CN103167530A - 一种扫频装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫频装置及方法，用以解决扫频数据过多及数据冗余问题，从而提升扫频速度、以及对扫频数据的处理效率。所述扫频装置，包括：射频处理模块，用于按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号后输出；筛选模块，用于对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，并筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号保存到存储模块中；信号处理模块，用于对存储模块中保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并通过接口模块将得到的扫频数据上报给数据采集系统。

Description

一种扫频装置及方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种扫频装置及方法。

背景技术

扫频仪是用于测试特定网络制式的无线网络覆盖的仪器，应用场景主要包括无线网络优化、道路测试、基站勘察、基站测试、直放站测试和无线传播模型校准等。

下面，以GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信)网络制式的扫频仪(简称GSM扫频仪)为例进行说明。现有的GSM扫频仪采用基于轮询式的扫频方法，所谓轮询式，是指GSM扫频仪按照配置的频点列表，逐个频点进行搜索、同步、测量、解码等处理，无论是BCCH(BroadcastControl Channel，广播控制信道)载波还是TCH(Traffic Channel，业务信道)载波，都会进行相应处理，处理完所有的频点之后，以矩阵形式上报得到的扫频数据，数据采集系统和分析系统采用矩阵形式存储和读入扫频数据。

对于GSM扫频仪来说，如果配置的频点为200个，扫频参数至少包括ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number，绝对射频信道号)、RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)、BSIC(Base StationIdentity Code，基站识别码)和C/I(Carrier to Interference radio，载干比)，则一个采样点的扫频数据至少包括800列数据，由此生成的保存文件数据量较大，会消耗大量的存储空间用于存储大量的扫频数据。同时，由于很多频点不被BCCH载波所使用，因此大部分频点的BSIC、C/I参数值为空，使得扫频数据中存在着数据冗余问题。扫频数据过多及数据冗余问题，也导致了后续分析系统的检索、分析等处理复杂性较高、处理效率较慢。并且，在实际的GSM无线网络优化中，通常只关注TOP16的GSM无线射频信号，即最强的16个小区信号，而其他较弱信号的搜索、同步、测量、解码等处理对于实际的GSM无线网络优化来说意义不大，因此对于负责数据采集的GSM扫频仪来说，轮询式的扫频方法也无谓的消耗了大量时间用于测量很多用户并不关心的频点。

可见，现有GSM扫频仪存在着扫频数据过多及数据冗余问题，导致扫频速度较慢，以及对扫频数据的处理效率较低。其他网络制式的扫频仪同样存在着该问题。

发明内容

本发明实施例提供一种扫频装置及方法，基于实际的无线网络优化需要，解决扫频数据过多及数据冗余问题，从而提升扫频速度、以及对扫频数据的处理效率。

本发明实施例提供的扫频装置，包括射频处理模块、筛选模块、存储模块、信号处理模块和接口模块，其中：

所述射频处理模块，用于按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号后输出；

所述筛选模块，用于对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，并筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号保存到所述存储模块中；

所述信号处理模块，用于对所述存储模块中保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并通过所述接口模块将得到的扫频数据上报给数据采集系统。

本发明实施例提供的扫频方法，包括：

按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号；

对每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号，并保存筛选出的各基带数字载波信号；

对保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并上报得到的扫频数据。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，基于实际的无线网络优化需要，在扫频装置内部执行设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号的筛选，仅对筛选出的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，减少了大量频点上的基带数字载波信号的同步、测量、解码等处理过程，降低了信号处理量，提高了扫频速度，使得每组采样点的实际地理位置的间隔大为缩小，为无线网络覆盖调整提供了基准参考。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，扫频装置上报给数据采集系统的扫频数据中仅包括筛选出的各基带数字载波信号的扫频参数值、对应的频点信息等，从而减少了扫频装置与数据采集系统之间的接口上的数据流量，降低了数据采集系统的执行效率压力，有效解决了扫频数据过多及数据冗余问题，大大减少了扫频数据占用的存储空间。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，对于分析系统来说，读入的扫频数据是通过筛选的，数据量大大降低，因此对扫频数据的检索、分析等处理效率将大大提高，同时也加快了扫频数据的读入速度，节省了分析系统对内存和处理器的消耗，对于周而复始的无线网络优化工作来说，处理效率的提升将非常可观。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中扫频装置实际运行的网络架构示意图；

图2为本发明实施例中扫频装置的内部结构示意图；

图3为本发明实施例中扫频装置的另一种内部结构示意图；

图4为本发明实施例中扫频方法流程图；

图5为本发明实施例中GSM网络制式下的扫频方法流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

基于实际的无线网络优化需要，同时兼顾考虑扫频速度、以及对扫频数据的处理效率，本发明实施例提供了一种扫频装置及方法，基于TOPN扫描方式实现，用以解决扫频数据过多及数据冗余问题。

