CN1241444C - 一种上行网络负荷模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种上行网络负荷模拟系统，其包含有顺序连接的变频器、解调器、模数转换器，其中，该系统还包含有用于进行上行负荷模拟的上行负荷模拟模块和用于输入上行负荷模拟数量的内部控制单元，该内部控制单元接收上行负荷模拟数量的输入后，通过控制接口和该上行负荷模拟模块相连，该上行负荷模拟模块位于所述的变频器、解调器、模数转换器的任何环节。本发明同时还提出了一种上行网络负荷模拟方法。本发明使进行上行负荷模拟时不再需要大量的仪器，在全网负荷模拟时，能够协同控制各小区负荷的模拟量，使得全网下各种形式的上行负荷模拟均可以有效集中控制。

Description

一种上行网络负荷模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及通讯领域的测试技术，具体地说，它是一种在无线基站上实现的上行网络负荷模拟系统及方法。

背景技术

在无线通信领域的测试中，经常要用到一种上行网络负荷模拟的技术。比如要测试某一基站管辖区域内有300个用户同时开机时网络的接入性能、功控性能拥塞情况、传输速度等，或某一个业务交换中心管辖区域内有30000个用户同时开机时网络的功控性能、切换性能等，在一般情况下很难做到在测试时该基站管辖区域就有300个用户在开机或该业务交换中心管辖区域内有30000个用户开机，这时都需要进行上行网络负荷模拟。所谓上行网络负荷模拟，就是在特定需要测试的区域内，当现有的该区域的用户的话务量达不到要求测试的负荷时，通过负荷模拟增加“虚”的话务量，使该区域达到要求测试的负荷。

该负荷模拟在一般的无线通信领域的测试中经常用到，在码分多址(CDMA：Code Division Multiple Access)制式基站的测试中尤为重要。CDMA制式基站是第三代无线通信系统(3G：3Generation)的重要的基站模式。现有基站进行上行测试是采用外部仪器——矢量信号源来模拟上行的负荷，其使用方法包括：

一、计算各基站需要完成的负荷的用户数量，去掉该基站平时该时刻一般的上行用户数量，得到需要模拟的上行用户数量，这一步骤一般需要通过人工进行。

二、根据需要模拟的上行用户数量，在基站用矢量信号源来模拟上行的负荷，矢量信号源信号电平的大小代表上行用户数量的多少。

这种仪器和使用方法主要有以下两个缺点：

一、使用的仪器数量太多：每一个接收通道均需要一台矢量信号源，如果是一个3扇区的站点，接收两天线分集的情况下，相当于6个接收通道，至少需6台矢量信号源；如果是在接收4天线分集的情况下，至少需12台矢量信号源。如果3个站点同时实施，在接收两天线分集的情况下，至少需18台矢量信号源。

二、全网上行负荷不能有效模拟：当需要在全网中的多个小区同时进行预定的上行负荷模拟时，安置在多个站点的仪器不能实施有效的仪器控制，无法同时将各站点的仪器集中控制起来。

发明内容

本发明提供一种上行网络负荷模拟系统及方法，以解决现有上行网络负荷模拟技术中的控制不集中、效率低的缺点。

为解决上述问题，本发明提供如下的技术方案：

一种上行网络负荷模拟系统，其包含有顺序连接的变频器、解调器、模数转换器，该系统还包含有用于进行上行负荷模拟的上行负荷模拟模块和用于输入上行负荷模拟数量的内部控制单元，该内部控制单元接收上行负荷模拟数量的输入后，通过控制接口和该上行负荷模拟模块相连，该上行负荷模拟模块位于所述的变频器、解调器、模数转换器的任何环节；

该上行负荷模拟模块更具体包括顺序连接的用于产生噪声信号的噪声发生器、用于进行负荷模拟的电平控制模块、用于将电平控制模块输出的信号与上行信号进行叠加的噪声叠加处理模块，该电平控制模块通过控制接口和内部控制单元相连，该噪声叠加处理模块位于所述的变频器、解调器、模数转换器的任何环节。

该系统还包含有用于计算上行负荷模拟数量的总操作维护系统，该总操作维护系统将计算后的上行负荷模拟数量输出到所述的内部控制单元。

该噪声发生器更具体包括顺序连接的用于产生噪声信号电平的二极管射频宽带信号噪声发生器、用于提升噪声发生器的信号电平的放大器、用于使输出阻抗匹配后续电路的输入阻抗的匹配电路，该匹配电路和所述的电平控制模块相连。

