如何使用GNU Radio和USRP实现路测仪的设计

　　随着GSM网络规模和用户数量不断增长，各大运营商的移动网络都具有相当规模。如何在最短时间内提高网络服务质量，提高企业核心竞争力，受到越来越多的关注。在网络运行过程中，经常会出现各种不可预料的问题，其中基站硬件故障、传输问题等，可以通过网络操作维护设备（OMC）来发现，但是有些无线方面的问题，如并没有导致严重掉话的上下行干扰或覆盖不合理等现象，统计中难以发现。对这些问题，要通过路测采集数据并进行分析，做出准确的判断，同时依据测试结果，提出调整方案。这些测试数据包括：信号电平、信号质量、信令数据等［1］。路测设备一般分为两大类：第一类是扫频仪。它是专用的场强测试仪表，可以对无线网络RF信号强度进行全面精确测量，其缺点是价格一般比较高。第二类是参考终端和路测软件。通过参考终端配合路测软件取得空中接口信令消息后进行后期处理。此类仪表的缺点主要有两点：首先，面对目前移动通信系统、设备和终端的高速发展，参考终端的开发还需进一步完善和加强。其次，由于参考终端是由普通终端改进而成，故其RF信号测量精度非常有限，使用寿命也较短。为了解决上述问题，笔者基于GNU Radio和USRP提出了一种GSM900M 路测仪设计方案，通过在GNU Radio 软件平台上进行开发，得出只需一部USRP 和一台普通PC 配合全球定位系统GPS 就能够实现采集信号电平、获得信令数据等一些路测仪的基本功能，降低了设备成本以及维护和升级成本。

　　1.1 硬件平台——USRP

　　USRP 全称是软件无线电通用外设，实现了基站的射频前端。如图1 所示，它由一个母板和不同的子板组成。母板包含4 个 12bit /64M 抽样率的模/数转换器ADC、4 个14bit/128M 数/模转换器DAC、一个百万门的现场可编程门阵列FPGA 芯片和一个可编程的USB2.0 控制器。其作用包括与电脑间传送数据、数模转换、信号处理、运行用户程序等。每个USRP 母板上可连接四个子板，其中两个用于接收，另外两个用于发射。RF 前端实现在子板上的，通过连接不同的子板，USRP 可以处理不同频段的信号。这里USRP 连接了两块900 MHz的子板，实现了GSM无线接口。