CN109302191A - 一种多端口5g通信信号发射平台与方法 - Google Patents

一种多端口5g通信信号发射平台与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多端口5G通信信号发射平台与方法，所述平台包括同步模块、嵌入式工控机模块、信号源模块、64x64开关矩阵模块、PC模块，所述嵌入式工控机模块的输出端分别与同步模块的输入端、信号源模块的输入端连接，所述同步模块的输出端与信号源模块的输入端连接，所述信号源模块的输出端与64x64开关矩阵模块的输入端连接，所述PC模块的输出端通过USB3.0与嵌入式工控机的输入端连接，所述PC模块还通过串口与64x64开关矩阵模块连接。利用独立模块控制技术实现多通道基带数据的实时产生；通过正交基带合成技术保证不同Tx输出信号相互正交，从而有效地解决不同通道信号干扰问题；采用保护带插值技术有效的解决了码间干扰问题。

Description

一种多端口5G通信信号发射平台与方法
技术领域
本发明涉及5G通信领域，尤其涉及一种多端口5G通信信号发射平台与方法。
背景技术
5G是第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，是一个端到端的生态***，5G主要包括三方面：生态、客户和商业模式，5G技术相比目标4G技术，峰值速率将增长数十倍，从4G的100Mb/s提高到几十Gb/s，它交付始终如一的服务体验，通过现有的和新的用例，以及可持续发展的商业模式，为客户和合作伙伴创造价值，5G还将实现电信也未有过的软件和硬件分离，并引入IT数据中心所采用的云化和虚拟化的概念，5G通信在现在生活中占据越来越重要的作用。
未来的无线网络是以5G为主，多种网络的和谐融合，而不是替代，已有的通信***包括2G/3G/4G，5G终将成为主流，如何提供5G信号发射验证平台，以及相关的验证方法用于5G接收机及天线的测试，是业界急需解决的问题。
因此，现有技术还有待发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多端口5G通信信号发射平台与方法，旨在实现为5G通信多端口天线提供验证平台，为5G技术的发展提供测试手段。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种多端口5G通信信号发射平台，所述平台包括同步模块、嵌入式工控机模块、信号源模块、64x64开关矩阵模块、PC模块，所述嵌入式工控机模块的输出端分别通过PCI接口与同步模块的输入端、信号源模块的输入端连接，所述同步模块的输出端与信号源模块的输入端连接，所述信号源模块的输出端与64x64开关矩阵模块的输入端连接，所述PC模块的输出端通过USB3.0与嵌入式工控机的输入端连接，所述PC模块还通过串口与64x64开关矩阵模块连接。
进一步的，所述同步模块，包括同步源输入和输出接口，所述同步模块用于不同模块的时钟同步、并行输出，以及多套装置之间的级联。
进一步的，所述信号源模组，包括Tx1-Tx64信号产生通道，所述通道包括：
比特流数据处理单元，用于原始数据判决，判断工控机分发的数据有无错误；
编码单元，用于添加咬尾比特卷积，Turbo编码，交织编码处理；
奇偶分离单元，用于I/Q数据分离；
资源映射单元，用于I/Q映射到不同频域位置；
时频变换单元，用于将频域数据转换到时域；
插值保护单元，用于控制码间干扰；
变频滤波单元，用于将基带信号变为频道所需频率。
为达到目的，本发明还采用了如下技术方案：
一种多端口5G通信信号发射方法，包括如下步骤：
步骤S1：选取PC界面，配置频率、幅度、原始数据源类型、数据长度以及调制方式，并通过USB3.0传输至嵌入式工控机；
步骤S2：嵌入式工控机根据调制方式进行分类，根据不同的调制方式，将对应的信息传输到Txn，所述n为1至64的自然数；
步骤S3：Txn根据分类的数据类型，在比特流数据处理单元进行校对，对错误数据纠错；
步骤S4：比特流数据处理单元纠错后输出的数据，通过CRC24B添加咬尾比特卷积码，再经过Turbo编码、交织编码处理；
步骤S5：将步骤S4得到的数据，进行I/Q分离，奇数路为I路数据，偶数路为Q路数据；
步骤S6：分离后的数据进入时频变换单元中的OFDM进行调制，并***响应的保护间隔，用于消除码间干扰；
步骤S7：步骤S6调制后的数据进入宽带调制器生成基带信号，基带信号进入变频滤波单元生成模拟信号；
步骤S8：PC模块通过串口控制64x64开关矩阵，使信号以SISO、MISO或者SIMO等方式输出。
