CN104717676B - 一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统 - Google Patents

一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104717676B
CN104717676B CN201510093658.6A CN201510093658A CN104717676B CN 104717676 B CN104717676 B CN 104717676B CN 201510093658 A CN201510093658 A CN 201510093658A CN 104717676 B CN104717676 B CN 104717676B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
pxi
analysis
speed data
wireless communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510093658.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104717676A (zh
Inventor
裴文江
崔铁虎
姜坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510093658.6A priority Critical patent/CN104717676B/zh
Publication of CN104717676A publication Critical patent/CN104717676A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104717676B publication Critical patent/CN104717676B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法，包括以下的步骤：首先，对多路无线信号进行独立、并行的捕获；其次，对捕获到的多路无线信号进行监测分析；再次，将信号分析的结果进行显示输出；最后，释放所占用的资源。本发明还公开了一种实现基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法的系统，包括硬件系统和软件系统。本发明提供的一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法及系统能够并行地、独立地进行多路无线通信信号的监测分析，支持对信号进行GSM、EDGE、WCDMA、LTE、WiMAX、WLAN和蓝牙的协议分析，采用开放式软件架构，能够实现协议分析的扩展。

Description

一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析系统
技术领域
本发明涉及无线通信信号监测，特别是涉及一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法及系统。
背景技术
随着近二十多年无线通信技术的迅猛发展，大量工业、科技以及医疗领域的无线设备也广泛应用，频谱资源问题和无线电干扰问题也变得突出。为了保证通信系统的正常工作，确保稀缺的频谱资源能被有效利用，维护无线电波的秩序，如何运用技术手段完成对无线信号监测分析具有很强的现实意义，同时挑战也越来越大。
在常见的以实时频谱分析仪为核心的无线电监测系统中，监测接收机不会支持如GSM/EDGE、WCDMA、WLAN等无线通信协议信号的协议信号的协议分析，通常只是进行频率、功率、场强和带宽等参数的测量与分析，不会深入到具体协议的调制质量分析、CCDF以及解调参数等和具体无线通信协议相关的分析项目。此外，在某一地点进行无线电监测的时候，有时候需要执行多个监测任务，而往往一台监测接收机执行一个监测任务，执行多个监测任务的时候往往需要增加独立的几台接收机。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够并行地、独立地进行多路信号监测分析，支持对信号进行协议分析，采用开放式软件架构的基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法及系统。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法，包括以下的步骤：
S1：对多路无线信号进行独立、并行的捕获；
S2：对捕获到的多路无线信号进行监测分析，包括对信号进行存储，对信号监测分析过程中出现的错误进行处理，以及根据用户输入的参数和控制命令对信号进行分析；
S3：将信号分析的结果进行显示输出；
S4：监测分析完成后，释放所占用的资源。
本发明所述的一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析系统，包括硬件系统和软件系统，其中：
所述硬件系统包括多个数据采集设备、FPGA模块、主控器、高速数据存储模块、PXI机箱和高速数据总线。
多个数据采集设备独立地、并行地进行数据采集，并将采集到的数据一部分通过高速数据总线传输至PXI机箱，再由PXI机箱通过高速数据总线传输至主控器；采集到的数据另一部分通过高速数据总线传输至PXI机箱，再由PXI机箱通过高速数据总线传输至FPGA模块进行预处理，FPGA预处理之后的数据再传给主控器；主控器和数据采集设备之间也通过高速数据总线传输控制信息；主控器还和高速数据存储模块之间进行数据传输。
所述软件系统包括内核空间和用户空间；内核空间包括PXI硬件驱动和数据接口层，用户空间包括虚拟仪器VI库和应用程序。
PXI硬件驱动：位于内核空间的最底层；
数据接口层：位于PXI硬件驱动的上一层，为PXI硬件驱动和虚拟仪器VI库之间建立连接；
虚拟仪器VI库：位于用户空间的最底层，采用开放式软件架构；
应用程序：位于用户空间的最顶层，完成无线通信信号的监测分析功能。
