实施例中，该基带调制模块是通过软 件定义的无线电(SDR)平台17获得的。
控制模块15与协议模拟器16及可编程的SDR平台17的实施共同 作用。
协议模拟器16是可编程的，其用以提供多个状态机，该状态机实现 用于无线通讯系统1中特定无线通讯标准的协议簇比。更具体地，协议 簇通过一系列执行各个协议级别的状态机来定义。接下来，"协议簇的 实例"说法用于指出一系列包括实现该协议簇的所必要的每个状态机的 实例。
协议模拟器16用于实现相应于无线通讯标准的不同实例。进一步地， 协议模拟模块16用于实现相应于不同无线通讯标准的协议簇的一个或多 个实例(例如，WiMAX， GSM， GPRS， EDGE, UMTS， IS-95， EvDo和 CDMA2000)。这样，协议模拟模块16可以模拟基于一个和相同标准或基 于不同标准的不同移动终端的行为，不同移动终端与所测试的无线通讯 系统1的一部分相连。
图3所示的实施例中，协议模拟模块16提供三个相应于第一通讯标 准ST1的第一协议簇20a的实例， 一个相应于第二通讯标准ST2的第二 协议簇20b和两个相应于第三通讯标准ST3的第三协议簇20c。
SDR平台17耦合于协议模拟模块16，并可通过基带界面18与一个 或多个基站3连接。SDR平台17提供物理层面的调制和解调，至少实现 下列功能
在先前数模和频率转换之后，根据所模拟的无线通讯系统的物理层 面标准，将协议模拟模块16的位序列转变成同步和正交(IQ)与以无线电频率传输相称的信号的位序列；
接收同步和正交RF(IQ)信号数模转换得到的样本序列，并产生将发 送到协议模拟模块16的位序列。
图4所示为SDR平台17体系的不依赖所执行的标准一个实施例。 在此，SDR平台17包括一主处理器21、 一模拟输入路径23、 一模拟输 出路径24和一数字双向路径25。主处理器21通过一以太网界面22与控 制模块15和协议协议模拟模块16相连，在本实施例中主处理器21为一 数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)。模拟输入路径23和模 拟输出路径24能够分别处理来自无线电基站3(下行线)的输入信号经数 模转换后的数字信号、经数模转换后模拟传输给无线电基站3(上行线)的 数字输出信号。模拟输入路径23和模拟输出路径24包括各自的辅助处 理器27(也中DSPs)和各自的FPGA(现场可编程门阵列)逻辑阵列28。另 一FPGA逻辑阵列28被用于产生以数字形式传输的来自于和传向无线电 基站3信号的双向数字通道。所述的SDR平台体系能够为分布最广泛的 通讯标准执行基带处理运算法则，并提供单个移动终端或多个同时活动 的移动终端的模拟的处理能力。SDR体系还能够通过模拟和数字界面与 无线电基站接口连接。
基带界面18可与至少一无线电基站3连接以建立一低频率连接。在 此处及之后，"低频率连接"指的是支持频带低于无线电频率通讯的连 接，所支持的频率尤其是特别是指在基带或在基带与无线电频率之间的 频率。基带界面18通过无线电基站2(图2)的内部界面12或直接(图5) 与基带处理模块10连接。可选择地，移动终端模拟器5取代不相连的 RF模块11。在一实施例中(图未示)，RF模块11保持与内部界面12的 连接。
移动终端5与无线电基站3间的通讯为基带，不需要任何来自和向 无线电频率的转换。
图4所示的实例中，基带界面18分别包括一模数转换器30和一数 模转换器31，分别与SDR平台17的模拟输入路径23和模拟输出路径 24相连。进一步地，基带界面18通过数字双向路径25在无线电平台3 与SDR平台17间发送数字交换。优选地，上述移动终端模拟器5在测试过程中避免与无线电基站3
RF通讯。因此，可避免上述的与无线电频带相关的信号处理的问题。进 一歩地，本发明的移动终端模拟器5与现有模拟器相比，结构更简单、 成本更低。因由大限度地利用可编程功能区块使移动终端模拟器5更为 灵活。这样移动终端模拟器5可以在一个和相同的模拟过程中，简单、 快速的方式执行不同的无线通讯标准，例如，可在不同频带类型的无线 电基站3上进行测试。
下面将介绍移动终端5的一些操作模式，这些操作模式可用于提供 给一个或多个无线电基站3或不同移动终端间的整个网络功能的验证操 作。操作模式是通过控制模块来选择的，而后控制模块15再设置协议模 拟模块16。
在第一种操作模式中，移动终端模拟器5被用于测试无线电基站3 在测试时基带物理水平(图6)。在实际应用中，产生多个模拟地移动终端 40的物理水平，每个移动终端40包括一个状态机的实例，该状态机与 SDR平台相连且通过基带界面18与无线电基站3相连。模拟移动终端 40用于检验数据传输的功能(调制和解调)和不同用户的多路技术(即，每 个模拟移动终端40;例如，部分通过控制模块15、部分通过模拟器5的 基带处理模块10执行多路技术功能)。移动终端模拟器5用于在预定条 件下操作测试，并模拟所接收、传输信号的误差或干扰，并实现在非优 化操作条件下的査验。
在第二操作模式下，移动终端模拟器5产生多个所模拟的同时活动 且与无线电基站相连的移动终端40。特别地，控制模拟移动终端40的信 号传输参数以模拟不同强度的独立传输。第二操作模式能够查验与干扰 管理及终端移动性相关的无线电基站3的功能。
