CN213426176U - 全制式基站干扰分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及全制式基站干扰分析装置，包括与监测天线连接用于接收监测信号的全频段数据采集卡，以及与全频段数据采集卡连接的嵌入式操作系统，所述嵌入式操作系统连接至全制式基站干扰分析系统完成干扰分析；所述全频段数据采集卡包括与监测天线连接的收发选择开关，与所述收发选择开关分别连接的功率放大器和低噪声放大器，以及依次连接的混频器、接收器、ADC模块或DAC模块、Xilinx芯片和处理器，以及一个系统同步时钟，所述功率放大器和低噪声放大器分别与混频器连接，本方案实现对基站的从发现、识别、分析、存档的完整监测过程，采用全自动无人值守分析，实现全天候监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号干扰领域，具体涉及一种全制式基站干扰分析装置。
背景技术
随着科技的发展，无线电通信领域也随之快速的发展起来，有最开始的GSM（GPRS）通信方式过渡到了3G，紧接着4G也逐渐崭露头角，让移动通信能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等，但由于受其带宽的限制，在部分领域不能得到很好的推广与应用，而出现通信上的瓶颈。就在近几年，5G牌照的发放与5G技术的普及，使移动网络向新一代蜂窝移动通信技术发展，使5G具有高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接等特点。足以满足自动驾驶，远程医疗等实时应用。
无线电技术的发展与创新使用频的场景也越来越广泛，而在使用过程中难免会存在因用频冲突导致通信受阻，比如常见的手机信号放大器、手机信号屏蔽器、地球站等。而干扰查处是一个复杂而又细致的过程，要做到高效准确，必须有厚实的知识积累、丰富的实践经验和果断的现场判断，方能出击有力、快速定位。例如出现干扰后，都需要专业人员去进行干扰分析判断。对干扰源所占用的带宽、调制方式以及电平值等进行采集分析，并结合日常工作长期的经验积累，才可以判断出干扰类型和干扰源的设备种类。导致在干扰排查过程中进展缓慢等情况。
目前，市面上大多数具备基站解码的模块多为2G、3G、4G，不支持最新的5G解码技术，面对5G基站的干扰分析更是无从下手。因此，为加强对通信基站干扰分析排查力度，避免对国家安全与人民群众的财产造成损失，对所有通信基站的干扰排查已迫在眉睫。在5G通信普及的时代，提高对国家安全和人民群众财产安全、保障用户体验，是全制式基站干扰分析系统的最终形态。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全制式基站干扰分析装置，实现对基站的从发现、识别、分析、存档的完整监测过程，采用全自动无人值守分析，实现全天候监测。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种全制式基站干扰分析装置，包括：
与监测天线连接用于接收监测信号的全频段数据采集卡，以及与全频段数据采集卡连接的嵌入式操作系统，所述嵌入式操作系统连接至全制式基站干扰分析系统完成干扰分析；
所述全频段数据采集卡包括与监测天线连接的收发选择开关，与所述收发选择开关分别连接的功率放大器和低噪声放大器，以及依次连接的混频器、接收器、ADC模块或DAC模块、Xilinx芯片和处理器，以及一个系统同步时钟，所述功率放大器和低噪声放大器分别与混频器连接。
全频段数据采集卡是设备数据采集前端，配合权限高增益监测天线使用。用于采集周边电磁环境、基站信息等，并将采集的结果传递给嵌入式操作系统，是基础数据来源的重要设备；嵌入式操作系统为数据与所述全制式干扰分析系统连接的纽带，负责将设备采集的数据传递给全制式干扰分析系统进行计算，系统利用FFT算法将原始IQ数据进行抽样计算，在结合本地存储的基站信息模板、历史基站活动规律、基站工作状态等参数进行基站干扰分析，当判定为干扰时，则将干扰结果通过网络（支持RJ45、GPRS、3G、4G、5G）的方式上报至中心服务器，全制式基站干扰分析系统是所述嵌入式操作系统中的一套软件，采用的是本领域已知的成熟软件，用于将采集的原始数据进行分析计算，并提供给用户直观的数据结果的系统。
进一步的，所述处理器配置有USB接口和GPIO接口，全频段数据采集卡通过GPIO接口将采集的数据传递给嵌入式操作系统，嵌入式操作系统通过USB接口对全频段数据采集卡进行控制。
进一步的，所述处理器采用ARM Cortex M4处理器。
进一步的，所述接收器采用的是2.3GHz-2.7GHz无线宽带射频收发器MAX2837。
进一步的，所述ADC模块或DAC模块选用的是MAX5864芯片，集成双路8位接收ADC和双路10位发送DAC。
进一步的，还包括一个与监测天线连接的放大器，所述放大器的输出端与所述收发选择开关连接。
进一步的，所述放大器选用MGA-81563，提供0.1–6GHz频率，14 dBm 放大。
本实用新型的有益效果是：与传统干扰分析模块相比，本方案不仅能主动对监测范围内的基站通信状态进行监测，并通过全制式基站干扰分析系统进行计算后，准确的识别出区域基站健康状况，并主动分析干扰源位置、干扰方式等。大大提高了再基站干扰查出时的工作效率，对国家安全和人民群众财产安全、保障用户体验效果显著。
附图说明
图1是本实用新型原理框图；
图2是本实用新型全频段数据采集卡的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种全制式基站干扰分析模块，该模块包括全频段数据采集卡、嵌入式操作系统、全制式基站干扰分析系统；所述全频段数据采集卡是设备数据采集前端，配合权限高增益监测天线使用。用于采集周边电磁环境、基站信息等，并将采集的结果传递给嵌入式操作系统，是基础数据来源的重要设备；所述嵌入式操作系统为数据与所述全制式干扰分析系统连接的纽带，负责将设备采集的数据传递给干扰分析系统进行计算，分析出基站是否受到干扰；所述全制式基站干扰分析系统是所述嵌入式操作系统中的一套软件，用于将采集的原始数据进行分析计算，并提供给用户直观的数据结果的系统。
