CN106686616B - 一种宽带集群基站及宽带集群终端 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种宽带集群基站及宽带集群终端。一种宽带集群基站，包括：终端模拟单元，以及与所述终端模拟单元连接的基站功能单元；其中，所述终端模拟单元用于模拟设定数量的宽带集群终端；所述基站功能单元，用于完成宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作。上述宽带集群基站，在基站功能单元保持原有基站功能的基础上，进一步增加了终端模拟单元，终端模拟单元可以模拟得到设定数量的宽带集群终端。因此，在不具备足够数量的宽带集群终端时，可以通过本发明提出的宽带集群基站来模拟设定数量的宽带集群终端。

Description

一种宽带集群基站及宽带集群终端

技术领域

本发明涉及集群通信技术领域，尤其涉及一种宽带集群基站及宽带集群终端。

背景技术

如图1所示，宽带集群通信系统包括宽带集群终端、宽带集群基站、宽带集群核心网和调度台。

在搭建宽带集群通信系统时，需要对宽带集群通信系统的宽带集群核心网中的网络设备，进行全面的系统测试，以保证所搭建的宽带集群通信系统具有良好的性能。其中，在对网络设备进行压力测试时，需要大量的宽带集群终端来配合完成。而目前能够生产宽带集群终端芯片的厂家数量极少，宽带集群终端的研发、生产周期较长。因此，在大量宽带集群终端尚未生产出来之前，由于不具备足够数量的宽带集群终端，无法对网络设备进行压力测试。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷和不足，本发明提出一种宽带集群基站及宽带集群终端，能够通过宽带集群基站模拟得到设定数量的宽带集群终端，在不具备足够数量的宽带集群终端时，可以利用模拟的宽带集群终端对网络设备进行压力测试。

一种宽带集群基站，包括：

终端模拟单元，以及与所述终端模拟单元连接的基站功能单元；

其中，所述终端模拟单元用于模拟设定数量的宽带集群终端；

所述基站功能单元，用于完成宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作。

优选地，所述终端模拟单元模拟宽带集群终端时，具体用于：

利用基站信道板模拟协议处理功能、数字信号处理功能及射频功能，以及模拟对所述协议处理、所述数字信号处理及所述射频处理之间的业务数据流的路由转发功能。

优选地，所述终端模拟单元还用于：

对模拟得到的设定数量的宽带集群终端进行控制管理。

优选地，所述终端模拟单元还用于：

控制模拟得到的宽带集群终端与智能终端连接，实现对所述智能终端发送的音视频数据的路由转发及编解码处理。

一种由所述的宽带集群基站模拟的宽带集群终端，包括：

协议处理单元、数字信号处理单元及射频单元；

其中，所述协议处理单元与所述数字信号处理单元及所述射频单元连接，用于对所述数字信号处理单元及所述射频单元进行控制处理，以及对接收的数据进行协议处理；

所述数字信号处理单元与所述射频单元连接，用于对所述协议处理单元或所述射频单元发送的数据进行基带处理；

所述射频单元，用于将所述数字信号处理单元发送的数据转换成射频信号进行发射，以及接收射频信号并解调得到基带信号并发送给所述数字信号处理单元。

优选地，所述协议处理单元，包括：

SIM卡信息和网络历史数据管理模块、用户终端管理模块、转发引擎模块、非接入层协议处理模块、分组数据汇聚协议处理模块、无线链路层控制协议处理模块、介质访问控制协议处理模块、无线资源管理协议处理模块。

优选地，所述非接入层协议处理模块，包括：

演进分组系统移动性管理模块和演进分组系统会话管理模块。

优选地，所述数字信号处理单元，包括：

物理层模块、数字信号处理控制信令处理模块及数字信号处理操作维护模块。

本发明提出的宽带集群基站，包括终端模拟单元，以及与所述终端模拟单元连接的基站功能单元，其中，所述终端模拟单元用于模拟设定数量的宽带集群终端；所述基站功能单元，用于完成宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作。上述宽带集群基站，在基站功能单元保持原有基站功能的基础上，进一步增加了终端模拟单元，终端模拟单元可以模拟得到设定数量的宽带集群终端。因此，在不具备足够数量的宽带集群终端时，可以通过本发明提出的宽带集群基站来模拟设定数量的宽带集群终端，用于对网络设备进行测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种宽带集群系统示意图；

