CN114531705A

CN114531705A - 一种无线接口仿真装置及方法

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Publication number: CN114531705A
Application number: CN202210015983.0A
Authority: CN
Inventors: 崔佳诺; 张国振; 滕颖蕾; 满毅; 曹雅鑫; 蒋耘玮; 苏筱玲; 田换换
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications; CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd; China Railway Signal and Communication Corp Ltd CRSC
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications; CRSC Research and Design Institute Group Co Ltd; China Railway Signal and Communication Corp Ltd CRSC
Priority date: 2022-01-07
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2022-05-24

Abstract

本发明提供一种无线接口仿真装置及方法，包括：SDR收发器，用于无线电信号的发送和接收；BTS仿真模块，连接所述SDR收发器，所述BTS仿真模块用于驱动所述SDR收发器完成无线网络的信令信息和业务信息的传输。本发明有效地实现了基带信号的处理，完成数据的传输。

Description

一种无线接口仿真装置及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线接口仿真装置及方法。

背景技术

随着我国铁路的快速发展，我国制定了铁路中长期发展规划，其规划中的CTCS(Chinese Train Control System，中国列车控制系统)是为保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运行需求的技术规范，是我国未来铁路技术发展的方向，CTCS按照系统条件和功能共分5级，从0级到4级。

CTCS是控制铁路列车的核心装备，分为ATP车载设备(装备在列车上)和RBC地面设备(安装在地面的控制机房)。现有技术中比较常见的CTCS-3级和ETCS(European TrainControl System，欧洲行车控制系统)基线2列控系统中，列控系统的车载设备和地面设备通过GSM-R网络(G网电路域)进行数据通信。

目前的车载通信系统尚缺少对无线网络进行仿真的技术，从而无法模拟通信过程中的各种情形。

发明内容

本发明提供一种无线接口仿真装置，包括：

SDR收发器，用于无线电信号的发送和接收；

BTS仿真模块，连接所述SDR收发器，所述BTS仿真模块用于驱动所述SDR收发器完成无线网络的信令信息和业务信息的传输。

进一步地，所述SDR收发器包括USRP设备，其中，

所述USRP设备用于通过USB接口接收由主机传输的数据；

所述主机传输的数据是由主机发送的第一基带信号转化为中频信号，再通过DAC转化为模拟信号，并滤波后搭载在射频上进行传输的。

进一步地，所述第一基带信号由FPGA组成的第一传输控制模块和数字上变频模块转换为中频信号。

进一步地，所述USRP设备还用于通过USB接口发送第二基带信号给主机，其中，

所述第二基带信号是由USRP设备发出的信号下变频到中频，再通过ADC转到数据域，并通过由FPGA组成的数字下变频和第二传输控制模块转化而成。

进一步地，所述BTS仿真模块包括物理层时分复用单元、前向纠错单元、闭环电源、时钟控制单元、数据链路层信道链路接入单元、应用层无线资源管理单元、移动性管理单元、呼叫控制单元以及短消息单元。

进一步地，所述BTS仿真模块包括：

全速率数据业务信道实现单元，用于完成全速率数据业务信道实现，所述全速率数据业务信道的无线接口速率为6.0kbit/s。

进一步地，所述BTS仿真模块包括：

快速随路控制信道实现单元，用于完成快速随路控制信道编码。

进一步地，所述仿真装置还包括：

用户数据管理模块，用于采用SIP授权为BTS仿真模块和网络交换提供用户鉴权信息。

进一步地，所述仿真装置还包括网络故障模拟模块，其中，

所述网络故障模拟模块包括：

网络断开模拟单元，用于控制已连通数据通道上的数据传输断开和复通；

高数据延时模拟单元，用于控制已连通数据通道上的数据传输平均延时；

高误码率模拟单元，用于控制已连通数据通道上的数据传输误码率。

本发明还提供一种无线接口仿真方法，所述仿真方法包括：

利用SDR收发器进行无线电信号的发送和接收；

利用BTS仿真模块驱动所述SDR收发器完成无线网络的信令信息和业务信息的传输。

进一步地，所述SDR收发器包括USRP设备，其中，

所述USRP设备用于通过USB接口接收由主机传输的数据；

本发明还提供一种电子设备，包括存储器以及处理器，其中，

所述存储器，用于存储逻辑指令；

所述处理器，用于调取所述逻辑指令，并执行上述的仿真方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序运行时，上述的仿真方法被执行。

