专利名称：一种td-scdma射频拉远模块应用gps的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在TDD时分系统，TD — SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS 技术的方法和装置。
背景技术：
近年来，无线通信系统的架构逐渐向分布式基站方向发展。光纤射频拉远技术的应 用，使得射频拉远模块RRU分布距离基站单级达到10公里，级连情况下，可以达到 40公里以上，如图l。如此大范围的分布，提高了工程中网规网优的选址难度和维护难 度。实际布址位置和理想选址位置不同，导致实际效果存在误差。根据实际位置信息和 实际效果，需要重新进行网络规划和优化。
同时，在ip — SCDMA系统中采用TDD模式，收发分时隙工作，系统内所有模块 必须同时同步切换，避免收发互相干扰。全球GPS模块输出的秒脉冲信号理论上都是 同频同相位的，应用这种特性，以秒脉冲信号边沿作为参考信号，可以实现系统内各个 模块分时隙同步切换。因此，系统内各个TD — SCDMA射频拉远模块RRU，需严格正 确地分时隙同步工作。其中，射频拉远模块RRU需要保证与基站时隙同步，还要保证 与TD—SCDMA系统中其他模块时隙同步，整个系统最终同步到GPS上面。不同步情 况下，下行发送大功率信号时隙进入其他设备的上行接收时隙，从而干扰系统其他设备 工作。目前，RRU采用与基站同步的方式工作，然而，布网初期或者系统故障，不能 保证射频模块RRU同步到GPS上面，存在干扰其他设备的可能。因此，射频拉远模块 RRU需要同步监测功能，保障其处于同步工作状态，失步状态时，停止发射功率信号。
鉴于以上描述，在各个TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS技术可以很好 的满足定位和同步监测的需求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS的方法和 装置，该装置包括光接口单元，其通过光纤与上一级设备连接，传输基带数据，光接 口恢复时钟输出给主控单元内的逻辑器件；中频单元，用于在基带数据信号与中频信号 之间进行转换；射频单元，其外接天线，收发空口射频信号，用于在中频信号与空口射 频信号之间进行转换；GPS模块，接收GPS空口射频信号，将当前坐标位置信息输出 给主控单元，并将秒脉冲信号输出给主控单元内的逻辑器件；主控单元，分别与光接口 单元、中频单元、射频单元连接，其包括处理器和逻辑器件，用于查询GPS模块当前 坐标位置信息并上报位置信息，以及通过逻辑器件内部逻辑计数器测量GPS秒脉冲信 号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数、读取测量结果，将时钟脉冲 个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置T1和设置的最大位置T2之间， 当时间差不在Tl和T2之间时，控制射频拉远模块RRU上报失同步告警。
该方法包括通过以下步骤来实现定位(1)启动GPS模块；(2)查询GPS模块 是否稳定搜到3颗以上卫星；(3)主控单元查询GPS模块当前坐标位置信息；(4)上 报坐标位置信息；通过以下步骤来实现同步监控(a)启动GPS模块；(b)查询GPS 模块是否稳定搜到3颗以上卫星；(C)GPS模块输出秒脉冲信号到主控单元逻辑器件内， 逻辑测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数；读 取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置Tl 和设置的最大位置T2之间；(e)如果在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于 同步工作状态，返回步骤(b); (f)如果时间差不在T1和T2之间，则说明当前RRU 与GPS处于失同步工作状态，射频拉远模块RRU上报失同步告警，关断发送大功率信 号，返回步骤(b)。
对于TDD时分系统，TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS，可以实时在 线准确获得位置信息，方便査询，有利于网络规划和优化；维修人员根据位置坐标信息， 可以快速到达现场，加快维护速度；同步监测功能，当RRU处于GPS失步状态时，可 以上报告警，停止发射功率信号，减少干扰事件的发生，提高系统的可靠性。