图2是本发明实施例提供的一种宽带集群基站的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种宽带集群终端的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的控制面协议栈示意图；

图5是本发明实施例提供的用户面协议栈示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种宽带集群终端的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种宽带集群终端的总体结构示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种宽带集群终端的结构示意图。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种宽带集群基站，参见图2所示，该宽带集群基站包括：

终端模拟单元201，以及与终端模拟单元201连接的基站功能单元202；

其中，终端模拟单元201用于模拟设定数量的宽带集群终端；

基站功能单元202，用于完成宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作。

具体的，本发明实施例所提出的宽带集群基站中的基站功能单元202，用于实现现有的宽带集群基站的所有功能，例如实现宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作、提供无线信号覆盖等。本发明实施例并为对宽带集群基站现有的基站功能进行改进。

本发明实施例所提出的宽带集群基站中的终端模拟单元201，是在现有宽带集群基站的基础上，增加的新的功能单元。终端模拟单元201以宽带集群基站所具备的软硬件资源为基础，通过技术人员写入软件程序，使其具备了模拟集群终端的功能。需要说明的是，从对网络设备进行系统测试的目的出发，本发明实施例仅使用终端模拟单元201模拟宽带集群终端的信令、协议部分。因为宽带集群终端的信令、协议部分是主要的与网络设备进行通信的部分，能够直接用于对网络设备进行系统测试。而宽带集群终端的业务部分，需要由模拟的宽带集群终端配合PC端等智能终端来完成。而对于在对网络设备进行测试过程中不太需要的宽带集群终端的其它功能，本发明实施例不做模拟。显而易见地，采用本发明实施例技术方案的思想，可以进一步地模拟宽带集群终端的更多功能，凡是利用宽带集群基站模拟宽带集群终端的处理方法，都在本发明实施例保护范围之内。

另外需要说明的是，由于宽带集群基站的软硬件资源充足，因此，本发明实施例提出的宽带集群基站的终端模拟单元201，能够模拟设定数量的宽带集群终端，具体数量可以根据宽带集群基站的实际软硬件资源进行设定。另一方面，终端模拟单元201所模拟的宽带集群终端的性能，也根据宽带集群基站的软硬件资源极其处理能力决定。

例如，本发明实施例中，终端模拟单元201以基站信道板为硬件平台实现对宽带集群终端的模拟，其DSP采用freescale 8156处理器，CPU采用RMIXLS416处理器。上述基站信道板的软件平台的DSP为smart OS，嵌入式实时操作系统为vxWorks 6.7操作系统，模拟终端控制软件为Windows软件。在上述软硬件平台上模拟得到的宽带集群终端支持3个小区，每个小区都支持多用户仿真，以便测试系统容量。具体为每个小区支持激活状态的UE数量不少于400个、处于RRC连接态的UE不少于1200个；能够通过模拟终端控制软件控制用户并发操作，比如并发接入、并发传送数据等。在20M带宽TDD type1配置情况下，宽带集群终端在每个小区的下行峰值吞吐量不低于80Mbps，上行峰值吞吐量不低于15Mpbs。模拟的宽带集群终端支持音视频数据路由到终端控制软件，支持终端控制软件音视频数据路由到核心网。

本发明实施例提出的宽带集群基站，包括终端模拟单元201，以及与终端模拟单元201连接的基站功能单元202，其中，终端模拟单元201用于模拟设定数量的宽带集群终端；基站功能单元202，用于完成宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作。上述宽带集群基站，在基站功能单元202保持原有基站功能的基础上，进一步增加了终端模拟单元201，终端模拟单元201可以模拟得到设定数量的宽带集群终端。因此，在不具备足够数量的宽带集群终端时，可以通过本发明提出的宽带集群基站来模拟设定数量的宽带集群终端，用于对网络设备进行测试。