所谓的TOPN扫描，是指针对接收到的每一个频点上的无线射频信号来说，将各无线射频信号转换为基带数字载波信号之后，在对每一个基带数字载波信号进行同步、测量、解码等处理之前，按照信号场强筛选信号场强最高的设定数量(N个)的基带数字载波信号进行保存，待所有频点上的基带数字载波信号扫描完成之后，得到当前采样点上的TOPN基带数字载波信号，然后再对TOPN基带数字载波信号进行同步、测量、解码等处理，处理完成后，汇总扫频数据上报，上报的扫频数据包括TOPN基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息等。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，适用于各种网络制式，例如GSM网络制式、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，时分同步码分多址)网络制式等，只要配置的频点为该网络制式下的可用频点即可。

首先介绍本发明实施例提供的扫频装置实际运行的网络架构，如图1所示，扫频装置实际运行的网络架构中包括扫频装置101、数据采集系统102和分析系统103。其中：

扫频装置101可以接收与应答外部的数据采集系统102基于实际的无线网络优化需要发送的控制指令，控制指令中一般携带需要配置的频点列表、扫频参数等信息，以及扫频装置101将最终得到的扫频数据发送给数据采集系统102进行保存。

数据采集系统102负责向扫频装置101发送控制指令，以及存储扫频装置101上报的扫频数据。数据采集系统102一般为路测软件、无线网络优化工具等。

分析系统103负责从数据采集系统102处读入扫频数据，对扫频数据执行检索、分析等处理工作，从而为无线网络性能分析、无线网络优化、以及无线网络覆盖调整等提供基准参考。

接着介绍本发明实施例提供的扫频装置的内部结构。如图2所示，扫频装置包括射频处理模块201、筛选模块202、存储模块203、信号处理模块204和接口模块205，其中：

射频处理模块201，用于按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号后输出。

具体实施中，通过配置不同的频点列表，可以使得该扫频装置在不同网络制式下使用，例如在GSM网络制式下使用时，可以配置频点列表为1～94(频点信息用频点号表示)，在TD-SCDMA网络制式下使用时，可以配置频点列表为10055、10063、10071、10080、10088、10096、10104、10112、10120(频点信息用UMTS ARFCN表示)。

筛选模块202，用于对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，并筛选出设定数量(N个)的信号场强最高的基带数字载波信号(即TOPN基带数字载波信号)保存到存储模块203中。

N的取值可以根据实际的无线网络优化需求灵活设置。例如，在实际的GSM无线网络优化中，通常只关注TOP16的GSM无线射频信号，即最强的16个小区信号，而其他较弱信号的搜索、同步、测量、解码等处理对于实际的GSM无线网络优化来说意义不大，因此N取值一般为16。当然，N的取值也可以灵活调整，例如N取值为10、12等。

较佳的，为了便于最终扫频数据的展现和使用，筛选模块202，还用于对筛选出的各基带数字载波信号按照信号场强从高到低的顺序排序后依次保存到存储模块203中。

存储模块203在筛选模块的控制下，对TOPN基带数字载波信号执行数据备份。通过数据备份，无需对最终TOPN基带数字载波信号再次进行数据采集，而是直接将存储的TOPN基带数字载波信号送入信号处理模块进行相应的信号处理即可。

信号处理模块204，用于对存储模块203中保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并通过接口模块205将得到的扫频数据上报给数据采集系统。

具体实施中，在GSM网络制式下，扫频参数一般包括ARFCN、RSSI、BSIC和C/I，相应的，需要对存储模块203中保存的各基带数字载波信号进行同步(时间同步和频率同步)、搜索、测量、BSIC解码等处理。

信号处理模块204上报的扫频数据中，包括筛选出的每一个基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息。

接口模块205是扫频装置与外部的数据采集系统的接口，用于与数据采集系统进行交互，负责控制指令的接收与应答，以及扫频数据的发送等操作。

本发明实施例中，数据采集系统采用矩阵形式存储扫频数据，矩阵的每一行对应存储其中一个基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息。

举例说明具体的存储格式，假设扫频参数包括ARFCN、RSSI、BSIC和C/I，N取值为16，则相应的存储格式为16行7列的矩阵，具体如表1所示。

表1

较佳的，如图3所示，所述扫频装置中，还可以在射频处理模块201和筛选模块202之间增加一单音滤波模块206，用于在筛选模块202筛选出TOPN基带数字载波信号之前先按照信号场强进行初步过滤，从而提升筛选模块的处理效率，其中：

