CN102098698A

CN102098698A - 一种误码率测试方法及***

Info

Publication number: CN102098698A
Application number: CN2010105715500A
Authority: CN
Inventors: 唐彦波; 胡兰馨; 计春雷
Original assignee: Shanghai Dianji University
Current assignee: Shanghai Dianji University
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-06-15

Abstract

本发明提供的一种误码率测试方法及***，通过采用一种简洁、方便的测试方案，数据采集模块通过接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机，个人计算机响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载，对下载数据进行处理并进行误码率BER计算。

Description

一种误码率测试方法及***

技术领域

本发明涉及智能测试技术领域，尤其涉及一种误码率测试方法及***。

背景技术

WCDMA基站的射频测试是研发和生产中一个关键的环节。射频测试严格按照3GPP25.141标准分为发射机测试、接收机测试、性能测试。其中接收机和性能测试指标主要有参考灵敏度、动态范围、阻塞、互调、AWGN和多径信道下的接收性能，以上指标均是以测试误码率(BER)为手段。

基站包括射频单元(RRU)和基带单元(BBU)，基站设计有两种不同的架构，一种是射频和基带集成在一起构成一个大的模块，一种是射频和基带分离的方式。其中利用光纤接口(CPRI)把射频拉远来分离射频和基带成为目前基站设计的主流方法。

目前的射频BER测试方法主要有以下几种：

(1)利用基站基带硬件单元计算误码率(BER)

此方法采用矢量信号分析仪调制标准的WCDMA上行信号，以射频信号的形式发送到基站，利用RRU的射频解调模块还原为基带信号，把解调后的基带信号送到基带处理单元解码后计算误码率。此方法的优点是计算速度较快。

(2)利用射频误码率分析仪环回功能测试误码率(BER)

此方法中基站测试仪既充当信号发生器也起信号分析仪的作用，测试仪发送WCDMA上行射频信号到基站，基站利用Uu接口特性把基带数据还回误码率分析仪，从而进行BER分析。此法中射频信号分析仪充当计算误码率的工具。此方法的优点是测试方法比较简单。

但是，在现有的两种测试方法中，存在如下的问题：

(1)利用基站基带硬件单元计算BER的方法，需要基站的射频单元和基带单元同步工作，在研发RRU的过程中，需要BBU的支持。对于新项目来说，一般RRU和BBU同时研发，因此，在项目进行中的绝大多数时间上是不能利用该方法来检测RRU的接收机射频性能的。

(2)利用射频误码率分析仪环回功能测试BER的方法，要求核心网的RNC存在的情况下进行测试。因此，此方法需要模拟RNC，且射频误码率仪表价格较贵，现阶段利用率不高。

因此，设计一种简洁、方便的测试方法及***十分必要，是智能测试技术领域目前急待解决的问题之一。

发明内容

本发明实施例提供了一种误码率测试方法及***，通过采用一种简洁、方便的测试方案，数据采集模块通过接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机，个人计算机响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载，对下载数据进行处理并进行误码率BER计算。

本发明实施例提供以下技术方案：

一种误码率测试方法，包括步骤：

S1、发送控制命令初始化射频单元和数据采集卡并建立网络连接。

S2、发送数据请求命令到数据采集卡，数据采集卡接收数据请求命令进行响应并请求射频单元接收解调后的数据。

S3、接收数据并存储在DDR存储器中，并发送接收数据成功的反馈信息到PC。

S4、启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡下载到PC。

S5、对下载的数据进行格式转换、同步和信道估计处理。

S6、进行解码处理和误码率计算。

优选的，上述步骤一中，网络连接是通过以太网建立网络连接。

优选的，上述步骤二中，数据请求命令发送到数据采集卡中的FPGA模块。

优选的，上述步骤三前，进一步包括：

数据采集卡中的微处理器设置好读模式和接收寄存器。

优选的，上述步骤三中，反馈信息包括数据的容量以及存储地址。

优选的，上述步骤二中，数据采集卡包括但不限于微处理器单元、电源模块、FPGA模块以及DDR存储器。

一种误码测试***，包括个人计算机、射频单元，其特征在于，包括数据采集模块、格式转换模块、同步和信道估计模块、解码及计算模块，

上述个人计算机，用于发送控制命令初始化射频单元和数据采集模块；用于响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载；

