基于开源架构的无线通信测试仪、测试方法、电子设备和非瞬时性计算机存储介质与流程

1.本发明属于通信技术领域，特别是涉及一种基于开源架构的无线通信测试仪、测试方法、电子设备和非瞬时性计算机存储介质。


背景技术：

2.无线通信测试仪器是通信产业的重要支撑力量，它渗透于通信芯片、模块、终端、基站、无线网络等几乎所有的产业链环节，贯穿于设计研发、认证验收、生成、网络建设与优化等几乎完整产业生命周期。所采用的测试仪器通常有十几种，其中最通用的测试仪器为：示波器、信号源、频谱仪(信号分析仪)、矢量网络分析仪等，专用高端测试仪器有：信道模拟器、终端模拟器、基站模拟器等，在认证和验收阶段用到的仪器有：rf一致性测试系统、协议一致性测试系统等。
3.如图1所示，目前通信测试仪器软件和硬件一体，根据硬件来做软件开发，这样软件的开发需要受限于硬件的。上述无线通信测试仪器都是软件和硬件一体的测试仪。软件和硬件一体的通信测试仪器具有如下不足：1、一个仪表只有一个特定的功能，单一的硬件架构难以满足维度扩张，例如，测性能的就测性能，而难以扩展为其他功能；2、难以实现更大带宽频段跨度、平滑扩展系统性能、海量数据交换和传输；3、成本和性能之间难以均衡；4、研发周期长，产品功能迭代周期长。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出一种基于开源架构的无线通信测试仪，在该基于开源架构的无线通信测试仪中，硬件实体和软件功能解耦，软件和硬件部分可以单独升级和更新，按需升级扩展灵活；开源平台提供基本功能模块，降低研发成本和时间，软件硬件标准化对接，平台与仪表间便捷移植，大幅提升高测试仪的性价比。
5.根据本发明的第一个方面，提供一种基于开源架构的无线通信测试仪，其包括：
6.开源架构平台，其包括开源架构处理器，所述开源架构平台用于运行一个或多个无线测试功能模块；以及
7.射频模块，通过第二标准化接口从所述开源架构平台获取配置信息以完成射频处理，并通过第三标准化接口与所述开源架构处理器传输基带信号；
8.其中，所述一个或多个无线测试功能模块分别通过第一标准化接口和所述第二标准化接口调用所述开源架构处理器和所述射频模块的资源，完成预定的通信测试功能。
9.根据本发明的第二个方面，提供一种测试方法，其包括：
10.一个或多个无线测试功能模块通过第一标准化接口调用开源架构处理器的资源；
11.所述一个或多个无线测试功能模块通过第二标准化接口调用射频模块的资源；
12.所述射频模块根据所述一个或多个无线测试功能模块的配置完成射频信号处理；
13.所述开源架构处理器根据所述一个或多个无线测试功能模块的配置完成数字信
号处理，
14.其中，所述一个或多个无线测试功能模块运行于开源架构处理平台。
15.根据本发明的第三个方面，提供一种电子设备，包括：
16.处理器；以及
17.存储器，存储有计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行第二方面所述的方法。
18.根据本发明的第四个方面，提供一种非瞬时性计算机存储介质，存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行第二方面所述的方法。
19.根据本发明的基于开源架构的无线通信测试仪、测试方法、电子设备和非瞬时性计算机存储介质，具有以下优点：
20.第一、方便维度扩张，更大的带宽频段跨度，不只有单一功能，能够根据需要添加和切换功能。
21.第二、性能、精度比现有软件和硬件一体的测试仪器更高，可以进行海量数据传输和交换，平滑扩展系统性能，具有低延迟性能。
22.第三、硬件架构和软件功能匹配均衡，软件功能可以灵活扩展，硬件组件按需组合。
23.第四、开源架构(例如，x86架构)目前技术成熟，利于研发，研发平台方便、研发周期短。
附图说明
24.为进一步清楚解释本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
25.在下面的附图中：
26.图1是现有技术中无线通信测试仪的结构示意图。
27.图2是根据本发明一个实施例的基于开源架构的无线通信测试仪的示意图。
28.图3是根据本发明另一个实施例的基于开源架构的无线通信测试仪的示意图。
29.图4是射频接收模块的信号处理流程图。
30.图5是射频发送模块的信号处理流程图。
31.图6是根据本发明实施例的一种测试方法。
32.图7是本发明实施例提供的一种电子设备的结构图.
