專利名稱：一種測(cè)試寬帶碼分多址系統(tǒng)的信號(hào)源及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)試寬帶碼分多址WCDMA(Wide Bandwidth CodeDivision Multiple Access)移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的信號(hào)源及方法。具體地說，本發(fā)明及方法能產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，完成WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的功能及性能測(cè)試。
WCDMA移動(dòng)臺(tái)包含射頻前端、基帶接收模塊、基帶發(fā)送模塊、譯碼單元及控制單元等模塊。其中的基帶接收模塊完成小區(qū)搜索、信道搜索、信道跟蹤及多徑合并等功能。在研制WCDMA系統(tǒng)的過程中，需要提供期望的激勵(lì)信號(hào)，加在WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊上，根據(jù)WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊處理的結(jié)果，來驗(yàn)證這部分電路的功能和性能；設(shè)備驗(yàn)證往往經(jīng)過以下步驟軟件仿真、硬件仿真。軟件仿真工具通過軟件模型模擬實(shí)際系統(tǒng)，從算法的角度確定系統(tǒng)的功能及性能；硬件仿真則把算法用硬件來實(shí)現(xiàn)，由于基帶信息包含各種信道組合、各種信噪比、各種移動(dòng)速度、以及不同移動(dòng)信道環(huán)境(室內(nèi)、步行、車載移動(dòng))，這樣的激勵(lì)信息很難在實(shí)際環(huán)境中建立，往往借助于軟件仿真工具利用信道模型仿真才能得到，然后輸出加載在基帶接收模塊上進(jìn)行測(cè)試；在“AWG2021Arbitrary Waveform Generator 070-9097-00 User Manual,August 1994”中介紹的任意波形發(fā)生器，不能直接接收仿真軟件模擬的WCDMA基帶信息的數(shù)據(jù)，基帶信息包含各種信道組合、各種信噪比、各種移動(dòng)速度、以及不同移動(dòng)信道環(huán)境，其復(fù)雜性使任意波形發(fā)生器無法編程產(chǎn)生這樣的信號(hào)；又由于任意波形發(fā)生器激勵(lì)波形深度不能滿足WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊系統(tǒng)測(cè)試的需求，測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊時(shí)需要有一幀以上的信息，而任意波形發(fā)生器一般支持不夠；又沒有專門提供WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的測(cè)試儀器可供選擇。
本發(fā)明提供一種低成本的、可配置的用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的信號(hào)源及方法，利用該裝置能完成WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊功能及性能的測(cè)試。
本發(fā)明提出的一種用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的信號(hào)源，它具有相同結(jié)構(gòu)的I、Q兩路信號(hào)通道，所述I路信號(hào)通道結(jié)構(gòu)由下列單元連接只讀存貯器ROM(Read Only Memory)，用于寫入仿真得到的各種數(shù)據(jù)；隨機(jī)存貯器RAM(Random Access Memory)，用于系統(tǒng)高速工作時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元D/A(Digital to Analog)，把RAM總線輸出的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成基帶接收模塊需要的模擬信號(hào)；低通濾波器LPF(Low Pass Filter)，濾除由于D/A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高頻信號(hào)；隔離變壓器，它隔離本信號(hào)源裝置與輸出電纜的連接。
Q路通道的結(jié)構(gòu)與I路通道相同。由第二只讀存貯器、第二個(gè)隨機(jī)存貯器、第二個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、第二個(gè)低通濾波器、第二個(gè)隔離變壓器依此連接。
