CN103546902A - 基带信号处理装置及车载空口监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基带信号处理装置及车载空口监测设备。其中，该处理装置包括：基带信号处理电路，包括：可编程阵列单元，用于对射频信号进行变频处理得到同步定时信号；数字信号处理单元，与可编程阵列单元连接，用于对同步定时信号进行基带协议分析得到初始基带信号；CPU单元，与数字信号处理单元连接，用于将初始基带信号进行信号解析分发得到目标基带信号。本发明实现基带信号处理装置的通用性，解决了现有技术中的基带信号处理装置不具有通用性，无法与其他设备兼容的技术问题。

Description

基带信号处理装置及车载空口监测设备

技术领域

本发明涉及网络安全领域，具体而言，涉及一种基带信号处理装置及车载空口监测设备。

背景技术

随着3G无线网络趋于稳定和成熟，无线通信终端已经大大普及，无线上网等无线网络业务的普及已成大势所趋，用户对无线网络安全的要求越来越高，并且需要涵盖2G、3G和4G多制式无线网络结构。另一方面，民用空口监测服务需求也在不断地增大。

在无线通信领域目前没有完整的针对终端空口监测的解决方案，针对无线终端的车载空口监测设备多数都是通过简单修改微基站设备，再进行结构加工形成部分2G或3G制式的空口监测，这样无法实现持续的产品升级和业务扩展，同时此类设备缺乏一个统一的规范和标准，给系统开发、管理和维护工作增加很多难度。

由于车载空口监测设备没有统一的硬件平台方案，数字板，通常的基带处理单元，一般都会采用独立电路的方案，使用数据线和射频线与射频单元连接，使用电源线连接电源模块，并固定在机箱里。由于机箱受限，这样设备不具备快速升级，多板卡的增容扩展，并且接口不具有通用性，无法兼容其他设备，另外在散热设计和功率分布往往具有不合理性。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种基带信号处理装置及车载空口监测设备，以至少解决了现有技术中基带信号处理装置不具有通用性，无法与其他设备兼容的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基带信号处理装置，该处理装置包括：基带信号处理电路，包括：可编程阵列单元，用于对射频信号进行变频处理得到同步定时信号；数字信号处理单元，与可编程阵列单元连接，用于对同步定时信号进行基带协议分析得到初始基带信号；CPU单元，与数字信号处理单元连接，用于将初始基带信号进行信号解析分发得到目标基带信号。

进一步地，基带信号处理电路还包括：交换单元，可编程阵列单元通过交换单元与数字信号处理单元建立连接关系，数字信号处理单元通过交换单元与CPU单元建立连接关系。

进一步地，基带信号处理电路还包括：时钟单元，分别与可编程阵列单元、数字信号处理单元以及CPU单元连接，用于向可编程阵列单元、数字信号处理单元以及CPU单元提供分频时钟信号。

进一步地，基带信号处理电路还包括：射频接收卡，与可编程阵列单元连接，用于将接收到的射频信号发送给可编程阵列单元。

进一步地，基带信号处理装置还包括：电源转换单元，与基带信号处理电路连接，用于为基带信号处理电路提供电能。

进一步地，基带信号处理装置还包括：电路板，基带信号处理电路和电能转换单元设置在电路板上；支撑板，与电路板连接，用于支撑电路板；前面板，分别与电路板和支撑板连接，基带信号处理电路中的CPU单元通过前面板接口与前面板连接。

进一步地，基带信号处理装置还包括：背板，分别与交换单元和电源转换模块连接，电源转换模块通过背板将电源的能量转换为电能，交换单元通过背板与网络设备进行通讯。

进一步地，基带信号处理装置还包括：天线，通过前面板接口与CPU单元连接，CPU单元通过天线发送目标基带信号。

进一步地，基带信号处理装置还包括：卡槽，设置在电路板上，天线通过卡槽与前面板连接，并通过前面板接口与CPU单元建立通讯。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车载空口监测设备，包括：基带信号处理装置。

在本发明实施例中，通过数字信号处理单元和CPU单元对射频信号的基带协议解析和解析分发使得该基带信号处理装置可以对多种协议的基带信号进行处理，从而实现基带信号处理装置的通用性，解决了现有技术中的基带信号处理装置不具有通用性，无法与其他设备兼容的技术问题。

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，构成本申请的一部分，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是根据本发明实施例的基带信号处理装置的结构示意图；

图2是根据本发明另一实施例的基带信号接收装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的基带信号处理电路的示意图；

图4是根据图3所示实施例的电路板的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的车载空口监测设备的使用示意图。

具体实施方式

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例的基带信号处理装置的结构示意图。如图1所示，该基带信号处理装置可以包括基带信号处理电路100，基带信号处理电路100可以包括：可编程阵列单元10，用于对射频信号进行变频处理得到同步定时信号；数字信号处理单元30，与可编程阵列单元10连接，用于对同步定时信号进行基带协议分析得到初始基带信号；CPU单元50，与数字信号处理单元30连接，用于将初始基带信号进行信号解析分发得到目标基带信号。

