专利名称：检测同步点及切换点位置的方法、装置及中继设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及时分复用无线通信系统，尤其涉及一种时分复用无线通信系统中检测同步点及切换点位置的方法、装置及中继设备。
背景技术：
在无线通信系统中，由于基站的无线信号只能在一定范围内覆盖无线终端，因此若基站需要覆盖较大的范围，就要在基站的覆盖范围内增加中继设备(如干线放大器、直放站等)，用以对基站发出的无线信号进行中继放大，以增大基站的覆盖范围。
根据无线通信系统工作模式的不同，应用的中继设备的工作原理也不同。目前无线通信系统中上行和下行链路的工作模式主要为FDD(FrequencyDivision Duplex，频分双工)和TDD(Time Division Duplex，时分双工)两种。
请参阅图1，该图为FDD系统的中继设备的结构示意图，主要包括下行链路功率放大器101、上行链路功率放大器102、第一双工器103和第二双工器104。在上行链路方向，所述第二双工器104接收无线终端的信号，经过所述上行链路功率放大器102进行信号放大，再经过所述第一双工器103向基站发送；在下行链路方向，所述第一双工器103接收基站发来的无线信号，经过所述下行链路功率放大器101进行信号放大，再经过所述第二双工器104发送到无线终端。其中，第一双工器103和第二双工器104的本质是两个收发频段的带通滤波器，上行链路功率放大器102和下行链路功率放大器101同时工作，因此，FDD系统的中继设备无须控制其上下行链路功率放大器的工作状态。
TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统是一个码片速率为1.28Mcps，带宽为1.6MHz的系统，其数据部分和上下行的导频部分采用同样的信号格式。请参阅图2，该图为TD-SCMDA系统的帧结构示意图，TD-SCDMA系统的无线子帧由7个普通时隙(TS0～TS6)和三个特殊时隙构成。普通时隙用来传送数据，三个特殊时隙分别为DwPTS(下行导频时隙)、UpPTS(上行导频时隙)和GP(转换保护时隙)，其中DwPTS用于系统的小区初搜信号的发送，UpPTS用于终端接入时的随机接入信号的发送，GP是下行发送时隙向上行发送时隙转换的时间间隔。TD-SCMDA系统的无线子帧中具有两个上下行切换点，其中第一个切换点介于下行导频和上行导频之间，为整个系统的同步点，第二个切换点位于业务时隙之间。TD-SCDMA系统可根据业务需要调整同步点及切换点的位置，以适应非对称业务的需要。
在采用TDD模式的TD-SCDMA系统中，中继设备的上下行切换必须与基站保持同步，其结构如图3所示，主要包括下行链路功率放大单元201、上行链路功率放大单元202、第一收发开关单元203、第二收发开关单元204、下行链路功率放大单元开关205、上行链路功率放大单元开关206、第一带通滤波单元207、第二带通滤波单元208和同步及切换点位置获取单元209。由于TD-SCDMA系统的上下行链路使用同一频率发送或接收信号，因此其中继设备的上行链路方向和下行链路方向不能同时工作，只能与系统的上行或下行信号同步工作。同步及切换点位置获取单元209用于获取系统的同步点及切换点位置信息，以保证与基站同步的进行上下行信号的切换。同步及切换点位置获取单元209获取到同步点及切换点位置信息后将其发送给第一收发开关单元203、第二收发开关单元204、下行链路功率放大单元开关205及上行链路功率放大单元开关206，用以控制下行链路和上行链路的切换。在上行信号传输时，上行链路功率放大单元开关206控制上行链路功率放大单元202工作，同时第一收发开关单元203处于接收状态，第二收发开关单元204处于发送状态。同理，在下行信号传输时，下行链路功率放大单元开关205控制下行链路功率放大单元201工作，同时第一收发开关单元203处于发送状态，第二收发开关单元204处于接收状态。下行链路功率放大单元201和上行链路功率放大单元202不能同时工作。所述第一带通滤波单元207和第二带通滤波单元208用于滤除杂波。
上述图3所示中继设备中，同步及切换点位置获取单元209获取同步点及切换点位置信息的实现方式主要有以下两种，下面分别予以说明第一种实现方式为在中继设备与基站之间建立用于传输同步点及切换点位置信息的有线传输通道，中继设备的同步及切换点位置获取单元209通过该有线传输通道获取基站提供的无线子帧的同步点及切换点的位置信息。这种方式的优点是可靠性高，缺点是不适用于地理条件较恶劣的环境。
第二种实现方式为中继设备的同步及切换点位置获取单元209从GPS(全球卫星定位)系统中获取同步点的位置信息，从基站与中继设备之间的用于传输O&M(操作及维护)信息的无线通道中获取切换点位置信息。这种方式的成本很高，并且这种方式需要占用基站与中继设备之间的操作维护信息通道。
综合上述两种实现方式可知，现有技术中中继设备只能从其他设备(如基站、卫星等)中获取同步点及切换点位置信息，无法根据接收到的射频信号确定出同步点及切换点的位置。
发明内容
本发明提供了一种检测同步点及切换点位置的方法、装置及中继设备，用以解决现有技术中中继设备只能从其他设备中获取同步点及切换点位置信息的问题。
本发明技术方案包括一种确定同步点及切换点位置的方法，包括步骤A、对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后分为两路，分别对其进行功率检波处理，得到第一电压信号和第二电压信号；B、将所述第一电压信号与第一预设门限比较，当所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置，以及将所述第二电压信号与第二预设门限比较，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，所述确定当前子帧的切换点的位置的过程为在所述第二电压信号中，将当前子帧中与上一子帧的切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限时，确定该到达时间点所在时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括步骤在当前子帧中根据所述确定的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在当前子帧中根据所述确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