具体实施方式
33.以下通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
34.图2是根据本发明一个实施例的基于开源架构的无线通信测试仪的示意图。如图2所示，该基于开源架构的无线通信测试仪包括开源架构平台和射频模块，其中，开源架构平台包括开源架构处理器，所述开源架构平台用于运行一个或多个无线测试功能模块；射频模块通过第二标准化接口从所述开源架构平台获取配置信息以完成射频处理，并通过第三标准化接口与所述开源架构处理器传输基带信号。该一个或多个无线测试功能模块分别通过第一标准化接口和所述第二标准化接口调用所述开源架构处理器和所述射频模块的资源，完成预定的通信测试功能。
35.在图2所述的实施例中，无线通信测试仪可以为示波器、信号源、频谱仪、矢量网络分析仪、信道模拟器、终端模拟器、基站模拟器等，或这些器件或仪器功能的组合。开源架构平台包括x86架构平台，所述开源架构处理器包括cpu(central processing unit，中央处理器)和/或gpu(graphics processing unit，图形处理器)，开源架构处理器完成一个或多个无线测试功能模块对应的基带信号处理任务。所述开源架构处理器的资源包括内存和处理器接口等其他硬件资源，所述射频模块的资源包括射频模块处理器、adc(analog digital converter，模数转换器)和dac(digital analog converter，数模转换器)等其他硬件资源。第一标准化接口、第二标准化接口和第三标准化接口的具体接口形式不限，例如，可以是sdr(software defined radio，软件无线电)标准接口。另外，第一标准化接口、第二标准化接口和第三标准化接口可以是相同的标准化接口也可以不相同标准化接口。一般来说，第一和第二标椎化接口属于软件接口，而第三标椎化接口属于硬件接口。
36.根据一个具体的实施例，所述一个或多个无线测试功能模块通过所述第二标准化接口调用所述射频模块的资源包括所述一个或多个无线测试功能模块通过所述第二标准化接口对所述射频模块的参数进行配置。
37.在本发明提供的无线通信测试仪中，开源架构平台上运行的无线测试功能模块、开源架构处理器和射频模块之间的通信采用标准化接口。标准化接口的采用要求无线测试功能模块、开源架构处理器和射频模块之间的通信满足标准化接口的协议。这样，只要满足标准化接口的协议，无线测试功能模块、开源架构处理器和射频模块都可以运行在开源架构平台上或与开源架构平台适配，从而，无需对无线测试功能模块、开源架构处理器和射频模块的性能、种类和数量进行特别的限制，从而便于技术人员或用户基于开源架构平台的研发。
38.对于在开源架构平台上运行的无线测试功能模块来说，其包括一个或多个基本功能模块，该基本功能模块是预置在所述无线通信测试仪中的功能模块。也就是说，基本功能模块是基于开源架构平台而开发的，可以预置在无线通信测试仪中完成一些基本或常用的功能。这样，用户在采用无线通信测试仪进行测试时，可以直接使用或调用这些基本功能模块，而无需单独进行开发。基本功能模块是用户或技术人员根据实际需要预置的，例如可以是卷积模块、频谱分析模块、频谱分析模块等。
39.进一步地，在开源架构平台上运行的无线测试功能模块还可以包括可扩展功能模块，其中，所述可扩展功能模块是根据测试功能的需要而添加到无线测试仪中的功能模块。对于一种具体的测试功能需求，在无线通信测试仪中没有完成该测试功能的基本功能模块或者预置的基本功能模块不能满足该测试功能需求的情况下，用户可以在开源架构平台上另行开发一些功能模块，然后通过这些另行开发的功能模块(并借助预置的基本功能模块)
实现该具体的测试功能。可扩展功能模块是用户或技术人员根据测试功能需要而开发的，例如可以是信号采集模块、基本信号生成模块、时域信号分析模块、频谱显示模块等。
40.这样，本发明提供的无线通信测试仪会提供基本功能模块，技术人员可在基本功能模块的基础上进行使用和开发，降低研发成本和时间。