采用本发明，通过可编程阵列单元对射频信号进行变频处理得到同步定时信号，然后使用数字信号处理单元对同步定时信号进行基带协议分析得到初始基带信号，最后CPU单元将初始基带信号进行信号解析分发得到目标基带信号，通过数字信号处理单元和CPU单元对射频信号的基带协议解析和解析分发使得该基带信号处理装置可以对多种协议的基带信号进行处理，从而实现基带信号处理装置的通用性，解决了现有技术中的基带信号处理装置不具有通用性，无法与其他设备兼容的技术问题。

在本发明的上述实施例中，基带信号处理电路中的所有接口均可以采用目前通信行业通用的ATCA PICMG3.0标准，以实现统一的电路接口和结构，从而使得基带信号处理电路可以直接在符合标准ATCA PICMG3.0标准的机箱上实现热插拔替换，这样可以实现快速更换、升级和系统增容的扩展。

在本发明的上述实施例中，基带信号处理电路100还可以包括：交换单元，可编程阵列单元通过交换单元与数字信号处理单元建立连接关系，数字信号处理单元通过交换单元与CPU单元建立连接关系。

根据本发明的上述实施例中，基带信号处理电路100还可以包括：时钟单元，分别与可编程阵列单元、数字信号处理单元以及CPU单元连接，用于向可编程阵列单元、数字信号处理单元以及CPU单元提供分频时钟信号。

在本发明的上述实施例中，基带信号处理电路100还可以包括：射频接收卡，与可编程阵列单元连接，用于将接收到的射频信号发送给可编程阵列单元。

具体地，如图3所示，该基带信号处理电路100可以包括：CPU单元，基带处理单元DSP（即上述实施例中的数字信号处理器）、FPGA单元（即上述实施例中的可编程门阵列单元）、交换单元、时钟单元以及射频接收卡。

如图3所示的基带信号处理装置还可以包括：背板，分别与交换单元和电源转换模块连接，电源转换模块通过背板将电源的能量转换为电能，交换单元通过背板与网络设备进行通讯。

更具体地，CPU单元可以对射频收发链路进行控制、天线校准、FPGA的功能设置、以太网交换芯片（即交换单元）的配置、时钟配置、DSP和FPGA的复位控制、单板电源管理，和运行协议软件等；基带处理单元DSP可以实现FDD（即全双工信道）系统单或多小区的L1和MAC数据处理，采用该单元可以实现手机上行（即终端上行）和基站下行基带信号处理；FPGA单元：可以完成与AD、DA等接口，实现数字变频、通过以太网数据传输，产生同步定时信号等功能；交换单元：使用交换单元实现板内DSP、FPGA以及CPU之间，以及基带信号处理电路与背板之间的以太网交换；时钟单元，用于产生系统时钟，具体地可以通过PLL等芯片产生各种分频时钟。

在本发明的上述实施例中，基带信号处理装置还可以包括：电源转换单元，与基带信号处理电路连接，用于为基带信号处理电路提供电能。更具体地，如图3所示的电源转换单元可以提供板卡内部所有电源需求以及基带信号处理电路上电时序控制的功能。

根据本发明的上述实施例，基带信号处理装置还可以包括：电路板300，基带信号处理电路和电能转换单元设置在电路板上；支撑板500，与电路板连接，用于支撑电路板300；前面板700，分别与电路板300和支撑板500连接，基带信号处理电路中的CPU单元通过前面板接口与前面板连接。

如图4所示的基带信号处理装置还可以包括：天线101，通过前面板接口与CPU单元连接，CPU单元通过天线发送目标基带信号。

在本发明的上述实施例中，基带信号处理装置还可以包括：卡槽，设置在电路板上，天线通过卡槽与前面板连接，并通过前面板接口与CPU单元建立通讯。

具体地，如图4所示，电路板700上可以有多个AMC的卡槽，从可以在电路板上设置多个天线101和射频单元103（用于接收射频信号），同时基带信号处理电路的接口定义一致，可以实现任意通道的板卡插拔，同时也可以实现单天线到多天线的扩展。

更具体地，如图4所示，电路设计了多通道AMC R2.0标准接口，可同时实现多个射频单元103的扩展，并且背板的信号接口定义符合ATCA接口标准，从而可以实现高速信号和时钟信号的传输。