较佳地，所述步骤B中，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限，且其连续到达所述第二预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，根据该业务时隙的位置确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，所述确定当前子帧的切换点位置的过程为在所述第二电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限，且其连续到达所述第二预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，确定该业务时隙与前一时隙的时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括步骤在当前子帧中根据所述确定的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在下一子帧中根据所述确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
较佳地，所述第一预设门限小于下行导频时隙的电压。
较佳地，所述第二预设门限根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定。
一种确定同步点及切换点位置的装置，包括定向耦合单元、分路单元、同步点确定单元和切换点确定单元；所述定向耦合单元对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理；所述分路单元将定向耦合单元输出的射频信号分为两路，分别输入同步点确定单元和切换点确定单元；所述同步点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第一电压信号，在所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；所述切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第二电压信号，根据第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括工作状态控制单元，分别连接所述同步点确定单元和所述切换点确定单元，用于根据接收到的同步点及切换点位置控制中继设备上行链路方向和下行链路方向的工作状态。
一种中继设备，包括下行链路功率放大单元、上行链路功率放大单元、下行链路功率放大单元开关、上行链路功率放大单元开关、第一收发开关单元和第二收发开关单元；所述第一收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与基站连接，或下行链路功率放大单元与基站连接；所述第二收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与无线终端连接，或下行链路功率放大单元与无线终端连接；还包括定向耦合单元、分路单元、同步点确定单元和切换点确定单元；所述定向耦合单元对接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理；所述分路单元将定向耦合单元输出的射频信号分为两路，分别输入同步点确定单元和切换点确定单元；所述同步点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第一电压信号，在所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；所述切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第二电压信号，根据第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括工作状态控制单元，分别连接所述同步点确定单元和所述切换点确定单元，用于根据接收到的同步点及切换点位置控制上行链路功率放大器工作且下行链路功率放大器关闭，或控制下行链路功率放大器工作且上行链路功率放大器关闭。
一种确定同步点及切换点位置的方法，包括步骤A、对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后通过功率检波处理得到相应的电压信号；B、将所述电压信号与预设门限比较，当所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置，以及在当前子帧中，当所述电压信号再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，所述确定当前子帧的切换点位置的过程为在所述电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述电压信号到达所述预设门限时，确定该到达时间点所在时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括步骤在当前子帧中根据所述确定的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在当前子帧中根据所述确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
较佳地，所述步骤B中，当所述电压信号再次到达所述预设门限，且其连续到达所述预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，根据该业务时隙的位置确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，所述确定当前子帧的切换点位置的过程为在所述电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述电压信号到达所述预设门限，且其连续到达所述预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，确定该业务时隙与前一时隙的时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括步骤在当前子帧中利用所述确定出的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在下一子帧中利用所述确定出的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
较佳地，所述预设门限根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定。
