CN106027082A - 移动通信导频信号发生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动通信导频信号发生装置及方法，其中装置包括移动终端、工控机、第一FPGA控制器、第二FPGA控制器和DSP控制器，所述的移动终端的输入输出端通过WIFI与工控机的WIFI转网口相连接。采用该种结构的移动通信导频信号发生装置及方法，能够使不同模式的导频信号通过手机APP远程调度，使操作人员远离信号源，大大减小了信号对人体辐射；同时在移动通信导频信号发生装置内部实现不同导频信号并行发生，DSP与FPGA协同调度，在保证稳定性的情况下实现不同模式通信导频信号的快速切换；同时由于时钟速率通过控制可以任意变换，大大减小数据处理量，加快内部运算速度，具有更广泛的应用范围。

Description

移动通信导频信号发生装置及方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及移动通信运营商前期布网及后期网络优化，具体是指一种移动通信导频信号发生装置及方法。

背景技术

随着多种通信制式融合技术的逐渐成熟以及LTE产业化的深入推进，移动通信网络优化的测试仪器在行业内部受到越来越多的关注。目前多种通信制式共存，基站的优化布局，导频发射机发挥了非常重要的作用。为了满足运营商前期多种通信基站布网需求，特别是出于是否具有低成本及便携性的考虑，需要一款同时支持2G/3G/4G的便携式导频信号发射仪表。目前在国内外仪表市场上，还没有一款同时包括GSM、WCDMA、TD_SCDMA与TDD/FDD-LTE的专门用于导频发射的信号发生装置，因此研发出一款GSM、WCDMA、TD_SCDMA与TDD/FDD-LTE导频信号发生仪表，对于整个通信产业链方面具有十分重要的意义。

传统的通信导频信号源是采用不同选件的矢量信号源加外部放大器来替代，这种仪表不仅价格昂贵，携带起来非常不方便，同时由于信号放大后对操作人员会产生强辐射。因此研发出一款可以远程控制并且囊括GSM、WCDMA、TD_SCDMA与TDD/FDD-LTE导频信号发生仪表已经非常紧迫。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现同时支持GSM、WCDMA、TD_SCDMA与TDD/FDD-LTE的移动通信导频信号发生装置及方法。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

该移动通信导频信号发生装置，其主要特点是，所述的装置包括移动终端、工控机、第一FPGA控制器、第二FPGA控制器和DSP控制器，所述的移动终端与工控机相连接，所述的工控机同时与DSP控制器、第一FPGA控制器和第二FPGA控制器相连接，所述的DSP控制器和第一FPGA控制器同时与存储器相连接，所述的第一FPGA控制器中的可变时钟发生单元同时与宽带调制器及DSP控制器相连接，所述的第二FPGA控制器中的混频器同时与宽带调制器及频率合成器相连接；射频通道增益控制单元连接于混频器与宽带固定增益放大器之间。

较佳地，所述的移动终端通过WIFI与工控机的WIFI转网口相连接。

较佳地，所述的工控机通过USB3.0总线同时与DSP控制器、第一FPGA控制器和第二FPGA控制器相连接。

较佳地，所述的DSP控制器中包括均与存储器相连接的GSM/EDGE导频信号发生单元、WCDMA导频信号发生单元、TD_SCDMA导频信号发生单元、TDD-LTE导频信号发生单元以及FDD-LTE导频信号发生单元。

较佳地，所述的可变时钟发生单元包括分频器，所述的分频器与鉴相器的输入端相连接，所述的鉴相器的输出端与的压控振荡器输入端相连，所述的压控振荡器的输出经过功分器一路与AD9858芯片相连接，另一路通过分频器反馈至鉴相器，所述的AD9858芯片输出122.88MHz的时钟，输出的122.88MHz时钟，经过低通滤波器后，经功分器一路输出至DSP控制器用作参考时钟，另一路经过1/N分频器输出不同时钟至第一FPGA控制器。

