专利名称：一种测试宽带码分多址系统的信号源及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测试宽带码分多址WCDMA(Wide Bandwidth CodeDivision Multiple Access)移动台基带接收模块的信号源及方法。具体地说，本发明及方法能产生激励信号，完成WCDMA移动台基带接收模块的功能及性能测试。
WCDMA移动台包含射频前端、基带接收模块、基带发送模块、译码单元及控制单元等模块。其中的基带接收模块完成小区搜索、信道搜索、信道跟踪及多径合并等功能。在研制WCDMA系统的过程中，需要提供期望的激励信号，加在WCDMA移动台基带接收模块上，根据WCDMA移动台基带接收模块处理的结果，来验证这部分电路的功能和性能；设备验证往往经过以下步骤软件仿真、硬件仿真。软件仿真工具通过软件模型模拟实际系统，从算法的角度确定系统的功能及性能；硬件仿真则把算法用硬件来实现，由于基带信息包含各种信道组合、各种信噪比、各种移动速度、以及不同移动信道环境(室内、步行、车载移动)，这样的激励信息很难在实际环境中建立，往往借助于软件仿真工具利用信道模型仿真才能得到，然后输出加载在基带接收模块上进行测试；在“AWG2021Arbitrary Waveform Generator 070-9097-00 User Manual,August 1994”中介绍的任意波形发生器，不能直接接收仿真软件模拟的WCDMA基带信息的数据，基带信息包含各种信道组合、各种信噪比、各种移动速度、以及不同移动信道环境，其复杂性使任意波形发生器无法编程产生这样的信号；又由于任意波形发生器激励波形深度不能满足WCDMA移动台基带接收模块系统测试的需求，测试WCDMA移动台基带接收模块时需要有一帧以上的信息，而任意波形发生器一般支持不够；又没有专门提供WCDMA移动台基带接收模块的测试仪器可供选择。
本发明提供一种低成本的、可配置的用于测试WCDMA移动台基带接收模块的信号源及方法，利用该装置能完成WCDMA移动台基带接收模块功能及性能的测试。
本发明提出的一种用于测试WCDMA移动台基带接收模块的信号源，它具有相同结构的I、Q两路信号通道，所述I路信号通道结构由下列单元连接只读存贮器ROM(Read Only Memory)，用于写入仿真得到的各种数据；随机存贮器RAM(Random Access Memory)，用于系统高速工作时存储数据；数模转换单元D/A(Digital to Analog)，把RAM总线输出的数字信息转换成基带接收模块需要的模拟信号；低通滤波器LPF(Low Pass Filter)，滤除由于D/A转换产生的高频信号；隔离变压器，它隔离本信号源装置与输出电缆的连接。
Q路通道的结构与I路通道相同。由第二只读存贮器、第二个随机存贮器、第二个数模转换单元、第二个低通滤波器、第二个隔离变压器依此连接。
状态机控制器，确定系统I、Q两路的工作状态，根据工作状态产生读写RAM及ROM的地址及读写控制信号；晶体振荡器，通过状态机控制器，为系统提供所需要的工作时钟。
本发明还提出了一种用于测试WCDMA移动台基带接收模块的方法，包括I、Q两路，其特征在于，所述I路是按如下方式工作的(1)上电后，由状态机控制器15产生“复位状态”；(2)状态机控制器15对各控制及状态信息进行初始化；(3)状态机控制器15的状态从“复位状态”迁移至“数据从ROM搬到RAM状态”，产生控制信号把存放在只读存储器10的数据低速读出写入随机存储器11中；(4)再由状态机控制器15的状态从“数据从ROM搬到RAM状态”迁移至“数据从RAM搬出状态”，产生30.72MHz的读信号把随机存储器11中的数据搬出，送入数模转换单元12中；(5)数据经过低通滤波单元13，滤除高频信号，经隔离变压器14送同轴电缆，即完成I路输出。
所述Q路的工作方式与所述I路相同。
本发明提出的一种用于WCDMA移动台基带模块测试的信号源及方法，它有以下优点本发明仅由40平方厘米的PCB及普通器件组成，系统简约，成本低廉，而通常的高端任意波形发生器成本昂贵；存储结构采用ROM和RAM两级结构，采用ROM可在掉电时保存数据信息，RAM可满足高速运行的需要；写入ROM数据时，利用编程器可随意写入期望数据，能满足不同测试需求；状态机控制器采用可编程器件实现，可在线下载、更新设计，改变运行状态，配合写入ROM的数据，可产生不同的测试激励，供不同测试需求；可根据需要提供WCDMA 8倍码片时钟及WCDMA的帧同步信号，为测试WCDMA移动台基带接收模块带来方便。
