专利名称：Td－scdma直放站上下行收发转换控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直放站系统，特别是一种TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统。
背景技术：
全球移动通信的发展经历了第一代模拟技术，第二代数字窄带技术--2G(GSM和CDMA)和第三代数字宽带技术--3G(CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA)。CDMA2000是美国主导的3G标准，WCDMA是欧洲主导的3G标准，而TD-SCDMA是我国自主提出的3G国际标准。在国际3G技术日益普及的的形势下，为了使我国的3G标准TD-SCDMA在未来的市场竞争中占有一席之地，必须尽早解决TD-SCDMA系统网络覆盖及优化问题。直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案，它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话等问题。由于TD-SCDMA的双工方式是TDD，它的上下行信息在同一载频的不同时隙上进行传输，所以在TD-SCDMA直放站系统中必须解决时隙切换关键技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的正是为了克服上述技术的不足，而提供一种TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案。这种TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统，主要包括能量检测单元和转换控制逻辑单元，能量检测单元的输入信号从施主天线端耦合得到，能量检测单元的输出直接连接转换控制逻辑单元；转换控制逻辑单元输出各种所需的收发转换控制信号；其中转换控制逻辑单元包括特征窗提取模块、本地定时产生模块、相位误差估计模块和转换控制信号产生模块；其中，能量检测单元；用于对输入的信号进行能量检测，经过比较处理后输出包含时隙信息的脉冲信号给转换控制逻辑单元；转换控制逻辑单元中的特征窗匹提取模块，用于对输入的脉冲信号进行特征窗匹配识别，如匹配则输出一脉冲，该脉冲作为时隙切换定时参考脉冲；转换控制逻辑单元中的本地定时产生模块，用于产生本地时隙切换定时脉冲；转换控制逻辑单元中的相位误差估计模块，用于对特征窗匹提取模块输出的时隙切换定时参考脉冲与本地定时产生模块输出的本地时隙切换定时脉冲进行相位误差估计，并输出相位“加”和“减”信号给本地定时产生模块，以调整本地时隙切换定时脉冲的相位和周期，当相位误差满足要求时输出相位锁定信号；转换控制逻辑单元中的转换控制信号产生模块，用于根据本地时隙切换定时脉冲产生各种所需的收发转换控制信号。
本实用新型所述的能量检测单元主要包括一个输入匹配网络、一个能量检测模块和一个电压比较整形处理模块。转换控制逻辑单元由单芯片复杂可编程门阵列(CPLD)组成，单芯片CPLD包含特征窗提取模块、本地定时产生模块、相位误差估计模块和转换控制信号产生模块。
本实用新型涉及的TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统在领域内具有显著的特点1、检测控制逻辑采用单芯片结构，成本低；2、用硬件CPLD实现所有功能，实时性好；3、全部采用RTL代码编写，可移植性好。综上所述，这种TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统对于TD-SCDMA直放站快速普及，优化TD-SCDMA网络覆盖具有重要意义，并且更具有较高的实用价值。
图1是本实用新型的原理方框示意图；图2是本实用新型中能量检测单元电原理图；
图3是本实用新型中转换控制逻辑单元电原理图；图4是本实用新型中转换控制逻辑单元中的CPLD内部逻辑示意图；图5是本实用新型中特征窗时隙结构示意图；具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步介绍图1是系统原理示意图。该系统主要包括能量检测单元和转换控制逻辑单元，其中能量检测单元的输入射频(RF)信号从施主天线端耦合得到，能量检测单元的输出直接连接转换控制逻辑单元；转换控制逻辑单元输出相位锁定信号Lock及各种所需的收发转换控制信号。
图2是能量检测单元电原理图。输入信号RF通过匹配网络C3后送入能量检测模块U1的第4引脚；能量检测模块U1根据输入信号能量的强弱输出一定幅度的电压信号Vout(U1的第11和12引脚)；Vout经过隔直电容C8后输入比较器U2的正端(第3引脚)；比较器U2的正端(第3引脚)通过R1和R2电阻分压后连比较器U2的负端(第2引脚)；比较器U2比较正端(第3引脚)和负端(第2引脚)的电压大小后输出比较结果PlusOut(第1引脚)。另外，能量检测模块U1的1、7、8、10、16脚直接接地；U1的2、3、5、6、9脚分别通过C1、C2、C4、C5、C8接地；U1的13脚接电源，并用C6和C7滤波；U1的14和15脚短接；比较器U2的8脚接电源，并用C9滤波；U2的4脚接地；U2的1脚PlusOut接R3上拉电阻。