进一步，所述应用程序包括数据记录模块、无线监测分析引擎模块、交互界面、错误处理模块和主控模块；其中，交互界面包括报表模块和用户输入模块。
数据记录模块：完成信号的捕获和流盘；
无线监测分析引擎模块：完成捕获信号的在线分析或者离线分析；
报表模块：将无线监测分析引擎模块的分析结果进行分类整理并显示输出；
用户输入模块：读取用户输入的参数信息和控制信息；
错误处理模块：完成系统运行过程中的错误处理；
主控模块：对其他模块进行控制。
进一步，所述无线监测分析引擎模块包括GSM分析子模块、EDGE分析子模块、WCDMA分析子模块、LTE分析子模块、WLAN分析子模块、WiMAX分析子模块和蓝牙分析子模块。
有益效果：本发明提供的一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法及系统能够并行地、独立地进行多路无线通信信号的监测分析，支持对信号进行GSM、EDGE、WCDMA、LTE、WiMAX、WLAN和蓝牙的协议分析，采用开放式软件架构，能够实现协议分析的扩展。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统的示意图；
图3为本发明的硬件系统的示意图；
图4为本发明的软件系统的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明的一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析方法的流程图如图1所示，包括以下的步骤：
S1：对多路无线信号进行并行捕获；
S2：对捕获到的多路无线信号进行监测分析，包括对信号进行存储，对信号监测分析过程中出现的错误进行处理，以及根据用户输入的参数和控制命令对信号进行分析；
S3：将信号分析的结果进行显示输出；
S4：监测分析完成后，释放所占用的资源。
为了实现本发明的方法，本发明提供了一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析系统，包括硬件系统和软件系统。
1、硬件系统
硬件系统包括多个数据采集设备、FPGA模块、主控器、高速数据存储模块、PXI 机箱和高速数据总线。图3表示的是具有一路数据采集设备的硬件系统。
多个数据采集设备独立地、并行地进行数据采集，并将采集到的数据一部分通过高速数据总线传输至PXI机箱，再由PXI机箱通过高速数据总线传输至主控器；采集到的数据另一部分通过高速数据总线传输至PXI机箱，再由PXI机箱通过高速数据总线传输至FPGA模块进行预处理；FPGA预处理之后的数据传给主控器；主控器和数据采集设备之间也通过高速数据总线传输控制信息；主控器还和高速数据存储模块之间进行数据传输。
(1)数据采集设备
如图2所示，数据采集设备包括射频前端模块、本振信号源、下变频模块和中频数字化模块。本实施例中的数据采集设备采用矢量信号分析仪，型号为PXle 5663，性能参数如表1所示。
表1矢量信号分析仪PXle 5663的性能参数
项目 指标参数
工作频率范围 10MHz至6.6GHz
瞬时带宽(3dB) 50MHz
ADC精度 16位
本底噪声 <-158dBm/Hz，1GHz频率时
全速带宽 75MS/s
(2)FPGA模块
FPGA模块的型号为PXIe 7966R，它的内部含有Xilinx公司的FPGA芯片 Virtex-5SX95T。该FPGA芯片内部包含DSP48E Slice，总共有640个乘法器，Block RAM 为1MB。DSP48E Slice可以执行常见的DSP运算组合。使用此它可以快速完成数字信号处理，减轻主控器的处理器的压力。
(3)主控器
主控器型号为PXIe 8133，它配备了标准PC组件，包括Intel Core i7-820QM处理器、4G DDR3内存、固态磁盘驱动器、以太网口和其他外围设备接口，此外，还安装了微软Windows操作系统和相关驱动，再加上运行其上的LabVIEW软件构成了一个完整的PXI模块化仪器架构的应用系统开发环境。
(4)高速数据存储模块
高速数据存储模块的型号为NI 8260，它提供两种驱动器，即硬盘驱动器和固态硬盘驱动器。本实施例选择固态硬盘驱动器，可提供400MB/s的数据写入速率和700MB/s 的数据读取速率。
(5)PXI机箱
PXI机箱选用的是混合插槽机箱PXIe 1075，它的性能参数如表2所示。
表2PXI机箱的性能参数
项目 指标参数
插槽数 18
PXI总线类型 PXIExpress可兼容PXI混合总线
最大系统带宽 4GB/s
支持操作系统 Linux、Windows和Mac OS等主流操作系统
支持LabVIEW RT 是
支持3U PXI和CompactPCI模块 是
(6)高速数据总线
高速数据总线的带宽选取为GB级别。
2、软件系统
软件系统包括内核空间和用户空间；内核空间包括PXI硬件驱动和数据接口层，用户空间包括虚拟仪器VI库和应用程序。如图4所示。
PXI硬件驱动：位于内核空间的最底层；
数据接口层：位于PXI硬件驱动的上一层，为PXI硬件驱动和虚拟仪器VI库之间建立连接；数据接口层有两个作用，一是将配置信息和控制命令封装并交由PXI硬件驱动传送至硬件系统，二是将硬件系统的数据传送至上层的各个软件功能模块；
虚拟仪器VI库：位于用户空间的最底层，采用开放式软件架构，只需通过增加新的分析功能VI来不断升级虚拟仪器VI库，来实现系统的可扩展性；
应用程序：位于用户空间的最顶层，完成无线通信信号的监测分析功能。应用程序包括数据记录模块、无线监测分析引擎模块、交互界面、错误处理模块和主控模块；其中，交互界面包括报表模块和用户输入模块。
应用程序各部分的功能如下：
数据记录模块：完成信号的捕获和流盘；
无线监测分析引擎模块：包括GSM分析子模块、EDGE分析子模块、WCDMA分析子模块、LTE分析子模块、WLAN分析子模块、WiMAX分析子模块和蓝牙分析子模块，完成捕获信号的在线分析或者离线分析；如果要对新的协议进行分析，可以增加新的协议分析子模块，然后对软件进行升级即可；
报表模块：将无线监测分析引擎模块的分析结果进行分类整理并显示输出；
用户输入模块：读取用户输入的参数信息和控制信息；
错误处理模块：完成系统运行过程中的错误处理；
主控模块：对其他模块进行控制。