可选的，在本发明的另一个实施例中，终端模拟单元201模拟宽带集群终端时，具体用于：

利用基站信道板模拟协议处理功能、数字信号处理功能及射频功能，以及模拟对所述协议处理、所述数字信号处理及所述射频处理之间的业务数据流的路由转发功能。

具体的，宽带集群终端进行通信时，需要对通信数据进行协议处理、基带处理和射频处理，经过上述三种处理，通信数据才能在通信网络中传输，宽带集群终端才能实现通信功能。因此，一个宽带集群终端，需要具备基本的协议处理功能、数字信号处理功能和射频功能。基于上述原理介绍，本发明实施例提出的宽带集群基站在模拟宽带集群终端时，由终端模拟单元201以宽带集群基站的基站信道板作为硬件平台，模拟宽带集群终端的协议处理功能、数字信号处理功能及射频功能。具体实现方式是在宽带集群基站的基站信道板硬件平台上搭建软件平台，并通过编写软件程序的方式，实现协议处理功能、数字信号处理功能及射频功能。上述三种功能的实现以功能模块的方式实现，而各个功能模块之间，还涉及到业务数据流的路由转发工作，终端模拟单元201同样模拟实现对各个功能模块之间的业务数据的路由转发功能，以保证所模拟的宽带集群终端能够完成对通信数据的处理，实现通信功能。

可选的，在本发明的另一个实施例中，终端模拟单元201还用于：

对模拟得到的设定数量的宽带集群终端进行控制管理。

具体的，本发明实施例提出的宽带集群基站的终端模拟单元201能够根据软硬件资源，模拟大量的宽带集群终端。进一步的，终端模拟单元201对模拟得到的大量的宽带集群终端进行控制管理，例如，控制所模拟的大量的宽带集群终端同时发起业务请求，以对网络设备进行压力测试；或者控制模拟得到的大量的宽带集群终端的工作启停等。具体的控制管理方式包括：技术人员通过软件程序，控制终端模拟单元201来实现对模拟的大量宽带集群终端的控制管理。

可选的，在本发明的另一个实施例中，终端模拟单元201还用于：

控制模拟得到的宽带集群终端与智能终端连接，实现对所述智能终端发送的音视频数据的路由转发及编解码处理。

具体的，终端模拟单元201模拟的协议处理功能、数字信号处理功能及射频功能，只是实现了宽带集群通信的信令和协议部分，而对于业务部分，由于本发明实施例中的宽带集群基站的终端模拟单元201没有模拟业务功能，因此需要连接外设的智能终端来完成，利用智能终端上安装的模拟终端软件，实现宽带集群终端的业务功能，例如完成对音视频数据的编解码处理，对音视频数据的路由转发处理等。

本发明实施例还公开了一种由所述的宽带集群基站模拟的宽带集群终端，参见图3所示，该宽带集群终端包括：

协议处理单元301、数字信号处理单元302及射频单元303；

其中，协议处理单元301与数字信号处理单元302及射频单元303连接，用于对数字信号处理单元302及射频单元303进行控制处理，以及对接收的数据进行协议处理；

具体的，宽带集群终端在进行数据通信时，需要对通信数据进行协议处理，具体需要处理的协议包括控制面协议栈中的协议和用户面协议栈中的协议，具体参见图4和图5所示。基于上述原理，在本发明实施例中，由宽带集群基站模拟的宽带集群终端配置有协议处理单元301，用于对通信数据进行协议处理，包括控制面协议处理和用户面协议处理。另一方面，在协议处理单元301内部，设置有集群终端控制模块，能够直接与宽带集群终端控制接口连接，实现对模拟的宽带集群终端的控制，也就是通过协议处理单元301实现对数字信号处理单元302和射频单元303的控制处理。

协议处理单元301通过以太网交换机与智能管理终端连接，例如与PC端连接，并接收智能终端发送的数据，然后对接收的数据进行协议处理，协议处理完毕后发送给数字信号处理单元302，由数字信号处理单元302进一步对数据进行基带处理；另一方面，协议处理单元301还用于接收数字信号处理单元302进行基带处理后的数据，并进行协议处理，协议处理后通过以太网交换机发送给智能终端。