狀態(tài)機(jī)控制器，確定系統(tǒng)I、Q兩路的工作狀態(tài)，根據(jù)工作狀態(tài)產(chǎn)生讀寫RAM及ROM的地址及讀寫控制信號(hào)；晶體振蕩器，通過狀態(tài)機(jī)控制器，為系統(tǒng)提供所需要的工作時(shí)鐘。
本發(fā)明還提出了一種用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的方法，包括I、Q兩路，其特征在于，所述I路是按如下方式工作的(1)上電后，由狀態(tài)機(jī)控制器15產(chǎn)生“復(fù)位狀態(tài)”；(2)狀態(tài)機(jī)控制器15對(duì)各控制及狀態(tài)信息進(jìn)行初始化；(3)狀態(tài)機(jī)控制器15的狀態(tài)從“復(fù)位狀態(tài)”遷移至“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)”，產(chǎn)生控制信號(hào)把存放在只讀存儲(chǔ)器10的數(shù)據(jù)低速讀出寫入隨機(jī)存儲(chǔ)器11中；(4)再由狀態(tài)機(jī)控制器15的狀態(tài)從“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)”遷移至“數(shù)據(jù)從RAM搬出狀態(tài)”，產(chǎn)生30.72MHz的讀信號(hào)把隨機(jī)存儲(chǔ)器11中的數(shù)據(jù)搬出，送入數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12中；(5)數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波單元13，濾除高頻信號(hào)，經(jīng)隔離變壓器14送同軸電纜，即完成I路輸出。
所述Q路的工作方式與所述I路相同。
本發(fā)明提出的一種用于WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶模塊測(cè)試的信號(hào)源及方法，它有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明僅由40平方厘米的PCB及普通器件組成，系統(tǒng)簡約，成本低廉，而通常的高端任意波形發(fā)生器成本昂貴；存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)采用ROM和RAM兩級(jí)結(jié)構(gòu)，采用ROM可在掉電時(shí)保存數(shù)據(jù)信息，RAM可滿足高速運(yùn)行的需要；寫入ROM數(shù)據(jù)時(shí)，利用編程器可隨意寫入期望數(shù)據(jù)，能滿足不同測(cè)試需求；狀態(tài)機(jī)控制器采用可編程器件實(shí)現(xiàn)，可在線下載、更新設(shè)計(jì)，改變運(yùn)行狀態(tài)，配合寫入ROM的數(shù)據(jù)，可產(chǎn)生不同的測(cè)試激勵(lì)，供不同測(cè)試需求；可根據(jù)需要提供WCDMA 8倍碼片時(shí)鐘及WCDMA的幀同步信號(hào)，為測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊帶來方便。
在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述以后，本發(fā)明的特征，目的和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。


圖1為本發(fā)明用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的應(yīng)用框圖；圖2為本發(fā)明信號(hào)源的典型組成框圖；圖3是本發(fā)明信號(hào)源的狀態(tài)機(jī)控制器的功能單元示意圖；圖4是本發(fā)明數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM的時(shí)序圖。
圖1是說明本發(fā)明是如何在實(shí)際中應(yīng)用的。將本發(fā)明提供的信號(hào)源裝置與WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊相連接，移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊接受本發(fā)明信號(hào)源產(chǎn)生的I、Q兩路數(shù)據(jù)及幀頭和時(shí)鐘信號(hào)，即可對(duì)基帶接收模塊進(jìn)行測(cè)試。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)典型結(jié)構(gòu)組成框圖，由只讀存貯器10、隨機(jī)存貯器11、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12、低通濾波器13、隔離變壓器14單元構(gòu)成一路，20、21、22、23、24對(duì)應(yīng)構(gòu)成另一路。