较佳地，所述的鉴相器为10MHz鉴相器，所述的分频器为1/100分频器。

本发明还涉及一种基于所述的装置的移动通信导频信号发生方法，其主要特点是，所述的方法包括GSM/EDGE导频信号发生方法、WCDMA导频信号发生方法、TD_SCDMA导频信号发生方法和TDD/FDD-LTE导频信号发生方法。

较佳地，所述的GSM/EDGE导频信号发生方法包括如下步骤：

(1-1)频率较准信道产生，初始比特流为148个全0，通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第一个时隙；

(1-2)同步信道产生，无线帧号以及色码按照协议进行比特流排列，再经过CRC及卷积编码生产78比特数据在数据中间再加入训练序列，两端各补充3个0，生成148比特的比特流通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第二个时隙；

(1-3)51复帧的最后一个无线帧为垃圾信道，用于数据保护，依据协议获取148个初始比特，直接通过8倍GMSK调制放进最后一个无线帧的第一个时隙；

(1-4)通过控制可变时钟发生单元产生2.1667MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

较佳地，所述的WCDMA导频信号发生方法包括如下步骤：

(2-1)生成256码片的主同步码和辅同步码，累加求和放入一个无线帧的第一个时隙的前256码片中；

(2-2)主公共导频信道产生过程，15个时隙按照不同的天线传输模式确定预定义的300个比特，首先经过串并转换生成I/Q两路数据，经过256倍OVSF的码道0扩频，再经过用户配置的长扰码加扰，并与主同步码、辅同步码累加求和生成一个无线帧38400个数据；

(2-3)把无线帧数据进行6倍插值0，经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成10ms码片速率为23.04Mbps的基带数据；

(2-4)通过控制可变时钟发生单元产生23.04MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

较佳地，所述的TD_SCDMA导频信号发生方法包括如下步骤：

(3-1)根据用户配置小区ID进行选取下行同步码，选取规则是：SYNC_N0＝Cell_ID/4，其中SYNC_N0为同步码号，Cell_ID为小区序号，然后进行复值化处理；

(3-2)主公共物理控制信道的生成，配置高层下发的246比特的高层配置参数经过编码，扩频、加扰，再与根据用户配置的用户号以及小区ID，生成144比特的训练序列进行组合时隙；

(3-3)将同步码与主公共物理控制信道按照协议进行映射生成一个5ms的子帧，再经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成5ms码片速率为7.68Mbps的的基带数据；

(3-4)通过控制可变时钟发生单元产生7.68MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出TD_SCDMA制式的导频信号。

较佳地，所述的TDD/FDD-LTE导频信号发生方法包括如下步骤：

(4-1)根据ZC序列和小区号生成主同步信道信号，TDD-LTE资源映射到子帧1，6的第3个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上；

(4-2)根据ZC序列和小区号的前后两个半帧的生成辅同步信道信号，TDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子时隙0，10的倒数第2个OFDM符号中间72子载波上；

(4-3)小区专用参考信号生成，根据公式：

$r_{l,n_s}\left(m\right)=1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m\left)\right)+j*1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m+1\left)\right),m=0,1,\mathrm{...},2N_{RB}^{\max ,DL}-1$

其中，是下行配置最大资源块数，伪随机序列c(i)初始化值为：

$c_{init}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{ID}^{cell}+1)+2\·N_{ID}^{cell}+N_{CP}$

其中，n_s为时隙号，l为符号序号，为小区号，N_CP在常规循环前缀时为0，扩展循环前缀时为1，常规循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，4，扩展循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，3，资源单元的间隔为6，起始点与符号位置相关。

采用了该发明中的移动通信导频信号发生装置及方法，能够使不同模式的导频信号通过手机APP远程调度，使操作人员远离信号源，大大减小了信号对人体辐射；同时在移动通信导频信号发生装置内部实现不同导频信号并行发生，DSP与FPGA协同调度，在保证稳定性的情况下实现不同模式通信导频信号的快速切换；同时由于时钟速率通过控制可以任意变换，大大减小数据处理量，加快内部运算速度，具有更广泛的应用范围。