数字信号处理单元302与射频单元303连接，用于对协议处理单元301或射频单元303发送的数据进行基带处理；

具体的，数字信号处理单元302主要完成对通信数据的基带处理，如信道编码译码、基带调制解调、加扰与解扰、资源映射等处理。数字信号处理单元302与协议处理单元301及射频单元303连接，用于接收协议处理单元301发送的数据，进行基带处理，然后发送给射频单元303进行射频发射；另一方面，数字信号处理单元302还用于接收射频单元303接收的数据，对接收的数据进行基带处理后发送给协议处理单元301。

射频单元303，用于将数字信号处理单元302发送的数据转换成射频信号进行发射，以及接收射频信号并解调得到基带信号并发送给数字信号处理单元302。

具体的，射频单元303是模拟的宽带集群终端的无线通信装置。在发送数据时，射频单元303用于接收数字信号处理单元302发送的待发送数据，将接收的数据调制转换成射频信号进行发射；在接收数据时，射频单元303接收射频信号并解调转换成基带信号，发送给数字信号处理单元302进行基带处理。

在实现方式上，上述协议处理单元301、数字信号处理单元302及射频单元303都是宽带集群基站在自身硬件基础上，通过软件程序实现的功能模块，以实现相应的功能。

本发明实施例提出的模拟的宽带集群终端，包括：协议处理单元301、数字信号处理单元302及射频单元303；其中，协议处理单元301与数字信号处理单元302及射频单元303连接，用于对数字信号处理单元302及射频单元303进行控制处理，以及对接收的数据进行协议处理；数字信号处理单元302与射频单元303连接，用于对协议处理单元301或射频单元303发送的数据进行基带处理；射频单元303，用于将数字信号处理单元302发送的数据转换成射频信号进行发射，以及接收射频信号并解调得到基带信号并发送给数字信号处理单元302。上述宽带集群终端，由宽带集群基站模拟得到，其各个单元完成对通信数据的信令处理和协议处理，实现了宽带集群终端基本功能，在不具备足够数量的宽带集群终端时，可以通过上述模拟得到的宽带集群终端代替实际的宽带集群终端，以便对网络设备进行系统测试。

可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图6所示，协议处理单元301，包括：

SIM卡信息和网络历史数据管理模块3011、用户终端管理模块3012、转发引擎模块3013、非接入层协议处理模块3014、分组数据汇聚协议处理模块3015、无线链路层控制协议处理模块3016、介质访问控制协议处理模块3017、无线资源管理协议处理模块3018。

具体的，SIM卡信息和网络历史数据管理模块3011用于管理SIM卡信息和其它网络历史信息。用户终端管理模块(user equipment Project Management，uePM)3012用于对各协议栈进行初始化和层管理，完成用户接口命令处理、时钟管理(如调整本地晶振)、功耗管理、其它操作维护、操作系统平台等处理。转发引擎模块3013用于路由转发业务数据，并且在uePM的控制下进行一些QoS控制操作。非接入层(Non-Access Stratum，NAS)协议处理模块3014用于对数据进行NAS协议处理。分组数据汇聚协议(Packet Data ConvergenceProtocol，PDCP)处理模块3015对应协议36.323中的处理，直接在LTE基带代码的基础上进行修改实现，修改的工作主要为：1.层管理接口发生了根本性的改变，对应的代码需要对应修改；2.PDCP的外部数据传递接口和发生了变化，如不存在多个小区的概念，对应的代码也应修改；3.新增数据待传输接口给MAC，以便进行BSR。无线链路层控制协议(Radio LinkControl，RLC)处理模块3016，对应协议36.322中的处理，直接借用LTE基站的代码实现，还需做部分修改，修改的工作主要为：1.层管理接口发生了根本性的改变，对应的代码需要对应修改；2.RLC的外部数据传递接口和发生了变化，如不存在多个小区的概念，对应的代码也应修改。介质访问控制(Medium Access Control，MAC)协议处理模块3017，用于实现协议36.321中MAC UE侧的功能，同时遵循协议36.213控制UE侧物理层的某些过程。可以借鉴LTE基站MAC侧实现程序的帧处理部分来实现，其它代码需要重新编写。无线资源管理(RadioResource Control，RRC)协议处理模块3018对应协议36.331中的处理，借鉴LTE基站中的实现思路，基本需要从头开始编写。限于人力和进度要求，本发明实施例中无线资源管理(Radio Resource Control，RRC)协议处理模块3018优先支持RRC连接建立和RRC链路重配、上下行NAS信令中继等基本信令类型，以后再根据实验室测试的要求增加较多的RRC信令支持类型。