Claims (1)

1.一种基于PXI仪器的无线通信信号监测分析系统，包括硬件系统和软件系统，其特征在于：
所述硬件系统包括多个数据采集设备、FPGA模块、主控器、高速数据存储模块、PXI机箱和高速数据总线；
多个数据采集设备独立地、并行地进行数据采集，并将采集到的数据一部分通过高速数据总线传输至PXI机箱，再由PXI机箱通过高速数据总线传输至主控器；采集到的数据另一部分通过高速数据总线传输至PXI机箱，再由PXI机箱通过高速数据总线传输至FPGA模块进行预处理，FPGA预处理之后的数据再传给主控器；主控器和数据采集设备之间也通过高速数据总线传输控制信息；主控器还和高速数据存储模块之间进行数据传输；
所述软件系统包括内核空间和用户空间；内核空间包括PXI硬件驱动和数据接口层，用户空间包括虚拟仪器VI库和应用程序；
PXI硬件驱动：位于内核空间的最底层；
数据接口层：位于PXI硬件驱动的上一层，为PXI硬件驱动和虚拟仪器VI库之间建立连接；
虚拟仪器VI库：位于用户空间的最底层，采用开放式软件架构；
应用程序：位于用户空间的最顶层，完成无线通信信号的监测分析功能；
所述应用程序包括数据记录模块、无线监测分析引擎模块、交互界面、错误处理模块和主控模块；其中，交互界面包括报表模块和用户输入模块；
数据记录模块：完成信号的捕获和流盘；
无线监测分析引擎模块：完成捕获信号的在线分析或者离线分析；所述无线监测分析引擎模块包括GSM分析子模块、EDGE分析子模块、WCDMA分析子模块、LTE分析子模块、WLAN分析子模块、WiMAX分析子模块和蓝牙分析子模块；
报表模块：将无线监测分析引擎模块的分析结果进行分类整理并显示输出；
用户输入模块：读取用户输入的参数信息和控制信息；
错误处理模块：完成系统运行过程中的错误处理；
主控模块：对其他模块进行控制。
CN201510093658.6A 2015-03-02 2015-03-02 一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统 Active CN104717676B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510093658.6A CN104717676B (zh) 2015-03-02 2015-03-02 一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510093658.6A CN104717676B (zh) 2015-03-02 2015-03-02 一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104717676A CN104717676A (zh) 2015-06-17
CN104717676B true CN104717676B (zh) 2018-03-20