在结合附图对本发明作了详尽的描述以后，本发明的特征，目的和优点将变得清楚。
图1为本发明用于测试WCDMA移动台基带接收模块的应用框图；图2为本发明信号源的典型组成框图；图3是本发明信号源的状态机控制器的功能单元示意图；图4是本发明数据从ROM搬到RAM的时序图。
图1是说明本发明是如何在实际中应用的。将本发明提供的信号源装置与WCDMA移动台基带接收模块相连接，移动台基带接收模块接受本发明信号源产生的I、Q两路数据及帧头和时钟信号，即可对基带接收模块进行测试。
图2是本发明的一个典型结构组成框图，由只读存贮器10、随机存贮器11、数模转换单元12、低通滤波器13、隔离变压器14单元构成一路，20、21、22、23、24对应构成另一路。只读存贮器10用于写入软件仿真得到的各种数据；如各种信道组合、各种信噪比、各种移动速度、以及不同移动信道环境的数据。随机存贮器11，用于系统高速工作时存储数据；数模转换单元12，把RAM总线输出的数字信息转换成基带接收模块需要的模拟信号；低通滤波器13用于滤除由于D/A转换产生的高频信号；隔离变压器14将本发明信号源装置与输出电缆的连接相隔离。本发明增加隔离变压器14是基于如此考虑，信号源通过电缆与基带接收模块连接时，隔离成无源连接，这样使设备安全性好；隔离变压器也抑制了共模噪声，输出信号信噪比高。
Q路通道的结构与I路通道相同。
状态机控制器15控制I、Q两路通道的运行状态，它确定系统的三种工作状态“复位状态”、“数据从ROM搬到RAM”、“数据从RAM搬出”。据不同的运行状态产生读写存储器地址及读写控制信号。晶体振荡器16通过状态机控制器15产生系统所需要的时钟。
前面提到对本发明所述的信号源可通过仿真进行验证，本发明采用COSSAP仿真软件对WCDMA的系统级进行软件仿真。先由COSSAP模拟各种信道组合、各种信噪比、各种移动速度、以及不同移动信道环境(如室内、步行、车载移动)下基站端发送的下行链路信号，产生浮点的8倍码片速度采样的基带信号，分为I、Q两路，长度为一帧，然后转化为8位定点的I、Q两路二进制文件，分别为307200比特，通过编程器写入只读存储器中保存。其中，基带信号的帧头对应放入0-7地址。
为节省成本，本发明所需的系统动力电源选用外部的电源模块接入，晶体振荡器16发生频率选用30.72 MHz。下面以I路为例说明本发明的信号源是如何工作的上电后，由状态机控制器15产生复位状态，对状态机控制器15各控制及状态信息进行初始化，随后状态机控制器15把状态迁移至“数据从ROM搬到RAM状态”，产生控制信号把存放在ROM 10的数据低速读出写入随机存储单元RAM 11中，再由状态机控制器15产生数据从RAM搬出状态，产生30.72MH的读信号把RAM 11中的数据搬出，送入数模转换单元12中，数据经过低通滤波单元13，滤除高频信号，经隔离变压器14送同轴电缆，即完成I路输出。
值得一提的是，由于ROM的速度较慢，一般起掉电保存数据的作用，在系统高速运行时，其速度达不到系统要求，本发明在兼顾成本的前提下，巧妙地选用ROM和RAM两级结构，先把ROM中的数据低速搬移至RAM，在系统高速运行时基于RAM读取数据。
O路信号源与I路对称，20对应10,21对应11,22对应12,23对应13,24对应14，其工作原理同上所述。I、Q两路共同形成用于测试WCDMA移动台基带接收模块信号源；通过扁平电缆送出8倍码片速度的(如图1中所示)时钟信号及帧头信号；图3给出了状态机控制器15的结构示意图，它完成如下功能状态机150控制本发明信号源的三种运行状态“复位状态”，“数据从ROM搬到RAM状态”，“数据从RAM搬出状态”；地址发生器151可产生读写ROM及RAM的0到307199之间的顺序地址；
读写控制器152根据状态机状态，可产生“读ROM写RAM”，及“读RAM到D/A的读写”控制逻辑。
图4表示在“数据从ROM搬到RAM状态”时ROM及RAM的时序关系。如上所述，由于本发明巧妙地选用ROM和RAM两级结构，需要把ROM中的数据低速搬移至RAM，在系统高速运行时基于RAM读取数据。这是本发明的特色之一，下面结合图4详细叙述之。
图4中，41表示的是节拍器产生的波形，42是ROM的地址计数器的时钟波形，43是地址计数器值所表示的某地址N，44是ROM某N地址存贮的数据，45为RAM的写时钟信号。