只讀存貯器10用于寫入軟件仿真得到的各種數(shù)據(jù)；如各種信道組合、各種信噪比、各種移動(dòng)速度、以及不同移動(dòng)信道環(huán)境的數(shù)據(jù)。隨機(jī)存貯器11，用于系統(tǒng)高速工作時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12，把RAM總線輸出的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成基帶接收模塊需要的模擬信號(hào)；低通濾波器13用于濾除由于D/A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高頻信號(hào)；隔離變壓器14將本發(fā)明信號(hào)源裝置與輸出電纜的連接相隔離。本發(fā)明增加隔離變壓器14是基于如此考慮，信號(hào)源通過電纜與基帶接收模塊連接時(shí)，隔離成無源連接，這樣使設(shè)備安全性好；隔離變壓器也抑制了共模噪聲，輸出信號(hào)信噪比高。
Q路通道的結(jié)構(gòu)與I路通道相同。
狀態(tài)機(jī)控制器15控制I、Q兩路通道的運(yùn)行狀態(tài)，它確定系統(tǒng)的三種工作狀態(tài)“復(fù)位狀態(tài)”、“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM”、“數(shù)據(jù)從RAM搬出”。據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生讀寫存儲(chǔ)器地址及讀寫控制信號(hào)。晶體振蕩器16通過狀態(tài)機(jī)控制器15產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘。
前面提到對(duì)本發(fā)明所述的信號(hào)源可通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證，本發(fā)明采用COSSAP仿真軟件對(duì)WCDMA的系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行軟件仿真。先由COSSAP模擬各種信道組合、各種信噪比、各種移動(dòng)速度、以及不同移動(dòng)信道環(huán)境(如室內(nèi)、步行、車載移動(dòng))下基站端發(fā)送的下行鏈路信號(hào)，產(chǎn)生浮點(diǎn)的8倍碼片速度采樣的基帶信號(hào)，分為I、Q兩路，長度為一幀，然后轉(zhuǎn)化為8位定點(diǎn)的I、Q兩路二進(jìn)制文件，分別為307200比特，通過編程器寫入只讀存儲(chǔ)器中保存。其中，基帶信號(hào)的幀頭對(duì)應(yīng)放入0-7地址。
為節(jié)省成本，本發(fā)明所需的系統(tǒng)動(dòng)力電源選用外部的電源模塊接入，晶體振蕩器16發(fā)生頻率選用30.72 MHz。下面以I路為例說明本發(fā)明的信號(hào)源是如何工作的上電后，由狀態(tài)機(jī)控制器15產(chǎn)生復(fù)位狀態(tài)，對(duì)狀態(tài)機(jī)控制器15各控制及狀態(tài)信息進(jìn)行初始化，隨后狀態(tài)機(jī)控制器15把狀態(tài)遷移至“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)”，產(chǎn)生控制信號(hào)把存放在ROM 10的數(shù)據(jù)低速讀出寫入隨機(jī)存儲(chǔ)單元RAM 11中，再由狀態(tài)機(jī)控制器15產(chǎn)生數(shù)據(jù)從RAM搬出狀態(tài)，產(chǎn)生30.72MH的讀信號(hào)把RAM 11中的數(shù)據(jù)搬出，送入數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12中，數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波單元13，濾除高頻信號(hào)，經(jīng)隔離變壓器14送同軸電纜，即完成I路輸出。
值得一提的是，由于ROM的速度較慢，一般起掉電保存數(shù)據(jù)的作用，在系統(tǒng)高速運(yùn)行時(shí)，其速度達(dá)不到系統(tǒng)要求，本發(fā)明在兼顧成本的前提下，巧妙地選用ROM和RAM兩級(jí)結(jié)構(gòu)，先把ROM中的數(shù)據(jù)低速搬移至RAM，在系統(tǒng)高速運(yùn)行時(shí)基于RAM讀取數(shù)據(jù)。
O路信號(hào)源與I路對(duì)稱，20對(duì)應(yīng)10,21對(duì)應(yīng)11,22對(duì)應(yīng)12,23對(duì)應(yīng)13,24對(duì)應(yīng)14，其工作原理同上所述。I、Q兩路共同形成用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊信號(hào)源；通過扁平電纜送出8倍碼片速度的(如圖1中所示)時(shí)鐘信號(hào)及幀頭信號(hào)；圖3給出了狀態(tài)機(jī)控制器15的結(jié)構(gòu)示意圖，它完成如下功能狀態(tài)機(jī)150控制本發(fā)明信號(hào)源的三種運(yùn)行狀態(tài)“復(fù)位狀態(tài)”，“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)”，“數(shù)據(jù)從RAM搬出狀態(tài)”；地址發(fā)生器151可產(chǎn)生讀寫ROM及RAM的0到307199之間的順序地址；
