基站高频信号仿真方法、装置、终端设备和可读存储介质与流程

1.本发明涉及信号链路仿真领域，具体而言，涉及一种基站高频信号仿真方法、装置、终端设备和可读存储介质。


背景技术：

2.在一体化基站产品设计中，出于成本考虑，通常将基带和rf(radio frequency，射频)部分都均设计为模块，并将基带模块板和rf模块板分别焊接在主板pcb(printed circuit board，印制电路板)的正反面。其中，rf信号将会跨越基带模块板、rf模块板以及主板，整个链路会有过孔(via)、pcb布线以及焊盘等众多阻抗不连续点。目前的仿真通常是把整个rf信号链路分成基带模块、rf模块以及主板三部分，并分别仿真优化这3块板上的rf布线。
3.通过该方法进行仿真，无法体现焊接后的3块板之间的耦合影响，即使三个模块的pcb布线的s参数优化较好，将三个模块焊接在一起的s参数也不一定好，存在仿真结果与实际差距较大的情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基站高频信号仿真方法、装置、终端设备和可读存储介质。
5.第一方面，本发明提供一种基站高频信号仿真方法，所述基站包括射频模块、主板模块和基带模块，所述方法包括:
6.分别对所述射频模块、所述主板模块和所述基带模块进行三维建模，得到对应的射频模型、主板模型和基带模型；
7.将所述射频模型、所述主板模型和所述基带模型导入同一个界面，并基于所述基站的整体信号链路通过预设方法对所述射频模型、所述主板模型和所述基带模型进行组合，得到所述整体信号链路对应的整体模型；
8.通过对所述整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到所述基站的全链路仿真结果。
9.在可选的实施方式中，所述基于所述基站的整体信号链路通过预设方法对所述射频模型、所述主板模型和所述基带模型进行组合，包括：
10.以所述主板模型为基准，基于所述整体信号链路通过预设操作将所述射频模型设置于所述主板模型上方；
11.基于所述整体信号链路通过预设操作将所述基带模型设置于所述主板模型下方，以将组合后的所述射频模型、所述主板模型和所述基带模型作为所述整体模型。
12.在可选的实施方式中，所述整体信号链路包括阻抗不连续点，所述基于所述整体信号链路通过预设操作将所述射频模型设置于所述主板模型上方，基于所述整体信号链路通过预设操作将所述基带模型设置于所述主板模型下方，包括：
13.从所述射频模型的阻抗不连续点中选取第一参考点，移动所述射频模型至所述主板模型的第一预设位置，使所述第一参考点和所述第一预设位置重合，以完成所述射频模型和所述主板模型组合；
14.从所述基带模型的阻抗不连续点中选取第二参考点，移动所述基带模型至所述主板模型的第二预设位置，使所述第二参考点和所述第二预设位置重合，以完成所述基带模型和所述主板模型组合。
15.在可选的实施方式中，所述阻抗不连续点包括焊盘、过孔中的一种或组合。
16.在可选的实施方式中，所述通过对所述整体模型进行相应设置并进行信号仿真，包括：
17.基于所述整体模型分别在所述射频模型和所述基带模型对应的信号链路两段设置相应的端口，其中，所述射频模型对应的端口为第一端口，所述基带模型对应的端口为第二端口；
18.设置包含所述整体模型的空气盒子并进行信号仿真，得到所述全链路仿真结果。
19.在可选的实施方式中，所述预设操作包括镜像、旋转和移动中的任意一种或多种。
20.第二方面，本发明提供一种高频信号仿真方法，应用于高频设备，所述高频设备包括第一模块和第二模块，所述方法包括：
21.分别对所述第一模块和所述第二模块进行三维建模，得到对应的第一模型和第二模型；
22.将所述第一模型和所述第二模型导入同一个界面，并基于所述高频设备的整体信号链路通过预设方法对所述第一模型和所述第二模型进行组合，得到所述整体信号链路对应的整体模型；
23.通过对所述整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到所述高频设备的全链路仿真结果。
24.第三方面，本发明提供一种基站高频信号仿真装置，所述基站包括射频模块、主板模块和基带模块，所述装置包括:
25.建模模块，用于分别对所述射频模块、所述主板模块和所述基带模块进行三维建模，得到对应的射频模型、主板模型和基带模型；
26.组合模块，用于将所述射频模型、所述主板模型和所述基带模型导入同一个界面，并基于所述基站的整体信号链路通过预设方法对所述射频模型、所述主板模型和所述基带模型进行组合，得到所述整体信号链路对应的整体模型；
27.仿真模块，用于通过对所述整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到所述基站的全链路仿真结果。
28.第四方面，本发明提供一种终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述处理器上运行时执行所述的基站高频信号仿真方法。
29.第五方面，本发明提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行所述的基站高频信号仿真方法。
