专利名称：Tdma系统的功耗控制电路及中继单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及TDMA领域，尤其涉及一种TDMA系统中功耗控制电 路及中继单元。
背景技术：
移动通信系统中为了实现小区覆盖的优化，常常需要引入直接放大设备 进行延伸覆盖，该种直接放大设备被称为直放站。在TD-SCDMA通信系统中， 传统的直放站的设计方式如下所示。
请参阅图1,现有技术中一种直放站包括放大电路11，同步获取模块12，
以及链路控制电路13。放大电路11对进入直放站的上行/下行输入信号进行 线性放大；同步获取模块12对进入直放站的TD信号进行处理以获取同步信 息；根据同步信息，链路控制电路13对放大电路ll进行上/下行链路的开启 或关闭控制。通常，链路控制电路13在上行时隙内要求直放站关闭下行链路， 开启上行链路；在下行时隙内要求直放站关闭上行链路，开启下行链路。
但是，如上所述，由于现有技术中链路控制电路13通常通过上/下行时 隙对上/下行链路进行控制，也就是只进行信号上下行的区分，在上行或下行 时隙内对上/下行的放大电路11的控制均不发生改变，即使此时完全没有信 号通过，直放站仍然放大噪声并消耗能量，由此带来了资源的极大浪费和运 营成本的大幅提高。
实用新型内容
本实用新型提供一种TDMA系统中的功耗控制电路及中继单元，能够 有效降低系统的功耗。
本实用新型提供的TDMA系统中的中继单元，包括
耦合电路，接收主通路的输入信号，对该输入信号进行耦合并转换，产 生耦合信号；
同步获取模块，与所述耦合电路连接，接收所迷耦合信号，进行处理后 产生同步信息；
容量分析模块，所述容量分析模块的一个输入端与所述同步获取模块连 接，接收所述同步信息，确定时隙的到来时刻；另一个输入端与所述耦合电 路相连，接收所述耦合信号，检测到达到来时刻的时隙的容量，产生检测结 果信号；以及
链路控制电路，所述链路控制电路的一个输入端与所述容量分析模块连 接，另一个输入端与所述同步获取模块连接，输出端根据所述检测结果信号 和/或所述同步信息，输出控制信号；
放大电路，与所述链路控制电路连接，接收所述控制信号，将所述到来 时刻的时隙开启；并控制已开启的所迷到达到来时刻的时隙的开启或闭合状 态；以及将对所述时隙的输入信号进行放大。
本实用新型提供的TDMA系统中的功耗控制电路，包括同步获取模块、 链路控制电路以及容量分析模块；
所述同步获取模块与耦合电路连接，接收耦合信号，进行处理，产生同 步信息；
所述容量分析才莫块的一个输入端与所述同步获取4莫块连接，接收所述同 步信息，确定时隙的到来时刻，另一个输入端与所述耦合电路相连，接收耦 合信号确定到达到来时刻的时隙的容量，产生检测结果信号；
所述链路控制电路的一个输入端与所述容量分析模块连接，另一个输入 端与所述同步获取模块连接，根据所述容量信息和/或所述同步信息输出控制 信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的时
隙的开启或闭合状态。
与现有技术不同，本实用新型利用TDMA系统低容量时占用时隙少，高 容量时占用时隙多的特点，通过容量分析模块检测时隙的容量实现对时隙的 控制，与无论容量高低均保持时隙开启的现有技术的做法相比，有效地降低 了功耗；同时，本实用新型采取每时隙先开启，再检测容量，最后控制该时 隙开关或闭合状态的方法，有效解决了容量检测需要时间进而造成信号损伤 的问题，从而使得本实用新型实施时更加具有有效性。
图1为现有技术中直放站的结构示意图2为本实用新型中功耗控制电路的结构示意图3为本实用新型中中继单元的结构示意图4为TD-SCDMA系统中的帧结构示意图5为现有技术的功耗控制电路对信号的控制图6为本实用新型的功耗控制电路对信号的控制图。
具体实施方式
本实用新型提供的功耗控制电路及中继单元适用于时隙占用量随信号容 量变化的通信系统中，以下以TDMA系统为例结合附图对本实用新型作进一 步的说明
在TDMA系统中，信号以多址方式接入，同一频率同一码字间的不同用 户通常可以通过时隙来区分。由于TDMA系统通常在4氐容量时占用时隙少， 因此本实用新型通过对各时隙中容量的检测，控制时隙的工作状态。
如图2所示，本实用新型提供了一种功耗控制电路的具体结构。
