基于PXIe模塊化儀器的GSM-WCDMA-LTE在線監(jiān)測分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近些年，頻譜資源利用問題和無線電干擾問題日益突出，這些都影響著信號(hào)的通信質(zhì)量。為了保證無線通信系統(tǒng)的正常工作、確保稀缺的頻譜資源高效利用以及維護(hù)無線電波的正常秩序，運(yùn)用新的技術(shù)手段全面、高效、便捷地對無線通信信號(hào)進(jìn)行在線監(jiān)測分析具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。因此，圍繞基于虛擬儀器的GSM、WCDMA和LTE的在線監(jiān)測分析展開研究工作，具體研究內(nèi)容包括:
　　介紹了GSM、WCDMA和LTE物理層的基本原理和信號(hào)特性，研究了物理層規(guī)范中與信號(hào)

2、特性相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。主要包括了各個(gè)協(xié)議物理層規(guī)范中的物理信道、邏輯信道、頻譜資源、無線幀結(jié)構(gòu)、編碼和復(fù)用技術(shù)、調(diào)制技術(shù)以及其他與信號(hào)特性相關(guān)的技術(shù)，并在此之上展開了GSM、WCDMA和LTE在線監(jiān)測分析系統(tǒng)的監(jiān)測分析對象的研究。
　　研究了GSM、WCDMA和LTE在線監(jiān)測分析系統(tǒng)的特征和模型。與一般監(jiān)測分析系統(tǒng)不同，系統(tǒng)除了對信號(hào)從時(shí)域、頻域分析之外，還增加了調(diào)制解調(diào)分析以全面監(jiān)測分析信號(hào)。同時(shí)討論了信號(hào)相關(guān)分析項(xiàng)目的概念、算法

3、和分析流程。
　　研究了GSM、WCDMA和LTE在線監(jiān)測系統(tǒng)所采用的PXI硬件架構(gòu)，并結(jié)合設(shè)計(jì)需求搭建了完整的硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件選擇了美國國家儀器公司標(biāo)準(zhǔn)化了的PXIe模塊化儀器，其中以射頻矢量信號(hào)分析儀PXIe5663為核心;此外，還包括了全向天線、高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊等功能模塊。同時(shí)討論了各個(gè)硬件的結(jié)構(gòu)和工作原理，并編寫系統(tǒng)硬件驅(qū)動(dòng)程序。
　　針對GSM、WCDMA和LTE在線監(jiān)測分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，基于虛擬儀器技術(shù)和PX

4、I軟硬件開發(fā)平臺(tái)完成了無線通信信號(hào)監(jiān)測分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可擴(kuò)展、易編程、高效性和高性能，系統(tǒng)采用了:(1)開放式可重用性軟件框架結(jié)構(gòu)，其中分析引擎模塊是系統(tǒng)的核心，GSM、WCDMA和LTE各自以獨(dú)立的分析引擎子模塊的形式獨(dú)立設(shè)計(jì)，軟件升級分析引擎模塊即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分析功能擴(kuò)展;(2)并行化結(jié)構(gòu)，利用LabVIEW多線程編程技術(shù)，將任務(wù)分解為多個(gè)子任務(wù)并行處理，充分發(fā)揮計(jì)算資源的能力;(3)模塊化實(shí)現(xiàn)，按照系統(tǒng)各部分的

5、功能分解成了主控模塊、分析引擎模塊、用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、報(bào)表模塊和錯(cuò)誤處理模塊等，然后逐一編碼實(shí)現(xiàn)。
　　驗(yàn)證GSM、WCDMA和LTE在線監(jiān)測分析系統(tǒng)的有效性和可用性。首先，分別使用標(biāo)準(zhǔn)的GSM、WCDMA和LTE射頻測試信號(hào)進(jìn)行測量分析，并通過與參考系統(tǒng)的分析結(jié)果進(jìn)行對比來驗(yàn)證系統(tǒng)功能的有效性;然后，在真實(shí)通信環(huán)境下通過實(shí)時(shí)捕獲GSM、WCDMA和LTE無線通信信號(hào)并進(jìn)行在線監(jiān)測分析以驗(yàn)證系統(tǒng)的可用性。最后，總結(jié)展望所做的研究工