一种确定同步点及切换点位置的装置，包括定向耦合单元和同步点及切换点确定单元，所述定向耦合单元对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后输入同步点及切换点确定单元；所述同步点及切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到相应的电压信号，将所述电压信号与预设门限比较，当所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；以及在当前子帧中，所述电压信号再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括工作状态控制单元，连接所述同步点及切换点确定单元，根据接收到的同步点及切换点位置控制中继设备上行链路方向和下行链路方向的工作状态。
一种中继设备，包括下行链路功率放大单元、上行链路功率放大单元、下行链路功率放大单元开关、上行链路功率放大单元开关、第一收发开关单元和第二收发开关单元；所述第一收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与基站连接，或下行链路功率放大单元与基站连接；所述第二收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与无线终端连接，或下行链路功率放大单元与无线终端连接；还包括定向耦合单元和同步点及切换点确定单元，所述定向耦合单元对接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后输入同步点及切换点确定单元；所述同步点及切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到相应的电压信号，将所述电压信号与预设门限比较，当所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；以及在当前子帧中，所述电压信号再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
较佳地，还包括工作状态控制单元，连接所述同步点及切换点确定单元，用于根据接收到的同步点及切换点位置控制上行链路功率放大器工作且下行链路功率放大器关闭，或控制下行链路功率放大器工作且上行链路功率放大器关闭。
本发明有益效果如下本发明通过对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理后进行功率检波，将检波后的电压信号与预设门限比较，根据比较结果确定出当前无线子帧的同步点及动态切换点的位置，利用所述确定的同步点及切换点位置对中继设备的收发工作状态进行控制，实现了TD-SCDMA中继设备的动态时分双向放大。
图1为FDD系统的中继设备的结构示意图；图2为TD-SCMDA系统的帧结构示意图；图3为采用TDD模式的TD-SCDMA系统中的中继设备的结构示意图；图4为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的方法的流程图；图5为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的装置的结构示意图；图6为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的装置的同步点确定单元的结构示意图；图7为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的装置的切换点确定单元的一种实现方式的结构示意图；图8为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的装置的切换点确定单元的另一种实现方式的结构示意图；图9为本发明实施例一中中继设备的结构示意图；图10为本发明实施例二中确定同步点及切换点位置的方法的流程图；图11为本发明实施例二中确定同步点及切换点位置的装置的结构示意图；
图12为本发明实施例二中确定同步点及切换点位置的装置的同步点及切换点确定单元的结构示意图；图13为本发明实施例二中中继设备的结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合各个附图对本发明技术方案的主要实现原理具体实施方式
及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
实施例一请参阅图4，该图为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的方法的流程图，其主要实现过程为步骤S10、中继设备接收基站或终端发出的射频信号，对中继设备接收到的上行方向射频信号进行隔离处理，对中继设备接收到的下行方向射频信号进行耦合处理后分为两路，分别为第一射频信号和第二射频信号。
步骤S11、对步骤S10中得到的第一射频信号和第二射频信号分别进行功率检波处理，得到随第一射频信号变化的第一电压信号和随第二射频信号变化的第二电压信号。
步骤S12、将第一电压信号与第一预设门限比较，当第一电压信号连续到达第一预设门限的时长符合TDS-CDMA系统中下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置。
所述第一预设门限设定为比下行导频时隙电压低的电压。
步骤S13、根据所述同步点的位置发出上行链路工作指令，用于控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换，所述上行链路工作指令包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，所述第一控制信号用于控制上行链路功率放大器工作，所述第二控制信号用于控制下行链路功率放大器关闭，所述第三控制信号用于控制收发开关单元导通上行链路。
步骤S14、在所述第二电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置，由于相邻子帧的切换点变化只会前移或后移一个时隙，因此从当前子帧中基准位置的前一时隙开始检测，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限时，确定该到达时间点所在时隙间隔为当前子帧的切换点的位置；较佳地，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限时，继续判断其连续到达第二预设门限的时长是否符合业务时隙的时长要求，若符合，则确定该业务时隙与前一时隙的时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
相比较而言，上述第一种确定切换点位置的方式的实现过程较简单，但是其可靠性较低，比较容易收到外界干扰，产生误判，上述第二种确定切换点位置的方式的实现过程较第一种方式复杂，但是其可靠性较高，抗干扰能力较强。