该噪声发生器更具体包括顺序连接的用于产生噪声信号电平的二极管中频或基带宽带信号噪声发生器、用于提升噪声发生器的信号电平的放大器、用于使输出阻抗匹配后续电路的输入阻抗的匹配电路，该匹配电路和所述的电平控制模块相连。

该噪声发生器更具体包括顺序连接的用于控制伪随机序列发生器生成不同的伪随机序列的伪随机序列控制器、用于产生一些伪随机序列的伪随机序列发生器、用于进行高斯化处理的高斯化模块，该高斯化模块和所述的电平控制模块相连。

该噪声发生器是指存有数据的存储器。

一种上行网络负荷模拟方法，它包括以下步骤：

a、在无线通信系统中建立分层控制的操作维护系统，需要进行上行网络负荷模拟时，由操作维护系统计算出需要模拟的用户数量后下达；

b、内置的上行负荷模拟模块接受操作维护系统的控制，进行上行负荷模拟；

c、所述的上行负荷模拟模块，接受内部控制单元的控制，进行上行负荷模拟，其具体过程为：内部控制单元通过控制接口连接电平控制模块，而噪声发生器输出一定电平的噪声信号到电平控制模块中接受电平控制模块的控制，而内部控制单元对电平控制模块的输出电平进行控制；噪声叠加处理模块将电平控制模块输出的信号与原有的上行信号进行叠加。

在步骤a中，建立分层控制的操作维护系统包括在业务交换中心建立总操作维护系统和在各基站建立内部控制单元，总操作维护系统计算各基站需要模拟的用户数量，下达各基站的内部控制单元，内部控制单元控制上行负荷模拟模块。

在步骤a中，总操作维护系统计算各基站需要模拟的用户数量的方法是先统计需要模拟的用户的总数量，然后分配给各基站，计算各基站分担的用户数量，然后去掉该基站平时该时刻的一般上行用户数量，得到需要模拟的上行用户数量。

由于本发明在基站内置上行负荷模拟模块，不再需要外部的仪器来模拟上行负荷，实施全网上行负荷模拟时不再需要大量的仪器，又由于全网负荷模拟时，通过操作维护系统来进行协同控制各小区负荷的模拟量，使得全网下各种形式的上行负荷模拟均可以有效集中控制。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的总体框图。

图3是一般基站接收上行信号的走向框图。

图4是本发明实施例1射频加噪声的信号走向框图。

图5是本发明实施例2中频/或基带加噪声的信号走向框图。

图6是本发明实施例3数字域加噪声的信号走向框图一。

图7是本发明实施例3数字域加噪声的信号走向框图二。

具体实施方式

图1是本发明的方法流程图，在图1中可以看到本发明的大体实现过程。现着重看图2。一般的无线通信网由业务交换中心(1)、基站、移动台(9)组成。图中示出了基站1(3)、基站2(5)……基站n(7)。业务交换中心一方面提供与地面固定的公用电话交换网的全自动接口，另一方面负责对下属的全部基站和移动台的监测和控制。它发出指令和接收自移动台经基站送来的信息。基站在交换中心控制下负责发射给移动台的各项指令和接收自移动台来的信息。移动台相当于用户端，向用户提供无线收/发信道以进行各种呼叫和接续。一般来说，一个业务交换中心控制几十个基站，上万个移动台。

本发明在业务交换中心建立总操作维护系统(2)和在各基站建立内部控制单元，如图2所示，在基站1(3)、基站2(5)……基站n(7)中分别建立了内部控制单元1(4)、内部控制单元2(6)……内部控制单元n(8)，建立起一个层层上报、与一般无线通信网的形式相对应的操作维护系统，下面以在基站1(3)中的内部控制单元进行详细说明。

一般来说，基站接收到下属移动台的上行信号，是经过如图3所示的走向框图。基站接收到的上行信号是高频信号(10)，高频信号首先经过变频器(11)，变为中频信号(12)，再经过解调器(13)，变为基带信号(14)，再经过模数转换器(15)，将基带模拟信号转换成数字信号。