本发明的仿真装置通过BTS仿真模块驱动SDR收发器完成GSM网络Um接口全功能。本发明的仿真装置可以模拟通信过程中的各种情形，具有控制界面(在计算机上启动计算机程序)完成对现有的仿真系统提供配置以及对现有的仿真部件运行情况监视功能，可简化测试流程，测试人员可方便注入网络故障信息，具备稳定运行的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的无线接口仿真装置的示意图；

图2是本发明提供的无线接口仿真装置中的GSM-R终端类型和参考点的示意图；

图3是本发明提供的无线接口仿真装置中的GSM中异步数据的透明传输的过程示意图；

图4是本发明提供的无线接口仿真装置中的通过R接口透明传输异步数据的示意图；

图5是本发明提供的无线接口仿真方法的流程示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

图7是本发明提供的非暂态计算机可读存储介质的结构示意图。

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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

下面结合图1描述本发明的一种无线接口仿真装置，其中，本发明以无线接口为GSM-R(Global System for Mobile Communications-Railway，铁路综合数字移动通信系统)网络无线接口进行示例性说明，但并非仅仅限于GSM-R网络无线接口，该仿真装置包括：

SDR(Software Defination Radio，软件定义的无线电)收发器，用于无线电信号的发送和接收；

SDR收发器包含软件部分和硬件部分，其中，硬件部分是USRP(UniversalSoftware Radio Peripheral，通用软件无线电外设)设备，旨在使普通计算机能像高带宽的软件无线电设备一样工作。从本质上讲，它充当了一个无线电通讯系统的数字基带和中频部分。

BTS仿真模块，连接所述SDR收发器，所述BTS仿真模块用于驱动所述SDR收发器完成无线网络(本发明以无线网络为GSM网络进行示例性说明，但并非仅仅限于GSM网络)的信令信息和业务信息的传输(完成GSM网络Um接口全功能)；

BTS仿真模块是一个用于仿真GSM网络的开源软件。Um接口是MS(Mobile Station，移动台)和BTS(Base Transceiver Station，基站收发信机)之间的接口，通过该接口，MS完成与网络侧的通信，完成分组数据传送、移动性管理、会话管理、无线资源管理等多方面的功能。Um接口是GSM/GPRS/EDGE网络中，MS与网络之间的接口，也被称为空中接口(AirInterface，AI)。Um接口用于传输MS与网络之间的信令信息和业务信息。

综合业务数字网基率协议(Integrated Services Digital Network-PrimaryRate Interface，ISDN-PRI)接口卡模块，用于提供信令转换功能，即，将ATP与RBC之间业务转载入综合业务数字网基率协议格式并发出；

ATP与RBC是两种接口规范，ISDN-PRI接口卡模块具体用于通过接口硬件对应的API(Application Programming Interface，应用程序接口)将ATP与RBC之间业务转载入ISDN-PRI格式并发出。

本实施例中，所述SDR收发器包括USRP设备，而对于USRP设备，USRP设备具体用于无线信号的收发，与主机之间实现数据的传输，具体的：

所述USRP设备用于通过USB接口接收由主机传输的数据，所述主机传输的数据是由主机发送的第一基带信号转化为中频信号，再通过DAC转化为模拟信号，并滤波后搭载在射频上进行传输的，其中，所述第一基带信号由FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程逻辑门阵列)组成的第一传输控制模块和数字上变频模块转换为中频信号。