上述射频单元，用于发送数据到数据采集模块；

上述数据采集模块，用于接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机；

上述格式转换模块，用于将下载到个人计算机的数据进行格式转换；

上述同步和信道估计模块，用于将格式转换的数据进行同步和信道估计处理；

上述解码及计算模块，用于将完成同步和信道估计处理的数据进行解码和计算处理。

优选的，上述数据采集模块进一步包含微处理器单元、电源模块、FPGA模块以及DDR存储器。

优选的，上述测试***进一步包含矢量信号源模块，用于生成上行测试向量。

优选的，上述矢量信号源模块以40ms为周期循环发送测试向量.

优选的，上述格式转换模块根据如下公式进行计算，

I = (Σ_{i = 0}^{3} 2^{i} * I_{i}) - 2^{4} I_{4}

Q = (Σ_{i = 0}^{3} 2^{i} * Q_{i}) - 2^{4} Q_{4}

优选的，上述解码及计算模块将数据导入ADS模块，进行解码和误码率BER计算。

优选的，上述ADS模块包括但不限于CDMA2000、LTE-FDD、LTE-TDD模块。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的测试方法流程图；

图2是本发明实施例提供的测试***示意图；

图3是本发明实施例提供的测试***之结构示意图；

图4是本发明实施例提供的数据采集卡内部结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种误码率测试方法及***，通过采用一种简洁、方便的测试方案，数据采集模块通过接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机，个人计算机响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载，对下载数据进行处理并进行误码率BER计算。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例提供一种误码率测试方法，如图1所示，具体步骤包括：

S4、启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡下载到PC。

S5、对下载的数据进行格式转换、同步和信道估计处理。

S6、进行解码处理和误码率计算。

具体而言，在步骤S1中，PC首先发送控制命令初始化射频单元RRU和数据采集卡，并通过以太网建立Socket连接，射频单元RRU初始化完毕且设备如附图3所示进行建立。

具体而言，在步骤S2中，PC发送IQ数据请求命令到数据采集卡中的FPGA模块的P3端口，数据采集卡中的CPRI获得相应命令后请求射频单元RRU接收解调后的IQ数据。

具体而言，在步骤S3中，数据采集卡中的微处理器设置好读模式和相关的接收寄存器，将接收到的数据存储在DDR存储器中，同时发送接收数据成功的反馈信息到PC，该反馈信息同时包括IQ数据的容量以及存储地址。

具体而言，在步骤S4中，PC响应此反馈消息后启动FTP服务，将接收到的IQ数据从数据采集卡中下载到后台PC机中，完成数据采集。

具体而言，在步骤S5中，下载到PC的IQ数据是9e2格式的数据，需要根据下式来进行格式转换：

I = (Σ_{i = 0}^{3} 2^{i} * I_{i}) - 2^{4} I_{4}

(公式1)

Q = (Σ_{i = 0}^{3} 2^{i} * Q_{i}) - 2^{4} Q_{4}

(公式2)

此外，信号通过接收链路后产生路径延迟和信号幅度变化，因此需要对变换后的IQ数据进行同步和信道估计处理。相比多径和AWGN信道下的同步和信道估计，由于平台中各个模块直接是采用电缆的方式传输数据，噪声较小。在满足灵敏度要求的前提条件下，算法中采用接收数据和已知发送数据做相关来进行同步，测试结果表明接收信号强度为-125.8dBm的情况下得到的帧同步头位置相当明显。同时把接收信号的幅度值做归一化处理来模拟信道估计。

具体而言，在步骤S6中，完成同步和信道估计后的数据需要进行解码处理。在WCDMA上行测试向量的产生中本发明实施例采用了ADS软件，因此，将完成同步和信道估计后的数据导入ADS，进行误码率BER计算。