讀寫控制器152根據(jù)狀態(tài)機(jī)狀態(tài)，可產(chǎn)生“讀ROM寫RAM”，及“讀RAM到D/A的讀寫”控制邏輯。
圖4表示在“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)”時(shí)ROM及RAM的時(shí)序關(guān)系。如上所述，由于本發(fā)明巧妙地選用ROM和RAM兩級(jí)結(jié)構(gòu)，需要把ROM中的數(shù)據(jù)低速搬移至RAM，在系統(tǒng)高速運(yùn)行時(shí)基于RAM讀取數(shù)據(jù)。這是本發(fā)明的特色之一，下面結(jié)合圖4詳細(xì)敘述之。
圖4中，41表示的是節(jié)拍器產(chǎn)生的波形，42是ROM的地址計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘波形，43是地址計(jì)數(shù)器值所表示的某地址N，44是ROM某N地址存貯的數(shù)據(jù)，45為RAM的寫時(shí)鐘信號(hào)。
首先，控制ROM使其處于讀狀態(tài)，由30.72Mhz的時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)節(jié)拍器41，節(jié)拍器41從0到12循環(huán)計(jì)數(shù)。當(dāng)節(jié)拍器41計(jì)數(shù)器值為10時(shí)，寫RAM的時(shí)鐘45為低電平，否則為高電平；當(dāng)節(jié)拍器41的計(jì)數(shù)器值為12時(shí)，ROM地址計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘42為低電平，否則為高電平。
地址計(jì)數(shù)器值所表示的某地址43在ROM地址計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘42上升沿觸發(fā)下順序加1,ROM某地址存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)44滯后其地址值43一段時(shí)間Td后會(huì)穩(wěn)定下來，此時(shí)間與ROM的性能有關(guān)，在本發(fā)明中經(jīng)過11個(gè)節(jié)拍之后，RAM的寫時(shí)鐘把ROM讀出的數(shù)據(jù)寫入RAM相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，直到計(jì)數(shù)器值為307199時(shí)，全部數(shù)據(jù)完成了從ROM搬到RAM；由于ROM的速度限制，在本發(fā)明實(shí)例中選用的只讀存儲(chǔ)器ROM的速度，其讀出延遲最快為250ns，把數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM的狀態(tài)中，產(chǎn)生地址計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘42相位相對(duì)于寫RAM的時(shí)鐘45最少超前250ns，由于系統(tǒng)時(shí)鐘為8倍碼片速率，即為30.72Mhz，每節(jié)拍周期約為32.56ns，周期32.56ns乘以11個(gè)節(jié)拍，大于250ns，滿足系統(tǒng)需求。
在“數(shù)據(jù)從RAM搬出狀態(tài)”時(shí)，控制信號(hào)使只讀存儲(chǔ)器ROM處于高阻狀態(tài)，令隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM處于讀狀態(tài)，地址計(jì)數(shù)器時(shí)鐘由晶體振蕩器16所產(chǎn)生的30.72Mhz的時(shí)鐘提供，從0到307199循環(huán)計(jì)數(shù)，一幀數(shù)據(jù)從RAM相應(yīng)地址循環(huán)移出。