一種軟硬融合的移動通信設備的製作方法

2023-06-06 02:56:01 1

本發明屬於通信設備領域，尤其涉及一種軟硬融合的移動通信設備。

背景技術：

通信行業的發展日新月異，技術更新迭代很快，周期在縮短。以中國為例，2G曾經統治中國移動通信很長一段時間，3G在2009年發放牌照，僅僅5年後，4G在2013年12月發放牌照，2014年開始大規模建設，目前3G已經被4G取代。在此同時，5G的標準正在緊張進行之中。

移動通信標準不斷升級換代，行動裝置隨之更新，運營商建設了大量基站，這些基站的建設、維護需要大量的專業人才，如何培養這些符合通信市場的人才成為各個高校面臨的重要問題。

在高校，除了開設最新專業理論課程，實驗實訓也是人才培養的重要一環。實訓室建設中最重要的一部分是實訓設備建設，在通信系實驗室實訓室，尤其是移動通信實訓室，主要是移動通信設備的建設。目前有兩種模式，一是設備硬體，二是仿真軟體。

使用設備硬體教學貼近實戰，畢業即可上崗，可全面掌握移動通信的布線、數據配置、設備維護、網絡優化等知識。設備硬體的缺點是投入大，通信設備價格昂貴，升級成本極高。比如3G的TD-SCDMA設備，全網設備在4G的LTE標準中都有重大改變，RNC被取消，基站被加強，這導致在3G時代投入大量資金建設的設備無法升級到4G，造成資金浪費，也對教學帶來困難。

軟體仿真相對硬體成本低，效果雖然不如真實物理設備效果好，但是靈活性高，普通計算機即可運行。升級快速，從3G到4G只要更新軟體即可。部署數量增多，由於硬體設備成本高，往往只能購買一套，人均佔用時間少，而軟體仿真可保證每個人的實訓時間。

事實上，在實際教學中，發現軟體仿真可滿足絕大部分教學要求。即使是布線，接線，網絡拓撲等均可在軟體中點擊滑鼠完成。但是這些布線操作不僅需要訓練學生的連接能力，還需要學生掌握線纜的類型，線纜接口標準，線纜的連接，綜合布線，滿足工程標準的拓撲與連線，這些能力訓練是軟體的弱點，所以急需一種能綜合軟體仿真和硬體設備優點的移動通信設備，從而低成本對學生的綜合素質進行培養。

技術實現要素：

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種能克服移動通信教學中設備價格昂貴，升級困難，軟體仿真功能強大，但無法滿足對學生工業現場素質培養與技能訓練的問題的軟硬融合的移動通信設備。

為達到上述目的，本發明採用的技術方案是：一種軟硬融合的移動通信設備，包括運行在PC機上的仿真軟體、總網關、接口模塊、線纜和多個通信設備模型；所述仿真軟體與總網關相連；所述總網關連接至少兩個通信設備模型；所述通信設備模型上設有接口模塊；所述接口模塊之間通過線纜相連；所述接口模塊用於檢測線纜的插入信息和獲取線纜兩端相連接口模塊的標識信息，並將相應的線纜連接信息匯總到總網關；所述仿真軟體將線纜的連接信息映射到軟體配置中，進行後期的通信仿真。

優選的，所述仿真軟體通過網線或串口或GPIB或USB與總網關相連。

優選的，接口模塊種類與線纜種類一一對應，每個線纜接頭對應一個接口模塊。

優選的，所述接口模塊包括標準物理接口、線纜接頭插入檢測結構和連接標識檢測系統。

優選的，一個接口模塊包含一個標準物理接口，但包含多個物理接口的設計方案也在本專利保護範圍之內。

優選的，所述線纜接頭插入檢測結構用於檢測線纜的插入信息。

優選的，所述連接標識檢測系統用於檢測線纜兩端相連接口模塊的標識信息。

優選的，所述每個接口模塊對應唯一標識符，標識符為一串字符串或IP位址或硬體地址。

優選的，所述通信設備模型具有一個或多個接口模塊，接口模塊的數據匯聚到PC機上。

由於上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明方案的軟硬融合移動通信設備，在操作時先利用通信設備模型進行設備認知、網絡拓撲規劃、線纜連接以及綜合布線，然後將通信設備模型中的線纜連接數據與仿真軟體進行通信，仿真軟體根據數據進一步完成數據配置、設備維護和網絡優化等功能，這樣學生在實驗實訓中既可以通過仿真軟體理解通信理論知識，掌握通信設備的配置方法和維護方法，又可以通過通信設備模型掌握符合標準的布線、連線和拓撲等專業技能，並且能幫助高校降低實驗室建設成本和升級成本，具有較高的實用性。

附圖說明

下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：

附圖1為本發明的結構示意圖；

其中：1、乙太網接口模塊；2、光纖接口模塊；3、同軸線纜接口模塊；4、其它線纜接口模塊；5、網絡線纜；6、光纖線纜；7、同軸線纜；8、其它線纜；9，10，11,14、通信設備模型；12、總網關；13、PC機。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如附圖1所示的本發明所述的一種軟硬融合的移動通信設備，包括運行在PC機13上的仿真軟體、總網關12、接口模塊、線纜和多個通信設備模型9,10,11,14；所述仿真軟體與總網關12相連；所述總網關12連接至少兩個通信設備模型；所述通信設備模型9，10，11，14上設有接口模塊；所述接口模塊之間通過線纜相連；所述接口模塊用於檢測線纜的插入信息和獲取線纜兩端相連接口模塊的標識信息，並將相應的線纜連接信息匯總到總網關12；所述仿真軟體將線纜的連接信息映射到軟體配置中，進行後期的通信仿真；所述仿真軟體通過網線或串口或GPIB或USB與總網關12相連，其包括串行和並行數據傳輸技術；所述接口模塊種類與線纜種類一一對應，每個線纜接頭對應一個接口模塊；所述接口模塊包括標準物理接口、線纜接頭插入檢測結構和連接標識檢測系統；所述線纜接頭插入檢測結構用於檢測線纜的插入信息；所述連接標識檢測系統用於檢測線纜線纜兩端相連接口模塊的標識信息；所述每個接口模塊對應唯一標識符，標識符為一串字符串或IP位址或硬體地址；所述通信設備模型9,10,11,14具有一個或多個接口模塊，接口模塊的數據匯聚到PC機13上。