首先，控制ROM使其处于读状态，由30.72Mhz的时钟产生一个节拍器41，节拍器41从0到12循环计数。当节拍器41计数器值为10时，写RAM的时钟45为低电平，否则为高电平；当节拍器41的计数器值为12时，ROM地址计数器计数时钟42为低电平，否则为高电平。
地址计数器值所表示的某地址43在ROM地址计数器计数时钟42上升沿触发下顺序加1,ROM某地址存储的数据44滞后其地址值43一段时间Td后会稳定下来，此时间与ROM的性能有关，在本发明中经过11个节拍之后，RAM的写时钟把ROM读出的数据写入RAM相应的存储单元中，直到计数器值为307199时，全部数据完成了从ROM搬到RAM；由于ROM的速度限制，在本发明实例中选用的只读存储器ROM的速度，其读出延迟最快为250ns，把数据从ROM搬到RAM的状态中，产生地址计数器的时钟42相位相对于写RAM的时钟45最少超前250ns，由于系统时钟为8倍码片速率，即为30.72Mhz，每节拍周期约为32.56ns，周期32.56ns乘以11个节拍，大于250ns，满足系统需求。
在“数据从RAM搬出状态”时，控制信号使只读存储器ROM处于高阻状态，令随机存储器RAM处于读状态，地址计数器时钟由晶体振荡器16所产生的30.72Mhz的时钟提供，从0到307199循环计数，一帧数据从RAM相应地址循环移出。
权利要求
1.一种用于测试WCDMA移动台基带接收模块的信号源装置，其特征在于它具有相同结构的I、Q两路信号通道，所述I路信号通道结构包括下列单元依此连接只读存贮器(10)，用于写入仿真得到的各种数据；随机存贮器(11)，用于系统高速工作时存储数据；数模转换单元(12)，把RAM总线输出的数字信息转换成基带接收模块需要的模拟信号；低通滤波器(13)，滤除由于数模转换产生的高频信号；隔离变压器(14)，它隔离本信号源装置与输出电缆的连接；所述Q路通道的结构与I路通道相同；由第二只读存贮器(20)、第二随机存贮器(21)、第二数模转换单元(22)、第二低通滤波器(23)、第二隔离变压器(24)依此连接状态机控制器(15)，用于确定系统I、Q两路的工作状态，根据工作状态产生读写RAM及ROM的地址及读写控制信号；晶体振荡器(16)，通过状态机控制器(15)，为系统提供所需要的工作时钟。
2如权利要求1所述的信号源装置，其特征在于，所述状态机控制器(15)包括状态机(150)，控制本发明信号源的三种运行状态复位状态，数据从ROM搬到RAM状态，数据从RAM搬出状态；地址发生器(151)，可产生读写ROM及RAM的0到307199之间的顺序地址；读写控制器(152)，根据状态机状态，可产生“读ROM写RAM”，及“读RAM到D/A的读写”控制逻辑。
3如权利要求1或2所述的信号源装置，其特征在于所述只读存贮器(10)用于写入仿真得到的各种数据，包括各种信道组合、各种信噪比、各种移动速度、以及不同移动信道环境的数据。
4如权利要求1或2所述的信号源装置，其特征在于所述晶体振荡器(16)所产生的时钟频率为30.72Mhz。
5一种用于测试WCDMA移动台基带接收模块的方法，包括I、Q两路，其特征在于，所述I路是按如下方式工作的1)上电后，由状态机控制器(15)产生复位状态；2)对状态机控制器15各控制及状态信息进行初始化；3)状态机控制器(15)把状态迁移至“数据从ROM搬到RAM状态”，产生控制信号把存放在只读存储器(10)的数据低速读出写入随机存储器(11)中；4)再由状态机控制器(15)产生“数据从RAM搬出状态”，所产生的读信号把随机存储器(11)中的数据搬出，送入数模转换单元(12)中；5)数据经过低通滤波单元(13)，滤除高频信号，经隔离变压器(14)送同轴电缆，即完成I路输出；所述Q路的工作方式与所述I路相同。
全文摘要
本发明公开一种用于测试WCDMA移动台基带接收模块的信号源及方法,信号源具有相同结构的I、Q两路,I路结构包括:只读存贮器10,随机存贮器11,数模转换单元12,低通滤波器13,隔离变压器14;还包括确定系统I、Q两路的工作状态的状态机控制器15和晶体振荡器16;所述方法包括上电复位,初始化,状态机控制器15把状态迁移至相应状态;本发明存储结构采用ROM和RAM两级结构,既可在掉电时保存数据信息,又满足高速运行的需要。
文档编号H04W24/00GK1306382SQ0011408
公开日2001年8月1日 申请日期2000年3月1日 优先权日2000年3月1日
发明者田万廷, 赵国峰, 任震 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司