附图说明

图1是本发明的移动通信导频信号发生装置的电路的原理框图；

图2是本发明的时钟发生单元的工作示意图；

图3是本发明GSM/EDGE导频信道分布示意图；

图4是本发明WCDMA导频信道生成过程示意图；

图5是本发明TD_SCDMA导频信道生成过程示意图；

图6是本发明TDD/FDD LTE导频信道生成过程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：手机APP输入输出端通过WIFI与工控机WIFI转网口的输入输出相连；工控机通过USB3.0总线与DSP控制器、第一FPGA控制器及第二FPGA控制器的输入输出端相连；DSP控制器中的GSM/EDGE导频信号发生单元、WCDMA导频信号发生单元、TD_SCDMA导频信号发生单元、TDD-LTE导频信号发生单元以及FDD-LTE导频信号发生单元与存储器DDR3相连；DDR3的输出端与第一FPGA控制器相连；第一FPGA控制器中的可变时钟发生单元与宽带调制器及DSP控制器的输入端相连；第二FPGA控制器中的混频器输入端分别与宽带调制器及频率合成器的输出端相连；混频器输出端与射频通道增益控制单元的输入端相连；射频通道增益控制单元输出端与宽带固定增益放大器(700-2700MHz，45dBm)的输出端相连。

所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：所述的手机APP输入输出端通过WIFI与工控机WIFI转网口的输入输出相连。

所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：工控机通过高速数据总线USB3.0与DSP控制器、第一FPGA控制器及第二FPGA控制器的输入输出端相连。

所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：DSP控制器中的GSM/EDGE导频信号发生单元、WCDMA导频信号发生单元、TD_SCDMA导频信号发生单元、TDD-LTE导频信号发生单元以及FDD-LTE导频信号发生单元与存储器DDR3相连。

所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：第二FPGA控制器中的混频器输入端分别与宽带调制器及频率合成器的输出端相连；混频器输出端与射频通道增益控制单元的输入端相连；射频通道增益控制单元输出端与宽带固定增益放大器的输出端相连。

所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：DDR3的输出端与第一FPGA控制器相连；第一FPGA控制器中的可变时钟发生单元与宽带调制器及DSP控制器的输入端相连。

所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：所述的可变时钟发生单元包括10MHz参考时钟和1/100分频器与鉴相器的输入端相连，其输出端与1GHz的VCO(压控振荡器)输入端相连，其输出经过功分器一路AD9858相连，另一路通过分频器反馈给鉴相器，输出122.88MHz的时钟，输出的122.88MHz时钟，经过低通滤波器后，经功分器一路输出给DSP用作参考时钟，另一路经过1/N分频器输出不同时钟给第一FPGA控制器，用于不同制式导频信号锁存至宽带调制器。

所述通过导频信号发生装置的导频信号发生方法，包括GSM/EDGE导频信号发生方法、WCDMA导频信号发生方法、TD_SCDMA导频信号发生方法、TDD-LTE导频信号发生方法以及FDD-LTE导频信号发生方法。

所述的一种移动通信导频信号发生方法，其特征在于：GSM/EDGE使用26×51复帧，其导频信号发生过程如下：1)由于GSM/EDGE码元速率是270.8333333Kbps，26×51复帧时间总长度为6.12s，一个无线帧有8个时隙，一个时隙的码元数是156.26个码元，因此计算时，通过GSMK调制进行8倍插值。2)FCCH(频率较准信道)产生，初始比特流为148个全0，通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第一个时隙3)SCH(同步信道)产生，无线帧号以及BSIC(色码)按照协议进行比特流排列，再经过CRC及卷积编码生产78比特数据在数据中间再加入训练序列，两端各补充3个0，生成148比特的比特流通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第二个时隙。4)51复帧的最后一个无线帧为垃圾信道，用于数据保护，依据协议获取148个初始比特，直接通过8倍GMSK调制放进最后一个无线帧的第一个时隙。5)通过控制可变时钟发生单元产生2.1667MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

