CN203445889U - 多信道dmr信号监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多信道DMR信号监测仪，由控制器、射频下变频器、中频数字化仪以及PXIe机箱组成，天线输出端连接到射频下变频器输入端，射频下变频器输出端通过功分器连接到中频数字化仪输入端，射频下变频器的时钟输出端连接到中频数字化仪的参考时钟输入端，控制器通过PXI或PXIe总线与射频下变频器以及中频数字化仪连接。本实用新型利用虚拟仪器完成了针对TDMA的时间同步、针对4FSK的频偏校正等工作进而实现了对DMR信号的解调监测。通过模块编程，最大程度上发挥软件无线电和模块化仪器的优势，用户只需要增加中频数字化仪就可以增加监测的信道数从而提高监测仪的性能，使监测仪升级具备了高度的灵活性和易操作性，节约开发时间和成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及专业无线通讯领域，具体涉及到一种多信道DMR信号监测仪。
背景技术
在过去的专业移动通信领域中，模拟技术凭借着价格低廉、搭建简便的优点被广泛使用。但是，今年来，由于使用专业无线通讯设备的用户增长迅速、无线频谱资源日益紧张以及模拟技术自身安全性不足、语音质量低等缺点的凸显，对讲机技术体制从模拟转到数字已经势在必行。DMR标准在这样的背景下产生。
DMR是Digital Mobile Radio的缩写，即数字移动无线电，是欧洲电信标准协会(European Telecommunication Standard Institute，ETSI)为专业移动无线电(Professional Mobile Radio，PMR)用户专门制定的数字无线电标准，最早于2005年获得批准，目前已开始被世界各地的专业、商业以及私人用户所广泛使用。
物理层上，DMR是一个双时隙Time-Division Multiple Access(TDMA)数字通信系统，提供灵活且低成本的语音和数据解决方案。在DMR标准中，将全球陆上移动频段规定的12.5kHz信道间隔分为两个30ms的交替时隙，每个时隙可作为独立的6.25kHz的信道运行，因此每个12.5kHz的信道就可以支持两个独立或同步的语音或数据服务并向后兼容6.25KHz信道间隔的监管要求，从而大大提高了频带利用率和用户容量。作为数字通信系统，DMR标准采用了4FSK调制方案以及数字编解码技术，相对于传统模拟对讲系统，更好地抑制了噪声的影响，尤其是对小区覆盖边缘的用户，提供了更好的话音质量。TDMA和4FSK的使用要求本DMR信号监测仪具备良好的时间同步和频偏纠正能力。
在操作模式上，DMR标准有三层操作模式，分别是：(1)未授权(第一层)，供446MHz频带免许可证使用，多用于消费应用和低功率的商业应用；(2)授权常规(第二层)，包括在PMR频段运行的已授权常规无线电系统、手机和便携设备，支持语音以及集成IP数据业务；(3)授权集群(第三层)，该层产品可在PMR频段集群运行，支持语音、短消息处理以及多种格式的分组数据业务。作为通用多信道DMR信号监测仪，多信道中的每一个信道都需要支持这三种操作模式。此外，本多信道DMR信号监测仪还支持运行时被测产品在这三种模式之间进行切换，监测仪将会自适应操作模式的切换。
在信道工作方式上，DMR标准也规定了三种：(1)时分双工I，两个逻辑信道分别传输一路业务；(2)十分半双工，单个逻辑信道用于传输业务；(3)时分双工II，一个逻辑信道用于传输业务，另一个逻辑信道用于传输反向信道突发。本多信道信号监测仪可以识别信道工作方式并自适应地对该信道进行监测。
关于突发类型，DMR按照荷载的信息规定了四种：(1)语音突发，包含264比特数据，用来传输语音码流，6个语音突发组成一个语音超帧，在DMR中，语音都是通过语音超帧来传输；(2)数据或控制突发，包含264比特数据，用来传输数据和信令；(3)公共声明信道突发，包含24比特数据，位于两个264比特突发之间，用来传输组帧和接入信息，只存在基站下行信道中，对于移动台上行信道，该部分不发射，用作保护间隔；(4)反向信道，包含96或264比特数据，用来传输反向信令。由于每种类型的突发长度不同，本多信道DMR信号监测仪需要识别不同的突发类型并对其进行解调。
发明内容
为了监测空中的DMR信号，本实用新型的目的在于提出一种多信道DMR信号监测仪，该监测仪通过实现20MHz带宽的频谱观测来发现有可能的DMR信号，然后对这些信号同时进行识别、时间同步以及4FSK解调，输出比特数据流并将该比特流进行流盘存档供后续的进一步的离线分析。对于感兴趣的信号，本监测仪还可以对其原始基带信号进行流盘存档，监测人员可对这些基带信号进行进一步的物理层指标分析以及协议一致性分析等等。