图1是TD — SCDMA射频拉远模块4级级连拓扑结构示意图2是TD—SCDMA射频拉远模块装置内部结构示意图3是TD—SCDMA射频拉远模块GPS位置信息査询流程示意图4是TD—SCDMA射频拉远模块同步状态查询流程示意图5是秒脉冲与5ms同步开关信号时序示意图6是秒脉冲与5ms同步开关信号时序放大示意图7TD-SCDMA时隙示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明。
如图2，此装置包括以下功能单元，光接口单元、中频单元、射频单元、主控单元、 GPS模块。
本发明在RRU中应用GPS技术，用来实现定位和同步监测功能。 参照图3， GPS定位功能由以下步骤实现
1、 启动GPS模块；
2、 查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；
3、 主控单元査询GPS模块当前坐标位置信息；
4、 上报坐标位置信息。
参照图4、图5、图6， GPS同步监控功能由以下步骤实现
1、 启动GPS模块；
2、 査询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；
3、 GPS模块输出秒脉冲信号到主控单元逻辑器件内，逻辑测量GPS秒脉冲信号上 升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数；
4、 读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在T1和T2 之间；
5、 如果在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于同步工作状态，返回第2步。
6、 如果时间差不在Tl和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于失同步工作状态， RRU上报失同步告警，返回第2步。
如图2，此装置包括以下功能单元，光接口单元、中频单元、射频单元、主控单元、 GPS模块。其中，光接口单元通过光纤与上一级设备连接，传输基带数据，光接口单元 恢复上级时钟61.44Mhz，输出给主控单元内的逻辑器件；中频单元完成基带数据信号 与中频信号之间的转换；射频单元外接天线，收发空口射频信号，用于实现中频信号与 空口射频信号之间的转换；GPS模块接收GPS空口射频信号，将当前坐标位置信息输 出给主控单元，并将1PPS秒脉冲信号输出给主控单元内的逻辑器件；主控单元包括处 理器和逻辑器件，主控单元分别与光接口、中频单元、射频单元连接，以对其进行控制。
本发明应用GPS，需要GPS模块必须搜索到3颗以上卫星才能够可靠工作，所以 应用GPS模块信息之前，需要确认搜索卫星数量不少于3颗。卫星数量满足要求后，
就可以通过控制接口査询到当前GPS天线所在位置坐标的信息。
GPS模块搜到3颗星后，模块可靠输出1PPS秒脉冲信号，全球GPS模块输出的秒 脉冲信号理论上都是同频同相位的，应用这种特性，以秒脉冲信号作为参考信号，能够 保证整个系统同步。模块同步状态监控功能由逻辑器件实现。主控单元包括高速逻辑器 件，工作时钟来源于光接口恢复时钟，频率61.44Mhz，采样精度16ns。将本地5ms同 步脉冲信号和GPS输出的秒脉冲信号都引入到逻辑器件中，逻辑捕获秒脉冲信号上升 沿和秒脉冲上升沿之后的5ms同步脉冲信号上升沿，通过逻辑器件内部逻辑计数器测量 两个边沿之间的时钟脉冲个数。查询测量脉冲个数，将脉冲个数转换为时间差测量结果。 参照图6，系统要求RRU与GPS同步在一定时间位置范围内就可以满足要求，允许存 在一定的误差范围，设置最小时间位置Tl和最大时间位置T2。将时间差测量结果与 T1和T2进行比较，如果结果在两者之间，则当前RRU与GPS处于同步状态，如图6 中的模块A、模块B;否则，则当前RRU与GPS处于失同步状态，触发告警，关断发 送大功率信号，如图6中的模块C、模块D、模块E。
在TD_SCDMA系统中，举例说明同步监控实现步骤。如图7所示，TD—SCDMA 时隙示意图。1PPS包含200帧，其中一帧的起始位置要和1PPS上升沿对齐。图7中， 第一转换点是下行发送信号和上行接收信号时隙切换位置，存在96chip的保护间隔；第 二转换点是上行接收信号和下行发送信号时隙切换位置，存在16chip的保护间隔。 TD—SCDMA系统中，同步工作表示，系统内部模块同时在转换点进行切换，尤其要保 证第二转换点同步，因为只有16个chip间隔。
在TD—SCDMA中，码片速率1.28Mhz， 1个chip为0.78125us;
GPS秒脉冲精度100ns，相当于1/8 chip码片精度；
光接口恢复时钟61.44Mhz，时钟宽度16ns，相当于1/48 chip码片精度； 一个码片 相当于48个时钟脉冲。