所述的一种移动通信导频信号发生方法，其特征在于：WCDMA导频信号发生过程，1)生成256码片的PSC(主同步码)和SSC(辅同步码)累加求和放入一个无线帧的第一个时隙的前256码片中。2)PCPICH(主公共导频信道)产生过程，15个时隙按照不同的天线传输模式确定预定义的300个比特，首先经过串并转换生成I/Q两路数据，经过256倍OVSF的码道0扩频，再经过用户配置的长扰码加扰，并与主同步码、辅同步码累加求和生成一个无线帧38400个数据。3)把无线帧数据进行6倍插值0，经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成10ms码片速率为23.04Mbps的基带数据。4)通过控制可变时钟发生单元产生23.04MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

所述的一种移动通信导频信号发生方法，其特征在于：TD_SCDMA导频信号发生过程，1)根据用户配置小区ID进行选取下行同步码，选取规则是：SYNC_N0＝Cell_ID/4，其中SYNC_N0为同步码号，Cell_ID为小区序号，然后进行复值化处理。2)PCCPCH(主公共物理控制信道)的生成，配置高层下发的246比特的高层配置参数经过编码，扩频、加扰，再与根据用户配置的用户号以及小区ID，生成144比特的训练序列进行组合时隙。3)把同步码与主公共物理控制信道按照协议进行映射生成一个5ms的子帧，再经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成5ms码片速率为7.68Mbps的的基带数据4)通过控制可变时钟发生单元产生7.68MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出TD_SCDMA制式的导频信号。

所述的一种移动通信导频信号发生方法，其特征在于：TDD/FDD-LTE导频信号发生过程，1)根据ZC序列和小区号生成PSS(主同步信道)信号，TDD-LTE资源映射到子帧1，6的第3个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上。2)根据ZC序列和小区号的前后两个半帧的生成SSS(辅同步信道)信号，TDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子时隙0，10的倒数第2个OFDM符号中间72子载波上。3)CSRS(小区专用参考信号)生成，根据公式：

$r_{l,n_s}\left(m\right)=1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m\left)\right)+j*1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m+1\left)\right),m=0,1,\mathrm{...},2N_{RB}^{\max ,DL}-1$

其中，是下行配置最大RB(资源块)数，伪随机序列c(i)初始化值为：

$c_{init}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{ID}^{cell}+1)+2\·N_{ID}^{cell}+N_{CP}$

其中，n_s为时隙号，l为符号序号，为小区号，N_CP在常规循环前缀时为0，扩展循环前缀时为1。常规循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，4，扩展循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，3，资源单元的间隔为6，起始点与符号位置相关。

下面以一个具体实施例来进一步介绍本发明：

一种移动通信导频信号发生装置，包括手机APP远程通过WIFI与工控机通信，控制DSP中不同通信制式导频基带信号生成并存储到DDR3中，工控机协同控制第一FPGA进行基带数据读取，第一FPGA控制可变时钟发生单元进行时钟速率变换，以适应GSM、WCDMA、TD_SCDMA与TDD/FDD-LTE导频基带信号的采样率要求。采样数据经过宽带调制器生成4～7GHz的调制信号，与频率合成器ADF4355生成的4GHz信号进行混频，输出20MHz～3GHz的射频信号，再经过射频通道增益控制调整及45dBm的固定增益放大器后，生成射频信号输出。

如图1所示，手机APP输入输出端通过WIFI与工控机WIFI转网口的输入输出相连；工控机通过USB3.0总线与DSP控制器、第一FPGA控制器及第二FPGA控制器的输入输出端相连；DSP控制器中的GSM/EDGE导频信号发生单元、WCDMA导频信号发生单元、TD_SCDMA导频信号发生单元、TDD-LTE导频信号发生单元以及FDD-LTE导频信号发生单元与存储器DDR3相连；DDR3的输出端与第一FPGA控制器相连；第一FPGA控制器中的可变时钟发生单元与宽带调制器及DSP控制器的输入端相连；第二FPGA控制器中的混频器输入端分别与宽带调制器及频率合成器的输出端相连；混频器输出端与射频通道增益控制单元的输入端相连；射频通道增益控制单元输出端与宽带固定增益放大器(700-2700MHz，45dBm)的输出端相连。