具体地，所述第二预设门限根据进行上述步骤S11中进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定，下面通过一种较极限的情况对第二预设门限的设置过程进行说明假设基站下行方向的最小发射功率为5dBm，基站到达中继设备的最大电缆损耗为40dB，则下行时隙到达中继设备的下行入口功率为-35dBm，经过耦合度为5dB的耦合器的下行方向耦合处理后，进行功率检波前的射频信号的最小下行功率为-40dBm；假设中继设备上行方向的最大接收功率为-60dBm，中继设备的上行增益为40dB，则中继设备上行出口，即下行入口的功率为-20dBm，经过耦合度为5dB、方向性为20dB的耦合器的上行方向隔离处理后，进行功率检波前的射频信号的最大上行功率为-45dBm。
由以上分析可以看出，进行功率检波前的射频信号的最小下行功率-40dBm＞最大上行功率-45dBm，因此可以将第二预设门限设为与-40dBm相对应的电压值，如果进行功率检波前的射频信号的电压大于第二预设门限，则判决为下行时隙；如果进行功率检波前的射频信号的功率小于第二预设门限，则判决为上行时隙。
步骤S15、根据上述步骤S14中确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换；当上述步骤S14中仅对第二电压信号到达所述第二预设门限的到达时间进行检测，并以此确定当前子帧的切换点的位置时，在确定当前子帧的切换点位置后，立刻在当前子帧中根据所述确定的切换点位置发出下行链路工作指令，用于控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换，所述下行链路工作指令包括第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号，所述第四控制信号用于控制下行链路功率放大器工作，所述第五控制信号用于控制上行链路功率放大器关闭，所述第六控制信号用于控制收发开关单元导通下行链路。
当上述步骤S14中既检测第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点，又判断第二电压信号连续到达第二预设门限的时长是否符合业务时隙的时长要求，并以此确定当前子帧的切换点的位置时，在确定当前子帧的切换点位置后，在下一子帧中根据所述确定的切换点位置发出下行链路工作指令，用于控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换，所述下行链路工作指令包括第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号，所述第四控制信号用于控制下行链路功率放大器工作，所述第五控制信号用于控制上行链路功率放大器关闭，所述第六控制信号用于控制收发开关单元导通下行链路。
请参阅图5，该图为本发明实施例一中确定同步点及切换点位置的装置的结构示意图，其主要包括定向耦合单元301、分路单元302、同步点确定单元303、切换点确定单元304和工作状态控制单元305，下面分别对其各个组成单元的功能进行说明所述定向耦合单元301用于对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理后输入分路单元302。
所述分路单元302用于将定向耦合单元输出的射频信号分为两路，分别为第一射频信号和第二射频信号，分别输入同步点确定单元303和切换点确定单元304。
所述同步点确定单元303用于对接收到的第一射频信号进行功率检波处理得到第一电压信号，并在所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；其中，所述第一预设门限设定为比下行导频时隙电压低的电压。
具体地，请参阅图6，该图为本发明实施例一中同步点确定单元的结构示意图，其主要包括功率检波子单元3031、电压比较子单元3032、信号处理子单元3033和时钟产生子单元3034，所述功率检波子单元3031与所述分路单元302相连，用于分路单元输出的第一射频信号进行功率检波，输出随射频功率变化的第一电压信号；该电压信号进入电压比较子单元3032，当第一电压信号小于第一预设门限时，电压比较子单元输出“0”，当第一电压信号大于第一预设门限时，电压比较子单元输出“1”；时钟产生子单元3034用于为所述信号处理子单元3033提供参考时钟，电压比较子单元输出的逻辑电压波形信号输入信号处理子单元3033进行计时处理，当信号处理子单元的输入信号由“0”跳变为“1”时，时钟产生子单元3034开始计时，当信号处理子单元的输入信号由“1”跳变为“0”时，时钟产生子单元3034停止计时，若此时时钟产生子单元3034的计时时长符合下行导频时隙的时长要求时，则认为正确的找到了下行导频时隙，即可根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置。
所述切换点确定单元304用于对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第二电压信号，并根据第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点确定当前子帧的切换点的位置；所述第二预设门限根据分路单元302输出的，进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率而设定。
具体的，请参阅图7，该图为本发明实施例一中切换点确定单元的第一种实现方式的结构示意图，主要包括功率检波子单元3041、电压比较子单元3042和信号处理子单元3043，所述功率检波子单元3041与所述分路单元302相连，用于对分路单元输出的第二射频信号进行功率检波，输出随射频功率变化的第二电压信号；该电压信号进入电压比较子单元3042，当第二电压信号小于第二预设门限时，电压比较子单元输出“0”，当第二电压信号大于第二预设门限时，电压比较子单元输出“1”，电压比较子单元3042输出的逻辑电压波形信号输入信号处理子单元3043；信号处理子单元3043将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置，由于相邻子帧的切换点变化只会前移或后移一个时隙，因此从当前子帧中基准位置的前一时隙开始检测，当信号处理子单元3043的输入信号由“0”跳变为“1”，即第二电压信号到达第二预设门限时，认为找到了下行业务时隙，即可根据该到达时间点所在时隙间隔确定当前子帧的切换点的位置。