进一步的，所述步骤S1中的原始数据源数据类型为PN15、PN23以及用户自定义的数据。
进一步的，所述步骤S1中的调制方式为64QAM、128QAM或256QAM。
进一步的，所以步骤S6中的OFDM进行调制的调制深度依据子载波带宽进行选择。
进一步的，所述时频变换单元中OFDM调制深度选择采用16384点傅里叶变换。
本发明与现有技术相比的有益效果：本发明利用独立模块控制技术实现多通道基带数据的实时产生；通过正交基带合成技术保证不同Tx输出信号相互正交，从而有效地解决不同通道信号干扰问题；采用保护带插值技术有效的解决了码间干扰问题。本发明为5G通信多端口天线提供了验证平台，为5G技术的发展提供了有效的保障。
附图说明
图1为本发明实施例提供的多端口5G通信信号发射平台的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的多端口5G通信信号发射方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的多端口5G通信信号发射平台与方法的64QAM调制的星座图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1所示，为本发明具体实施例的一种多端口5G通信信号发射平台，
一种多端口5G通信信号发射平台，所述平台包括同步模块1、嵌入式工控机模块2、信号源模块3、64x64开关矩阵模块4、PC模块5，所述嵌入式工控机模块2的输出端分别通过PCI接口与同步模块1的输入端、信号源模块3的输入端连接，所述同步模块1的输出端与信号源模块3的输入端连接，所述信号源模块3的输出端与64x64开关矩阵模块4的输入端连接，所述PC模块5的输出端通过USB3.0与嵌入式工控机2的输入端连接，所述PC模块5还通过串口与64x64开关矩阵模块4连接。所述同步模块1，用于不同模块的时钟同步，并行输出，以及多套装置之间的级联，以满足5G的128天线、256天线或更高天线输出的测量需求；所述嵌入式工控机模块2，用于通过PCI接口实现同步模块、Tx模块控制以及根据QAM方式来分发原始比特流数据到不同的Tx，64QAM中000000传输到Tx1，000001传输到Tx2，......111111传输到Tx64；所述信号源模块3，用于产生不同天线端口的基带数据，不同Tx产生相互正交的基带数据；所诉64x64开关矩阵模块4，用于控制信号输出通道的输出类型，可以通过开关控制SISO、MISO、SIMO等信号输出类型；所述PC模块5，用于界面显示和控制，通过USB3.0与嵌入式工控机相连用于指令传输，通过串口与开关矩阵相连用于开关控制。
具体的，所述同步模块1，包括同步源输入和输出接口，所述同步模块用于不同模块的时钟同步、并行输出，以及多套装置之间的级联。所述同步模块的同步触发接口为10ms输入输出接口，作为同步源是基于10MHz晶振锁相所得，作为接收源支持支持5ms、10ms同步输入。
具体的，所述信号源模组3，包括Tx1-Tx64信号产生通道，所述通道包括：
比特流数据处理单元，用于原始数据判决，判断工控机分发的数据有无错误；
编码单元，用于添加咬尾比特卷积，Turbo编码，交织编码处理；
奇偶分离单元，用于I/Q数据分离；
资源映射单元，用于I/Q映射到不同频域位置；
时频变换单元，用于将频域数据转换到时域；
插值保护单元，用于控制码间干扰；
变频滤波单元，用于将基带信号变为频道所需频率。
如图2所示，为达到目的，本发明还采用了如下技术方案：
一种多端口5G通信信号发射方法，包括如下步骤：
步骤S1：选取PC界面，配置频率、幅度、原始数据源类型、数据长度以及调制方式，并通过USB3.0传输至嵌入式工控机；
步骤S2：嵌入式工控机根据调制方式进行分类，根据不同的调制方式，将对应的信息传输到Txn，所述n为1至64的自然数，如果设定调制方式是64QAM，那么，000000传输到Tx1，000001传输到Tx2，......111111传输到Tx64，如果设定调制方式是128QAM，那么，0000000传输到Tx1，0000001传输到Tx2，......1111111传输到Tx64，如果调制方式是256AM，那么00000000传输到Tx1，00000001传输到Tx2，......11111111传输到Tx64；
步骤S3：Txn根据分类的数据类型，在比特流数据处理单元进行校对，对错误数据纠错；
步骤S4：比特流数据处理单元纠错后输出的数据，通过CRC24B添加咬尾比特卷积码，再经过Turbo编码、交织编码处理；