如图2所示，该功耗控制电路包括同步荻取模块21、链路控制电路22以 及容量分析模块23;同步获取模块21与中继单元的耦合电路连接，接收耦合 信号，进行处理，产生同步信息；链路控制电路22的一个输入端与同步获取 模块连接，接收同步获取模块的同步信息，根据同步获取模块21的同步信息 确定时隙的到来时刻，在被检测时隙到来前输出控制信号，将到达所述到来 时刻的时隙置于开启状态；容量分析模块23的一个输入端与同步获取模块21 相连，结合同步信息判断时隙的到来时刻，另一个输入端与中继单元的耦合 电路相连，接收耦合信号，检测到达到来时刻的时隙的容量，输出检测结果 信号；链路控制电路22还与容量分析模块23连接，根据所述容量分析模块 的检测结果信号及同步信息输出控制信号控制已开启的到达到来时刻的时隙 的开启或闭合状态，如果当前时隙没有容量，那么链路控制电路22就指示系 统关闭该时隙；如果当前时隙有容量，那么链路控制电路22就指示系统保持 该时隙的开启状态。
另夕卜，在功耗控制电路中还可以包括识别模块，与同步获取模块21连接， 通过信号的同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据 预定条件进行判别，并将判别结果通知链路控制电路22以及容量分析模块23， 如果是被检测对象，则链路控制电路22以及容量分析模块23执行上文所述 的步骤。
本实用新型提供的功耗控制电路可应用于各种需要对TDMA系统进行功 耗控制的设备中， 一个典型的示例为应用于TDMA系统的中继单元中。
结合图2，请参考图3，该中继单元包括放大电路30，对进入中继单元的 上行/下行时隙中的输入信号进行线性放大；耦合电路31从主通路上对输入信 号进行耦合，并将之转换为同步获取模块可用的信号形式(如检波或采样等)， 用以后续的信号分析；同步获取模块21接收耦合电路31的耦合信号，对该 信号进行处理，以获得信号的同步信息；链路控制电路22根据同步获取模块 21的同步信息判断时隙的到来时刻，在被检测时隙到来前输出控制信号，控
制放大电路30将到达所迷到来时刻的时隙置于开启状态；容量分析模块23 与同步获取模块21相连，结合同步信息判断时隙的到来时刻，检测到达到来 时刻的时隙是否存在容量；链路控制电路22还与容量分析模块23连接，根 据所述容量分析模块的检测结果信号及同步信息输出控制信号，通过放大电 路30控制该已开启的时隙的开启或闭合状态，如果当前时隙没有容量，那么 链路控制电路22就指示放大电路30关闭该时隙；如果当前时隙有容量，那 么链路控制电路22就指示放大电路30保持该日于隙的开启状态。
另外，在中继单元中还可以包括识别模块，与同步获取电路21连接，通 过信号的同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预 定条件进行判别，并将判别结果通知链路控制电路22以及容量分析模块23, 如果是被检测对象，则链路控制电路22以及容量分析模块23执行上文所述 的步骤。
本实用新型提供的中继单元的结构适用于各种对传输信号进行接力的装 置中，常见的有直放站，RRU (Regenerative Repeater Unit ，再生中继单元)等。
以下阐述本实用新型提供的功耗控制电路及中继单元的工作原理。中继 单元的耦合电路从主通路上对输入信号信号进行耦合，并将之转换为同步获 取模块可用的信号形式，用以后续的信号分析；同步获取模块接收耦合信号， 对信号进行处理，输出同步信息；由于信号的帧结构通常是具有一定规则的， 结合同步信息，可以确定出各时隙的到来时刻；链路控制电路接收同步信息 后，在各时隙到来前，输出控制信号将到达到来时刻的时隙置于开启状态； 容量分析模块接收同步信息检测已到达到来时刻的当前时隙是否存在容量， 并输出检测结果信号，链路控制电路接收检测结果信号，输出控制信号控制 该已开启的时隙的开启或闭合状态。如果当前时隙没有容量，那么关闭链路； 直至下一个时隙到来前才重新开启；如果当前时隙有容量，则保持最初的开
启状态；直至下一时隙容量判决的结果发生变化。放大电路接收控制信号，' 将到来时刻的时隙开启；然后通过控制信号控制该已开启的时隙的开启或闭 合状态；当当前时隙中存在输入信号时，将对当前时隙的输入信号进行放大。
本实用新型采取通过先将到达到来时刻的时隙开启，再通过检测该时隙 是否有容量的方式控制时隙的工作状态，这是因为由于系统检测时隙中是 否存在容量的过程需要一定的处理时间，因此如果未事先将时隙开启，则当 某个时隙中信号到来时，系统由于需要等待容量判断结果而无法及时开启时 隙，以致对信号的控制造成时延，从而造成信号损伤，甚至可能由于信号损 伤严重而使通过容量判断控制时隙工作的方案失去现实意义。而本实用新型 事先将到达到来时刻的时隙开启，可以有效保证信号经过中继单元时没有损 伤，从而保证实施本实用新型的有效性。
同步获取模块生成并输出的同步信息是指找到信号帧结构的位置并与之 同步，生成同步信息的方法包括但不限于包络检波和基带解码方法，以上两 种方法均为生成同步信息的常用方法，在此不再赘述。