在本发明具体实施例中，采用ADS软件产生一个标准测上行WCDMA测试向量，通过Agilent的Toolkit工具下载到矢量信号源中，此信号源可以是E4438C或MXG N5182A。由于WCDMA上行数据帧周期为10ms，兼顾后端数据同步和信道延迟的考虑，此处产生的WCDMA信号长度为40ms，信号源以40ms为周期循环发送测试向量，矢量信号源发送的数据向量通过RF电缆传送到RRU的射频输入端，经过RRU内部的双工器、低噪声放大器、混频器、滤波器、放大器、模数转换器后到达CPRI端口，通过RRU的CPRI发射器传送CPRI数据到BBU端。

具体而言，本发明实施例还提供一数据采集卡，目的是将数据从CPRI端口接收到后传送到PC。由于数据采集卡功能较为简单，单独做一块板卡也可。为了节省成本，可以采用RRU的废板进行部分开发后得到数据采集卡，该数据卡保留RRU的微处理器单元、电源模块、CPRI速率匹配用的FPGA模块以及DDR存储器。数据采集卡内部模块如附图4所示，DDR控制器和CPRI收发模块由FPGA完成。DDR控制器共有4个端口：

①端口1直接连接CPRI的收发模块，端口1能从CPRI模块接收数据并存储到DDR存储器中，也可以从DDR存储器中获得数据发送到CPRI模块；

②端口2连接到CPRI模块中的发送端口，DDR存储器中的IQ数据通过端口2发送到CPRI模块；

③端口3连接到CPRI模块中的接收端口，CPRI模块中的IQ数据通过端口2接收到DDR存储器；

④端口4连接微处理器，处理器通过以太网卡把DDR存储器内的IQ数据发送到PC。同样微处理器也可以把PC中的IQ数据通过以太网下载到数据采集卡中的DDR存储器内。

本发明实施例提供一种误码率测试***，如图2所示，包括个人计算机1、数据采集模块2、射频单元3、格式转换模块4、同步和信道估计模块5、解码及计算模块6。

个人计算机1：用于发送控制命令初始化射频单元RRU和数据采集模块；用于响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载。

具体而言，PC首先发送控制命令初始化射频单元RRU和数据采集模块，并通过以太网建立Socket连接，射频单元RRU初始化完毕且设备如附图3所示进行建立。

具体而言，PC发送IQ数据请求命令到数据采集卡中的FPGA模块的P3端口，数据采集卡中的CPRI获得相应命令后请求射频单元RRU接收解调后的IQ数据。数据采集卡中的微处理器设置好读模式和相关的接收寄存器，将接收到的数据存储在DDR存储器中，同时发送接收数据成功的反馈信息到PC，该反馈信息同时包括IQ数据的容量以及存储地址。PC响应此反馈消息后启动FTP服务，将接收到的IQ数据从数据采集卡中下载到后台PC机中，完成数据采集。

射频单元2：用于发送数据到数据采集模块。

具体而言，在本发明实施例中，进一步包含一矢量信号源模块，采用ADS软件产生一个标准测上行WCDMA测试向量，通过Agilent的Toolkit工具下载到矢量信号源中，此信号源可以是E4438C或MXG N5182A。由于WCDMA上行数据帧周期为10ms，兼顾后端数据同步和信道延迟的考虑，此处产生的WCDMA信号长度为40ms，信号源以40ms为周期循环发送测试向量，矢量信号源发送的数据向量通过RF电缆传送到RRU射频单元的射频输入端，经过RRU射频单元内部的双工器、低噪声放大器、混频器、滤波器、放大器、模数转换器后到达CPRI端口，通过RRU射频单元的CPRI发射器传送CPRI数据到数据采集模块。

数据采集模块3：用于接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机。

具体而言，在本发明实施例中，数据采集模块用于将从CPRI端口接收到的数据传送到计算机(PC)。由于数据采集卡功能较为简单，单独做一块板卡也可。为了节省成本，可以采用RRU的废板进行部分开发后得到数据采集卡，该数据卡保留RRU的微处理器单元、电源模块、CPRI速率匹配用的FPGA模块以及DDR存储器。数据采集卡内部模块如附图4所示，DDR控制器和CPRI收发模块由FPGA完成。DDR控制器共有4个端口：