本發明的軟硬融合的移動通信設備，其中通信設備模型與真實設備布局、外形、功能用途等保持一致，通信設備模型與真實設備擁有同樣功能與布局的接口位置，近乎同樣的外觀，為仿真軟體提供線纜連接數據，通信設備模型的主要功能是為仿真軟體提供設備連接拓撲與線纜連接信息。

接口模塊的數據匯聚到PC機上時通過總網關匯聚一個或多個通信設備模型的接口數據。

接口模塊可以包括乙太網接口模塊1、光纖接口模塊2、同軸線接口模塊3以及其它線纜接口模塊4中的任意一種或者多種；接口模塊由連接標識檢測系統、線纜接頭插入檢測結構和標準物理接口三部分組成。

接口模塊的線纜接頭插入檢測結構檢測線纜插頭有無插入；插入檢測結構分為兩種，一種採用限位開關、接口內部凸起的可伸縮的檢測柱等機械技術，另一種是光電檢測；連接標識檢測系統結合插入檢測結構檢測接口狀態確定接頭是否插入。

連接標識檢測系統可採用任意型號單片機，如STM32、MSP430等。每個物理接口設置唯一標識符，該標識符為IP或字符串或硬體地址，同種類型接口模塊可進行通信，通信時互相告知自己的唯一標識符。

接口模塊中的標準物理接口，通過線纜連接兩個接口模塊。接口模塊數據傳送到總網關上，線纜接頭與物理接口匹配，線纜不需特別定製，使用商業線纜即可。

總網關主要用於傳送接口模塊是否有接頭插入，線纜兩端接口模塊的標識符和接口連接狀態等信息。

仿真軟體運行在PC機上，通過網線、串口、GPIB等與總網關相連，實時更新線纜接入情況數據。

如果沒有選配總網關，PC機也可通過總線技術直接與接口模塊通信。

仿真軟體預置模型的信息與模型內接口模塊標識符，根據通信設備模型的連接拓撲和連接信息自動生成設備配置參數，進行數據分析，通信仿真和網絡優化等功能；如果設備模型連接錯誤，仿真軟體可進行告警。

實際的使用過程如下所述：

如圖1所示的軟硬融合移動通信設備，學生首先根據通信需求，設計移動通信設備的網絡拓撲，選用適當的通信設備模型，比如RT模型，SGW模型，RRU模型等，根據網絡拓撲將這些通信設備模型用線纜連接起來，比如RJ-45接頭網絡線纜，LC或SC接頭光纖線纜，BNC或N型接頭同軸線纜。

實施例一：

當只有兩個通信設備模型9，11時，接口模塊包括乙太網接口模塊1、光纖接口模塊2、同軸線纜接口模塊3時；學生依次將PC機13與總網關12相連接，總網關12與兩個通信設備模型9，11相連接，然後將網絡線纜5、光纖線纜6、同軸線纜7分別連接到對應的設備模型的乙太網接口模塊1、光纖接口模塊2、同軸線纜接口模塊3中，接口模塊檢測網絡線纜5、光纖線纜6、同軸線纜7是否插入到接口模塊；同時檢測網絡線纜5、光纖線纜6、同軸線纜7兩端相連對應的接口模塊的標識信息，即線纜連接到通信設備模型9，11中的具體某個接口模塊的標識信息，將同一線纜兩端的兩個接口模塊標識構成一個關聯狀態，接口模塊將插入狀態和線纜連接標識信息等數據傳輸到總網關12上，總網關12起到橋梁溝通作用，仿真軟體運行在PC機13中，和總網關12進行實時通信，根據從總網關12獲取的線纜連接數據來判斷學生的連接是否正確，進行後期數據參數配置與仿真，從而能很好的培養學生的實際動手能力。

如果沒用選配總網關12，則接口模塊中的乙太網接口模塊1、光纖接口模塊2、同軸線纜接口模塊3、其它線纜接口模塊4數據之間可以通過總線直接匯聚到電腦13中。

如圖1所示的軟硬融合移動通信設備，實驗室在升級換代通信設備時候，可以直接在PC機13中升級仿真軟體；如果通信設備發生改變，直接更換通信設備模型。

如圖1所示的軟硬融合移動通信設備，網絡線纜5、光纖線纜6、同軸線纜7、和其它線纜8使用通用的線纜即可，不需要特殊定製。

本發明的軟硬融合移動通信設備，在操作時先利用通信設備模型進行設備認知、網絡拓撲規劃、線纜連接以及綜合布線，然後將通信設備模型中的線纜連接數據與仿真軟體進行通信，仿真軟體根據數據進一步完成數據配置、設備維護和網絡優化等功能，這樣學生在實驗實訓中既可以通過仿真軟體理解通信理論知識，掌握通信設備的配置方法和維護方法，又可以通過通信設備模型掌握符合標準的布線、連線和拓撲等專業技能，並且能幫助高校降低實驗室建設成本和升級成本，具有較高的實用性。

以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。