上述检测当前时隙是否存在容量可以通过多种途径实现，比如，可以通 过对当前时隙中信号进行功率检测判断该时隙是否存在容量，如果该时隙的 信号的功率达到预定的阈值，则该时隙存在容量。另一种检测容量有无的方 法可以对信号进行相关处理，当具有相关性时，就认为时隙存在容量；又或 者如果系统已经具有了下行时隙的判别能力，而下行时隙与上行时隙之间的 对应关系是已经被网络告知或被运营商告知的，那么上行时隙的容量情形就 无需判决即可得知，反之亦然。使用本实用新型时，可以针对在不同的应用 场景，以及被检测时隙的不同特性选择相应的实现方式。
本实用新型容量分析模块可以针对TDMA系统的全部时隙进行容量检 测，也可以根据实际需要选择在部分时隙内进行，此时可以预先设置预定条
件确定需要被检测的时隙，在开启到达到来时刻的时隙前首先判断该时隙是 否为检测对象，如果是检测对象则先开启该时隙，再判断是否存在容量。本
无的方法，以下列举两个应用本实用新型的实施例以更加清楚的阐述本实用 新型。
实施例一TD-SCDMA系统是时分复用的系统，其帧结构如图4所示。 TD-SCDMA系统的一个基本时间单元为无线帧，每个无线帧分成两个子帧， 两个子帧的结构相同。单个子帧由7个相同时间长度的常规时隙和三种特殊 时隙(DWPTS, GP和UPPTS)组成，每个子帧有两个转换点，上下行可以 不对称。如图4所示，图中TS0总是下行时隙,TS1总是上行时隙,TS2、TS3......
TS6根据实际业务需要可以动态的指定为上行时隙或下行时隙。DwPTS是下 行时隙，UpPTS是上行时隙，中间由第一时隙转换点GP分开。
对于TD-SCDMA系统而言，其下行输入口的信号的信噪比通常较好，信 号通常远高于噪声，作为一个实施例，可以选用功率检测的手段进行容量有 无的判决。
但对于上行时隙，由于TD-SCDMA系统采用了码分多址的多用户接入方 式，从而使得低于低噪下的用户信号可以被有效的接收。作为一个实施例， 可以通过对时隙中的信号与训练序列码midamble码进行相关性处理，根据相 关性检测时隙中是否存在容量。由于中继单元已经获取同步，如果进行同步 的方式采用的是基带解码的方法(即已知同步码)，可以进一步获得小区扰码 的相应信息，以获得该小区选用的基本midamble码。由于同一时隙中每个用 户所采用的midamble码通常由基本midamble码循环移位获得，因此对接收 信号进4亍基本midamble码的相关性分析，当有用户占用该时隙时，将产生远 高于噪声的相关峰值，通过该峰值可以检测该时隙存在容量，以输出检测容 量信号。
假定TD信号当前帧的容量情况为下行TSO， TS4有容量，上行TS1有容
量，其余时隙没有容量，则根据上述情况，在使用本实用新型的方法进行功
耗控制时，首先从TDMA系统中获取进入中继单元的TD信号，对TD信号 进行处理，获取同步信息；进而判断出各时隙的到来时刻；当下行TS0到来 时，输出控制信号将TSO置于开启状态；通过功率检测判断TSO存在容量， 则继续保持该时隙的开启状态；当上行时隙TS1到来时，首先将TS1开启， 通过对信号的相关性分析，判断TS1有容量，则继续保持该时隙的开启状态； 当上行时隙TS2到来时，将TS2开启后，经过判断获知该时隙不存在容量， 则将TS2关闭，此时将产生一个短时的脉冲；对上行时隙TS3的控制过程与 TS2时隙类似。对下行时隙TS4的控制过程与TS0类似情况，下行时隙TS5 和TS6开启后关闭也将产生一个短时的脉冲。图5示出现有技术对信号的控 制图，图6示出本实用新型对信号的控制图，可以看出，本实用新型明显的 缩短了系统实际工作的时长，减少了无用的能耗。
值得指出的是，对于下行时隙，同样可以采用与上行时隙相同的相关性 判断的方法对时隙进行容量判决，当然也可以针对上行时隙与下行时隙的特 性采用其他容量判决的方式，在此不再赘述。本实施例是以将所有的时隙作 为检测对象举例说明，以下以在GSM系统中应用本实用新型为例，列举一个 在将下行时隙作为检测对象的实例。
第二实施例在GSM通信系统中，虽然采用了 FDD的双工方式，但其
多址接入方式却是TDMA方式的，因此，与TD-SCDMA系统类似的，GSM 系统也可以应用本实用新型对时隙进行控制，从而达到降低功耗的目的。
与TD-SCDMA系统不同的是，GSM系统没有采用码分多址技术，因此 信号通常远高于噪声，因此也可以考虑使用功率检测的方式对各时隙进行容 量检测。以下假设仅以将下行时隙作为检测对象为例进行阐述。