本发明一种上行网络负荷模拟系统，其包含有上述顺序连接的变频器(11)、解调器(13)、模数转换器(15)，其中，该系统还包含有用于进行上行负荷模拟的上行负荷模拟模块(22)、用于输入上行负荷模拟数量的内部控制单元(24)和用于计算上行负荷模拟数量的总操作维护系统(2)，该总操作维护系统(2)将计算后的上行负荷模拟数量输出到所述的内部控制单元(24)，该内部控制单元(24)接收上行负荷模拟数量的输入后，通过控制接口(23)和该上行负荷模拟模块(22)相连，该上行负荷模拟模块(22)位于所述的变频器(11)、解调器(13)、模数转换器(15)的任何环节。本发明的包括总操作维护系统和各基站的内部控制单元的操作维护系统是伴随业务交换中心——基站——移动台这样一个已有的分层管理结构建立起来的，是在原分层结构的基础上把一些功能进一步填加到分层管理结构中去，对本领域技术人员的实现是容易的。

假设需要进行这样一种负荷模拟，在某一业务交换中心的所有基站的上行负荷量为30000个用户的话务量，若该业务交换中心管辖50个基站，如果话务量平均分配的话，每个基站需要有上行负荷量为600个用户的话务量，假设其中某一基站在平时该时刻一般的上行用户数量为80人，即平时该时刻有80人开机，在此时该基站需要模拟的是520个用户的负荷。

本发明一种上行网络负荷模拟系统通过以下的3个实施例来进行介绍，其不同的是所述的上行负荷模拟模块的结构不同，它们有三种不同的实现形式，分别是：射频端口上加噪声负荷模拟、中频或基带模拟端口上加噪声负荷模拟、数字域加噪声负荷模拟。

实施例1  射频端口上加噪声负荷模拟

如图4所示，上行负荷模拟模块(22)包括顺序连接的噪声发生器(21)、电平控制模块(17)、噪声叠加处理模块(16)，电平控制模块通过控制接口(23)连接内部控制单元(24)，噪声发生器输出一定电平的噪声信号到电平控制模块中接受电平控制模块的控制，该电平是事先设置好的固定大小，主要的负荷模拟工作是在电平控制模块中进行的，内部控制单元根据需要模拟的上行用户数量对电平控制模块的输出电平进行控制，电平控制模块的输出电平与用户数量成正比，还以上述基站需要模拟520个用户的负荷的例子为例，内部控制单元接受总操作维护系统模拟520个用户的负荷的指令，通过控制接口调节电平控制模块的输出电平，使其达到520个用户负荷相当的输出电平，噪声叠加处理模块将电平控制模块输出的信号与基站接收的上行信号进行叠加，由于该基站的上行用户数量为80个用户，在此处经过叠加处理，就相当于600个用户的负荷量，达到了每个基站需要有上行负荷量为600个用户的话务量的目的，然后经过变频(11)/解调器(13)，变为中频(12)/基带模拟信号(14)，由模数转换器(15)转换成数字信号。噪声发生器(21)包括顺序连接的二极管射频宽带信号噪声发生器(20)、放大器(19)、匹配电路(18)，匹配电路连接后续的电平控制模块。二极管射频宽带信号噪声发生器的频段至少覆盖基站接收频带范围，放大器的作用是提升噪声发生器的信号电平，匹配电路的作用是使输出阻抗匹配到后续电路的输入阻抗上。射频宽带信号噪声发生器采用一般的二极管信号噪声发生器，只要能满足频段的要求就可以，放大器、匹配电路、电平控制模块、噪声叠加处理模块、控制接口是一些常用模拟电路，实现起来形式有很多种，在一般的模拟电子技术丛书中可以查到。

实施例2  中频/或基带加噪声负荷模拟

如图5所示，上行负荷模拟模块(22)包括顺序连接的噪声发生器(21)、电平控制模块(17)、噪声叠加处理模块(16)，电平控制模块通过控制接口(23)连接内部控制单元(24)，噪声发生器输出一定电平的噪声信号到电平控制模块中接受电平控制模块的控制，该电平是事先设置好的固定大小，主要的负荷模拟工作是在电平控制模块中进行的，内部控制单元根据需要模拟的上行用户数量对电平控制模块的输出电平进行控制，电平控制模块的输出电平与用户数量成正比，还以上述基站需要模拟520个用户的负荷的例子为例，内部控制单元接受总操作维护系统模拟520个用户的负荷的指令，通过控制接口调节电平控制模块的输出电平，使其达到520个用户负荷相当的输出电平，基站接收到的上行信号先经过变频(11)/解调器(13)变成中频(12)/基带信号(14)，噪声叠加处理模块将电平控制模块输出的信号与上述中频/基带信号进行叠加，由于该基站的上行用户数量为80个用户，在此处经过叠加处理，就相当于600个用户的负荷量，达到了每个基站需要有上行负荷量为600个用户的话务量的目的，由模数转换器(15)转换成数字信号。噪声发生器(21)包括顺序连接的二极管中频或基带宽带噪声发生器(20)、放大器(19)、匹配电路(18)，匹配电路连接后续的电平控制模块。二极管中频或基带宽带噪声发生器的频段至少要覆盖中频带宽或基带信号带宽。放大器的作用是提升噪声发生器的信号电平，匹配电路的作用是使输出阻抗匹配到后续电路的输入阻抗上。