请参阅图8，该图为本发明实施例一中切换点确定单元的第二种实现方式的结构示意图，主要包括功率检波子单元3044、电压比较子单元3045、信号处理子单元3046和时钟产生子单元3047，所述功率检波子单元3044与所述分路单元302相连，用于对分路单元输出的第二射频信号进行功率检波，输出随射频功率变化的第二电压信号；该电压信号进入电压比较子单元3045，当第二电压信号小于第二预设门限时，电压比较子单元输出“0”，当第二电压信号大于第二预设门限时，电压比较子单元输出“1”，电压比较子单元3045输出的逻辑电压波形信号输入信号处理子单元3046；时钟产生子单元3047用于为所述信号处理子单元3046提供参考时钟，信号处理子单元3046将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置，由于相邻子帧的切换点变化只会前移或后移一个时隙，因此从当前子帧中基准位置的前一时隙开始检测，当信号处理子单元3043的输入信号由“0”跳变为“1”，即第二电压信号到达第二预设门限时，时钟产生子单元3047开始计时，当信号处理子单元3043的输入信号由“1”跳变为“0”时，时钟产生子单元3047停止计时，若此时时钟产生子单元3047的计时时长符合下行业务时隙的时长要求时，认为找到了下行业务时隙，即可根据该到达时间点所在时隙间隔确定当前子帧的切换点的位置。
比较上述两种切换点确定单元的结构可以看出，第一种切换点确定单元的结构程较简单，但是其可靠性较低，比较容易收到外界干扰，容易产生误判，第二种切换点确定单元的结构较第一种复杂，但是其可靠性较高，抗干扰能力较强。
所述工作状态控制单元305分别连接所述同步点确定单元303和所述切换点确定单元304，用于根据接收到的同步点位置及发出上行链路工作指令，根据接收到的切换点位置发出下行链路工作指令。
所述上行链路工作指令用于控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换，包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，所述第一控制信号用于控制上行链路功率放大器工作，所述第二控制信号用于控制下行链路功率放大器关闭，所述第三控制信号用于控制收发开关单元导通上行链路；所述下行链路工作指令用于控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换，包括第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号，所述第四控制信号用于控制下行链路功率放大器工作，所述第五控制信号用于控制上行链路功率放大器关闭，所述第六控制信号用于控制收发开关单元导通下行链路。
请参阅图9，该图为本发明实施例一中中继设备的结构示意图，包括下行链路功率放大单元401、上行链路功率放大单元402、第一收发开关单元403、第二收发开关单元404、下行链路功率放大单元开关405和上行链路功率放大单元开关406、第一带通滤波单元407、第二带通滤波单元408、定向耦合单元409、分路单元410、同步点确定单元411、切换点确定单元412和工作状态控制单元413。
其中，下行链路功率放大单元401用于对下行链路信号进行功率放大，可以由多个功率放大器组成；上行链路功率放大单元402用于对上行链路信号进行功率放大，可以由多个低噪声放大器组成；所述第一收发开关单元403用于控制上行链路功率放大单元401与基站连接，或下行链路功率放大单元402与基站连接；所述第二收发开关单元404用于控制上行链路功率放大单元402与无线终端连接，或下行链路功率放大单元401与无线终端连接。下行链路功率放大单元开关405用于控制下行链路功率放大单元401的工作状态，上行链路功率放大单元开关406用于控制上行链路功率放大单元402的工作状态。
在上行链路传输信号时，上行链路功率放大单元开关406控制上行链路功率放大单元402工作，同时第一收发开关403处于发送状态，第二收发开关404处于接收状态。同理，在下行链路传输信号时，下行链路功率放大单元开关405控制下行链路功率放大单元401工作，同时第一收发开关403处于接收状态，第二收发开关404处于发送状态。另外，在下行链路功率放大时，上行链路功率放大单元402不能工作；在上行链路功率放大时，下行链路功率放大单元401不能工作；且第一收发、第二收发开关单元及两个功率放大单元开关需要保持同步切换。
第一带通滤波单元407位于第一收发开关单元403与基站之间，第二带通滤波单元408位于第二收发开关单元404与无线终端之间，用于滤除其他系统的信号。
所述定向耦合单元409位于第一收发开关单元403与第一带通滤波单元407之间，用于对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理后输入分路单元410。
所述分路单元410用于将定向耦合单元409输出的射频信号分为两路，分别为第一射频信号和第二射频信号，分别输入同步点确定单元411和切换点确定单元412。
所述同步点确定单元411用于对接收到的第一射频信号进行功率检波处理得到第一电压信号，并在所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置。
所述切换点确定单元412用于对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第二电压信号，并根据第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点确定当前子帧的切换点的位置；所述工作状态控制单元413分别连接所述同步点确定单元411和所述切换点确定单元412，用于根据接收到的同步点位置及发出上行链路工作指令，根据接收到的切换点位置发出下行链路工作指令。
其中本实施例上述提出的中继设备的其他具体相关技术实现细节请参照本实施例上述确定同步点及切换点位置的方法及装置中的相关技术实现细节的具体描述，这里不再给以过多赘述。
实施例二请参阅图10，该图为本发明实施例二中确定同步点及切换点位置的方法的流程图，其主要实现过程为步骤S20、中继设备接收基站或终端发出的射频信号，对中继设备接收到的上行方向射频信号进行隔离处理，对中继设备接收到的下行方向射频信号进行耦合处理。
步骤S21、对步骤S20中经过耦合处理或隔离处理的射频信号进行功率检波处理，得到随该射频信号变化的电压信号。
步骤S22、将电压信号与预设门限比较，当电压信号连续到达预设门限的时长符合TDS-CDMA系统中下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置。
所述预设门限根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定。
步骤S23、根据所述同步点的位置发出上行链路工作指令，用于控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换，所述上行链路工作指令包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，所述第一控制信号用于控制上行链路功率放大器工作，所述第二控制信号用于控制下行链路功率放大器关闭，所述第三控制信号用于控制收发开关单元导通上行链路。