如图1所示，所述的手机APP输入输出端通过WIFI与工控机WIFI转网口的输入输出相连。

如图1所示，所述的一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于：工控机通过高速数据总线USB3.0与DSP控制器、第一FPGA控制器及第二FPGA控制器的输入输出端相连。

如图1所示，DSP控制器中的GSM/EDGE导频信号发生单元、WCDMA导频信号发生单元、TD_SCDMA导频信号发生单元、TDD-LTE导频信号发生单元以及FDD-LTE导频信号发生单元与存储器DDR3相连。

如图1所示，第二FPGA控制器中的混频器输入端分别与宽带调制器及频率合成器的输出端相连；混频器输出端与射频通道增益控制单元的输入端相连；射频通道增益控制单元输出端与宽带固定增益放大器的输出端相连。

如图1所示，DDR3的输出端与第一FPGA控制器相连；第一FPGA控制器中的可变时钟发生单元与宽带调制器及DSP控制器的输入端相连。

如图2所示，所述的可变时钟发生单元包括10MHz参考时钟和1/100分频器与鉴相器的输入端相连，其输出端与1GHz的VCO(压控振荡器)输入端相连，其输出经过功分器一路AD9858相连，另一路通过分频器反馈给鉴相器，输出122.88MHz的时钟，输出的122.88MHz时钟，经过低通滤波器后，经功分器一路输出给DSP用作参考时钟，另一路经过1/N分频器输出不同时钟给第一FPGA控制器，用于不同制式导频信号锁存至宽带调制器。

一种移动通信导频信号发生方法，具体实现方式如下：

如图3所示，GSM/EDGE使用26×51复帧，其导频信号发生过程如下：1)由于GSM/EDGE码元速率是270.8333333Kbps，26×51复帧时间总长度为6.12s，一个无线帧有8个时隙，一个时隙的码元数是156.26个码元，因此计算时，通过GSMK调制进行8倍插值。2)FCCH(频率较准信道)产生，初始比特流为148个全0，通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第一个时隙3)SCH(同步信道)产生，无线帧号以及BSIC(色码)按照协议进行比特流排列，再经过CRC及卷积编码生产78比特数据在数据中间再加入训练序列，两端各补充3个0，生成148比特的比特流通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第二个时隙。4)51复帧的最后一个无线帧为垃圾信道，用于数据保护，依据协议获取148个初始比特，直接通过8倍GMSK调制放进最后一个无线帧的第一个时隙。5)通过控制可变时钟发生单元产生2.1667MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

如图4所示，WCDMA导频信号发生过程，1)生成256码片的PSC(主同步码)和SSC(辅同步码)累加求和放入一个无线帧的第一个时隙的前256码片中。2)PCPICH(主公共导频信道)产生过程，15个时隙按照不同的天线传输模式确定预定义的300个比特，首先经过串并转换生成I/Q两路数据，经过256倍OVSF的码道0扩频，再经过用户配置的长扰码加扰，并与主同步码、辅同步码累加求和生成一个无线帧38400个数据。3)把无线帧数据进行6倍插值0，经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成10ms码片速率为23.04Mbps的基带数据。4)通过控制可变时钟发生单元产生23.04MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

如图5所示，TD_SCDMA导频信号发生过程，1)根据用户配置小区ID进行选取下行同步码，选取规则是：SYNC_N0＝Cell_ID/4，其中SYNC_N0为同步码号，Cell_ID为小区序号，然后进行复值化处理。2)PCCPCH(主公共物理控制信道)的生成，配置高层下发的246比特的高层配置参数经过编码，扩频、加扰，再与根据用户配置的用户号以及小区ID，生成144比特的训练序列进行组合时隙。3)把同步码与主公共物理控制信道按照协议进行映射生成一个5ms的子帧，再经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成5ms码片速率为7.68Mbps的的基带数据4)通过控制可变时钟发生单元产生7.68MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出TD_SCDMA制式的导频信号。