30.本发明实施例的有益效果是：
31.本技术实施例提供一种基站高频信号仿真方法，该基站高频信号仿真方法通过分别对射频模块、主板模块和基带模块进行三维建模，得到对应的射频模型、主板模型和基带
模型，将射频模型、主板模型和基带模型导入同一个界面，并基于基站的整体信号链路通过预设方法对射频模型、主板模型和基带模型进行组合，得到整体信号链路对应的整体模型，通过对整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到基站的全链路仿真结果。本技术可以得到更加真实的仿真结果，从而能为判断整个链路性能提供更为准确的数据。
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
34.图1示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法的流程示意图；
35.图2示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中射频模型的结构示意图；
36.图3示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中射频模型的s参数结果示意图；
37.图4示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中主板模型的结构示意图；
38.图5示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中主板模型的s参数结果示意图；
39.图6示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中基带模型的结构示意图；
40.图7示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中基带模型的s参数结果示意图；
41.图8示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中模型导入同一界面的示意图；
42.图9示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中模型组合的流程示意图；
43.图10示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中射频模型和主板模型组合的示意图；
44.图11示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中基带模型和主板模型组合的示意图；
45.图12示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中确定全链路仿真的流程示意图；
46.图13示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中进行相应设置的示意图；
47.图14示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中整体链路的结构示意图；
48.图15示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真方法中整体链路的s参数
结果示意图；
49.图16示出了本技术实施例提出的一种高频信号仿真方法的流程示意图；
50.图17示出了本技术实施例提出的一种基站高频信号仿真装置的结构示意图。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
52.通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
54.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
56.实施例1
57.请参考图1，本技术实施例提出一种基站高频信号仿真方法，基站包括射频模块、主板模块和基带模块，该基站可以为5g sub6 ru，示范性地，该基站高频信号仿真方法包括步骤s100～s300。
58.步骤s100：分别对射频模块、主板模块和基带模块进行三维建模，得到对应的射频模型、主板模型和基带模型。
59.在本实施中，将把一体化基站产品中整个射频信号链路分为三个模块，分别为射频模块、主板模块和基带模块。分别对射频模块、主板模块和基带模块进行三维建模，得到射频模块对应的三维模型，主板模块对应的三维模型和基带模块对应的三维模型，即分别为射频模型、主板模型和基带模型。对每个模块进行三维建模时，在各个模块设计完成后，确定模块的相关信息，基于模块的相关信息以预设的格式将模块导入仿真软件中，模块的相关信息包括但不限于模块的过孔部分需要设置钻头的大小、模块材料的特性、材料参数以及实际加工层叠等数据。
60.其中，每个模块的三维模型中包括相应的rf(射频)布线。每个模型对应的过孔将根据实际需求进行绘制，层叠介质可以绘制，可以直接从软件中导出，也可以由设计的实际模块中导入。主板为pcb(printed circuit board，印刷电路板)，又称印制电路板、印刷线