所述USRP设备还用于通过USB接口发送第二基带信号给主机；所述第二基带信号是由USRP设备发出的信号下变频到中频，再通过ADC将信号转到数据域，并通过由FPGA组成的数字下变频模块和第二传输控制模块转化而成。

在本实施例中，所述BTS仿真模块包括物理层时分复用单元(L1TDM功能(GSM05.02)、前向纠错单元(L1 FEC功能(GSM05.03)、FEC(Forwarding error correction，前向纠错)、闭环电源(GSM05.08)、时钟控制单元(GSM05.10)、数据链路层信道链路接入单元(L2LAPDm(GDM04.06)、应用层无线资源管理单元(GSM04.08)、移动性管理单元(L3 GSM-SIP)、呼叫控制单元以及短消息单元。

在本实施例中，所述BTS仿真模块还包括全速率数据业务信道(TCH/F4.8，全速率数据业务信道(4.8kbit/s))实现单元，所述全速率数据业务信道实现单元用于完成全速率数据业务信道的实现，所述全速率数据业务信道的无线接口速率为6.0kbit/s。TCH/F4.8与TCH(Traffic Channel，业务信道)话音信道并列。

在本实施例中，所述BTS仿真模块还包括快速随路控制信道(Fast AssociatedControl Channel，FACCH)实现单元，所述快速随路控制信道实现单元用于完成快速随路控制信道编码。

在本实施例中，所述仿真装置还包括用户数据管理模块，所述用户数据管理模块采用SIP(Session Initiation Protocol，会话初始协议)授权(AUTHORITY)，可以为BTS仿真模块和后续网络交换提供用户鉴权信息。

在本实施例中，所述仿真装置还包括网络故障模拟模块，所述网络故障模拟模块包括：

网络断开模拟单元，所述网络断开模拟单元用于控制已连通数据通道(BTS仿真模块与ISDN之间的数据通道，BTS中用TCH/F4.8信道传输)上的数据传输断开和复通；

在信令和数据处理过程中，可以通过命令行控制界面支持下面的网络故障模拟。

为了进一步说明本发明的仿真装置，以下提供了一种无线接口仿真装置的具体实施例，包括硬件模块和软件模块，硬件模块包括USRP设备，USRP设备主要用于无线电信号的发送和接收。软件模块分为BTS仿真模块、用户数据管理模块。BTS仿真模块驱动SDR收发器完成GSM网络Um接口全功能。用户数据管理模块使用数据库管理保存用户信息。

BTS仿真模块驱动SDR收发器完成GSM网络Um接口全功能。全功能包括L1 TDM(时分复用技术(time-division multiplexing，TDM))功能(GSM05.02)、L1 FEC功能(GSM05.03)、L1闭环电源和时钟控制(GSM05.08)、L2 LAPDm(GDM04.06)、L3无线资源管理(GSM04.08)、L3GSM-SIP网关实现移动性管理(将GSM信令部分转化为SIP原语，与ISDN呼叫连接)、呼叫控制以及短消息。需要在BTS仿真模块中开发实现对CSD(Control System Designed，控制系统设计)电路域数据传输的支持。

用户数据管理模块使用数据库管理保存用户信息，采用SIP授权为BTS仿真模块和PBX(Private Branch Exchange，用户交换机)仿真模块提供用户鉴权信息。