如图6所示，TDD/FDD-LTE导频信号发生过程，1)根据ZC序列和小区号生成PSS(主同步信道)信号，TDD-LTE资源映射到子帧1，6的第3个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上。2)根据ZC序列和小区号的前后两个半帧的生成SSS(辅同步信道)信号，TDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子时隙0，10的倒数第2个OFDM符号中间72子载波上。3)CSRS(小区专用参考信号)生成，根据公式：

$r_{l,n_s}\left(m\right)=1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m\left)\right)+j*1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m+1\left)\right),m=0,1,\mathrm{...},2N_{RB}^{\max ,DL}-1$

其中，是下行配置最大RB(资源块)数，伪随机序列c(i)初始化值为：

$c_{init}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{ID}^{cell}+1)+2\·N_{ID}^{cell}+N_{CP}$

其中，n_s为时隙号，l为符号序号，为小区号，N_CP在常规循环前缀时为0，扩展循环前缀时为1。常规循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，4，扩展循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，3，资源单元的间隔为6，起始点与符号位置相关

采用了该发明中的移动通信导频信号发生装置及方法，能够使不同模式的导频信号通过手机APP远程调度，使操作人员远离信号源，大大减小了信号对人体辐射；同时在移动通信导频信号发生装置内部实现不同导频信号并行发生，DSP与FPGA协同调度，在保证稳定性的情况下实现不同模式通信导频信号的快速切换；同时由于时钟速率通过控制可以任意变换，大大减小数据处理量，加快内部运算速度，具有更广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (11)

1.一种移动通信导频信号发生装置，其特征在于，所述的装置包括移动终端、工控机、第一FPGA控制器、第二FPGA控制器和DSP控制器，所述的移动终端与工控机相连接，所述的工控机同时与DSP控制器、第一FPGA控制器和第二FPGA控制器相连接，所述的DSP控制器和第一FPGA控制器同时与存储器相连接，所述的第一FPGA控制器中的可变时钟发生单元同时与宽带调制器及DSP控制器相连接，所述的第二FPGA控制器中的混频器同时与宽带调制器及频率合成器相连接；射频通道增益控制单元连接于混频器与宽带固定增益放大器之间。

2.根据权利要求1所述的移动通信导频信号发生装置，其特征在于，所述的移动终端通过WIFI与工控机的WIFI转网口相连接。

3.根据权利要求1所述的移动通信导频信号发生装置，其特征在于，所述的工控机通过USB3.0总线同时与DSP控制器、第一FPGA控制器和第二FPGA控制器相连接。

4.根据权利要求1所述的移动通信导频信号发生装置，其特征在于，所述的DSP控制器中包括均与存储器相连接的GSM/EDGE导频信号发生单元、WCDMA导频信号发生单元、TD_SCDMA导频信号发生单元、TDD-LTE导频信号发生单元以及FDD-LTE导频信号发生单元。

5.根据权利要求1所述的移动通信导频信号发生装置，其特征在于，所述的可变时钟发生单元包括分频器，所述的分频器与鉴相器的输入端相连接，所述的鉴相器的输出端与的压控振荡器输入端相连，所述的压控振荡器的输出经过功分器一路与AD9858芯片相连接，另一路通过分频器反馈至鉴相器，所述的AD9858芯片输出122.88MHz的时钟，输出的122.88MHz时钟，经过低通滤波器后，经功分器一路输出至DSP控制器用作参考时钟，另一路经过1/N分频器输出不同时钟至第一FPGA控制器。

6.根据权利要求1所述的移动通信导频信号发生装置，其特征在于，所述的鉴相器为10MHz鉴相器，所述的分频器为1/100分频器。

7.一种基于权利要求1所述的装置的移动通信导频信号发生方法，其特征在于，所述的方法包括GSM/EDGE导频信号发生方法、WCDMA导频信号发生方法、TD_SCDMA导频信号发生方法和TDD/FDD-LTE导频信号发生方法。

