光信号采集卡的硬件设计



2011-09-21 18:00　作者：九视电子　出处：www.360tsw.com

　　【摘要】文章主要介绍时分同步码分多址(TD-SCDMA)网络Iu接口光信号采集板卡的研究现状和基本原理。通过与传统采集卡的对比分析，提出一种改进的采集板卡的设计方案，并对采集板卡硬件系统的各组成部分进行了简要的分析和介绍。最后对硬件调试的基本原理作了概括。

　　【关键词】信号采集卡;Iu接口;光信号采集卡;异步转移模式

　　1光信号采集卡的应用及改进 光信号采集卡的应用TD-SCDMA网络系统结构，该网络中包含不同的接口，这些接口成为TD-SCDMA网络的主要测试对象。目前TD-SCDMA网络的测试接口有：Iu、Iub、Iur、IuCS、IuPS、Nc、G/Gr/MSCs-SCP、Gn/Gp和Gi等，而Iu、IIur为TD-SCDMA系统主要的测试端口。TD-SCDMA网络目前处于一个全面完善和发展的阶段，网络系统实际的运行过程中常常因为设备本身存在的隐患以及其他外界环境因素的影响而出现用户终端的串话、通话掉线和无法拨通等通信质量问题。为了及时有效地查出网络故障，准确无误地对设备进行检修，TnSCDMA网络Iu接口光信号采集板卡可以有效地对Iu接口高层信令进行采集分析，从而有助于解决网络故障问题。本文设计的TpSCDMA采集卡是针对TD-SCDMA网络的Iu接口而开发的。TD—SCDMA核心网中连接RNC与移动交换中心(MSC)或服务通用分组无线服务支持节点(SGSN)的Iu接口上传输的是承载着异步转移模式(ATM)信元的STM一1(同步传输模块)光信号，采集的目的是要将STM-1光信号上承载的ATM信令提取出来，以便做后续的测试分析，因此设计的板卡要能实现ATM信元的提取。

　　2采集卡的改进TD-SCDMA网络不同的接口上传输数据的承载方式是不同的。对于Iu口，高层信令以ATM信元的形式承载于STM-1光信号上进行传输;而对于连接NodeB与RNC的Iub接口，信令是以E1的形式承载于STM-1光信号上进行传输的。

　　因此，要对这两个接口进行数据采集的话，一般要用两块不同的采集板卡，而目前市场上相关的采集板卡采用传统一体式设计，即板卡上的中央处理模块和其他功能模块集成固定在一块板卡上。而本课题设计的嵌套式采集卡相对来说就更具有优势，整个板卡由独立的处理核心板和采集接口板嵌套构成，具有兼容性，能够将不同的采集接VI板与同一核心板结合实现不同的采集功能。经产品研发与市场调研后可知，与传统的一体式采集板卡相比，嵌套式采集板卡的优势体现在：独特的兼容性，更高的灵活性，优越的性价比，突出的模块化设计和方便的调试与检修。以完成Iu接口与Iub接口的光信号采集目的为例，采用传统设计方案必须要用到两块集成了不over同采集功能的板卡，一块采用ATM SDH(数字同步系列承载ATM信元)模式，另一块采用IMAE1 overSDH(数字同步系列承载经ATM反向复用的E1)模式，这两块板卡都要集成中央处理核心板。而嵌套式方案将中央核心板独立出来，单独对它进行设计，调试过程中对它进行独立的处理，核心板调通后就只需对剩下的两个接口板进行调试，这样就避免了传统设计中对中央核心板的重复设计与调试，从而降低了设计和调试的复杂度与工作量。

　　由上可知，嵌套式设计方案在实现Iu接口与Iub接口光信号采集功能时省去了一整块中央核心板设计的费用。以此类推，如果要实现更多的接口数据采集功能，只需更换不同的接口板与同一块中央核心板嵌套即可，这样就能省去数倍的中央核心板的设计费用，也成倍地降低了设计和调试的复杂度和工作量。经项目预算可知：一块接口板的研发费用约占整个费用的60%，核心板费用约占40%。采用嵌套式方案实现Iu与Iub接口光信号采集，设计成本将节约20%左右。若实现Iu、Iub和Iur接口的数据采集功能的设计，成本可节约27%左右。如果要实现更多的接口采集功能，则成本节约会更多。

　　在对已有算法仿真分析的基础上，选择出适合LTE上行传输预编码实现的DFT算法，并提出一种新的系统架构，完成了多种基数为2、3和5的DFT在同一模块中正/逆变换的任务，这种思路也对其他类似的应用场合具有一定的参考价值。