本实用新型提出的多信道DMR信号监测仪，由控制器1、射频下变频器2、中频数字化仪3以及PXI机箱4组成，天线输出端连接到射频下变频器2的输入端，射频下变频器2的输出端通过功分器连接到中频数字化仪3的输入端，射频下变频器2的时钟输出端连接到中频数字化仪3的参考时钟输入端，控制器1通过PXIe机箱4背板的PXI或PXIe总线与射频下变频器2以及中频数字化仪3连接。
本实用新型中，每个中频数字化仪3提供两个DMR信号监测信道，每增加一个中频数字化仪3就增加两个监测信道，为系统性能的扩展提供了方便性和灵活性。
本多信道DMR信号监测仪共两种工作模式，分别为频谱监测模式和DMR信号解调分析模式。在频谱监测模式下，监测仪为用户提供20MHz的宽带频谱，用户只需要设置频谱的中心频率就可以观察到自己感兴趣的频段上的信号情况，根据观察到的情况，用户就可以设置想要监测信道的中心频率；在DMR信号解调分析模式下，如果被监测的信道存在DMR信号，用户就可以观测到DMR信号解调后的比特数据流，此外我们还会提供每个突发的时间戳、是否含有同步、同步的类型、突发的类型、信号来源(基站或移动台)等信息。如果用户对某一个信号感兴趣，在DMR信号解调分析模式下还可以对该信号的原始基带信号进行流盘存档，以备后续分析。如果被监测信号的内容已知，在DMR信号解调分析模式下还可以对该信号进行误比特率测试。
本多信道DMR信号监测仪利用软件无线电和模块化仪器的高度灵活性，用虚拟仪器完成了针对TDMA的时间同步、针对4FSK的频偏校正等工作进而实现了对DMR信号的解调监测。通过模块编程，最大程度上发挥软件无线电和模块化仪器的优势，用户只需要增加中频数字化仪就可以增加监测的信道数从而提高监测仪的性能，使监测仪升级具备了高度的灵活性和易操作性，节约开发时间和成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构图示。
图2是本实用新型实施例1的流程图。
图中标号：1为控制器，2为射频下变频器，3为中频数字化仪，4为PXI机箱，5为模数转换器，6为数字下变频器，7为频谱分析模块，8为FM解调模块，9为信号流盘存档模块，10为时间同步模块，11为信道及突发类型识别模块，12为4FSK解调模块，13为数据流盘存档模块。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1：控制器1采用PXI2-8133，射频下变频器2采用PXI-5600，中频数字化仪3采用PXIe-5641R，PXIe机箱4采用PXIe-1082，其背板总线为PXI和PXIe总线。天线输出端连接到射频下变频器2的输入端，射频下变频器2的输出端通过功分器连接到中频数字化仪3的输入端，射频下变频器2的时钟输出端连接到中频数字化仪3的参考时钟输入端，控制器1通过PXIe机箱4背板的PXI或PXIe总线与射频下变频器2以及中频数字化仪3连接。
本多信道DMR信号监测仪对每个信道的DMR信号采用相同的处理流程，为仪器监测性能的扩展提供了灵活性和便利性。对于单一信道DMR信号的处理流程如图2所示。天线输出的射频信号首先通过射频下变频器2下变频得到中频信号，中频信号通过模数转换器5转为数字中频信号，数字中频信号通过数字下变频器6变到基带信号。对基带信号，可对其进行三种处理：
(1)通过频谱分析模块7对其进行频谱分析以观察是否有想要监测的信号；
(2)对其进行DMR解调，如果该信号是用户想要监测的信号，基带信号首先会通过FM解调模块8解调出信号的相位信息，然后通过时间同步模块10对信号进行时间同步，时间同步后，通过信道及突发类型识别模块11识别出DMR信号的信道及突发类型，根据识别出信道及突发类型，4FSK解调模块12对信号进行解调输出比特数据流并通过数据流盘存档模块13将其流盘存档；
(3)基带信号流盘，如果信号对该信号该兴趣，想要做进一步的分析，监测仪还可通过信号流盘存档模块9将基带信号进行流盘存档供后续分析。
Claims (1)
1.一种多信道DMR信号监测仪，由控制器(1)、射频下变频器(2)、中频数字化仪(3)以及PXIe机箱(4)组成，其特征在于天线输出端连接到射频下变频器(2)的输入端，射频下变频器(2)的输出端通过功分器连接到中频数字化仪(3)的输入端，射频下变频器(2)的时钟输出端连接到中频数字化仪(3)的参考时钟输入端，控制器(1)通过PXIe机箱(4)背板的PXI或PXIe总线与射频下变频器(2)以及中频数字化仪(3)连接。
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