实施例3  数字域加噪声负荷模拟

如图6所示，上行负荷模拟模块(22)包括顺序连接的噪声发生器(21)、电平控制模块(17)、噪声叠加处理模块(16)，电平控制模块通过控制接口(23)连接内部控制单元(24)，噪声发生器输出一定电平的数字白噪声信号到电平控制模块中接受电平控制模块的控制，该电平是事先设置好的固定大小，主要的负荷模拟工作是在电平控制模块中进行的，内部控制单元根据需要模拟的上行用户数量对电平控制模块的输出电平进行控制，电平控制模块的输出电平与用户数量成正比，与实施例1、2相比，区别在于该输出电平是数字的。仍以上述基站需要模拟520个用户的负荷的例子为例，内部控制单元接受总操作维护系统模拟520个用户的负荷的指令，通过控制接口调节电平控制模块的输出电平，使其达到520个用户负荷相当的数字输出电平，基站接收到的上行信号先经过变频(11)/解调器(13)变成中频(12)/基带信号(14)，再经过模数转换器(15)变成相应的数字信号。噪声叠加处理模块将电平控制模块输出的信号与上述模数转换后的数字信号进行叠加，由于该基站的上行用户数量为80个用户，在此处经过叠加处理，就相当于600个用户的负荷量，达到了每个基站需要有上行负荷量为600个用户的话务量的目的。噪声发生器(21)包括顺序连接的伪随机序列控制器(27)、伪随机序列发生器(26)和高斯化模块(25)，高斯化模块连接后续的电平控制模块。伪随机序列发生器控制伪随机序列发生器生成不同的伪随机序列，伪随机序列发生器能够随机地产生一些伪随机序列，但这些序列必须经过高斯化处理才能真正成为高斯白噪声，高斯化模块的作用是进行所谓的高斯化处理。电平控制模块和噪声叠加处理模块在本实施例中是通过现场可编程门阵列实现的，在现场可编程门阵列内部可使用乘法器完成电平的调整，使用加法器完成噪声信号与接收到信号的合并叠加。它还设有一个与现场可编程门阵列接口的中央处理器，图中未示，完成控制信息的分析处理，使现场可编程门阵列按照负荷量的要求进行噪声叠加。

图7示出了实施例3的另一种形式，它是用存有数据的存储器(28)作为噪声发生器(24)来取代图6中的伪随机序列控制器(27)、伪随机序列发生器(26)和高斯化模块(25)，它是将高斯白噪声数据事先设置好并固化在存储器中，现场可编程门阵列可以直接调用高斯白噪声数据。

显然上述的实施例同时也描述了一种上行网络负荷模拟方法，它包括以下步骤：

第一、在无线通信系统中建立分层控制的操作维护系统，需要进行上行网络负荷模拟时，由操作维护系统计算出需要模拟的用户数量后下达；

总操作维护系统先统计需要模拟的用户的总数量，然后分配给各基站，计算各基站分担的用户数量，然后去掉该基站平时该时刻的一般上行用户数量，得到需要模拟的上行用户数量，下达各基站的内部控制单元。

前述的负荷模拟中，在业务交换中心的所有基站的上行负荷量为30000个用户的话务量，该业务交换中心管辖50个基站，如果话务量平均分配，每个基站需要有上行负荷量为600个用户的话务量，假设其中某一基站在平时该时刻一般的上行用户数量为80人，即平时该时刻有80人开机，在此时该基站需要模拟的是520个用户的负荷，将520个用户的负荷模拟量下达各基站的内部控制单元。