在列控系统中，为满足测试需求，无线网络仅需满足车地(车载设备与地面设备)无线交互的需求即可。无线通信网络仿真可采用轻量级且稳定性高的方案。

装置要求

无线接口仿真装置针对应用测试开发，不针对协议测试。所以只需完成网络的信令的正常应答，数据的适配转发，不实现所有协议分支。

1套无线接口仿真装置至少支持10台ATP(20个MT)和4台RBC测试通信连接。

无线接口仿真装置要能支持GSM-R载频频段：上行885～889MHz；下行930～934MHz。

无线接口仿真装置具备网络故障的模拟功能，包括：网络断开、数据延时、增加误码率等，通过控制界面，测试人员可方便注入网络故障信息。

无线接口仿真装置应具备稳定运行的能力。

BTS仿真模块驱动SDR收发器完成GSM网络Um接口全功能，全功能包括L1 TDM(时分复用技术(time-division multiplexing，TDM))功能(GSM05.02)、L1 FEC功能(GSM05.03)、L1闭环电源和时钟控制(GSM05.08)、L2 LAPDm(GDM04.06)、L3无线资源管理(GSM04.08)、L3GSM-SIP网关实现移动性管理(将GSM信令部分转化为SIP原语，与ISDN呼叫连接)、呼叫控制以及短消息。需要在BTS仿真模块中开发实现对CSD(Control System Designed，控制系统设计)电路域数据传输的支持。

用户数据管理模块使用数据库管理保存用户信息，采用SIP授权为BTS仿真和PBX仿真提供用户鉴权信息。

本实施例还提供GSM-R无线接口仿真程序，该程序分为两个主要进程：BTS仿真模块仿真进程、SDR收发器收发进程。

BTS仿真进程的主要处理过程，以上行数据流为例：

USRP设备收到MS发送的上行数据，通过USB数据包形式交给SDR收发器收发进程处理。

SDR收发器通过USRP设备驱动和无线接口处理得到原始数据包，并根据数据包所处的时隙，对其类型进行区分，并按照一定的格式封装成UDP(UserDatagram Protocol，用户数据包协议)报文。

BTS仿真进程接收到UDP报文，GSM逻辑信道处理完成主要的GSM协议栈处理，信令数据要经过L1层的FEC解码，L2层的LAPDm协议，L3层帧处理。CSD数据部分仅经过L1层FEC解码处理，转化为RTP协议PDU传递。

以上L1：GSM的物理层，L2：GSM的数据链路层，L3：GSM的应用层。

日志服务提供运行日志记录。

CSD通信过程如下：

参考点(S参考点，R参考点)

GSM是根据ISDN的准则而构建的。因此也为GSM系统定义了一个参考配置，类似于ISDN系统中使用的参考配置。使用参考配置，可以定义服务范围和MS所要提供的接口类型。

GSM参考配置包括用户网络接口Um上MS的功能块(如图2所示)。根据服务访问的类型和提供给用户的接口，将移动设备细分为移动终端(mobile terminal，MT)以及终端适配器(terminal adapter，TA)和TE(Terminal equipment，信路终端设备)的各种组合。

在与移动网络的接口处，定义了空中接口Um。集成的移动语音或数据终端由MT0表示。MT1在MT0的基础上，更进一步，在ISDN S参考点为符合标准的设备提供一个接口，该接口可以作为终端设备直接连接。同样，可以通过TA连接具有标准接口的普通数据终端设备，从而使用移动传输服务。最后，TA功能已集成到MT2(非ISDN的移动终端设备)类型的单元中。

在S或R参考点，可以使用GSM承载或数据服务，而在TE的用户界面上提供远程服务。在承载服务中，除了数字化语音的传输之外，还有电路交换和分组交换数据传输。除电话外，典型的电话服务还包括SMS(Short Message Service，短信息服务)，传真服务或紧急呼叫。

通信过程

语音服务仅需要一个直通的物理连接，由于TRAU(Transcoding and RateAdaptation Unit，码型转换和速率适配单元)中的语音转码，它会改变其在BSS(Businesssupport system，业务支撑系统)中的比特率。从MSC(mobile switching center，移动业务交换中心)开始，以标准ISDN格式以64kbit/s的比特率传输GSM网络中的语音信号。相比之下，实现数据服务和其他电信服务要复杂得多。由于GSM语音编解码器的压缩程序，无法像模拟网络中那样简单地将数据作为语音带信号进行传输。因此，类似于ISDN的数字化语音频带信号的解决方案是不可能的。相反，必须避免在ISDN中使用PLMN(public land mobilenetwork，公共陆地移动网)中的语音编解码器，而必须以不变的数字形式传输可用的数字数据。必须区分采用的两个处理办法：首先，在空中接口Um或在移动网络内实现数据和电信业务；其次，在移动和固定网络之间的转换以及相关的服务特征映射下。