步骤S24、在所述电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置，由于相邻子帧的切换点变化只会前移或后移一个时隙，因此从当前子帧中基准位置的前一时隙开始检测，当所述电压信号到达所述预设门限时，确定该到达时间点所在时隙间隔为当前子帧的切换点的位置；较佳地，当所述电压信号到达所述预设门限时，继续判断其连续到达预设门限的时长是否符合业务时隙的时长要求，若符合，则确定该业务时隙与前一时隙的时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
步骤S25、根据上述步骤S24中确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换；当上述步骤S24中仅对电压信号到达所述预设门限的到达时间进行检测，并以此确定当前子帧的切换点的位置时，在确定当前子帧的切换点位置后，立刻在当前子帧中根据所述确定的切换点位置发出下行链路工作指令，用于控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换，所述下行链路工作指令包括第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号，所述第四控制信号用于控制下行链路功率放大器工作，所述第五控制信号用于控制上行链路功率放大器关闭，所述第六控制信号用于控制收发开关单元导通下行链路。
当上述步骤S24中既检测电压信号到达预设门限的到达时间点，又判断电压信号连续到达预设门限的时长是否符合业务时隙的时长要求，并以此确定当前子帧的切换点的位置时，在确定当前子帧的切换点位置后，在下一子帧中根据所述确定的切换点位置发出下行链路工作指令，用于控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换，所述下行链路工作指令包括第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号，所述第四控制信号用于控制下行链路功率放大器工作，所述第五控制信号用于控制上行链路功率放大器关闭，所述第六控制信号用于控制收发开关单元导通下行链路。
与实施例一相比，本实施例中仅采用了一个预设门限来确定同步点及切换点的位置，其实现过程较简单，但由于下行导频时隙的电压值较高，因此所采用的预设门限只能根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定，而门限值越低，就越容易受到干扰的影响。
请参阅图11，该图为本发明实施例二中确定同步点及切换点位置的装置的结构示意图，其主要包括定向耦合单元501、同步点及切换点确定单元502和工作状态控制单元503，下面分别对其各个组成单元的功能进行说明所述定向耦合单元501用于对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理后输入同步点及切换点确定单元502。
所述同步点及切换点单元502用于对接收到的射频信号进行功率检波处理得到电压信号，并在所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；以及当所述电压信号在当前子帧中再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
所述预设门限根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率而设定。
具体地，请参阅图12，该图为本发明实施例二中同步点及切换点确定单元的结构示意图，其主要包括功率检波子单元5021、电压比较子单元5022、信号处理子单元5023和时钟产生子单元5024，所述功率检波子单元5021与定向耦合单元501相连，用于对定向耦合单元501输出的射频信号进行功率检波，输出随射频信号功率变化的电压信号；该电压信号进入电压比较子单元5022，当电压信号小于预设门限时，电压比较子单元输出“0”，当电压信号大于预设门限时，电压比较子单元输出“1”；时钟产生子单元5024用于为所述信号处理子单元5023提供参考时钟，电压比较子单元输出的逻辑电压波形信号输入信号处理子单元5023中，在当前子帧中当信号处理子单元的输入信号第一次由“0”跳变为“1”时，时钟产生子单元5024开始计时，当信号处理子单元的输入信号由“1”跳变为“0”时，时钟产生子单元5024停止计时，若此时时钟产生子单元5024的计时时长符合下行导频时隙的时长要求时，则认为正确的找到了下行导频时隙，即可根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；在确定出当前子帧的同步点的位置后，信号处理子单元5023开始确定当前子帧的切换点的位置，具体实现方式有以下两种，下面分别予以说明第一种方式为信号处理子单元5023将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置，由于相邻子帧的切换点变化只会前移或后移一个时隙，因此从当前子帧中基准位置的前一时隙开始检测，当信号处理子单元5023的输入信号由“0”跳变为“1”，即电压信号到达预设门限时，认为找到了下行业务时隙，即可根据该到达时间点所在时隙间隔确定当前子帧的切换点的位置。
第二种方式为信号处理子单元5023将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置，由于相邻子帧的切换点变化只会前移或后移一个时隙，因此从当前子帧中基准位置的前一时隙开始检测，当信号处理子单元5023的输入信号由“0”跳变为“1”，即电压信号到达预设门限时，时钟产生子单元5024开始计时，当信号处理子单元5023的输入信号由“1”跳变为“0”时，时钟产生子单元5024停止计时，若此时时钟产生子单元5024的计时时长符合下行业务时隙的时长要求时，认为找到了下行业务时隙，即可根据该到达时间点所在时隙间隔确定当前子帧的切换点的位置。
所述工作状态控制单元503连接所述同步点及切换点确定单元502，用于根据接收到的同步点位置及发出上行链路工作指令，根据接收到的切换点位置发出下行链路工作指令。
请参阅图13，该图为本发明实施例二中中继设备的结构示意图，包括下行链路功率放大单元601、上行链路功率放大单元602、第一收发开关单元603、第二收发开关单元604、下行链路功率放大单元开关605和上行链路功率放大单元开关606、第一带通滤波单元607、第二带通滤波单元608、定向耦合单元609、同步点及切换点确定单元610和工作状态控制单元611。