Family

ID=53416530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510093658.6A Active CN104717676B (zh) 2015-03-02 2015-03-02 一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104717676B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106597123A (zh) * 2016-12-06 2017-04-26 哈尔滨工程大学 基于LabVIEW平台的船舶综合电力推进系统实时环境测试与分析装置及方法
CN106897033A (zh) * 2017-05-03 2017-06-27 北京石竹科技股份有限公司 一种基于fpga和固态硬盘的高速采集记录装置
CN110007991B (zh) * 2019-02-19 2022-03-22 成都能通科技股份有限公司 一种基于pxi平台软件无线电分布式同步数据采集方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102523133A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 中国航空无线电电子研究所 多路数据传输总线信号性能参数自动测试设备及测试方法
CN203445889U (zh) * 2013-09-04 2014-02-19 上海聚星仪器有限公司 多信道dmr信号监测仪

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102523133A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 中国航空无线电电子研究所 多路数据传输总线信号性能参数自动测试设备及测试方法
CN203445889U (zh) * 2013-09-04 2014-02-19 上海聚星仪器有限公司 多信道dmr信号监测仪

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"基于PXI模块化仪器的智能ERT系统"&#1062165;;曹阳等;《IEEE Proceedings of the 30th Chinese Control Conference》;20110724;全文 *
文永康等."基于PXI的矢量信号分析系统的设计".《计算机测量与控制》.2014,全文. *
闰淑群等."基于PXI总线的导弹自动测试系统设计".《计算机测量与控制》.2011,全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104717676A (zh) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109613491B (zh) 一种基于fpga的高速信号采集存储及回放系统
CN104483011B (zh) 一种旋转机械多通道振动信号的在线检测与分析系统及方法
CN104717676B (zh) 一种基于pxi仪器的无线通信信号监测分析系统
CN102929620B (zh) 一种柔性测控平台系统及开发方法
CN203038273U (zh) 多功能数据采集卡
CN110417780B (zh) 定制化数据传输协议的多通道高速数据接口转化模块
CN107145468A (zh) 一种信号发生与读出装置及控制方法
US20200053574A1 (en) Portable spectrum recording and playback apparatus and associated site model
CN103019990B (zh) 一种采集端启动pci-e总线dma上传数据的方法
CN102508044A (zh) 一种信号分析装置及其配置方法
CN105954557B (zh) 一种提高波形捕获率的示波器和方法
CN104787634B (zh) 电梯一体机的监控方法、电梯一体机及其监控系统
CN103558995B (zh) 一种存储控制芯片及磁盘报文传输方法
CN112027111A (zh) 一种飞机总线数据实时采集显示方法及系统
CN109767519B (zh) 多通道信号的监控系统及方法
CN202394225U (zh) 基于pci总线的高速数据采集模块
CN103900822A (zh) 发动机台架性能柔性测试系统
CN110445727A (zh) 一种用于高速adc性能测试的数据缓存传输装置
CN116400300A (zh) 一种面向雷达系统的fpga动态重配置方法
CN203149576U (zh) 基于fpga和计算机相结合的信号分析仪
CN103944572B (zh) 超高速采样率采集装置及方法
CN105242603A (zh) 一种具有usb otg接口的电力采集终端及其调试升级方法
CN102455798B (zh) 频谱分析仪的操作方法及装置
CN103616563B (zh) 一种开放式频谱仪接收通道扩展系统
CN105828032A (zh) 数据采集记录系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant