CN202799169U

CN202799169U - 一种支持lte协议数据实时记录与分析的测试设备

Info

Publication number: CN202799169U
Application number: CN 201220462017
Authority: CN
Inventors: 王佶梁; 赵峰; 章晨
Original assignee: SHANGHAI BEECUBE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Podcasting honey communication technology (Shanghai) Co., Ltd.
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-09-11

Abstract

本实用新型提供一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，包括：多路高速AD转换模块、FPGA处理模块、X86控制模块、内存模块；所述多路高速AD转换模块实时采集LTE信号并将其转换为LTE数据；所述FPGA处理模块与所述多路高速AD转换模块相连；所述X86控制模块通过PCIE总线与所述FPGA处理模块相连；所述内存模块与所述FPGA处理模块相连。本实用新型可用于LTE无线通信系统的测试，能满足单路或基于MIMO的LTE无线通信系统的测试需求，实时记录LTE无线通信系统中任意一个处理节点的数据，并实时分析当前LTE无线通信系统的关键参数和指标，极大地方便了LTE无线通信系统的测试。

Description

一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备

技术领域

本实用新型属于电子仪器技术领域，涉及一种测试设备，特别是涉及一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备。

背景技术

随着个人通信技术在20多年中不断发展成熟，人们在生活中对无线通信的依赖越来越强。虽然3G网络的无线性能已经得到了较大的提高，但由于IPR的制约，在应对市场的挑战和满足用户需求等领域还是有很多局限性；同时，昂贵的授权费用也制约了3G技术的发展。因此，3G受到了技术简单、价格低廉的WiFi和Wimax的强烈挑战。用户的需求和市场的挑战迫切需要传输速率更快、时延更短、频带更宽以及运营成本更低的网络诞生。作为第四代无线通信网络协议，LTE改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为无线网络演进的标准，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，大大改善了个人通信系统的性能。

伴随着个人通讯技术的发展，各种不同的无线协议分析和测试设备也不断涌现。然而，传统的无线协议分析和测试设备普遍采用专用ASIC或DSP设计，每个设备只能针对一种无线协议进行分析。即使是高端的3G通信测试设备也很难通过调整内部结构实现对LTE协议的记录与分析。此外，现有的一些LTE测试设备受限于其内部设计，只能进行单路LTE数据分析，并不能实时地进行大数据吞吐率LTE协议数据的实时分析。

因此，提供一种灵活性及更新能力更强，支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备是目前市场发展的迫切需求。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，用于实现多路LTE高速数据的实时采集与分析。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备。

一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，包括：多路高速AD转换模块、FPGA处理模块、X86控制模块、内存模块；所述多路高速AD转换模块实时采集LTE信号并将其转换为LTE数据；所述FPGA处理模块与所述多路高速AD转换模块相连；所述X86控制模块通过PCIE总线与所述FPGA处理模块相连；所述内存模块与所述FPGA处理模块相连。

优选地，所述FPGA处理模块包括：PCIE接口、寄存器组、内存控制器、OFDM解码器、LTE协议解码器、多路选择器；所述PCIE接口与所述X86控制模块相连；所述寄存器组与所述PCIE接口相连；所述内存控制器分别与所述PCIE接口和内存模块相连；所述OFDM解码器分别与所述寄存器组和所述多路高速AD转换模块相连；所述LTE协议解码器分别与所述寄存器组和所述OFDM解码器相连；所述多路选择器分别与所述寄存器组、所述OFDM解码器、所述LTE协议解码器和所述内存控制器相连。

优选地，所述FPGA处理模块还包括一MIMO处理器，所述MIMO处理器分别与所述OFDM解码器和多路选择器相连。

优选地，所述多路选择器为2选1模拟开关、4选1模拟开关或8选1模拟开关。

优选地，所述寄存器组为16位寄存器组或32位寄存器组。

优选地，所述支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备还包括一与所述X86控制模块相连的硬盘。

优选地，所述内存模块为DDR3内存。

优选地，所述X86控制模块为Intel Core i5/i7CPU。

如上所述，本实用新型所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，具有以下有益效果：

本实用新型可用于LTE无线通信系统的测试，能满足单路或基于MIMO的LTE无线通信系统的测试需求，实时记录LTE无线通信系统中任意一个处理节点的数据，并实时分析当前LTE无线通信系统的关键参数和指标，极大地方便了LTE无线通信系统的测试。