图3是转换控制逻辑单元电原理图。U1即CPLD，是转换控制逻辑单元的核心IC，所有的算法和控制逻辑都由该芯片完成；U2是本地高精度10MHz时钟产生芯片；U3是LDO电源芯片，为整个系统提供电源；P4是U1的JTAG下载接口；U1的第6引脚连接能量检测单元U2的1脚输出PlusOut，U1的第18引脚连接U2的10MHz时钟输出CLK，U1的第97、94、86、79、76、73引脚分别输出SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6切换控制信号，U1的各个电源引脚分别通过C1～C12接地滤波；U2的1脚通过R3接到地，U2的2脚直接接地，U2的3脚串连R2和C13后输出CLK连接U1的18引脚，U2的4脚串连R1接到电源，输出CLK通过C15连接到地；电源通过串接R8和DS1到地，作为电源指示；P3为电源接口，1脚为地，2脚为+5V电源，电源通过L1滤波后连接到U3的第3引脚；U3的第2和4引脚输出3.3V电源，并用C16滤波，U3的1脚接地；P1为切换控制信号输出接口。
图4是转换控制逻辑单元中的CPLD(U1)内部逻辑示意图，主要包括特征窗口提取模块，相位误差估计模块，本地定时产生模块和切换定时产生模块。10MHz的输入时钟连接到所有模块；输入的时隙脉冲信号分别输入到特征窗口提取模块和时隙配置自适应模块；特征窗口提取模块输出到相位误差估计模块；本地定时产生模块输出到相位误差估计模块和换定时产生模块；相位误差估计模块输出到本地定时产生模块；本地定时产生模块还输出Lock信号以指示相位锁定；切换定时产生模块输出切换控制信号。
图5是特征窗时隙结构示意图。TD-SCDMA的每个5ms子帧中有7个常规时隙(TS0～TS6)和3个特殊时隙(下行导频时隙DwPTS、主保护时隙GP和上行导频时隙UpPTS)，其中在7个常规时隙中TSO总是下行时隙，而TS1总是上下时隙，其余时隙可根据需要灵活配置。这样上行时隙和下行时隙之间需要切换，在TD-SCDMA的每个5ms子帧中有两个切换点第一个切换点是从下行时隙转到上行时隙，位置在主保护时隙GP中；第二个切换点是从上行时隙转到下行时隙，位置在最后一个上行时隙和下一个下行时隙之间。其中第一个切换点是固定的，第二个切换点随着时隙分配的不同而变化。如图6所示，第二个切换点可以在0～4的任何一点。通过分析TD-SCDMA时隙结构，发现有一个特征在每个5ms子帧中都固定存在TS0和DwPTS总是下行时隙，而且DwPTS所持续的时间与其它所有时隙均不相同，且DwPTS时隙信号强度比较稳定。我们可以通过对下行时隙进行信号能量检测，并设定一定的比较门限，大于门限时输出高电平“1”，小于门限时输出低电平“0”，这样能量检测单元就会输出以5ms为周期的固定特征波形(如图5中的特征窗波形)。
权利要求1.一种TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统，其特征在于主要包括能量检测单元和转换控制逻辑单元，能量检测单元的输入信号从施主天线端耦合得到，能量检测单元的输出直接连接转换控制逻辑单元；转换控制逻辑单元输出各种所需的收发转换控制信号；其中转换控制逻辑单元包括特征窗提取模块、本地定时产生模块、相位误差估计模块和转换控制信号产生模块；其中，能量检测单元；用于对输入的信号进行能量检测，经过比较处理后输出包含时隙信息的脉冲信号给转换控制逻辑单元；转换控制逻辑单元中的特征窗匹提取模块，用于对输入的脉冲信号进行特征窗匹配识别，如匹配则输出一脉冲，该脉冲作为时隙切换定时参考脉冲；转换控制逻辑单元中的本地定时产生模块，用于产生本地时隙切换定时脉冲；转换控制逻辑单元中的相位误差估计模块，用于对特征窗匹提取模块输出的时隙切换定时参考脉冲与本地定时产生模块输出的本地时隙切换定时脉冲进行相位误差估计，并输出相位“加”和“减”信号给本地定时产生模块，以调整本地时隙切换定时脉冲的相位和周期，当相位误差满足要求时输出相位锁定信号；转换控制逻辑单元中的转换控制信号产生模块，用于根据本地时隙切换定时脉冲产生各种所需的收发转换控制信号。
2.根据权利要求1所述的TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统，其特征在于所述的能量检测单元主要包括一个输入匹配网络、一个能量检测模块和一个电压比较整形处理模块。
3.根据权利要求1所述的TD-SCDMA直放站上下行收发转换控制系统，其特征在于所述的转换控制逻辑单元由单芯片复杂可编程门阵列组成，单芯片复杂可编程门阵列包含特征窗提取模块、本地定时产生模块、相位误差估计模块和转换控制信号产生模块。
专利摘要本实用新型涉及一种TD－SCDMA直放站上下行收发转换控制系统，主要包括能量检测单元和转换控制逻辑单元，能量检测单元的输入信号从施主天线端耦合得到，能量检测单元的输出直接连接转换控制逻辑单元；转换控制逻辑单元输出各种所需的收发转换控制信号；转换控制逻辑单元中的相位误差估计模块，用于对特征窗匹提取模块输出的时隙切换定时参考脉冲与本地定时产生模块输出的本地时隙切换定时脉冲进行相位误差估计，并输出相位“加”和“减”信号给本地定时产生模块，以调整本地时隙切换定时脉冲的相位和周期，当相位误差满足要求时输出相位锁定信号。本实用新型有益的效果1.检测控制逻辑采用单芯片结构，成本低；2.用硬件CPLD实现所有功能，实时性好。
文档编号H04J13/02GK2930113SQ200620105969
公开日2007年8月1日 申请日期2006年7月25日 优先权日2006年7月25日
发明者吴志坚, 洪杭迪 申请人:浙江三维通信股份有限公司