格式转换模块4：用于将下载到个人计算机的数据进行格式转换。

具体而言，下载到PC的IQ数据是9e2格式的数据，需要根据下式来进行格式转换：

I = (Σ_{i = 0}^{3} 2^{i} * I_{i}) - 2^{4} I_{4}

(公式1)

Q = (Σ_{i = 0}^{3} 2^{i} * Q_{i}) - 2^{4} Q_{4}

(公式2)

同步和信道估计模块5：用于将格式转换的数据进行同步和信道估计处理。

具体而言，信号通过接收链路后产生路径延迟和信号幅度变化，因此需要对变换后的IQ数据进行同步和信道估计处理。相比多径和AWGN信道下的同步和信道估计，由于平台中各个模块直接是采用电缆的方式传输数据，噪声较小。在满足灵敏度要求的前提条件下，算法中采用接收数据和已知发送数据做相关来进行同步，测试结果表明接收信号强度为-125.8dBm的情况下得到的帧同步头位置相当明显。同时把接收信号的幅度值做归一化处理来模拟信道估计。

解码及计算模块6：用于将完成同步和信道估计处理的数据进行解码和计算处理。

具体而言，完成同步和信道估计后的数据需要进行解码处理。在WCDMA上行测试向量的产生中本发明实施例采用了ADS模块软件，因此，将完成同步和信道估计后的数据导入ADS，进行误码率BER计算。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

综上所述，本文提供了本发明实施例提供一种误码率测试方法及***，通过采用一种简洁、方便的测试方案，数据采集模块通过接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机，个人计算机响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载，对下载数据进行处理并进行误码率BER计算。

以上对本发明所提供的一种误码率测试方法及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种误码率测试方法，其特征在于，所述测试方法包括步骤：

S4、启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡下载到PC。

S5、对下载的数据进行格式转换、同步和信道估计处理。

S6、进行解码处理和误码率计算。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤一中，网络连接是通过以太网建立网络连接。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤二中，数据请求命令发送到数据采集卡中的FPGA模块。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤三前，进一步包括：

数据采集卡中的微处理器设置好读模式和接收寄存器。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤三中，反馈信息包括数据的容量以及存储地址。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤二中，数据采集卡包括但不限于微处理器单元、电源模块、FPGA模块以及DDR存储器。

7.一种误码测试***，包括个人计算机、射频单元，其特征在于，包括数据采集模块、格式转换模块、同步和信道估计模块、解码及计算模块，

所述个人计算机，用于发送控制命令初始化射频单元和数据采集模块；用于响应数据采集模块反馈消息后启动FTP服务，将接收到的数据从数据采集卡中进行下载；

所述射频单元，用于发送数据到数据采集模块；

所述数据采集模块，用于接收射频单元发送的数据，并传送到个人计算机；

所述格式转换模块，用于将下载到个人计算机的数据进行格式转换；

所述同步和信道估计模块，用于将格式转换的数据进行同步和信道估计处理；

所述解码及计算模块，用于将完成同步和信道估计处理的数据进行解码和计算处理。

8.根据权利要求7所述的测试***，其特征在于，所述数据采集模块进一步包含微处理器单元、电源模块、FPGA模块以及DDR存储器。

9.根据权利要求7所述的测试***，其特征在于，所述测试***进一步包含矢量信号源模块，用于生成上行测试向量。

10.根据权利要求9所述的测试***，其特征在于，所述矢量信号源模块以40ms为周期循环发送测试向量.

11.根据权利要求7所述的测试***，其特征在于，所述格式转换模块根据如下公式进行计算，

12.根据权利要求7所述的测试***，其特征在于，所述解码及计算模块将数据导入ADS模块，进行解码和误码率BER计算。

13.根据权利要求12所述的测试***，其特征在于，所述ADS模块包括但不限于CDMA2000、LTE-FDD、LTE-TDD模块。