单音滤波模块206，用于接收射频处理模块201输出的每一个基带数字载波信号，对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，并过滤出信号场强超过配置的信号场强过滤门限的基带数字载波信号发送给筛选模块202。

具体实施中，配置的信号场强过滤门限的取值范围一般为：-100dB～-94dB。

如果扫频装置需要接收与应答外部的数据采集系统基于实际的无线网络优化需要发送的控制指令，扫频装置中还可以包括控制模块207，其中：

控制模块207，用于通过接口模块205接收控制指令，并根据控制指令配置频点列表、扫频参数、设定数量和信号场强过滤门限的参数值。

控制指令中一般携带需要配置的频点列表、扫频参数、设定数量和信号场强过滤门限等信息。当然，频点列表、扫频参数、设定数量和信号场强过滤门限的参数值也可以预先固化配置在扫频装置的相应模块中。

本发明实施例提供的扫频装置，在扫频装置内部预置单音滤波模块和筛选模块，在对基带数字载波信息进行同步、搜索、测量与解码等处理之前进行干预，筛选出实际无线网络优化需要关注的有用信号，提升扫频装置的有效计算利用率，提高整体信号处理速度。

本发明实施例提供的扫频装置，采用TOPN扫描方式实现，TOPN扫描方式相比于传统的轮询式扫描方式，具有如下优点：

优点一、TOPN扫描是在扫频装置内部完成了设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号的筛选，减少了接口上的数据流量，降低了数据采集系统的执行效率压力，长时间扫频大大减少了扫频数据的存储空间。例如，对于GSM网络制式来说，如果配置的频点为200个，一个采样点的扫频数据至少包括800列数据，而TOPN扫描方式下，以N取值为16进行说明，一个采样点的扫频数据仅仅为16行7列的矩阵。

优点二、TOPN扫描方式对于分析系统来说，读入的扫频数据是通过筛选的，数据量大大降低，因此检索、分析等处理速度将大大提高，同时也加快了扫频数据的读入速度，节省了分析系统对内存和处理器的消耗，对于周而复始的无线网络优化工作来说，处理效率的提升将非常可观。

优点三、TOPN扫描方式减少了大量频点上的基带数字载波信号的同步、测量、解码等处理过程，降低了信号处理量，提高了扫频速度，使得每组采样点的实际地理位置的间隔大为缩小，为无线网络性能分析、无线网络优化、无线网络覆盖调整等提供了基准参考。例如对于GSM网络制式来说，如果配置的频点为200个，而TOPN扫描方式下，以N取值为16进行说明，减少了184个频点上的基带数字载波信号的同步、测量、解码等处理过程。

基于同一技术构思，本发明实施例还提供了一种扫频方法，如图4所示，包括如下步骤：

S401、按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号。

S402、对每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号，并保存筛选出的各基带数字载波信号。

较佳的，在筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号之前，所述扫频方法还可以包括：过滤出信号场强超过配置的信号场强过滤门限的基带数字载波信号的步骤。

在保存筛选出的各基带数字载波信号之前，所述扫频方法还可以包括：对筛选出的各基带数字载波信号按照信号场强从高到低的顺序排序的步骤。

S403、对保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并上报得到的扫频数据。

对保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，与现有技术中按照配置的扫频参数对基带数字载波信号进行相应的信号处理过程一致，具体不再赘述。

基于本发明实施例提供的扫频装置及其实际运行的网络架构，举例说明GSM网络制式下的扫频方法，如图5所示，包括如下步骤：

S501、数据采集系统通过接口模块向控制模块发送控制指令，控制指令中携带需要配置的频点列表、扫频参数、设定数量和信号场强过滤门限的信息，假设配置的频点列表为1～94(频点信息用频点号表示)，扫频参数为ARFCN、RSSI、BSIC和C/I，设定数量为16，信号场强过滤门限为-94dB；

S502、控制模块通过接口模块接收控制指令，并根据控制指令向相应模块配置频点列表、扫频参数、设定数量和信号场强过滤门限的参数值，具体的，向射频处理模块配置频点列表为1～94(频点信息用频点号表示)，向单音滤波模块配置信号场强过滤门限为-94dB，向筛选模块配置设定数量为16，向信号处理模块配置扫频参数为ARFCN、RSSI、BSIC和C/I；

S503、射频处理模块按照配置的频点列表1～94(频点信息用频点号表示)接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号后输出给单音滤波模块；

