ZXRPT GT10 GSM车载直放站FTM模块软件设计方案101.docx
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ZXRPT GT10 GSM车载直放站FTM模块软件设计方案101.docx
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ZXRPTGT10GSM车载直放站FTM模块软件设计方案101
技术文件
技术文件名称:
ZXRPTGT10GSM车载直放站
FTM模块软件设计方案
技术文件编号:
版本:
1.01
拟制___凌明敏
审核
会签
标准化
批准
上海中兴通讯技术有限责任公司
修改记录
文件编号
版本号
拟制人/
修改人
拟制/修改日期
更改理由
主要更改内容
(写要点即可)
1.00
凌明敏
2010.1.12
无
1.01
凌明敏
2010.1.19
内容增补
更改部分模块输入
添加监控部分的参数设置
目录
1范围4
2设计依据4
3术语、定义和缩略语4
3.1术语、定义4
3.2缩略语4
4系统需求4
4.1在系统中的位置4
4.2功能5
4.3性能5
5子系统框架设计5
6公共数据结构设计6
7标准化设计6
8系统处理流程6
8.1数据处理的流程6
8.2通道选择与频点丢失判决的流程11
9模块说明12
9.1SPI通道模块12
9.1.1模块描述12
9.1.2输入13
9.1.3输出13
9.1.4处理13
9.2RS-232模块13
9.2.1模块描述13
9.2.2输入13
9.2.3输出13
9.2.4处理13
9.3数据处理模块14
9.3.1模块描述14
9.3.2输入14
9.3.3输出14
9.3.4处理14
9.4通道选择模块15
9.4.1模块描述15
9.4.2输入15
9.4.3输出15
9.4.4处理15
9.5监控模块15
9.5.1模块描述15
9.5.2输入15
9.5.3输出15
9.5.4处理15
10开发和运行环境16
10.1硬件环境16
10.2软件环境16
11可靠性设计16
12可测试性设计16
13安全性设计16
14关键技术说明16
15参考文献16
范围
本文件规定了ZXRPTGT10GSM车载直放站FTM模块软件系统需求、框架设计、公共数据结构设计、标准化设计、开发和运行环境以及使用的关键技术。
本文件适用于CDMA2000监控模块驱动的开发研制工作。
设计依据
ZXRPTGT10GSM车载直放站系统方案
术语、定义和缩略语
术语、定义
在本文中使用的术语如表1所示。
表1术语
FCCH信道
频率校准信道,该信道携载有用于MS频率纠正的信息。
多普勒效应
基站发射的波长因为基站和接收机的相对运动而产生变化的效应
载频
未调制的无线信号的频率
缩略语
在本文中使用的缩略语如表2所示。
表2缩略语
GSM
GlobalSystemforMobileCommunications
全球移动通信系统
RSSI
ReceivedSignalStrengthIndication
接收信号强度指示
系统需求
在系统中的位置
FTM模块在系统中用于计算列车在高速行进中多普勒现象产生的频率偏移,两路无线信号通过车厢上两根天线分别接收,在解调,采样后以基带数字信号的形式送入处理器。
软件通过实时计算,将得到的频偏估计值传入RTM模块。
FTM模块由监控模块启动并可以通过监控模块进行参数设定
功能
1)信道搜索与跟踪,软件需要通过搜索GSM的124个载频,确定当前FCCH信道使用的载频,在此基础上进行频偏估计
2)通道选择,车载直放站拥有两路下行通道,FTM软件通过采样数据计算两路信号的强度,选择打开其中较强的一路。
并将结果传送到RTM模块。
3)频偏计算,计算当前打开的一路信号的多普勒频偏,并将该偏移值传送到RFM模块
性能
1)频偏估计时间要求,每47ms向RTM模块发送一次估算的频偏值
子系统框架设计
监控模块(参数设置与读取)
图1软件基本结构
软件的结构如图一所示。
SPI数据通道工作在从模式下,接收AD6650发送的中断并接收两路数据到内存。
两个通道的数据处理模块设计是完全一致的,将分别处理各自的数据并将处理的结果(RSSI,频偏等)输出到共享数据区。
通道选择模块将比较两个数据处理模块的处理结果并向串口发送正确的数据。
监控模块与监控机相连,设置与读取必要的参数
在DSP/BIOS系统支持一个抢占式的中断任务调用,实现一个中断服务各个模块的实际调度如图二
监控模块
图2软件模块调度
软件初始化完成之后,进入中断等待的状态,各个模块由各自的中断服务程序调用。
其中数据处理与通道选择对应不同的软件中断。
数据处理软中断在SPI数据读取后触发,通道选择软中断在数据处理刷新处理结果后触发。
公共数据结构设计
标准化设计
系统处理流程
数据处理的流程
两个数据处理模块流程一致,如图三所示,模块将在3个大的状态下迁移。
当前频点丢失
图3数据处理的状态迁移
开机后,两个数据通道都处于搜索状态,状态按图三的模式迁移。
同时只能有其中一路处于跟踪状态,另一路则有可能处于预备状态或者搜索状态。
一般来说,从第一次搜索信道成功后,总有一路通道处于跟踪状态,除非出现基站信号完全丢失或者其他错误情况,则两路通道又回到类似刚开机的搜索状态。
在搜索状态中,分两步实现FCCH的捕获,如图四所示。
第一步在所有124个载频中挑选出有信号的频点,一般只有几个到十几个,其他没有信号或者信号非常微弱的载频将直接被抛弃,同时符合要求的载频将根据信号的强弱进行初步的排序。
第二步在第一步选出的载频上搜索FCCH信号,同时信号的强度也再做一次校正,对没有搜索到FCCH的载频依然抛弃,对检测到FCCH的信道再比较一次强度,选择最强的载频进入预备状态,如果失败将回到第一步。
Yes
图4搜索状态的两个步骤
对这两个步骤的流程又分别分解如下图五与图六所示
Yes
图5搜索存在信号的载频
回步骤1
图6搜索FCCH信号
预备状态和跟踪状态下都需要不断估算RSSI,频偏和进行FCCH同步估计,
退出
图7计算频偏的循环
通道选择与频点丢失判决的流程
每次两个数据通道模块刷新计算结果后,通道选择模块进行一次选择流程。
Yes
图8通道选择的流程
我们首先进行更改通道判决,然后对判决后的预备通道进行丢失判决,这样进行丢失判决的一路将是在前一次判决中的败者。
也就是说,总是期望较差的一路通道重新进行扫描。
模块说明
SPI通道模块
模块描述
SPI通道是通过DSP的MCBSP接口模拟的SPI标准的数据接收接口,这是SPI的驱动程序,从硬件读取数据到RAM.