步骤S5：将步骤S4得到的数据，进行I/Q分离，奇数路为I路数据，偶数路为Q路数据；
步骤S6：分离后的数据进入时频变换单元中的OFDM进行调制，并***响应的保护间隔，用于消除码间干扰；
步骤S7：步骤S6调制后的数据进入宽带调制器生成基带信号，基带信号进入变频滤波单元生成模拟信号；
步骤S8：PC模块通过串口控制64x64开关矩阵，使信号以SISO、MISO或者SIMO等方式输出。
具体的，所述步骤S1中的原始数据源数据类型为PN15、PN23以及用户自定义的数据。
具体的，所述步骤S1中的调制方式为64QAM、128QAM或256QAM。使用上述调制方式的目的是为了保证调制数据的正交性，达到减小不同通道之间的相互干扰。
具体的，所以步骤S6中的OFDM进行调制的调制深度依据子载波带宽进行选择。
所述时频变换单元中OFDM调制深度选择采用16384点傅里叶变换。可以保证信道带宽达到100MHz甚至更宽。
本发明利用独立模块控制技术实现多通道基带数据的实时产生；通过正交基带合成技术保证不同Tx输出信号相互正交，从而有效地解决不同通道信号干扰问题；采用保护带插值技术有效的解决了码间干扰问题。本发明为5G通信多端口天线提供了验证平台，为5G技术的发展提供了有效的保障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多端口5G通信信号发射平台，其特征在于：所述平台包括同步模块、嵌入式工控机模块、信号源模块、64x64开关矩阵模块、PC模块，所述嵌入式工控机模块的输出端分别通过PCI接口与同步模块的输入端、信号源模块的输入端连接，所述同步模块的输出端与信号源模块的输入端连接，所述信号源模块的输出端与64x64开关矩阵模块的输入端连接，所述PC模块的输出端通过USB3.0与嵌入式工控机的输入端连接，所述PC模块还通过串口与64x64开关矩阵模块连接。
2.根据权利要求1所述的多端口5G通信信号发射平台，其特征在于：所述同步模块，包括同步源输入和输出接口，所述同步模块用于不同模块的时钟同步、并行输出，以及多套装置之间的级联。
3.根据权利要求1所述的多端口5G通信信号发射平台，其特征在于：所述信号源模组，包括Tx1-Tx64信号产生通道，所述通道包括：
比特流数据处理单元，用于原始数据判决，判断工控机分发的数据有无错误；
编码单元，用于添加咬尾比特卷积，Turbo编码，交织编码处理；
奇偶分离单元，用于I/Q数据分离；
资源映射单元，用于I/Q映射到不同频域位置；
时频变换单元，用于将频域数据转换到时域；
插值保护单元，用于控制码间干扰；
变频滤波单元，用于将基带信号变为频道所需频率。
4.一种多端口5G通信信号发射方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：选取PC界面，配置频率、幅度、原始数据源类型、数据长度以及调制方式，并通过USB3.0传输至嵌入式工控机；
步骤S2：嵌入式工控机根据调制方式进行分类，根据不同的调制方式，将对应的信息传输到Txn，所述n为1至64的自然数；
步骤S3：Txn根据分类的数据类型，在比特流数据处理单元进行校对，对错误数据纠错；
步骤S4：比特流数据处理单元纠错后输出的数据，通过CRC24B添加咬尾比特卷积码，再经过Turbo编码、交织编码处理；
步骤S5：将步骤S4得到的数据，进行I/Q分离，奇数路为I路数据，偶数路为Q路数据；
步骤S6：分离后的数据进入时频变换单元中的OFDM进行调制，并***响应的保护间隔，用于消除码间干扰；
步骤S7：步骤S6调制后的数据进入宽带调制器生成基带信号，基带信号进入变频滤波单元生成模拟信号；
步骤S8：PC模块通过串口控制64x64开关矩阵，使信号以SISO、MISO或者SIMO等方式输出。
5.根据权利要求4所述的多端口5G通信信号发射方法，其特征在于：所述步骤S1中的原始数据源数据类型为PN15、PN23以及用户自定义的数据。
6.根据权利要求4所述的多端口5G通信信号发射方法，其特征在于：所述步骤S1中的调制方式为64QAM、128QAM或256QAM。
7.根据权利要求4所述的多端口5G通信信号发射方法，其特征在于：所以步骤S6中的OFDM进行调制的调制深度依据子载波带宽进行选择。
8.根据权利要求7所述的多端口5G通信信号发射方法，其特征在于：所述时频变换单元中OFDM调制深度选择采用16384点傅里叶变换。
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