其中，下行链路功率放大单元601用于对下行链路信号进行功率放大，可以由多个功率放大器组成；上行链路功率放大单元602用于对上行链路信号进行功率放大，可以由多个低噪声放大器组成；所述第一收发开关单元603用于控制上行链路功率放大单元601与基站连接，或下行链路功率放大单元602与基站连接；所述第二收发开关单元604用于控制上行链路功率放大单元602与无线终端连接，或下行链路功率放大单元601与无线终端连接。下行链路功率放大单元开关605用于控制下行链路功率放大单元601的工作状态，上行链路功率放大单元开关606用于控制上行链路功率放大单元602的工作状态。
在上行链路传输信号时，上行链路功率放大单元开关606控制上行链路功率放大单元602工作，同时第一收发开关603处于发送状态，第二收发开关604处于接收状态。同理，在下行链路传输信号时，下行链路功率放大单元开关605控制下行链路功率放大单元601工作，同时第一收发开关603处于接收状态，第二收发开关604处于发送状态。另外，在下行链路功率放大时，上行链路功率放大单元602不能工作；在上行链路功率放大时，下行链路功率放大单元601不能工作；且第一收发、第二收发开关单元及两个功率放大单元开关需要保持同步切换。
第一带通滤波单元607位于第一收发开关单元603与基站之间，第二带通滤波单元608位于第二收发开关单元604与无线终端之间，用于滤除其他系统的信号。
所述定向耦合单元609位于第一收发开关单元603与第一带通滤波单元607之间，用于对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理后输入同步点及切换点确定单元610。
所述同步点及切换点单元610用于对接收到的射频信号进行功率检波处理得到电压信号，并在所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；以及当所述电压信号在当前子帧中再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
所述工作状态控制单元611连接所述同步点及切换点确定单元610，用于根据接收到的同步点位置及发出上行链路工作指令，根据接收到的切换点位置发出下行链路工作指令。
其中本实施例上述提出的中继设备的其他具体相关技术实现细节请参照本实施例上述确定同步点及切换点位置的方法及装置中的相关技术实现细节的具体描述，这里不再给以过多赘述。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种确定同步点及切换点位置的方法，其特征在于，包括步骤A、对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后分为两路，分别对其进行功率检波处理，得到第一电压信号和第二电压信号；B、将所述第一电压信号与第一预设门限比较，当所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置，以及将所述第二电压信号与第二预设门限比较，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前子帧的切换点的位置的过程为在所述第二电压信号中，将当前子帧中与上一子帧的切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限时，确定该到达时间点所在时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤在当前子帧中根据所述确定的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在当前子帧中根据所述确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限，且其连续到达所述第二预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，根据该业务时隙的位置确定当前子帧的切换点的位置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定当前子帧的切换点位置的过程为在所述第二电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述第二电压信号到达所述第二预设门限，且其连续到达所述第二预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，确定该业务时隙与前一时隙的时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括步骤在当前子帧中根据所述确定的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在下一子帧中根据所述确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设门限小于下行导频时隙的电压。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二预设门限根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定。
9.一种确定同步点及切换点位置的装置，其特征在于，包括定向耦合单元、分路单元、同步点确定单元和切换点确定单元；所述定向耦合单元对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理；所述分路单元将定向耦合单元输出的射频信号分为两路，分别输入同步点确定单元和切换点确定单元；所述同步点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第一电压信号，在所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；所述切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第二电压信号，根据第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括工作状态控制单元，分别连接所述同步点确定单元和所述切换点确定单元，用于根据接收到的同步点及切换点位置控制中继设备上行链路方向和下行链路方向的工作状态。