如图1所示，上述全制式基站干扰分析模块，全频段数据采集卡、嵌入式操作系统。采集卡与嵌入式操作系统通过USB和GPIO进行数据通信，采集卡通过GPIO传输方式将采集的数据传递给嵌入式操作系统，而嵌入式操作系统通过USB方式进行控制。
如图1所示，上述全制式基站干扰分析系统是部署在嵌入式操作系统中，并以服务方式寄宿在系统中，当系统启动后，自动控制全频段数据采集卡，并将采集的数据结果信息进行分析计算，结合系统中存储的模板信息进行干扰分析，并支持通过RJ45、3G、4G、5G通信的方式将分析结果通过网络上传至需要的终端；当全制式基站干扰分析模块接通电源后，可以自动进行监测能力范围内的基站进行监控，并实时主动上报监测结果数据。
参考图2所示，全频段数据采集卡包括ARM Cortex M4处理器、Xilinx、2.3GHz到2.7GHz无线宽带射频收发器、混频器、ADC模块或DAC模块（以下简称ADC/DAC）、时钟生成器、放大器等主要元件组成，通过精密的PCB板将元器件组合在一起。
ARM Cortex M4处理器，工作频率高达204 MHz，提供单周期乘法累加指令和SIMD指令，以及1个硬件浮点单元来支持信号处理，同时由M0协处理器进行I/O和数字控制的处理。包含168 KB数据存储器，一个高速USB 2.0主机/OTG/设备，先进的可配置外设如状态可配置的定时器(SCT)，串行通用I/O (SGPIO)，SP闪存接口(SPIFI)，以及一个外部存储控制器和多个数字和模拟外设。
Xilinx芯片，是CoolRunner II系列CPLD芯片XC2C64A，具有低功耗、高密度、在系统可编程和抗干扰能力强等特点。
2.3GHz到2.7GHz无线宽带射频收发器选用的是MAX2837，集成了实现RF发送器功能所需的全部电路，提供RF至基带接收通道、基带至RF发送通道、VCO、频率合成器、晶体振荡器和基带/控制接口。MAX2837为接收器和发送器集成了完整的片上滤波器，完全无需外部SAW滤波器。尺寸仅为6mm x 6mm x 0.8mm。
混频器选用的是RFFC5072芯片，提供80MHz到4200MHz的本振。
ADC/DAC选用的是MAX5864，该芯片具有超低功耗、高集成度等特性，集成双路8位接收ADC和双路10位发送DAC，能以极低的功耗提供较高的动态性能。ADC的模拟I-Q输入放大器为全差分结构，可接受1VP-P满量程信号。I-Q通道的典型相位匹配为±0.1°，幅度匹配为±0.03dB。针对频分复用(FDD)和时分复用(TDD)模式，ADC与DAC可同时或独立工作。
时钟生成器选用的是Si535x芯片，可自定义，用于生成多个、独立非整数相关频率。具有精确的频率合成、低抖动、低功耗，均采用小型封装。
放大器。选用的是MGA-81563，提供0.1–6GHz频率， 14 dBm 放大器。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种全制式基站干扰分析装置，其特征在于，包括：
与监测天线连接用于接收监测信号的全频段数据采集卡，以及与全频段数据采集卡连接的嵌入式操作系统，所述嵌入式操作系统连接至全制式基站干扰分析系统完成干扰分析；
所述全频段数据采集卡包括与监测天线连接的收发选择开关，与所述收发选择开关分别连接的功率放大器和低噪声放大器，以及依次连接的混频器、接收器、ADC模块或DAC模块、Xilinx芯片和处理器，以及一个系统同步时钟，所述功率放大器和低噪声放大器分别与混频器连接。
2.根据权利要求1所述的全制式基站干扰分析装置，其特征在于，所述处理器配置有USB接口和GPIO接口，全频段数据采集卡通过GPIO接口将采集的数据传递给嵌入式操作系统，嵌入式操作系统通过USB接口对全频段数据采集卡进行控制。
3.根据权利要求2所述的全制式基站干扰分析装置，其特征在于，所述处理器采用ARMCortex M4处理器。
4.根据权利要求3所述的全制式基站干扰分析装置，其特征在于，所述接收器采用的是2.3GHz-2.7GHz无线宽带射频收发器MAX2837。
5.根据权利要求4所述的全制式基站干扰分析装置，其特征在于，所述ADC模块或DAC模块选用的是MAX5864芯片，集成双路8位接收ADC和双路10位发送DAC。
6.根据权利要求5所述的全制式基站干扰分析装置，其特征在于，还包括一个与监测天线连接的放大器，所述放大器的输出端与所述收发选择开关连接。
7.根据权利要求6所述的全制式基站干扰分析装置，其特征在于，所述放大器选用MGA-81563，提供0.1–6GHz频率，14 dBm 放大。
Priority Applications (1)
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| CN202022881560.6U CN213426176U (zh) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 全制式基站干扰分析装置 |
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| CN202022881560.6U Active CN213426176U (zh) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | 全制式基站干扰分析装置 |
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2020
- 2020-12-04 CN CN202022881560.6U patent/CN213426176U/zh active Active
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