8.根据权利要求7所述的移动通信导频信号发生方法，其特征在于，所述的GSM/EDGE导频信号发生方法包括如下步骤：

(1-1)频率较准信道产生，初始比特流为148个全0，通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第一个时隙；

(1-2)同步信道产生，无线帧号以及色码按照协议进行比特流排列，再经过CRC及卷积编码生产78比特数据在数据中间再加入训练序列，两端各补充3个0，生成148比特的比特流通过8倍GMSK调制放进每隔10个无线帧的第二个时隙；

(1-3)51复帧的最后一个无线帧为垃圾信道，用于数据保护，依据协议获取148个初始比特，直接通过8倍GMSK调制放进最后一个无线帧的第一个时隙；

(1-4)通过控制可变时钟发生单元产生2.1667MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

9.根据权利要求7所述的移动通信导频信号发生方法，其特征在于，所述的WCDMA导频信号发生方法包括如下步骤：

(2-1)生成256码片的主同步码和辅同步码，累加求和放入一个无线帧的第一个时隙的前256码片中；

(2-2)主公共导频信道产生过程，15个时隙按照不同的天线传输模式确定预定义的300个比特，首先经过串并转换生成I/Q两路数据，经过256倍OVSF的码道0扩频，再经过用户配置的长扰码加扰，并与主同步码、辅同步码累加求和生成一个无线帧38400个数据；

(2-3)把无线帧数据进行6倍插值0，经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成10ms码片速率为23.04Mbps的基带数据；

(2-4)通过控制可变时钟发生单元产生23.04MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出GSM/EDGE制式的导频信号。

10.根据权利要求7所述的移动通信导频信号发生方法，其特征在于，所述的TD_SCDMA导频信号发生方法包括如下步骤：

(3-1)根据用户配置小区ID进行选取下行同步码，选取规则是：SYNC_N0＝Cell_ID/4，其中SYNC_N0为同步码号，Cell_ID为小区序号，然后进行复值化处理；

(3-2)主公共物理控制信道的生成，配置高层下发的246比特的高层配置参数经过编码，扩频、加扰，再与根据用户配置的用户号以及小区ID，生成144比特的训练序列进行组合时隙；

(3-3)将同步码与主公共物理控制信道按照协议进行映射生成一个5ms的子帧，再经过滚降系数为0.22的FIR滤波器，生成5ms码片速率为7.68Mbps的的基带数据；

(3-4)通过控制可变时钟发生单元产生7.68MHz的采样时钟，锁存数据送入宽带调制器，再经过射频通道变频输出TD_SCDMA制式的导频信号。

11.根据权利要求7所述的移动通信导频信号发生方法，其特征在于，所述的TDD/FDD-LTE导频信号发生方法包括如下步骤：

(4-1)根据ZC序列和小区号生成主同步信道信号，TDD-LTE资源映射到子帧1，6的第3个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上；

(4-2)根据ZC序列和小区号的前后两个半帧的生成辅同步信道信号，TDD-LTE资源映射到子帧0，5的最后一个OFDM符号中间72子载波上，FDD-LTE资源映射到子时隙0，10的倒数第2个OFDM符号中间72子载波上；

(4-3)小区专用参考信号生成，根据公式：

$r_{l,n_s}\left(m\right)=1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m\left)\right)+j*1/\sqrt{2}*(1-2*c(2m+1\left)\right),m=0,1,...,2N_{RB}^{\max ,DL}-1$

其中，是下行配置最大资源块数，伪随机序列c(i)初始化值为：

$c_{init}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{ID}^{cell}+1)+2\·N_{ID}^{cell}+N_{CP}$

其中，n_s为时隙号，l为符号序号，为小区号，N_CP在常规循环前缀时为0，扩展循环前缀时为1，常规循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，4，扩展循环前缀时小区专用参考信号资源映射到每个下行时隙的符号0，3，资源单元的间隔为6，起始点与符号位置相关。