第二、内置的上行负荷模拟模块接受操作维护系统的控制，进行上行负荷模拟。

在各基站内置的上行负荷模拟模块，它接受内部控制单元的控制，进行上行负荷模拟。内部控制单元(24)通过控制接口(23)连接电平控制模块(17)，而噪声发生器输出一定电平的噪声信号到电平控制模块(17)中接受电平控制模块的控制，而内部控制单元(24)根据需要模拟的上行用户数量520个对电平控制模块的输出电平进行控制，使其输出达到和520个用户负荷相当的数字电平；噪声叠加处理模块(16)将电平控制模块(17)输出的信号与原有的上行信号进行叠加，由于该基站的上行用户数量为80个用户，在此处经过叠加处理，就相当于600个用户的负荷量，达到了每个基站需要有上行负荷量为600个用户的话务量的目的。

Claims (9)

1、一种上行网络负荷模拟系统，其包含有顺序连接的变频器、解调器、模数转换器，其特征在于：

该系统还包含有用于进行上行负荷模拟的上行负荷模拟模块和用于输入上行负荷模拟数量的内部控制单元，该内部控制单元接收上行负荷模拟数量的输入后，通过控制接口和该上行负荷模拟模块相连，该上行负荷模拟模块位于所述的变频器、解调器、模数转换器的任何环节；

该上行负荷模拟模块更具体包括顺序连接的用于产生噪声信号的噪声发生器、用于进行负荷模拟的电平控制模块、用于将电平控制模块输出的信号与上行信号进行叠加的噪声叠加处理模块，该电平控制模块通过控制接口和内部控制单元相连，该噪声叠加处理模块位于所述的变频器、解调器、模数转换器的任何环节。

2、根据权利要求1所述的一种上行网络负荷模拟系统，其特征在于：该系统还包含有用于计算上行负荷模拟数量的总操作维护系统，该总操作维护系统将计算后的上行负荷模拟数量输出到所述的内部控制单元。

3、根据权利要求1所述的一种上行网络负荷模拟系统，其特征在于：该噪声发生器更具体包括顺序连接的用于产生噪声信号电平的二极管射频宽带信号噪声发生器、用于提升噪声发生器的信号电平的放大器、用于使输出阻抗匹配后续电路的输入阻抗的匹配电路，该匹配电路和所述的电平控制模块相连。

4、根据权利要求1所述的一种上行网络负荷模拟系统，其特征在于：该噪声发生器更具体包括顺序连接的用于产生噪声信号电平的二极管中频或基带宽带信号噪声发生器、用于提升噪声发生器的信号电平的放大器、用于使输出阻抗匹配后续电路的输入阻抗的匹配电路，该匹配电路和所述的电平控制模块相连。

5、根据权利要求1所述的一种上行网络负荷模拟系统，其特征在于：该噪声发生器更具体包括顺序连接的用于控制伪随机序列发生器生成不同的伪随机序列的伪随机序列控制器、用于产生一些伪随机序列的伪随机序列发生器、用于进行高斯化处理的高斯化模块，该高斯化模块和所述的电平控制模块相连。

6、根据权利要求1所述的一种上行网络负荷模拟系统，其特征在于：该噪声发生器是指存有数据的存储器。

7、一种上行网络负荷模拟方法，其特征在于，它包括以下步骤：

a、在无线通信系统中建立分层控制的操作维护系统，需要进行上行网络负荷模拟时，由操作维护系统计算出需要模拟的用户数量后下达；

b、内置的上行负荷模拟模块接受操作维护系统的控制，进行上行负荷模拟；

c、所述的上行负荷模拟模块，接受内部控制单元的控制，进行上行负荷模拟，其具体过程为：内部控制单元通过控制接口连接电平控制模块，而噪声发生器输出一定电平的噪声信号到电平控制模块中接受电平控制模块的控制，而内部控制单元对电平控制模块的输出电平进行控制；噪声叠加处理模块将电平控制模块输出的信号与原有的上行信号进行叠加。

8、根据权利要求7所述的上行网络负荷模拟方法，其特征在于：在步骤a中，建立分层控制的操作维护系统包括在业务交换中心建立总操作维护系统和在各基站建立内部控制单元，总操作维护系统计算各基站需要模拟的用户数量，下达各基站的内部控制单元，内部控制单元控制上行负荷模拟模块。

9、根据权利要求8所述的无线基站上行网络负荷模拟的方法，其特征在于：在步骤a中，总操作维护系统计算各基站需要模拟的用户数量的方法是先统计需要模拟的用户的总数量，然后分配给各基站，计算各基站分担的用户数量，然后去掉该基站平时该时刻的一般上行用户数量，得到需要模拟的上行用户数量。

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