发明内容
本发明实施例提供了一种硬仿真设备及其射频收发时序的调整方法,以保证硬仿真设备可以正确地将射频信号转换为基带信号。
本发明实施例提供了一种硬仿真设备,包括基带模块和射频模块,所述射频模块包括基站侧射频模块和终端侧射频模块,其中:
所述基带模块,用于发送基带数据时,将所述基带数据所采用的数据帧的帧头与作为基准时钟的时间同步时钟对齐;
所述基站侧射频模块,用于将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频接收通道开关的时刻;所述基带模块到所述基站侧射频模块和之间的传输时延,调整打开射频接收通道开关的时刻;以及设置关闭射频接收通道开关的时刻、打开射频发送通道开关的时刻和关闭射频发送通道开关的时刻;
所述终端侧射频模块,用于将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,调整打开射频发送通道开关的时刻;以及设置关闭射频发送通道开关的时刻、打开射频接收通道开关的时刻和关闭射频接收通道开关的时刻。
优选地,所述基站侧射频模块,具体用于根据所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延,提前打开射频接收通道开关的时刻;提前的时间长度为所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延;或者,所述终端侧射频模块,具体用于根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,延迟打开射频发送通道开关的时刻,延迟的时间长度为所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延之和。
本发明实施例提供了一种硬仿真设备射频收发时序的调整方法,其该方法包括:
基带模块使用时间同步时钟作为基准时钟,发送基带数据时,将所述基带数据所采用的数据帧的帧头与所述时间同步时钟对齐;
基站侧射频模块将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频接收通道开关的时刻;
所述基站侧射频模块根据所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延,调整打开射频接收通道开关的时刻;
所述基站侧射频模块设置关闭射频接收通道开关的时刻、打开射频发送通道开关的时刻和关闭射频发送通道开关的时刻。
优选地,所述基站侧射频模块根据所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延,调整打开射频接收通道开关的时刻,包括:
所述基站侧射频模块根据所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延,提前打开射频接收通道开关的时刻;提前的时间长度为所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延。
优选地,所述基站侧射频模块设置关闭射频接收通道开关的时刻、打开射频发送通道开关的时刻和关闭射频发送通道开关的时刻,包括:
所述基站侧射频模块根据基站的配置,获得下行导频时隙(DwPTS)的值和上行导频时隙(UpPTS)的值,将所述DwPTS的值对应的时刻设置为关闭射频接收通道开关的时刻;
获得上下行保护时隙(GP)的值,将所述DwPTS的值和所述GP的值之和对应的时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;
将所述DwPTS的值、所述GP的值和所述UpPTS的值之和对应的时刻设置为关闭射频发送通道开关的时刻。
优选地,所述数据帧包括通用公共无线接口(CPRI)帧。
本发明实施例提供了一种硬仿真设备射频收发时序的调整方法,该方法包括:
基带模块使用时间同步时钟作为基准时钟,发送基带数据时,将所述基带数据所采用的数据帧的帧头与所述时间同步时钟对齐;
终端侧射频模块将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;
所述终端侧射频模块根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、所述基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,调整打开射频发送通道开关的时刻;
所述终端侧射频模块设置关闭射频发送通道开关的时刻、打开射频接收通道开关的时刻和关闭射频接收通道开关的时刻。
优选地,所述终端侧射频模块根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、所述基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,调整打开射频发送通道开关的时刻之前,所述方法还包括:
所述终端侧射频模块通过消息获得所述基站侧射频模块所产生的固定时延。
优选地,所述终端侧射频模块根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,调整打开射频发送通道开关的时刻,包括:
所述终端侧射频模块根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,延迟打开射频发送通道开关的时刻,延迟的时间长度为所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延之和。
优选地,所述终端侧射频模块设置关闭射频发送通道开关的时刻、打开射频接收通道开关的时刻和关闭射频接收通道开关的时刻,包括:
所述终端侧射频模块基站(eNB)的配置,获得下行导频时隙(DwPTS)的值和上行导频时隙(UpPTS)的值,将所述DwPTS的值和射频信号从所述eNB到与所述终端侧射频模块相连的终端传输时延值之和对应的时刻设置为关闭射频发送通道开关的时刻;
获得上下行保护时隙(GP)的值,将所述DwPTS和GP之和与所述时延值之差对应的时刻设置为打开射频接收通道开关的时刻;
将所述DwPTS的值、所述GP的值和所述UpPTS的值之和对应的时刻设置为关闭射频接收通道开关的时刻。
上述硬仿真设备及其射频收发时序的调整方法,针对TDD LTE的上下行使用不同时隙,对硬仿真的射频模块进行收发时序调整,从而保证硬仿真设备可以正确地将射频信号转换为基带信号。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明实施例提供了一种硬仿真设备,包括基带模块和射频模块,所述射频模块包括基站侧射频模块和终端侧射频模块,其中:
所述基带模块,用于发送基带数据时,将所述基带数据所采用的数据帧的帧头与作为基准时钟的时间同步时钟对齐;
所述基站侧射频模块,用于将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频接收通道开关的时刻;所述基带模块到所述基站侧射频模块和之间的传输时延,调整打开射频接收通道开关的时刻;以及设置关闭射频接收通道开关的时刻、打开射频发送通道开关的时刻和关闭射频发送通道开关的时刻;
所述终端侧射频模块,用于将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,调整打开射频发送通道开关的时刻;以及设置关闭射频发送通道开关的时刻、打开射频接收通道开关的时刻和关闭射频接收通道开关的时刻。
如图1所示,是本发明硬仿真设备实施例的结构示意图,该硬仿真设备由射频模块和基带模块组成,硬仿真设备的射频模块称作iRU,当要区分是连接eNB的iRU还是连接UE的iRU时,将连接eNB的iRU称为iRUL,将连接UE的iRU称为iRUR。硬仿真设备的基带模块称作iNES,iRU进行射频和基带信号的转换,接收时将eNB或UE传过来的射频信号转换成基带信号交由iNES处理,由iNES完成无线信道的仿真处理,发送时将iNES传过来的基带信号转换成射频信号传给eNB或UE。iRU射频通过电缆和eNB或UE相连,通过光纤和iNES相连。
上述硬仿真设备,针对TDD LTE的上下行使用不同的时隙,对硬仿真设备的射频模块进行收发时序调整,使得硬仿真设备的射频模块可以正确地将射频信号转换为基带信号,以进行无线环境的实时仿真。
本发明实施例还提供了一种硬仿真设备射频收发时序的调整方法,该实施例描述的是硬仿真设备在eNB侧的射频收发时序调整方案,该方法包括:
步骤11、基带模块使用时间同步时钟作为基准时钟,发送基带数据时,将所述基带数据所采用的数据帧的帧头与所述时间同步时钟对齐;
硬仿真设备使用高精度时间同步时钟(如GPS,1588)做为基准时钟,硬仿真设备的基带数据,采用通用公共无线接口(CPRI)帧结构,基带数据在发送时,CPRI帧头和GPS时钟严格对齐;LTE的eNB支持GPS时钟,在仿真时要求eNB必须使用GPS时钟作为基准时钟;
步骤12、基站侧射频模块将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频接收通道开关的时刻;
基站侧射频模块将基带数据的CPRI帧头的到达的时刻,设置为打开射频接收通道开关的时刻;
步骤13、基站侧射频模块根据所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延,调整打开射频接收通道开关的时刻;
此处,调整打开射频接收通道开关的时刻为:提前打开射频接收通道开关的时刻;提前的时间长度为所述基带模块到所述基站侧射频模块的传输时延。
步骤14、基站侧射频模块设置关闭射频接收通道开关的时刻、打开射频发送通道开关的时刻和关闭射频发送通道开关的时刻。
所述基站侧射频模块eNB的配置,获得下行导频时隙(DwPTS)的值和上行导频时隙(UpPTS)的值,将所述DwPTS的值对应的时刻设置为关闭射频接收通道开关的时刻;获得上下行保护时隙(GP)的值,将所述DwPTS的值和所述GP的值之和对应的时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;将所述DwPTS的值、所述GP的值和所述UpPTS的值之和对应的时刻设置为关闭射频发送通道开关的时刻。
另外,本发明实施例提供了一种硬仿真设备射频收发时序的调整方法,该实施例描述的是硬仿真设备在eNB侧的射频收发时序调整方案,该方法包括:
步骤21、基带模块使用时间同步时钟作为基准时钟,发送基带数据时,将所述基带数据所采用的数据帧的帧头与所述时间同步时钟对齐;
步骤22、终端侧射频模块将所述数据帧的帧头的到达时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;
硬仿真设备的终端侧射频模块将基带数据的CPRI帧头到达的时刻,设置为打开射频发送通道开关的时刻。
步骤23、终端侧射频模块根据所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、所述基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延,调整打开射频发送通道开关的时刻;
此处,调整打开射频发送通道开关的时刻为:延迟打开射频发送通道开关的时刻,延迟的时间长度为所述基站侧射频模块到所述基带模块的传输时延、基带模块所产生的固定时延和基站侧射频模块所产生的固定时延之和。