PLMN提供透明和不透明的承载服务。这些承载服务在MS的MT(Mobiletermination，移动终端)和MSC的IWF(Inter-working function，互通功能)之间承载数据。为了实现承载服务，GSM网络的各个单元定义了以下功能：

·比特率适配(RateAdaptation，RA)；

·前向纠错编码(Forward Error Correction，FEC)；

·使用RLP(Radio Link Protocol，无线电链路协议)进行ARQ(AutomaticRepeat-reQuest，自动重传请求)纠错；

·适配协议L2R。

对于透明和非透明数据的传输，需要几个速率适配阶段，以将承载服务的比特率适配到无线接口的信道数据速率(3.6、6和12kbit/s的业务信道)以及传输固定连接的速率。可以通过以下两种方式来实现用于数据传输的承载服务：9.6kbit/s数据服务需要全速率的业务信道；所有其他数据服务都可以在全速率或半速率通道上实现。MS必须支持两种类型的数据业务信道，而与语音传输所使用的无关。数据信号首先从用户数据速率(9.6、4.8、2.4kbit/s等)转换为业务信道的信道数据速率，然后再转换为BSS和MSC之间的固定连接的数据速率(64kbit/s)，最后回到用户数据速率。GSM中的比特率适配(RA)本质上与ITU-T(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector，国际电信联盟电信标准分局)标准V.110(ITU-T发布的速率适配协议)中的比特率适配(RA)相对应，该标准规定了ISDN网络上具有V.110系列的接口的数据终端的支持。

在无线电信道上，数据通过GSM PLMN的前向纠错编码(FEC)进行保护；对于非透明数据服务，在MT和MSC之间的整个网络路径上，数据还受到RLP的ARQ程序的保护。因此，RLP在MT和MSC上终止。用户界面上对第1层和第2层RLP的协议适配是通过L2R协议完成的。

最后，数据通过IWF从MSC或GMSC传递到相应的数据连接。PLMN的承载服务被转换为IWF中的ISDN或另一个PLMN的承载服务，该服务通常在MS附近的MSC中激活，但也可以驻留在网络过渡的GMSC(Gateway Mobile Switching Center，网关移动交换中心)中。在ISDN的情况下，此转换相对简单，因为它可能只需要潜在的比特率适配。对于模拟PSTN(PublicSwitched Telephone Network，公共交换电话网络)，必须通过调制解调器将可用的数字数据转换为语音带信号，然后可以在3.1kHz的模拟语音带上进行传输。

以这种方式实现的承载服务可以提供支持TE和IWF之间的远程服务所需的协议。一个例子是传真适配协议。传真适配器是一种特殊的TE，可将第3组传真适配协议及其模拟物理接口映射到GSM PLMN的数字承载服务上。因此，在MSC的IWF中再次适应模拟传真信号之后，它可以根据ITU-T标准T.30进行传真消息的端到端传输。