假设GSM系统具有下行时隙的判别能力，而下行时隙与上行时隙之间的 对应关系已经被网络告知，则根据上行时隙和下行时隙的对应关系设定预定
条件，当判断到达到来时刻的时隙为下行时隙时，先将该时隙开启，然后根 据功率检测的方式检测该时隙中是否存在容量，如果存在，则继续保持该时 隙的开启状态，否则，将该时隙关闭。对下行时隙的控制过程可参照实施例 一中对下行时隙的控制过程实现，在此不再赘述。
通过以上实施例可以看出，对于不同的TDMA系统，用户可以针对具体 需求设置相应的预定条件将部分或全部时隙作为被检测对象，针对上行时隙 和下行时隙的不同特点选择行之有效的判决是否存在容量的方式，均不影响 本实用新型的实施。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限 定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等， 均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1、一种TDMA系统中的中继单元，其特征在于，包括:耦合电路，接收主通路的输入信号，对该输入信号进行耦合并转换，产生耦合信号；同步获取模块，与所述耦合电路连接，接收所述耦合信号，进行处理后产生同步信息；容量分析模块，所述容量分析模块的一个输入端与所述同步获取模块连接，接收所述同步信息，确定时隙的到来时刻；另一个输入端与所述耦合电路相连，接收所述耦合信号，检测到达到来时刻的时隙的容量，产生检测结果信号；链路控制电路，所述链路控制电路的一个输入端与所述容量分析电路连接，另一个输入端与所述同步获取电路连接，输出端根据所述检测结果信号和/或所述同步信息输出控制信号；放大电路，与所述链路控制电路连接，接收所述控制信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的时隙的开启或闭合状态；以及将对所述时隙的输入信号进行放大。
2、 根据权利要求1所述的TDMA系统中的中继单元，其特征在于，还 包括与同步获取模块连接的识别模块，接收所迷同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预定条件进行判别，并将判别结果通知所述链路控制电路以及所述容量分析模块。
3、 根据权利要求1或2所述的TDMA系统中的中继单元，其特征在于 所述中继单元为直i丈站或再生中继单元RRU。
4、 一种TDMA系统中的功耗控制电路，其特征在于，包括同步获取 模块、链路控制电路以及容量分析模块；所述同步获取模块与耦合电路连接，接收耦合信号，进行处理，产生同 步信息； 所述容量分析模块的 一个输入端与所述同步获取模块连接，接收所述同 步信息，确定时隙的到来时刻，另一个输入端与所述耦合电路相连，接收耦合信号，检测到达到来时刻的时隙的容量，产生检测结果信号；所述链路控制电路的一个输入端与所述同步获取模块连接，另 一输入端 与所述容量分析模块连接，根据所述同步信息和/或所述检测结果信号输出控 制信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的 时隙的开启或闭合状态。
5、 根据权利要求4所述的TDMA系统中功耗控制电路，其特征在于， 还包括与同步获取模块连接的识别模块，通过所述同步信息，获得各时隙的 到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预定条件进行判别，并将判别结果通 知所述链路控制电路以及所述容量分析模块。
6、 根据权利要求4或5所述的TDMA系统中功耗控制电路，其特征在 于，所述功耗控制电路位于中继单元。
专利摘要本实用新型提供的TDMA系统中的中继单元中耦合电路接收输入信号，对其耦合并转换成耦合信号；同步获取模块与耦合电路连接；容量分析模块的一个输入端与同步获取模块连接，接收同步信息以确定时隙的到来时刻；另一个输入端与耦合电路相连，检测到达到来时刻的时隙的容量产生检测结果信号；链路控制电路的一个输入端与容量分析模块连接，另一个输入端与同步获取模块连接，输出控制信号；放大电路接收控制信号，将到来时刻的时隙开启并控制已开启的时隙的开启或闭合；并将对时隙的输入信号进行放大。本实用新型还提供功率控制电路。使用本实用新型可以有效降低系统功耗。
文档编号H04B7/14GK201204586SQ20082004710
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月29日 优先权日2008年4月29日
发明者牛晨曦 申请人:京信通信系统(中国)有限公司