第二转换点处于第3792 chips和3808chips之间，需要去除GPS脉冲精度误差 1/8chip。
Tl时隙位置在3792+1/8 chips, 2962.6us，相当于(3792+1/8) *48 = 182022个时钟 脉冲；
T2时隙位置在3808-1/8 chips, 2974.9us，相当于(3808-1/8) *48 = 182778个时钟 脉冲；
逻辑器件内部计数器计数测量1PPS秒脉冲上升沿和5ms同步脉冲信号上升沿之间
脉冲个数，判断脉冲个数是否在T1 (182022)和T2 (182778)之间。即Tl和T2为在
具有最小间隔的上下行转换点处的临界码片值去除GPS脉冲精度误差之后所对应的时 间位置。
权利要求
1. 一种TD—SCDMA射频拉远模块应用GPS的装置，其特征在于包括光接口单元，其通过光纤与上一级设备连接，传输基带数据，光接口恢复时钟输出给主控单元内的逻辑器件；中频单元，用于在基带数据信号与中频信号之间进行转换；射频单元，其外接天线，收发空口射频信号，用于在中频信号与空口射频信号之间进行转换；GPS模块，接收GPS空口射频信号，将当前坐标位置信息输出给主控单元，并将秒脉冲信号输出给主控单元内的逻辑器件；主控单元，分别与光接口单元、中频单元、射频单元连接，其包括处理器和逻辑器件，用于查询GPS模块当前坐标位置信息并上报位置信息，以及通过逻辑器件内部逻辑计数器测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数、读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置T1和设置的最大位置T2之间，当时间差不在T1和T2之间时，控制射频拉远模块RRU上报失同步告警。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述逻辑器件的工作时钟来源于光接口恢复时钟，频率61.44Mhz，采样精度16ns。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于设置的最小时间位置T1和最大时间位置T2为在具有最小间隔的上下行转换点处的 临界码片值去除GPS脉冲精度误差之后所对应的时间位置。
4. 一种TD—SCDMA射频拉远模块应用GPS的方法，其特征在于 通过以下步骤来实现定位(1) 启动GPS模块；(2) 査询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；(3) 主控单元查询GPS模块当前坐标位置信息；(4) 上报坐标位置信息； 通过以下步骤来实现同步监控(a) 启动GPS模块；(b) 査询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；(c) GPS模块输出秒脉冲信号到主控单元逻辑器件内，逻辑测量GPS秒脉冲信号 上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数；(d) 读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的 最小位置Tl和设置的最大位置T2之间；(e) 如果在Tl和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于同步工作状态，返回步骤(b);(f) 如果时间差不在Tl和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于失同步工作状 态，射频拉远模块RRU上报失同步告警，关断发送大功率信号，返回步骤(b)。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于设置的最小时间位置T1和最大时间位置T2为在具有最小间隔的上下行转换点处的 临界码片值去除GPS脉冲精度误差之后所对应的时间位置。
全文摘要
本发明涉及一种在TDD时分系统，td-scdma射频拉远模块RRU中应用GPS技术的方法和装置。其中，GPS技术可提供两种功能，一方面实现实时在线位置查询，方便网规网优系统管理和分析，同时方便维护人员根据定位信息快速找到故障RRU位置；另一方面实现监测RRU模块同步时隙收发切换功能，避免故障设备对网络中其他设备不同步时造成干扰，提高了系统的可靠性。
文档编号H04B7/14GK101384024SQ20081022415
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者孙文法, 朱宇霞 申请人:北京北方烽火科技有限公司