S504、单音滤波模块接收射频处理模块输出的每一个基带数字载波信号，对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，按照配置的信号场强过滤门限-94dB，过滤出信号场强超过配置的信号场强过滤门限-94dB的基带数字载波信号输出给筛选模块；

S505、筛选模块对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，按照配置的设定数量16，筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号(即TOP16基带数字载波信号)保存到存储模块；

具体实施中，筛选模块还可以对筛选出的TOP16基带数字载波信号按照信号场强从高到低的顺序排序后依次保存到存储模块中；

需要说明的是，单音滤波模块过滤出的基带数字载波信号有可能小于16个，在这种情况下，筛选模块会将单音滤波模块过滤出的全部基带数字载波信号保存到存储模块中；

S506、针对存储模块中保存的TOP16基带数字载波信号，信号处理模块对每一个基带数字载波信号分别执行如下信号处理：按照配置的扫频参数ARFCN、RSSI、BSIC和C/I进行同步、搜索、测量、BSIC解码等处理；

S507、信号处理模块通过接口模块将得到的扫频数据上报给数据采集系统，扫频数据中包括16个基带数字载波信号的ARFCN参数值、RSSI参数值、BSIC参数值、C/I参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息；

S508、数据采集系统采用16行7列的矩阵形式存储接收到的扫频数据，矩阵的每一行对应存储其中一个基带数字载波信号的ARFCN参数值、RSSI参数值、BSIC参数值、C/I参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息。

S509、分析系统采用矩阵形式读入扫频数据，对扫频数据执行检索、分析等处理工作。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，基于实际的无线网络优化需要，在扫频装置内部执行设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号的筛选，仅对筛选出的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，减少了大量频点上的基带数字载波信号的同步、测量、解码等处理过程，降低了信号处理量，提高了扫频速度，使得每组采样点的实际地理位置的间隔大为缩小，为无线网络覆盖调整提供了基准参考。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，扫频装置上报给数据采集系统的扫频数据中仅包括筛选出的各基带数字载波信号的扫频参数值、对应的频点信息等，从而减少了扫频装置与数据采集系统之间的接口上的数据流量，降低了数据采集系统的执行效率压力，有效解决了扫频数据过多及数据冗余问题，大大减少了扫频数据占用的存储空间。

本发明实施例提供的扫频装置及方法，对于分析系统来说，读入的扫频数据是通过筛选的，数据量大大降低，因此对扫频数据的检索、分析等处理效率将大大提高，同时也加快了扫频数据的读入速度，节省了分析系统对内存和处理器的消耗，对于周而复始的无线网络优化工作来说，处理效率的提升将非常可观。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种扫频装置，其特征在于，包括射频处理模块、筛选模块、存储模块、信号处理模块和接口模块，其中：

所述射频处理模块，用于按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号后输出；

所述筛选模块，用于对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，并筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号保存到所述存储模块中；

所述信号处理模块，用于对所述存储模块中保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并通过所述接口模块将得到的扫频数据上报给数据采集系统。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

单音滤波模块，用于接收所述射频处理模块输出的每一个基带数字载波信号，对接收到的每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，并过滤出信号场强超过配置的信号场强过滤门限的基带数字载波信号发送给所述筛选模块。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

所述信号处理模块上报的扫频数据包括筛选出的每一个基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述数据采集系统采用矩阵形式存储所述扫频数据，矩阵的每一行对应存储其中一个基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于通过所述接口模块接收控制指令，并根据控制指令配置所述频点列表、扫频参数、设定数量和信号场强过滤门限的参数值。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述筛选模块，还用于对筛选出的各基带数字载波信号按照信号场强从高到低的顺序排序后依次保存到所述存储模块中。

7.一种扫频方法，其特征在于，包括：

按照配置的频点列表接收每一个频点上的无线射频信号，并将接收到的无线射频信号转换为基带数字载波信号；

对每一个基带数字载波信号进行信号场强测量，筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号，并保存筛选出的各基带数字载波信号；

对保存的各基带数字载波信号按照配置的扫频参数进行相应的信号处理，并上报得到的扫频数据。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在筛选出设定数量的信号场强最高的基带数字载波信号之前，过滤出信号场强超过配置的信号场强过滤门限的基带数字载波信号。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，

所述扫频数据包括筛选出的每一个基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息；以及

所述扫频数据以矩阵形式存储，矩阵的每一行对应存储其中一个基带数字载波信号的各扫频参数值、对应的频点信息、以及采样位置信息和采样时间信息。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在保存筛选出的各基带数字载波信号之前，对筛选出的各基带数字载波信号按照信号场强从高到低的顺序排序。

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