另外，在本发明的上述实施例中电源可以采用双路主备方案，可以实现热备切换，电路符合热插拔设计，并且电路布局参考PICMG3.0标准，使电路散热具有高可靠性。

根据本发明的另一方面还提供了一种车载空口监测设备，可以包括本发明上述实施例中的任意一种的基带信号处理装置。

采用本发明，通过基带信号处理装置的可编程阵列单元对射频信号进行变频处理得到同步定时信号，然后使用数字信号处理单元对同步定时信号进行基带协议分析得到初始基带信号，最后CPU单元将初始基带信号进行信号解析分发得到目标基带信号，通过数字信号处理单元和CPU单元对射频信号的基带协议解析和解析分发使得该基带信号处理装置可以对多种协议的基带信号进行处理，从而实现基带信号处理装置的通用性，解决了现有技术中的基带信号处理装置不具有通用性，无法与其他设备兼容的技术问题。

具体地，采用具有统一硬件接口的车载空口监测设备的基带信号处理装置，并同时具有与射频单元的统一接口，电源的统一接口，和空口监测设备的其他板卡通信的统一接口，同时设备也具有热插拔功能，使设备具有多板卡扩展功能，从而涵盖2G、3G和4G多制式无线网络结构。

在本发明的上述实施例中，可以同时实现手机上行和基站下行基带信号处理，本发明的上述实施例中的基带信号处理电路中的各个单元可以集成在电路板上，从而可以实现同时集成数字中频转换、软件业务配置等功能，进而完全满足车载空口监测设备的要求；并且上述实施例中的基带信号处理装置采用通用标准定义了板卡接口和外形结构，实现了设备的热插拔替换，从而在将该壮汉子适用于车载无线空口监测设备时具有一个标准化的硬件平台，实现快速升级。

图5是根据本发明实施例的车载空口监测设备的使用示意图。如图5所示，目标用户处在某对应的基站小区内，无线车载空口监测设备通过服务基站对空口信号的解析，再通过车辆位置移动、信号功率测量等手段实现对目标终端的高精度的空口监测。具体地，车载空口监测设备通过RNC（即无线网络控制器）与服务基站或商用基站建立连接，对空口信号进行监测。由于本申请的射频接收装置的接口采用了统一的AMCR2.0标准，从而可以实现与RNC对话，可以准确地对空口信号实现监测。

采用本发明的车载空口监测设备，通过无线车载空口监测设备对空口信号的解析，再通过车辆位置移动、信号功率测量等手段实现对目标终端的高精度的监测，具体地通过本发明的基带信号处理装置可以提供模拟中频信号的数字变频，基带信号解析和部分协议分析等功能。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：采用本发明，电路板接口和结构采用ATCA PICMG3.0标准，采用DSP可以在单板电路上实现手机上行和基站下行2路基带同时处理，并且电路内部通过使用嵌入式处理器实现电路管理和控制，数字信号处理芯片实现基带协议，FPGA实现数字变频，通过以太交换芯片实现多处理器之间通信。电源电路采用热插拔方案，同时面板使用把手设计，可以快速更换电路。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基带信号处理装置，其特征在于，包括基带信号处理电路，包括：

可编程阵列单元，用于对射频信号进行变频处理得到同步定时信号；

数字信号处理单元，与所述可编程阵列单元连接，用于对所述同步定时信号进行基带协议分析得到初始基带信号；

CPU单元，与所述数字信号处理单元连接，用于将所述初始基带信号进行信号解析分发得到目标基带信号。

2.根据权利要求1所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理电路还包括：

交换单元，所述可编程阵列单元通过所述交换单元与所述数字信号处理单元建立连接关系，所述数字信号处理单元通过所述交换单元与所述CPU单元建立连接关系。

3.根据权利要求1所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理电路还包括：

时钟单元，分别与所述可编程阵列单元、所述数字信号处理单元以及所述CPU单元连接，用于向所述可编程阵列单元、所述数字信号处理单元以及所述CPU单元提供分频时钟信号。

4.根据权利要求1所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理电路还包括：

射频接收卡，与所述可编程阵列单元连接，用于将接收到的所述射频信号发送给所述可编程阵列单元。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理装置还包括：

电源转换单元，与所述基带信号处理电路连接，用于为所述基带信号处理电路提供电能。

6.根据权利要求5所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理装置还包括：

电路板，所述基带信号处理电路和所述电能转换单元设置在电路板上；

支撑板，与所述电路板连接，用于支撑所述电路板；

前面板，分别与所述电路板和所述支撑板连接，所述基带信号处理电路中的CPU单元通过前面板接口与所述前面板连接。

7.根据权利要求6所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理装置还包括：

背板，分别与所述交换单元和所述电源转换模块连接，所述电源转换模块通过所述背板将电源的能量转换为所述电能，所述交换单元通过所述背板与网络设备进行通讯。

8.根据权利要求6所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理装置还包括：

天线，通过所述前面板接口与所述CPU单元连接，所述CPU单元通过所述天线发送所述目标基带信号。

9.根据权利要求8所述的基带信号处理装置，其特征在于，所述基带信号处理装置还包括：

卡槽，设置在所述电路板上，所述天线通过所述卡槽与所述前面板连接，并通过所述前面板接口与所述CPU单元建立通讯。

10.一种车载空口监测设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的基带信号处理装置。

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