41.图3是根据本发明另一个实施例的基于开源架构的无线通信测试仪的示意图。在图3中，无线通信测试仪包括基本功能模块(用实线框表示)，基本功能模块包括频谱分析模块，采用基本功能模块能够实现频谱分析功能。无线通信测试仪还包括可扩展功能模块(用虚线框表示)，可扩展功能模块包括频谱显示模块，采用基本功能模块和可扩展功能模块的组合能够实现频谱仪。这样，如果用户需要实现频谱分析功能，可以直接采用本发明的无线通信测试仪预置的频谱分析模块；而如果用户需要实现频谱仪，则只需开发频谱显示模块，然后结合无线通信测试仪预置的频谱分析模块就可以实现频谱仪，从而降低研发成本并减少研发时间。
42.需要说明的是，图3给出的基本功能模块和可扩展功能模块只是一种示例，本领域技术人员在图3给出的实施例的启发下，可以根据实际需要预置不同数量和功能的基本功能模块并开发不同数量和功能的可扩展功能模块，这些都属于本技术覆盖的范围。
43.在本技术中，射频模块的类型包括射频接收模块和射频发送模块。图4是射频接收模块的信号处理流程图。射频接收模块完成射频输入口接收到的射频信号进行解调，实现射频信号到基带模拟信号的转换，然后由模拟-数字转化器完成抽样量化转换为基带数字信号。具体来说，如图4所示，射频接收模块包括adc、下变频器和降采样滤波器组。其中，adc用于将模拟信号转换为数字中频信号，下变频器用于将所述数字中频信号转换为数字基带信号，例如，下变频器可以是fs/4下变频器，其中fs是采样频率；降采样滤波器组用于将所述数字基带信号进行降采样处理。由于adc采样率原因，acd采样后的基带信号数据量过大，需要使用降采样滤波器组对其做降低数据量的处理，经过降采样处理后基带数据。
44.图5是射频发送模块的信号处理流程图。射频输出模块在完成基带信号的数字模拟转换后，将基带模拟信号经射频发送模块调制为射频信号，然后将射频信号发送至射频端口。具体来说，如图5所示，射频发送模块包括升采样滤波器组和dac，其中，升采样滤波器组用于对数字信号进行升采样处理，以提到数据精度；dac用于将经升采样处理后的数字信号转换为模拟信号。
45.在进一步的实施例中，开源架构处理器的数量以及射频模块的数量和类型是基于射频性能和/或预定的通信测试功能而确定的，其中，射频性能包括带宽、传输速率、信号的频率范围、输入/输出功率等。在一个具体实施例中，一套射频模块只能支持32通道，而现要进行64通道数的信道模拟，那么根据通道数计算后得出需要两套射频模块，故将两套射频模块分别配置好通用接口，并分配好每个射频模块承担的通道数量。在另一个具体实施例中，预定的通信测试功能为信号发生器，射频模块的类型可以只是射频发送模块，而如果预定的通信测试功能为信道模拟仪，射频模块的类型包括射频发送模块和射频接收模块。在又一个具体实施例中，一个开源架构处理器(例如，cpu)只能支持500m带宽的信道模拟，而现要进行1g带宽的信道模拟，那么根据所需带宽将开源架构处理器进行级联，使得级联后的开源架构处理器整体能够支持1g带宽的数字信号处理。
46.上述实施例只是举出了基于射频性能和/或预定的通信测试功能确定开源架构处
理器的数量以及射频模块的数量和类型的具体示例。在上述示例的启发下，本领域技术人员还可以想到其他基于射频性能和/或预定的通信测试功能确定开源架构处理器的数量以及射频模块的数量和类型的具体实现方式，这些都属于本技术覆盖的范围。
47.可以看出，在本发明提供的无线通信测试仪中，开源架构平台上运行的无线测试功能模块、开源架构处理器和射频模块之间的通信采用标准化接口，标准化接口的采用使得满足标准化接口的要求的无线测试功能模块可以根据需要任意增添，例如上述根据测试功能需要增加可扩展功能模块，使得满足标准化接口的要求的开源架构处理器和射频模块可以根据需要增加或减少数量，使得硬件的组合方式更加的灵活随意。这样，同一个无线通信测试仪可选用不同性能和数量的射频模块和处理器模块，并且更容易与开源架构平台上运行的无线测试功能模块进行适配。从而，根据本发明提供的无线通信测试仪的架构，软件部分和硬件部分可以根据需要分别单独开发、单独使用，实现软件和硬件的解耦。
48.在上述无线通信测试仪的基础上，本发明还提供一种测试方法。如图6所示，该方法包括：
49.步骤s601，一个或多个无线测试功能模块通过第一标准化接口调用开源架构处理器的资源。