进一步的，在本发明实施例中，模拟的宽带集群终端的各个单元，以及各个单元的各个模块之间的业务数据流的路由处理过程如图7所示。在图7中，协议处理单元301通过千兆以太网交换机与应用服务器或LMT、Smartbits等网络分析仪连接，使整个模拟的宽带集群终端在应用服务器或LMT、Smartbits等网络分析仪的控制下工作。

可选的，在本发明的另一个实施例中，非接入层协议处理模块3014，包括：

演进分组系统移动性管理模块和演进分组系统会话管理模块。

具体的，演进分组系统移动性管理(Evolved Packet System MobilityManagement，EMM)模块的主要功能是处理UE的移动性，提供UE身份安全，并为上层提供NAS信令连接。EMM的规定见3GPP TS24.301，其中集群的增强见本标准第6章。演进分组系统会话管理(Evolved Packet System Session Management，ESM)模块的主要功能是处理EPSbearer context，包括：激活，修改，去激活EPS bearer context等，ESM的规定见3GPPTS24.301。

可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图8所示，数字信号处理单元302，包括：

物理层模块3021、数字信号处理控制信令处理模块3022及数字信号处理操作维护模块3023。

具体的，物理层(Physical Layer,PHY)模块3021用于完成对物理层基带信号的处理。借鉴LTE基站实现框架，增加小区搜索/跟踪模块、测量模块，修改符号级处理，重用比特级部分代码即可实现。数字信号处理控制信令处理模块3022用于对物理层模块3021的控制信令进行处理。数字信号处理操作维护模块3023用于对物理层模块3021进行操作维护处理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种宽带集群基站，其特征在于，包括：

终端模拟单元，以及与所述终端模拟单元连接的基站功能单元；

其中，所述终端模拟单元用于模拟设定数量的宽带集群终端，包括利用基站信道板模拟协议处理功能、数字信号处理功能及射频功能，以及模拟对所述协议处理、所述数字信号处理及所述射频处理之间的业务数据流的路由转发功能；以及，对模拟得到的设定数量的宽带集群终端进行控制管理；

所述基站功能单元，用于实现宽带集群基站功能，包括完成宽带集群终端与宽带集群核心网之间的数据传输工作。

2.根据权利要求1所述的宽带集群基站，其特征在于，所述终端模拟单元还用于：

控制模拟得到的宽带集群终端与智能终端连接，实现对所述智能终端发送的音视频数据的路由转发及编解码处理。

3.一种由权利要求1至2任意一项所述的宽带集群基站模拟的宽带集群终端，其特征在于，包括：

协议处理单元、数字信号处理单元及射频单元；

其中，所述协议处理单元与所述数字信号处理单元及所述射频单元连接，用于对所述数字信号处理单元及所述射频单元进行控制处理，以及对接收的数据进行协议处理；

所述数字信号处理单元与所述射频单元连接，用于对所述协议处理单元或所述射频单元发送的数据进行基带处理；

所述射频单元，用于将所述数字信号处理单元发送的数据转换成射频信号进行发射，以及接收射频信号并解调得到基带信号并发送给所述数字信号处理单元。

4.根据权利要求3所述的宽带集群终端，其特征在于，所述协议处理单元，包括：

SIM卡信息和网络历史数据管理模块、用户终端管理模块、转发引擎模块、非接入层协议处理模块、分组数据汇聚协议处理模块、无线链路层控制协议处理模块、介质访问控制协议处理模块、无线资源管理协议处理模块。

5.根据权利要求4所述的宽带集群终端，其特征在于，所述非接入层协议处理模块，包括：

演进分组系统移动性管理模块和演进分组系统会话管理模块。

6.根据权利要求5所述的宽带集群终端，其特征在于，所述数字信号处理单元，包括：

物理层模块、数字信号处理控制信令处理模块及数字信号处理操作维护模块。

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