透明传输

在透明传输的情况下，使用纯第1层(L1层的FEC解码层)功能传输数据。除了空中接口Um的错误保护外，仅执行比特率适配。

用户数据根据数据速率在空中接口Um处适配于业务信道，并受到前向纠错码(FEC)的保护，以防止传输错误。例如，图3显示了通过带有S接口的MT1进行透明异步数据传输的协议模型。首先通过比特率适配将数据在TE1(表示一个TE，TE2)或TA中转换为同步数据流(阶段RA0)。在进一步的阶段中，数据速率使用MT1调整为标准ISDN(RA1表示一个速率适配端口1，RA2表示一个速率适配端口2)，然后在MT1中通过RA2、RA1和RA1'(信道数据速率)转换为空中接口Um的信道比特率。带有FEC的数据将被传输，然后通过MSC接口上的比特率适配逆操作转换为64kbit/s，然后再在BSS中进行转换。然而，与具有内部S接口的MT1相比，MS更加频繁地实现了纯R接口，而无需在RA2阶段内部转换为完整的ISDN速率。这避免了比特率适配步骤RA2，从而避免了在RA1阶段中转换为中间数据率。在RA0级中进行异步-同步转换之后，信号立即从用户数据速率转换为信道数据速率(RA1'级)。

图4中示意性地显示了没有端子适配器的一种变形。此处，用于串行V.接口的完整接口功能，即接口电路(I/Fcct)与所需的适配单元集成在一起。数据信号D(在图4中，数据信号D是由接口电路(I/Fcct)发出的)转换为MT2(RA0)中的同步信号，与来自V.接口的信令信息S(此处S不是参考点)一起打包到修改的V.110帧中，并适应信道数据速率(RA1')。在FEC之后，数据信号通过空中接口传输，并最终经过转换和BSS(RA2)中的潜在纠错之后，最终转换为ISDN B信道的数据速率进一步传输。

网络故障模拟

在信令和数据处理过程中，通过命令行控制界面支持下面的网络故障模拟。

网络断开：控制已连通数据通道上的数据传输断开和复通。

高数据延时：控制已连通数据通道上的数据传输平均延时。

高误码率：控制已连通数据通道上的数据传输误码率。

用户信息

可以支持不进行用户鉴权过程，简化测试流程。

也可支持用户鉴权过程。

仿真系统通过数据库保存的用户信息：

IMSI(International Mobile Subscriber Identity，国际移动用户识别码)：901700000000001(例子)

Key：00112233445566778899aabbccddeeff(例子)

收发过程：一侧是主机，另一侧为USRP设备。SDR收发器中的SDR程序就是用软件来实现的通信模块。鉴于SDR收发器对实时性要求较高，所以一般使用C或C++语言来编写SDR程序。SDR程序里面包含了通信系统完整的协议栈，如果是LTE(long Term Evolution，长期演进)系统，则包含PHY(Physical Layer，物理层)、MAC(MediumAccess Control，媒体介质访问控制)、RLC(Radio Link Control，无线链路控制层)、PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol，分组数据集中协议)、RRC(Radio Resource Control，无线资源控制层)、NAS(Non-Access Stratum，非接入层)甚至MME(Mobility Management Entity，移动管理节点功能)等；而如果是WiFi系统，则包含PHY、MAC、LLC(Logic Link Control Sub Layer，逻辑链路层)等。SDR程序的主要功能是处理系统的基带数据。

UHD(USRP Hardware Driver)是USRP设备的驱动模块，不同的USRP设备类型使用的驱动也不一样。接下来是系统的各种系统库和系统调用的接口以及内核。USRP设备与GPP的接口是USB3.0。USB3.0的接口速度可以达到500MBps，基本能满足大部分通信系统的需求。

主机通过USB3.0把数据传输给USRP设备。USRP设备最下面的两个模块是发送控制模块和数字上变频模块(Digital Up Converter，DUC)。因为性能要求较高，这两个模块是采用FPGA实现的。发送控制模块就是用来控制整个USRP设备的发送行为，例如什么时候发送等。DUC模块是为了把电脑(主机)产生的基带数据上变频到中频。之后数字信号经过USRP设备的DAC之后转化为模拟域的数据，数模转化之后需要过一个低通滤波器使信号变的更加平滑。最后中频的模拟域数据在于晶振产生的信号相乘把中频信号调制到制定的射频频点上。最后射频信号再经过功率放大器把信号发射出去。可以通过UHD提供的库函数来修改发射信号的发射增益。