附图说明

图1显示为本实用新型所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备的结构示意图。

图2显示为本实用新型所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备中FPGA处理模块的结构示意图。

元件标号说明

1 多路高速AD转换模块；

2 FPGA处理模块；

21 PCIE接口；

22 寄存器组；

23 内存控制器；

24 OFDM解码器；

25 LTE协议解码器；

26 MIMO处理器；

27 多路选择器；

3 X86控制模块；

4 内存模块；

5 硬盘。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步详细说明。

实施例

本实施例提供一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，如图1所示，该测试设备包括：多路高速AD转换模块1、FPGA处理模块2、X86控制模块3、内存模块4、硬盘5；所述多路高速AD转换模块1实时采集LTE信号并将其转换为LTE数据；所述FPGA处理模块2与所述多路高速AD转换模块1相连；所述X86控制模块3通过PCIE总线与所述FPGA处理模块2相连；所述内存模块4与所述FPGA处理模块2相连；所述X86控制模块3与硬盘5相连。

所述多路高速AD转换模块1与LTE天线相连，用以实时采集LTE信号，并将LTE信号转换为LTE数据。多路高速AD转换模块对应的采集速率可达到5Gsps，位宽可达到12bit。该多路高速AD转换模块可以配置为以最高速率5Gsps采集单路LTE数据模式，也可以配置为2或4路LTE数据采集模式。在2路数据采集模式下，最高可支持2.5Gsps的LTE数据采集率，而在4路数据采集模式下，最高可支持1.25Gsps的LTE数据采集率。

所述FPGA处理模块2用以分析和处理从多路高速AD转换模块采集的LTE数据，同时将原始数据以及分析结果存储于大容量高速内存模块4中。进一步，如图2所示，所述FPGA处理模块2包括：PCIE接口21、寄存器组22、内存控制器23、OFDM解码器24、LTE协议解码器25、多路选择器27、MIMO处理器26；所述PCIE接口21与所述X86控制模块3相连；所述寄存器组22与所述PCIE接口21相连；所述内存控制器23分别与所述PCIE接口21和内存模块4相连；所述OFDM解码器24分别与所述寄存器组22和所述多路高速AD转换模块1相连；所述LTE协议解码器25分别与所述寄存器组22和所述OFDM解码器24相连；所述多路选择器27分别与所述寄存器组22、所述OFDM解码器24、所述LTE协议解码器25和所述内存控制器23相连；所述MIMO处理器26分别与所述OFDM解码器24和多路选择器27相连。

所述PCIE接口21用以连接PCIE总线，实现X86控制模块3与FPGA处理模块2的通信。

所述寄存器组22用以缓存来自X86控制模块3的控制指令。进一步，所述寄存器组为16位寄存器组或32位寄存器组。

所述内存控制器23用以接收来自X86控制模块3的数据，并将其存储到内存模块4中；或从内存模块4中调取数据传输给X86控制模块3。

所述OFDM解码器24用以接收并解码来自多路高速AD转换模块1的LTE数据。

所述LTE协议解码器25用以分析解码后的LTE数据的特性以及关键指标，例如：数据的误码率（BER，PER），信道状况，LTE数据包类型，LTE传输包的具体数据等。

所述MIMO处理器26可以同时接收多路输入的LTE数据，也可以同时输出多路LTE数据。

所述多路选择器27用以从寄存器组22、OFDM解码器24、LTE协议解码器25以及MIMO处理器26输出的数据中选择任意一路数据输出，并将输出的数据通过内存控制器23存储到内存模块4中。进一步，所述多路选择器可以为2选1模拟开关、4选1模拟开关或8选1模拟开关。

所述X86控制模块3通过第二代PCIE接口21与FPGA处理模块2连接，实现对FPGA处理模块和多路高速AD转换模块1的实时配置。此外，该X86控制模块还能实时读取多路高速FPGA处理模块存储的LTE数据和协议分析结果，并将这些结果存储在硬盘5中，便于进一步的分析。进一步，所述X86控制模块为Intel Core i5/i7CPU。