11.一种中继设备，包括下行链路功率放大单元、上行链路功率放大单元、下行链路功率放大单元开关、上行链路功率放大单元开关、第一收发开关单元和第二收发开关单元；所述第一收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与基站连接，或下行链路功率放大单元与基站连接；所述第二收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与无线终端连接，或下行链路功率放大单元与无线终端连接；其特征在于，还包括定向耦合单元、分路单元、同步点确定单元和切换点确定单元；所述定向耦合单元对接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理；所述分路单元将定向耦合单元输出的射频信号分为两路，分别输入同步点确定单元和切换点确定单元；所述同步点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第一电压信号，在所述第一电压信号连续到达所述第一预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；所述切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到第二电压信号，根据第二电压信号到达第二预设门限的到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
12.如权利要求11所述的中继设备，其特征在于，还包括工作状态控制单元，分别连接所述同步点确定单元和所述切换点确定单元，用于根据接收到的同步点及切换点位置控制上行链路功率放大器工作且下行链路功率放大器关闭，或控制下行链路功率放大器工作且上行链路功率放大器关闭。
13.一种确定同步点及切换点位置的方法，其特征在于，包括步骤A、对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后通过功率检波处理得到相应的电压信号；B、将所述电压信号与预设门限比较，当所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置，以及在当前子帧中，当所述电压信号再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述确定当前子帧的切换点位置的过程为在所述电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述电压信号到达所述预设门限时，确定该到达时间点所在时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括步骤在当前子帧中根据所述确定的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在当前子帧中根据所述确定的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，当所述电压信号再次到达所述预设门限，且其连续到达所述预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，根据该业务时隙的位置确定当前子帧的切换点的位置。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述确定当前子帧的切换点位置的过程为在所述电压信号中，将当前子帧中与上一子帧切换点对应的位置确定为基准位置；从当前子帧的基准位置的前一时隙开始检测，当所述电压信号到达所述预设门限，且其连续到达所述预设门限的时长符合业务时隙的时长要求时，确定该业务时隙与前一时隙的时隙间隔为当前子帧的切换点的位置。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括步骤在当前子帧中利用所述确定出的同步点位置控制下行导频时隙到上行导频时隙的切换；以及在下一子帧中利用所述确定出的切换点位置控制上行业务时隙到下行业务时隙的切换。
19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预设门限根据进行功率检波前的射频信号的最小下行功率和最大上行功率设定。
20.一种确定同步点及切换点位置的装置，其特征在于，包括定向耦合单元和同步点及切换点确定单元，所述定向耦合单元对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后输入同步点及切换点确定单元；所述同步点及切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到相应的电压信号，将所述电压信号与预设门限比较，当所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；以及在当前子帧中，所述电压信号再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，还包括工作状态控制单元，连接所述同步点及切换点确定单元，根据接收到的同步点及切换点位置控制中继设备上行链路方向和下行链路方向的工作状态。
22.一种中继设备，包括下行链路功率放大单元、上行链路功率放大单元、下行链路功率放大单元开关、上行链路功率放大单元开关、第一收发开关单元和第二收发开关单元；所述第一收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与基站连接，或下行链路功率放大单元与基站连接；所述第二收发开关单元用于控制上行链路功率放大单元与无线终端连接，或下行链路功率放大单元与无线终端连接；其特征在于，还包括定向耦合单元和同步点及切换点确定单元，所述定向耦合单元对接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离后输入同步点及切换点确定单元；所述同步点及切换点确定单元对接收到的射频信号进行功率检波处理得到相应的电压信号，将所述电压信号与预设门限比较，当所述电压信号连续到达所述预设门限的时长符合下行导频时隙的时长要求时，根据下行导频时隙的位置确定当前子帧的同步点的位置；以及在当前子帧中，所述电压信号再次到达所述预设门限时，根据该到达时间点确定当前子帧的切换点的位置。
23.如权利要求22所述的中继设备，其特征在于，还包括工作状态控制单元，连接所述同步点及切换点确定单元，用于根据接收到的同步点及切换点位置控制上行链路功率放大器工作且下行链路功率放大器关闭，或控制下行链路功率放大器工作且上行链路功率放大器关闭。
全文摘要
本发明公开了一种检测同步点及切换点位置的方法、装置及中继设备，用以解决现有技术中中继设备只能从其他设备中获取同步点及切换点位置信息的问题。本发明通过对中继设备接收到的射频信号进行下行方向耦合，上行方向隔离处理后进行功率检波，将检波后的电压信号与预设门限比较，根据比较结果确定出当前无线子帧的同步点及动态切换点的位置，利用所述确定的同步点及切换点位置对中继设备的收发工作状态进行控制，实现了TD－SCDMA中继设备的动态时分双向放大。
文档编号H04W56/00GK101090557SQ20061008287
公开日2007年12月19日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者王忠勇, 王大润, 段滔 申请人:大唐移动通信设备有限公司