在第三操作模式下，移动终端模拟器5包括多个SDR平台17及其 与各自基站相连的各自基带界面18，如图7所示。这样，在通过与移动 终端模拟器5相连的基站3所覆盖的区域中移动终端40的活动。特别地， 模拟移动终端40从可用的最能满足信噪比标准和信号品质的适用的无线 电基站3中选择。这样可在多个与一个或相同移动终端通讯的基站3间 模拟不同的"移交"条件，也就是通道条件。在第四操作模式下，移动终端模拟器5实现查验电压控制，g卩，查 验最小化信号电压的保持，该最小化信号电压能够满足与其相连的无线 电基站所接收的信号的需要。
在第五操作模式下，移动终端模拟器5实现查验真实物理通道。换 句话说，在管理一模拟移动终端40中，移动终端模拟器5产生意外衰减 的受控条件，该意外衰减通常由反射、多路、干涉条件、衰减、回声或 多普勒效应所引起的。
在第六操作模式下，在无线电基站6覆盖的区域和不同无线电基站3 间覆盖的区域中，移动终端模拟器5产生多个运转中的模拟移动终端40。 因而在名义上査验过程与移动相关，引入测试目的错误和误差。
在第七操作模式下，移动终端模拟器5用于执行关于物理层面的高 层次协议的测试。控制模块15操作以查验通讯系统1在真实应用下的稳 定性和运转，在独立、可控、可重复的方式上结合从物理层面至更高层 面的协议的错误和误差。
在第八操作模式下，移动终端模拟器5产生多个模拟移动终端40以 模拟用户的活动，该用户通过经过查验的无线电基站与无线通讯系统1 相连。特别地，模拟语音、数据和多媒体通讯。
最后，显而易见的，对上述移动终端模拟器所做的各个改进和变化 没有脱离本发明的范围，都是本发明请求保护的。
权利要求
1. 一用于无线通讯网络的移动终端模拟器，包括一控制模块(15)；一协议模拟器(16)；以及一与协议模拟器(16)耦合的基带调制模块(17)；其特征在于，该移动终端模拟器包括一基带界面(18)，该基带界面(18)通过低频连接将基带调制模块(17)与无线通讯系统(1)的无线电基站(3)通讯耦合。
2. 如权利要求1所述的移动终端模拟器，其特征在于，基带界面(18) 直接与无线电基站(3)的基带处理模块(10)相连。
3. 如权利要求1所述的移动终端模拟器，其特征在于，基带界面(18) 通过一无线电基站(3)的内部界面(12)与一无线电基站(3)的基带 处理模块(10)相连。
4. 如权利要求1所述的移动终端模拟器，包括多个基带界面(18)， 该基带界面(18)通过低频连接将基带调制模块(17)与各自无线电基 站(3)通讯耦合。
5. 如权利要求1所述的移动终端模拟器，其特征在于，基带调制模 块(17)包括一 SDR平台。
6. 如权利要求5所述的移动终端模拟器，其特征在于，基带调制模 块(17)是可编程的。
7. 如权利要求1所述的移动终端模拟器，其特征在于，协议模拟器 (16)用于完成在至少一协议簇的实例(20a, 20b, 20c),并通过无线通讯系统(1)的移动终端(4)与一可用的通讯标准(ST1, ST2， ST3)对应。
8. 如权利要求7所述的移动终端模拟器，其特征在于，协议模拟器 (16)用于完成多个协议簇的实例(20a,20c)。
9. 如权利要求7所述的移动终端模拟器，其特征在于，协议模拟器 (16)用于完成多个协议簇其中之一的至少一实例(20a, 20b, 20c)，并通过无线通讯系统(1)的移动终端(4)与各自可用的通讯标准(ST1,ST2， ST3)对应。
10. 如权利要求l所述的移动终端模拟器，其特征在于，低频连接是一标准连接。
11. 如权利要求l所述的移动终端模拟器，其特征在于，低频连接是 一在基带与无线电频率间的中频带连接。
12. 如权利要求l所述的移动终端模拟器，包括一控制模块(15)， 其为选择多个操作模式之一与协议模拟器(16)、基带调制模块(17) 耦合，用以提交査验无线通讯系统(1)的至少一部分。
13. —无线通讯系统，包括至少一无线电基站(3)和一权利要求1 所述无线通讯网络(1)的移动终端模拟器，其与该无线电基站(3)连 接。
14. 如权利要求13所述的无线通讯系统，其特征在于，无线电基站 (3)包括一基带处理模块(10) 、 一RF模块(11)、以及一用来以低率连接来连接基带处理模块(10)和RF模块的内部界面(12)。
15. 如权利要求14所述的无线通讯系统，其特征在于，基带界面(18) 直接与基带处理模块(10)耦合。
16. 如权利要求14所述的无线通讯系统，其特征在于，基带界面(18) 通过内部界面(12)与基带处理模块(10)耦合。
全文摘要
一用于无线电通讯网络的移动终端模拟器包括一控制模块(15)、一协议模拟器(16)以及一与协议模拟器(16)耦合的基带调制模块(17)。该移动终端模拟器包括一基带界面(18)，该基带界面(18)通过低频连接将基带调制模块(17)与无线电通讯系统(1)的无线电基站(3)通讯耦合。
文档编号H04L29/06GK101442367SQ200810180990
公开日2009年5月27日 申请日期2008年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者保罗·马力尼, 安利可·贝蒂内里 申请人:棱镜工程有限公司