50.其中，该一个或多个无线测试功能模块运行于开源架构处理平台，开源架构平台包括x86架构平台。开源架构处理器包括cpu(central processing unit，中央处理器)和/或gpu(graphics processing unit，图形处理器)，开源架构处理器完成一个或多个无线测试功能模块对应的数字信号处理任务。开源架构处理器的资源包括内存和处理器接口等其他硬件资源。
51.步骤s602，一个或多个无线测试功能模块通过第二标准化接口调用射频模块的资源。
52.其中，射频模块的资源包括射频模块处理器、adc和dac等其他硬件资源。根据一个具体的实施例，一个或多个无线测试功能模块通过所述第二标准化接口调用所述射频模块的资源包括所述一个或多个无线测试功能模块通过所述第二标准化接口对所述射频模块的参数进行配置。
53.步骤s603，射频模块根据一个或多个无线测试功能模块的配置完成射频信号处理。
54.步骤s604，开源架构处理器根据一个或多个无线测试功能模块的配置完成数字信号处理。
55.进一步地，根据一个实施例，该方法还包括：射频模块通过第三标准化接口与开源架构处理器进行基带信号传输。
56.第一标准化接口、第二标准化接口和第三标准化接口的具体接口形式不限，例如，可以是sdr(software defined radio，软件无线电)标准接口。另外，第一标准化接口、第二标准化接口和第三标准化接口可以是相同的标准化接口也可以不相同标准化接口。一般来说，第一和第二标椎化接口属于软件接口，而第三标椎化接口属于硬件接口。
57.参阅图7，图7提供一种电子设备，包括处理器；以及存储器，所述存储器存储有计算机指令，当所述计算机指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述计算机指令时实现如图6所示的方法以及细化方案。
58.应该理解，上述的装置实施例仅是示意性的，本发明披露的装置还可通过其它的方式实现。例如，上述实施例中所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如，多个单元、模块或组件可以结合，或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略或不执行。
59.另外，若无特别说明，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个以上单元/模块集成在一起。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。
60.所述集成的单元/模块如果以硬件的形式实现时，该硬件可以是数字电路，模拟电路等等。硬件结构的物理实现包括但不局限于晶体管，忆阻器等等。若无特别说明，所述处理器或芯片可以是任何适当的硬件处理器，比如cpu、gpu、fpga、dsp和asic等等。若无特别说明，所述片上缓存、片外内存、存储器可以是任何适当的磁存储介质或者磁光存储介质，比如，阻变式存储器rram(resistive random access memory)、动态随机存取存储器dram(dynamic random access memory)、静态随机存取存储器sram(static random-access memory)、增强动态随机存取存储器edram(enhanced dynamic random access memory)、高带宽内存hbm(high-bandwidth memory)、混合存储立方hmc(hybrid memory cube)等等。
61.所述集成的单元/模块如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本披露各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
62.本技术实施例还提供一种非瞬时性计算机存储介质，存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如图6所示的方法以及细化方案。
63.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。