接收过程中信号经过低噪放后与USRP设备上的晶振产生的信号相乘把信号下变频到中频，同样地再经过一个低通滤波器把信号变得平滑。之后中频信号经过ADC把模拟域的信号转到数据域。USRP设备的ADC精度为12bits，采样速率为61.44MS/s。

同样地信号经过ADC之后，数字信号被送入FPGA模块处理。FPGA模块包含两个模块，数字下变频模块和接收控制模块。接收控制模块用来控制整个USRP设备的接收流程，例如什么时候开始接收等。数字下变频模块即DDC(Digital Down Converter)，用于把信号从中频下变频到基带。最后通过USB接口被主机接收。

参见图5，下面对本发明提供的无线接口仿真方法进行描述，下文描述的无线接口仿真方法与上文描述的无线接口仿真装置可相互对应参照，所述无线接口仿真方法包括：

S1、利用至少一SDR收发器进行无线电信号的发送和接收；

S2、利用至少一BTS仿真模块驱动所述SDR收发器完成GSM网络Um接口全功能；

图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行无线接口仿真方法，该方法包括：

S1、利用至少一SDR收发器进行无线电信号的发送和接收；

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读取存储介质包括U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的无线接口仿真方法，该方法包括：

S1、利用至少一SDR收发器进行无线电信号的发送和接收；

又一方面，如图7所示的，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的GSM-R网络仿真方法，该方法包括：

S1、利用至少一SDR收发器进行无线电信号的发送和接收；

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

综上所述，本发明通过BTS仿真模块实现了GSM通信协议栈，结合SDR收发器，可模拟GSM网络的基站，收发无线信号，并在BTS仿真模块中实现基带信号处理，完成数据的传输。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种无线接口仿真装置，其特征在于，所述仿真装置包括：

SDR收发器，用于无线电信号的发送和接收；

2.根据权利要求1所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述SDR收发器包括USRP设备，其中，

所述USRP设备用于通过USB接口接收由主机传输的数据；

3.根据权利要求2所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述第一基带信号由FPGA组成的第一传输控制模块和数字上变频模块转换为中频信号。

4.根据权利要求2所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述USRP设备还用于通过USB接口发送第二基带信号给主机，其中，

5.根据权利要求1所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述BTS仿真模块包括物理层时分复用单元、前向纠错单元、闭环电源、时钟控制单元、数据链路层信道链路接入单元、应用层无线资源管理单元、移动性管理单元、呼叫控制单元以及短消息单元。

6.根据权利要求1所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述BTS仿真模块包括：

7.根据权利要求1所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述BTS仿真模块包括：

8.根据权利要求1所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述仿真装置还包括：

9.根据权利要求1-8任一项所述的无线接口仿真装置，其特征在于，所述仿真装置还包括网络故障模拟模块，其中，

所述网络故障模拟模块包括：

10.一种无线接口仿真方法，其特征在于，所述仿真方法包括：

利用SDR收发器进行无线电信号的发送和接收；

11.根据权利要求10所述的无线接口仿真方法，其特征在于，所述SDR收发器包括USRP设备，其中，

所述USRP设备用于通过USB接口接收由主机传输的数据；

12.根据权利要求11所述的无线接口仿真方法，其特征在于，所述第一基带信号由FPGA组成的第一传输控制模块和数字上变频模块转换为中频信号。

13.根据权利要求11所述的无线接口仿真方法，其特征在于，所述USRP设备还用于通过USB接口发送第二基带信号给主机，其中，

14.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，其中，

所述存储器，用于存储逻辑指令；

所述处理器，用于调取所述逻辑指令，并执行如权利要求10-13任一项所述的仿真方法。

15.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当该计算机程序运行时，如权利要求10-13任一项所述的仿真方法被执行。