输入
输入数据从AD6650获得,为两路数据,格式为24bit的I路数据和24bit的Q路数据
输出
将输入数据拷贝到内存的固定位置
处理
VoidSPIInit()
说明:
初始化
参数:
无
返回:
无
IntSPIGetLen(intindex)
说明:
读取硬件数据缓冲的长度
参数:
通道号
返回:
硬件数据缓冲的长度
VoidSPIRead(intindex,intlen,void*pi)
说明:
读取数据到内存
参数1:
通道号
参数2:
长度
参数3:
要存储读取数据的位置
返回:
无
RS-232模块
模块描述
RS-232模块向RTM模块输出值,通过串口发送。
.
输入
通道选择模块的输出的频偏
通道选择模块的输出的选择值
输出
模块的输出是满足如下的帧结构
帧头|1bit选择位+31bit频偏(通道0)|1bit选择位+31bit频偏(通道1)|校验|帧尾
图9串口输出的帧结构
处理
VoidUartInit()
说明:
初始化
参数:
无
返回:
无
void*UartPreSend()
说明:
组织发送数据帧
参数:
无
返回:
数据帧的地址
VoidUartSend(void*pi)
说明:
发送一帧到串口
参数:
要发送的帧的地址
返回:
无
数据处理模块
模块描述
数据处理模块是主要算法实现的模块,包括RSSI计算,比较,扫频,FCCH搜索,频偏计算等。
.
输入
SPI通道的输出
输出
包括本模块当前状态,最近N次的RSSI,最近N次估计的频偏值
处理
VoidSelectFre(inti)
说明:
选择一个载频
参数:
相对与930M每200K的步进
返回:
无
IntGetRssi(int*pi,intn)
说明:
根据N个值计算强度
参数1:
第一个值
参数2:
值的个数
返回:
强度值
IntGetFCCH(int*pi,int*pipre,int*tempValue)
说明:
FCCH捕获算法
参数1:
当前读取数据序列首地址
参数2:
前一次读取数据序列首地址
参数3:
计算过程中的临时值的地址,该值表示当前已经捕获的符合要求的序列信息,并以此传递给下次计算。
返回:
非负值表示捕获成功后的起始地址,负值表示还没有捕获。
IntGetFCCHDelay()
说明:
估算下一个FCCH到来的延迟时间
参数:
无
返回:
延迟的采样次数
IntGetFre(int*pi,int*tempValue)
说明:
计算频偏
参数1:
FCCH首个采样的位置
参数2:
FCCH捕获过程中的临时值的地址,捕获成功后该值有捕获的FCCH的采样信息
返回:
频偏
通道选择模块
模块描述
通道选择模块比较两个通道的计算结果,进行选择。
.
输入
数据计算模块的输出
输出
选择的通道和频偏
处理
IntSelect(int*p0,int*p1,intindex)
说明:
选择跟踪通道
参数1:
通道0的N次强度值序列
参数2:
通道1的N次强度值序列
参数3:
当前已经在跟踪的通道,负值表示两路都没有在跟踪状态
返回:
判决后跟踪的通道
IntIfReFind(int*pi)
说明:
判决是否需要重新扫描
参数:
通道N次强度值序列
返回:
是否重扫描
监控模块
模块描述
监控模块与ARM监控板相连,通过参数设置来控制程序的运行。
.
输入
需要搜索的频点列表
搜索的最大连续采样帧数
搜索中使用的强度判定的门限值
预估的FCCH信道的采样次数
频点丢失的判定值
比较判决的滞后余量
输出
历次获得的强度值
历次获得的频偏值
当前跟踪的频点
当前通道的状态
处理
boolSetValue(intID,void*value,Intlength)
说明:
设置参数
参数1:
参数ID
参数2:
参数值的地址
参数3:
参数的字节数
返回:
设置成功
boolGetValue(intID,void*value,Intlength)
说明:
读取参数
参数1:
参数ID
参数2:
参数值的地址
参数3:
参数的字节数
返回:
读取成功
开发和运行环境
硬件环境
FTM软件模块运行在TI-C6414DSP芯片上,数字信号从AD6650通过串行口输入。
通过RS-232向RTM模块传送频偏值。
软件环境
FTM软件模块开发需要TICCStudio集成开发环境。
可靠性设计
可测试性设计
通过监控模块的输出来进行测试。
添加测试用参数返回计算的中间结果。
安全性设计
关键技术说明
参考文献
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- ZXRPT GT10 GSM车载直放站FTM模块软件设计方案101 GSM 车载 直放站 FTM 模块 软件设计 方案 101
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