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的信號(hào)源裝置，其特征在于它具有相同結(jié)構(gòu)的I、Q兩路信號(hào)通道，所述I路信號(hào)通道結(jié)構(gòu)包括下列單元依此連接只讀存貯器(10)，用于寫入仿真得到的各種數(shù)據(jù)；隨機(jī)存貯器(11)，用于系統(tǒng)高速工作時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(12)，把RAM總線輸出的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成基帶接收模塊需要的模擬信號(hào)；低通濾波器(13)，濾除由于數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高頻信號(hào)；隔離變壓器(14)，它隔離本信號(hào)源裝置與輸出電纜的連接；所述Q路通道的結(jié)構(gòu)與I路通道相同；由第二只讀存貯器(20)、第二隨機(jī)存貯器(21)、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(22)、第二低通濾波器(23)、第二隔離變壓器(24)依此連接狀態(tài)機(jī)控制器(15)，用于確定系統(tǒng)I、Q兩路的工作狀態(tài)，根據(jù)工作狀態(tài)產(chǎn)生讀寫RAM及ROM的地址及讀寫控制信號(hào)；晶體振蕩器(16)，通過狀態(tài)機(jī)控制器(15)，為系統(tǒng)提供所需要的工作時(shí)鐘。
2如權(quán)利要求1所述的信號(hào)源裝置，其特征在于，所述狀態(tài)機(jī)控制器(15)包括狀態(tài)機(jī)(150)，控制本發(fā)明信號(hào)源的三種運(yùn)行狀態(tài)復(fù)位狀態(tài)，數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)，數(shù)據(jù)從RAM搬出狀態(tài)；地址發(fā)生器(151)，可產(chǎn)生讀寫ROM及RAM的0到307199之間的順序地址；讀寫控制器(152)，根據(jù)狀態(tài)機(jī)狀態(tài)，可產(chǎn)生“讀ROM寫RAM”，及“讀RAM到D/A的讀寫”控制邏輯。
3如權(quán)利要求1或2所述的信號(hào)源裝置，其特征在于所述只讀存貯器(10)用于寫入仿真得到的各種數(shù)據(jù)，包括各種信道組合、各種信噪比、各種移動(dòng)速度、以及不同移動(dòng)信道環(huán)境的數(shù)據(jù)。
4如權(quán)利要求1或2所述的信號(hào)源裝置，其特征在于所述晶體振蕩器(16)所產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率為30.72Mhz。
5一種用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的方法，包括I、Q兩路，其特征在于，所述I路是按如下方式工作的1)上電后，由狀態(tài)機(jī)控制器(15)產(chǎn)生復(fù)位狀態(tài)；2)對(duì)狀態(tài)機(jī)控制器15各控制及狀態(tài)信息進(jìn)行初始化；3)狀態(tài)機(jī)控制器(15)把狀態(tài)遷移至“數(shù)據(jù)從ROM搬到RAM狀態(tài)”，產(chǎn)生控制信號(hào)把存放在只讀存儲(chǔ)器(10)的數(shù)據(jù)低速讀出寫入隨機(jī)存儲(chǔ)器(11)中；4)再由狀態(tài)機(jī)控制器(15)產(chǎn)生“數(shù)據(jù)從RAM搬出狀態(tài)”，所產(chǎn)生的讀信號(hào)把隨機(jī)存儲(chǔ)器(11)中的數(shù)據(jù)搬出，送入數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(12)中；5)數(shù)據(jù)經(jīng)過低通濾波單元(13)，濾除高頻信號(hào)，經(jīng)隔離變壓器(14)送同軸電纜，即完成I路輸出；所述Q路的工作方式與所述I路相同。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于測(cè)試WCDMA移動(dòng)臺(tái)基帶接收模塊的信號(hào)源及方法,信號(hào)源具有相同結(jié)構(gòu)的I、Q兩路,I路結(jié)構(gòu)包括:只讀存貯器10,隨機(jī)存貯器11,數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12,低通濾波器13,隔離變壓器14;還包括確定系統(tǒng)I、Q兩路的工作狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)控制器15和晶體振蕩器16;所述方法包括上電復(fù)位,初始化,狀態(tài)機(jī)控制器15把狀態(tài)遷移至相應(yīng)狀態(tài);本發(fā)明存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)采用ROM和RAM兩級(jí)結(jié)構(gòu),既可在掉電時(shí)保存數(shù)據(jù)信息,又滿足高速運(yùn)行的需要。
文檔編號(hào)H04W24/00GK1306382SQ0011408
公開日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月1日
發(fā)明者田萬廷, 趙國峰, 任震 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司