步骤24、终端侧射频模块设置关闭射频发送通道开关的时刻、打开射频接收通道开关的时刻和关闭射频接收通道开关的时刻。
所述终端侧射频模块根据基站(eNB)的配置,获得下行导频时隙(DwPTS)的值和上行导频时隙(UpPTS)的值,将所述DwPTS的值和射频信号从所述eNB到与所述终端侧射频模块相连的终端传输时延值之和对应的时刻设置为关闭射频发送通道开关的时刻;获得上下行保护时隙(GP)的值,将所述DwPTS的值和所述GP的值之和对应的时刻设置为打开射频发送通道开关的时刻;将所述DwPTS的值、所述GP的值和所述UpPTS的值之和对应的时刻设置为关闭射频发送通道开关的时刻。
如图2所示,是本发明硬仿真设备射频模块的时延调整实施例的原理框图,对应于TDD LTE的iRU,采用时分的设计方法,在接收时射频信号经由天线、射频前端(RFE)到达环形器,由环形器做第一步的射频隔离,经过环形器后,是一个逻辑控制的接收通道的开关1,该开关1在固定时刻打开射频接收通道,在固定时刻关闭射频接收通道,以做到射频信号发送和接收的彻底隔离,此后射频信号经低噪放和混频器,变频为低频信号,并经模数转换器(A/D)采样,变成数字信号。在发送时,数字信号经数模转换器(D/A)变成模拟信号,经混频器和放大器,变成射频信号,并且由逻辑控制放大器上的开关2控制射频发送通道的通断,以到达发送接收彻底隔离的目的。只要控制好开关1和开关2的通断时刻,就可以控制好iNES射频模块接收和发送的时序,以实现在针对TDD LTE系统的无线信道仿真中,把射频信号正确地转换成基带信号的功能。
iNES的时延分布框图如图3所示,iNES的时延一共分3部分,一部分是iNES自身的时延,用Ti表示,一部分是iNES到iRU的光纤时延,如图3中所示iNES到iRU的时延为T12,从iRU到iNES的时延为T34,为了区分连接iRUR和连接iRUL的时延,分别用T12r,T34r和T12l,T34l表示,在iNES硬仿真设备中,要求iNES连接iRUL的两根光纤长度相同,故T12r等于T34r,同样要求iNES连接iRUL的两根光纤长度相同,故T12l等于T34l。一部分是iRU自身的时延,如图3所示,iRU的时延分为两部分,其中基带数据到天线口的时延称为T2a,为了分别iRUR和iRUL用T2al和T2ar表示,天线口到基带数据的时延叫Ta3,为了分别iRUL和iRUR用Ta3l和Ta3r表示,iRUR和iRUL是相同的射频设备,故T2al=T2ar,Ta3l=Ta3r。射频信号从eNB到UE的时延为Tdown=Ta3l+T34L+Ti+T12r+T2ar。射频信号从UE到eNB的时延为Tup=Ta3r+T34r+Ti+T 12l+T2al。Tdown=Tup=τ。
如图4所示,是本发明时延消息传递过程的信令流程图,该实施例中iNES基带模块和射频模块通过消息传递时延参数,消息格式和流程套用了TDD LTE标准的IR接口,该过程包括:
步骤401、iNES发送时延测量请求命令给iRU;
步骤402、iRU回复时延测量响应;
步骤403、iNES收到时延测量响应后,发送时延配置命令;
步骤404、iRU发送时延配置命令响应消息,流程结束。
iRU在时延测量测量响应消息总上报T2a和Ta3,iNES在时延配置命令中把接收开关提前的时延量和发送开关提前的时延量发给iRU。
如图5所示,是本发明硬仿真设备射频模块与eNB和UE的时序对应图,其中,TDD LTE的时序配置如表1所示:
表1TDD LTE的时序配置表
在该时序配置表中,起点为GPS时刻,以1ms为基本的度量单位。
在eNB侧的时序对应关系如图5所示,eNB的发送时序,刚好和iRUL的接收时序相对应,iRUL接收到iNES发来的公共无线接口(CPRI)帧后,打开射频接收通道的开关,iRUL会调整射频接收通道的打开开关的时间,在原时刻提前T12l时刻打开开关。即为图5中所示,iRUL在GPS时刻,就是0时刻打开了接收通道的开关,根据eNB具体的配置和表1的TDD LTE时序配置表中的时序关系,在下行导频时隙(DwPTS)所对应的时刻,关闭射频接收通道,根据公式DwPTS+上下行保护时隙(GP)+上行导频时隙(UpPTS)=30720Ts=1ms算出GP,在DwPTS+GP时刻打开射频发送通道,在DwPTS+GP+UpPTS时刻,即1ms的时刻,关闭射频发送通道,刚好和GPS时刻对齐,再进入下一循环。
在UE侧的时序对应关系如图5所示,iRUR的发送时序,刚好和UE的接收时序相对应,iRUR接收到iNES发来的CPRI帧后,打开射频发送通道的开关,iRUR会调整射频发送通道的打开开关的时间,在原时刻推迟Ta3l+T34l+Ti时刻打开开关,故iRUR侧的打开发送通道开关的时刻为Ta3l+T34l+Ti+T12r+T2ar=τ,即为图5中所示,iRUR在τ时刻打开了发送通道开关。根据eNB具体的配置,根据表1的TDD LTE时序配置表中的时序关系,在DwPTS+τ所对应的时刻,关闭射频发送通道,根据公式DwPTS+GP+UpPTS=30720Ts=1ms算出GP值,在DwPTS+GP-τ时刻打开射频接收通道开关,在DwPTS+GP+UpPTS时刻,即1ms的时刻,关闭射频发送通道,刚好和GPS时刻对齐,再进入下一循环。
上述硬仿真设备的射频收发时序调整的方法,针对TDD LTE的上下行使用不同的时隙,对硬仿真设备的射频模块进行收发时序调整,使得硬仿真设备的射频模块可以正确的将射频信号转换为基带信号,以进行无线环境的实时仿真。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,上述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。