基于PXIe模块化仪器的GSM/WCDMA/LTE在线监测分析系统的设计与实现

发布时间：2022-02-15 19:54

　　近些年,频谱资源利用问题和无线电干扰问题日益突出,这些都影响着信号的通信质量。为了保证无线通信系统的正常工作、确保稀缺的频谱资源高效利用以及维护无线电波的正常秩序,运用新的技术手段全面、高效、便捷地对无线通信信号进行在线监测分析具有很强的现实意义。因此,围绕基于虚拟仪器的GSM、WCDMA和LTE的在线监测分析展开研究工作,具体研究内容包括：介绍了GSM、WCDMA和LTE物理层的基本原理和信号特性,研究了物理层规范中与信号特性相关的关键技术。主要包括了各个协议物理层规范中的物理信道、逻辑信道、频谱资源、无线帧结构、编码和复用技术、调制技术以及其他与信号特性相关的技术,并在此之上展开了GSM、WCDMA和LTE在线监测分析系统的监测分析对象的研究。研究了GSM、WCDMA和LTE在线监测分析系统的特征和模型。与一般监测分析系统不同,系统除了对信号从时域、频域分析之外,还增加了调制解调分析以全面监测分析信号。同时讨论了信号相关分析项目的概念、算法和分析流程。研究了GSM、WCDMA和LTE在线监测系统所采用的PXI硬件架构,并结合设计需求搭建了完整的硬件系统。系统硬件选择了美国国家仪器公... 

【文章来源】：东南大学江苏省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线电监测分析系统研究与发展现状
        1.2.2 虚拟仪器技术
    1.3 论文主要开展工作
    1.4 论文组织结构
第二章 GSM/WCDM/LTE信号特性及物理层关键技术
    2.1 GSM信号特性
        2.1.1 GSM的信道与频谱资源
        2.1.2 GSM的帧结构
        2.1.3 GSM系统调制方式
    2.2 WCDMA信号特性
        2.2.1 WCDMA的传输信道和物理信道
        2.2.2 WCDMA系统的帧结构
        2.2.3 扩频与加扰
        2.2.4 信道编码与复用
        2.2.5 物理信道的信号处理
    2.3 LTE信号特性
        2.3.1 LTE的信道与频谱资源
        2.3.2 LTE系统的帧结构
        2.3.3 OFDM技术
    2.4 本章小结
第三章 GSM/WCDMA/LTE在线监测分析系统中的信号分析
    3.1 信号的多角度分析
    3.2 无线信号分析系统结构与原理
        3.2.1 采样与量化
        3.2.2 数字下变频
        3.2.3 离散傅里叶变换分析
            3.2.3.1 快速傅里叶变换
            3.2.3.2 频率分辨率
            3.2.3.3 平均方式
            3.2.3.4 加窗
            3.2.3.5 触发方式
    3.3 时域分析
        3.3.1 Power vs.Time
        3.3.2 CCDF
    3.4 频域分析
        3.4.1 占用带宽
        3.4.2 信道功率
        3.4.3 邻道功率
        3.4.4 频谱发射模板
            3.4.4.1 WCDMA的频谱发射模板
            3.4.4.2 LTE的频谱发射模板
            3.4.4.3 频谱发射模板分析流程
    3.5 调制解调分析
        3.5.1 星座图
        3.5.2 正交幅度调制及其调制质量分析
        3.5.3 幅度矢量误差分析
        3.5.4 相位误差
        3.5.5 频率误差
    3.6 系统监测分析项目
        3.6.1 GSM监测分析
        3.6.2 WCDMA监测分析
        3.6.3 LTE监测分析
    3.7 本章小结
第四章 GSM/WCDMA/LTE在线监测分析系统设计与实现
    4.1 GSM/WCDMA/LTE在线分析系统结构原理
    4.2 无线信号在线分析系统硬件架构
        4.2.1 PXI机箱
        4.2.2 PXI控制器
        4.2.3 PXI矢量信号分析仪
        4.2.4 天线
        4.2.5 高速数据存储模块
    4.3 仪器驱动
        4.3.1 标准仪器驱动接口
        4.3.2 仪器驱动程序
    4.4 无线信号在线分析系统软件架构
    4.5 无线监测分析系统的实现
        4.5.1 系统的并行结构
        4.5.2 主控模块
            4.5.2.1 Start状态
            4.5.2.2 Idle状态
            4.5.2.3 Initialize状态
            4.5.2.4 Run状态
            4.5.2.5 Done状态
            4.5.2.6 Shutdown状态
        4.5.3 分析引擎模块
            4.5.3.1 GSM分析引擎
            4.5.3.2 WCDMA分析引擎
            4.5.3.3 LTE分析引擎
        4.5.4 用户输入模块
        4.5.5 报表模块
        4.5.6 数据记录模块
        4.5.7 错误处理模块
    4.6 本章小结
第五章 GSM/WCDMA/LTE在线监测分析系统的运行与测试
    5.1 无线信号在线分析系统的平台搭建
    5.2 无线信号在线监测系统测试
        5.2.1 GSM在线监测分析测试
        5.2.2 WCDMA在线监测分析测试
        5.2.3 LTE在线监测分析测试
    5.3 无线信号真实环境在线监测分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PC104总线的数字无线电信号监测系统研究[J]. 付霖宇,程永茂,曹建,张鑫,刘华芹.  电声技术. 2013(12)
[2]第三代无线电信号监测技术(系列之五)[J].   中国无线电. 2011(04)
[3]第三代无线电信号监测技术(系列之四)[J].   中国无线电. 2011(02)
[4]第三代无线电信号监测技术(系列之三)[J].   中国无线电. 2010(12)
[5]第三代无线电信号监测技术(系列之二)[J].   中国无线电. 2010(11)
[6]第三代无线电信号监测技术(系列之一)[J].   中国无线电. 2010(10)
[7]基于LabVIEW虚拟仪器的无线电监测系统[J]. 刘晓慧,杨小勇.  西安邮电学院学报. 2009(05)
[8]软件无线电技术在无线电监测和通信的应用[J]. 彭晓东.  内蒙古科技与经济. 2009(07)
[9]软件无线电在无线电监测中的应用[J]. 常学光.  中国无线电. 2008(04)
[10]NI:虚拟仪器2.0技术凸显软件优势[J]. 单祥茹.  电子设计技术. 2007(06)

硕士论文
[1]WCDMA终端射频一致性测试的设计与实现[D]. 刘棋.武汉理工大学 2010
[2]无线电监测大容量存储及异常信号分析系统[D]. 徐弘良.复旦大学 2010
[3]TD-SCDMA/GSM双模终端射频一致性测量关键算法的研究与实现[D]. 吴昊.北京邮电大学 2010
[4]TD-SCDMA&GSM多模终端射频一致性测试系统研究与主控实现[D]. 钱宇锋.北京邮电大学 2010
[5]无线电监测中的信号处理技术研究[D]. 李津津.电子科技大学 2008
[6]基于虚拟仪器技术的GSM移动终端射频自动测试系统的设计[D]. 商伟娜.北京邮电大学 2008



本文编号：3627168