路板，是重要的电子部件，是电子元件的支撑体，是电子元器件线路连接的提供者。由于它是采用电子印刷技术制作的，故被称为“印刷”电路板。
61.示范性地，如图2所示，根据实际的射频模块中的相关信息进行三维建模，得到相应的射频模型，该射频模型中包括整个射频信号链路中射频模块对应的射频布线。分别获取射频模块实际的s参数和射频模型进行仿真的s参数，则会获得到如图3所示的s参数结果图。其中，s参数，也就是散射参数，是微波传输中的一个重要参数。
62.如图4所示，根据该基站的主板模块的相关信息进行三维建模，得到相应的主板模型，该主板模型中包括主板模块中信号链路对应的射频布线。分别获取主板模块实际的s参数和射频模型进行仿真的s参数，则会获得到如图5所示的s参数结果图。
63.如图6所示，根据该一体化基站的基带模块的相关信息进行三维建模，得到相应的基带模型，该基带模型中包括对应的射频布线。分别获取该基带模块实际的s参数和基带模型进行仿真的s参数，则会获得到如图7所示的s参数结果图。
64.步骤s200：将射频模型、主板模型和基带模型导入同一个界面，并基于基站的整体信号链路通过预设方法对射频模型、主板模型和基带模型进行组合，得到整体信号链路对应的整体模型。
65.可以理解的是，如图8所示，将分别将上述三个模块对应的三维模型导入同一个界面中，即将射频模型、主板模型和基带模型导入同一个界面中时，导入时各个模型的方向可能存在错误，此时将根据基站的信号链路和各个模块中的射频布线确定各个模型的方向，并通过预设方法将射频模型、主板模型和基带模型按照基站中射频模块、主板模块和基带模块实际安装方式组合在一起，以得到整体信号链路对应的整体模型。
66.在一种实施方式中，如图9所示，基于基站的整体信号链路通过预设方法对射频模型、主板模型和基带模型进行组合，具体包括子步骤s210～s220。
67.子步骤s210：以主板模型为基准，基于整体信号链路通过预设操作将射频模型设置于主板模型上方。
68.可以理解的是，整体信号链路包括阻抗不连续点，阻抗不连续点包括焊盘、过孔中的一种或组合。在射频模型、主板模型和基带模型的方向存在错误时，将基于基站的实际情况对三个模型进行相应的调整。在调整时，以主板模型为基准，即保持中间的主板模型不动，通过预设操作将射频模型按照射频模块与主板模块之间实际的焊接方式和移动位置设置在主板模块上方。换言之，将从射频模型的阻抗不连续点中选取第一参考点，移动射频模型至主板模型的第一预设位置，使第一参考点和第一预设位置重合，以完成射频模型和主板模型组合。其中，预设操作包括但不限于镜像、旋转和移动中的任意一种或多种。当阻抗不连续点为焊盘时，参考点可以为射频模型的焊盘中心点或焊盘三分之一处的点等，预设位置可以为焊盘的中心点，在本实施中，焊盘和焊盘的中心点可能是重叠的，可能是不重叠的，当不重叠时，需要确定焊盘的中心点，并根据整体信号链路对应的各个模块的实际情况对各个模型进行拼接。当阻抗不连续点为过孔时，参考点和预设位置均可以为过孔的中心点。
69.示范性地，如图10所示，当射频模型的焊盘中心点为第一参考点时，图中圆圈处圆心为主板模型中心点，即为主板模型的第一预设位置时，即为主板模块中与射频模块的中心点重合的点，选择所有的射频模型材料，以射频模型方形焊盘中心为参考点，移动到下方
主板模型圆圈中的中心点，按照射频模块与主板模块之间的实际焊接方式和位置进行组装，使两点重合，从而完成射频模型与主板模型之间的组合。
70.子步骤s220：基于整体信号链路通过预设操作将基带模型设置于主板模型下方，以将组合后的射频模型、主板模型和基带模型作为整体模型。
71.可以理解，将基带模型按照基带模块和主板模块之间实际的焊接方式和位置移动至转主板模型下方，并基于预设操作完成基带模型和主板模型之间的组合。从基带模型的阻抗不连续点中选取第二参考点，移动该基带模型至主板模型的第二预设位置，使第二参考点和第二预设位置重合，从而完成基带模型和主板模型组合。在完成射频模型、主板模型和基带模型的组合后，将得到相应的整体模型，其中，子步骤s210与子步骤s220不存在先后顺序。
72.示范性地，如图11所示，当阻抗不连续点为焊盘时，选择所有的基带模型材料，以基带模型的焊盘中心为第二参考点，根据基带模块和主板模块的实际位置，将基带模型移动至主板模型的第二预设位置，以完成基带模型和主板模型之间的组合。
73.步骤s300：通过对整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到基站的全链路仿真结果。
74.在本实施例中，在得到整体模型后，将对整体模型进行相应的设置，以完成整体信号链路的三维建模并进行信号仿真，得到基站的全链路仿真结果。
75.在一种实施方式中，如图12所示，步骤s300包括子步骤s310～s320。
76.子步骤s310：基于整体模型分别在射频模型和基带模型对应的信号链路两段设置相应的端口，其中，射频模型对应的端口为第一端口，基带模型对应的端口为第二端口。
77.如图13所示，在得到相应的整体模型后，将分别在整体模型的射频模型和基带模型对应的信号链路，即信号线的两端，分别设置相应的端口，其中，设置射频模型中信号线的端口为第一端口，即为port1，基带模型中信号线的端口的第二端口，即为port2。