所述内存模块4用以存储经过多路高速FPGA处理模块处理获得的LTE数据和协议分析结果。进一步，所述内存为DDR3内存。

本实用新型利用FPGA的门级并行运算，高性能的特点，以及可配置的灵活性，配合多通道高性能AD，提出一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备。该测试设备可用于LTE无线通信系统的测试，能满足单路或基于MIMO的LTE无线通信系统的测试需求，实时记录LTE无线通信系统中任意一个处理节点的数据，并实时分析当前LTE无线通信系统的关键参数和指标，极大地方便了LTE无线通信系统的测试。

本实施例还提供一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备的工作方法，其主要工作流程如下：

步骤一，用户通过X86控制模块配置所有数据传输参数以及控制参数，包括1）高速多路AD转换模块的配置，如选择支持单路LTE数据还是基于MIMO的多路LTE数据；2）FPGA处理模块的内部工作方式配置，如LTE数据通路数量，LTE数据采集触发点，LTE数据分析模式，LTE模式等参数；3）内存控制模块控制的采集数据的保存信息，如数据保存位置，保存数据量大小等。

步骤二，用户通过X86控制模块启动支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备工作。

步骤三，测试设备启动之后，X86控制模块根据用户的设定配置多路高速AD转换模块以及FPGA处理模块。

步骤四，多路高速AD转换模块实时采集由前端天线接收到的LTE信号，并将LTE信号转换为LTE数据信号送入FPGA处理模块中。

步骤五，FPGA处理模块包含了处理LTE数据信号所需的整条通信算法链路，包括PCIE接口、OFDM解码器、LTE协议解码器、MIMO处理器、多路选择器（即数据同步处理器），内存控制器、寄存器组等模块。进一步，本步骤的实现过程为：

所述PCIE接口通过PCIE总线接收来自X86控制模块的数据；

所述寄存器组缓存来自X86控制模块的控制指令；

所述内存控制器接收来自X86控制模块的数据，并将其存储到内存模块中；

所述OFDM解码器接收并解码来自多路高速AD转换模块1的LTE数据；

所述LTE协议解码器分析解码后的LTE数据的特性以及关键指标，例如：数据的误码率（BER，PER），信道状况，LTE数据包类型，LTE传输包的具体数据等；

所述MIMO处理器同时接收多路输入的LTE数据，同时输出多路LTE数据；

所述多路选择器从寄存器组、OFDM解码器、LTE协议解码器以及MIMO处理器输出的数据中选择任意一路数据输出，并将输出的数据通过内存控制器存储到内存模块中；

X86控制系统检测FPGA处理模块的处理状态，并通过PCIE接口及内存控制器实时地读取内存模块中保存的LTE数据和当前LTE数据通路关键指标；其中LTE数据被保存在硬盘中，便于用户进一步分析和测试，而当前LTE数据通路的关键指标将实时的反馈给X86控制系统供用户监控。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于，所述支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备包括：

实时采集LTE信号并将其转换为LTE数据的多路高速AD转换模块；

FPGA处理模块，与所述多路高速AD转换模块相连；

X86控制模块，通过PCIE总线与所述FPGA处理模块相连；

内存模块，与所述FPGA处理模块相连。

2.根据权利要求1所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于，所述FPGA处理模块包括：

PCIE接口，与所述X86控制模块相连；

寄存器组，与所述PCIE接口相连；

内存控制器，分别与所述PCIE接口和内存模块相连；

OFDM解码器，分别与所述寄存器组和所述多路高速AD转换模块相连；

LTE协议解码器，分别与所述寄存器组和所述OFDM解码器相连；

多路选择器，分别与所述寄存器组、所述OFDM解码器、所述LTE协议解码器和所述内存控制器相连。

3.根据权利要求2所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于：所述FPGA处理模块还包括一MIMO处理器，所述MIMO处理器分别与所述OFDM解码器和多路选择器相连。

4.根据权利要求3所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于：所述多路选择器为2选1模拟开关、4选1模拟开关或8选1模拟开关。

5.根据权利要求2所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于：所述寄存器组为16位寄存器组或32位寄存器组。

6.根据权利要求1所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于：所述支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备还包括一与所述X86控制模块相连的硬盘。

7.根据权利要求1所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于：所述内存模块为DDR3内存。

8.根据权利要求1所述的支持LTE协议数据实时记录与分析的测试设备，其特征在于：所述X86控制模块为Intel Core i5/i7CPU。