78.子步骤s320：设置包含整体模型的空气盒子并进行信号仿真，得到全链路仿真结果。
79.在本实施例中，将基于整体模型设置相应的预设大小的整体空气盒子(airbox)，上述整体模型设置于该整体空气盒子内，并进行信号仿真，得到全链路仿真结果。
80.在本实施例中，在得到如图14所示的整体信号链路的三维模型后，整个链路建模仿真和传统级联方式将会得到差异较大的结果，且随着速率升高，差异将会更大。在本实施例中，将仿真带宽设置为最大为20ghz，通过整个链路建模方式得到的s参数与传统级联方式得到的s参数相比较，通过整个链路建模方式进行仿真得到的结果对应s1曲线，传统级联方式进行仿真得到的结果对应s2曲线，即获得如图15所示的结果图。其中，仿真带宽为f，当f《4.5ghz时，传统结果优于全链路结果；当4.5ghz《f《12ghz时，全链路仿真结果优于传统仿真结果，换言之，全链路仿真的仿真带宽范围为大于4.5ghz且小于12ghz；当f》12ghz时，两种仿真方法均无法较好吻合。
81.本技术通过参考真实的组合方式，可以得到更加真实的仿真结果，从而能为判断整个链路性能提供更为准确的数据。
82.如图16所示，本技术实施例提供的一种高频信号仿真方法的流程示意图，应用于高频设备，该高频设备包括第一模块和第二模块，该高频信号仿真方法具体包括以下步骤
s400～s600。
83.步骤s400：分别对第一模块和第二模块进行三维建模，得到对应的第一模型和第二模型。
84.步骤s500：将第一模型和第二模型导入同一个界面，并基于高频设备的整体信号链路通过预设方法对第一模型和第二模型进行组合，得到整体信号链路对应的整体模型。
85.步骤s600：通过对整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到高频设备的全链路仿真结果。
86.可以理解的是，高频设备包括至少两个模块。当高频设备包括第一模块和第二模块时，将第一模型和第二模型导入同一个界面时，各个模型的方向可能存在错误，此时将以第一模型为基准，根据高频设备的整体信号链路的实际情况，通过预设操作，即通过镜像、旋转和移动等操作对第二模型进行调整，以完成第一模型和第二模型进行组合，从而得到对应的整体模型。在得到整体模型后，将在完成相应设置后进行信号仿真，以得到该高频设备的全链路仿真结果。其中，上述基站高频信号仿真方法的可选项同样适用于本实施例的方法，这里不再重复描述。
87.在本技术实施例中，高频设备可以为所有的电子设备、芯片和基站等设备，该高频信号仿真方法适用于所有电子设备的高频信号、芯片内部的不同模块堆叠的高频信号仿真等。此外，该高频信号仿真方法也适用于任意多个pcba(printed circuit board assembly，印刷电路板)互连、多个任意器件、模块和部件等互连情况，其中，连接方式为焊接、盲插连接、连接器连接或者线缆连接等；当高频或者高速信号跨越所有连接部件时，创建信号所经过的所有路径的三维模型，并进行全链路信号仿真，该方法参考模块间真实的组装方式，依据真实的信号传输路径进行建模，其仿真结果更接近实际结果，从而能为判断整个链路性能提供更为准确的数据。
88.基于上述实施例的基站高频信号仿真方法，图17示出了本技术实施例提供的一种高频信号仿真装置10的结构示意图。基站包括射频模块、主板模块和基带模块，该基站高频信号仿真装置10包括：
89.建模模块11，用于分别对射频模块、主板模块和基带模块进行三维建模，得到对应的射频模型、主板模型和基带模型；
90.组合模块12，用于将射频模型、主板模型和基带模型导入同一个界面，并基于基站的整体信号链路通过预设方法对射频模型、主板模型和基带模型进行组合，得到整体信号链路对应的整体模型；
91.仿真模块13，用于通过对整体模型进行相应设置并进行信号仿真，得到基站的全链路仿真结果。
92.本实施例的基站高频信号仿真装置10用于执行上述实施例的基站高频信号仿真方法，上述实施例所涉及的实施方案以及有益效果在本实施例中同样适用，在此不再赘述。
93.本技术实施例还提供一种终端设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行上述的基站高频信号仿真方法。
94.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序在处理器上执行时，实施上述的基站高频信号仿真方法。
95.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过
其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
96.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
97.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
98.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。