专利名称：Td-scdma直放站时隙功率检测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领域，特别是一种TD-SCDMA直放站时隙功率检测控制系统。
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。TD-SCDMA 采用TDD双工方式，它的上下行信息在同一载频的不同时隙上进行传输。为了提高直放站 功率放大器的效率，进而扩大直放站覆盖范围，需要对每个时隙的功率进行有效控制。
实用新型内容
本实用新型的目的正是为了实现上述功能，而提供一种TD-SCDMA直放站时隙功率检测
控制系统，该系统能对TD-SCDMA信号的每个时隙的功率进行有效控制。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案。这种TD-SCDMA直放站时隙功率检测控
制系统，该系统包括功率采集单元、控制逻辑单元、微控制器单元和控制接口单元，功率采
集单元由2选1开关和A/D转换器组成；控制逻辑单元采用单片现场可编程逻辑器件FPGA，
其内部逻辑包括衰减器设置定时模块、功率采集定时模块、功率采集控制模块、采集数据读
取模块、采集数据处理模块，衰减器设置控制模块和数据通信模块；微控制器单元包含一片
普通微控制器MCU，控制接口单元用于实现与射频模块的接口功能；其中射频模块接口输出
的上行输出功率/下行输出功率通过功率采集单元与功率采集控制模块的输入端相连接。
本实用新型有益的效果是1、控制逻辑采用单芯片结构，成本低；2、用硬件FPGA实 现所有逻辑控制功能，可靠性和实时性好3、通过2选1开关上/下行功率采用1路A/D转 换器完成采集；4、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 时隙功率检测及控制方法能有效的解决TD-SCDMA直放站的隙功率检测及控制，有助于提 高TD-SCDMA直放站覆盖效果和覆盖范围，对优化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是本实用新型的系统原理示意图2是本实用新型中控制逻辑单元内部逻辑示意图3是本实用新型中控制逻辑单元内部逻辑信号时序图4是本实用新型系统电原理附图标记说明功率采集单元l、控制逻辑单元2、微控制器单元3、控制接口单元4。
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。这种TD-SCDMA直放站时隙功率检测控制系统，主要包括功率 采集单元1、控制逻辑单元2、微控制器单元3和和控制接口单元4;功率采集单元1由2选 1开关和A/D转换器组成；控制逻辑单元2由单片现场可编程逻辑器件FPGA和射频(RF)模 块接口组成，射频(RF)模块接口包含上/下行检波信号和上/下行衰减器控制信号；微控制 器单元3只包含一片普通微控制器MCU，控制接口单元4用于实现与射频模块的接口功能。
图2是控制逻辑单元内部逻辑示意图。控制逻辑单元包括衰减器设置定时模块、功率采 集定时模块、功率采集控制模块、采集数据读取模块、采集数据处理模块，衰减器设置控制 模块和数据通信模块。
图3控制逻辑单元内部逻辑信号时序图。包括a时隙结构图、b帧结构图、c衰减器设 置脉冲图和d功率采集脉冲图。DATA1和DATA2是时隙中的数据部分，用于承载用户/信令数 据；Midamble是时隙中的训练序列，用于信道估计和功率电平测量；G为保护间隔；TS(TTS6
为1个帧中的7个常规时隙，其中TSO为下行时隙，Tsr为上行对隙，^ 氽时咪可根据需要 灵活配置成上下或下行时隙；n表示第n帧，n+l表示第n+l帧；DwPTS、 GP和UpPTS是三个 特殊时隙，其中DwPTS为下行同步和小区搜索时隙，GP为上/下行保护间隔时隙，UpPTS为 上行同步和随机接入时隙。 图4是系统电原理图。
功率采集单元1由J5 (检波功率信号的输入接口)、 U3 (2选1通道选择器)、U4 (A/D 转换器)和C19 (电源滤波电容)组成。U2-5 (通道选择脚Psel)受控于FPGA， FPGA根据 上下行的时隙切换信号控制U3的通道，当在下行时隙时控制U3选择下行输出功率，当在上 行时隙时控制U3选择上行输出功率。U4受控于FPGA的采集控制逻辑，根据釆集控制逻辑时 许进行A/D转换，并把转换结果输出给FPGA。
控制逻辑单元2由U1 (FPGA)、 Pl (FPGA配置文件下载接口)、 U2 (为FPGA提供10图z 的运行时钟)、Jl (帧同步信号输入接口)、 J4 (射频模块接口，用于衰减器控制信号输出) 和若干电阻电容组成。
微控制器单元3由U5 (LPC2103ARM7微控制器)、Yl (谐振晶体，为U5提供运行时钟)、 U6 (为U5提供上电复位信号)、JP1 (LPC2103的JTAG调试接口)、 J3 (LPC2103的在系统编 程ISP跳线)、J2 (LPC2103的ISP接口)、 U7 (为系统提供3. 3V电源)、U8 (为系统提供1.8V 电源)、U9 (RS485电平转换芯片)、J6 (RS485接口)、 J7 (电源接口)和若干电阻电容组成。
本实用新型实现了 TD-SCDMA直放站时隙功率检测及控制功能，该功能主要在控制逻辑 单元内部实现，其实现原理步骤如下
1) 衰减器设置定时模块根据帧同步信号产生每时隙的衰减器设置脉冲(图3-c)，具体 在每时隙的保护间隔中间；
2) 功率采集定时模块根据帧同步信号产生每时隙的功率采集脉冲(图3-d)，具体在每 时隙中间的训练序列开始处；
3) 功率采集控制模块在功率采集脉冲有效时产生当前帧每时隙的功率釆集控制信号， 该控制信号满足功率采集单元中的A/D转换器的控制时序，不同的A/D转换器需要有不同的 控制信号时序；
4) 釆集数据读取模块产生数据读取逻辑，读取当前帧每时隙&^力率值；
5) 采集数据处理模块对每时隙的功率值与设定的门限值比较，根据比较结果设定下一 帧每时隙的衰减值，具体算法如下-
如果功率值大于门限值，衰减值就加l，衰减值最大为31，即衰减值加到31后，就
算功率值大于门限值也不再进行加1操作； *如果功率值小于门限值，衰减值就减l，衰减值最小为0，即衰减值减到0后，就算
功率值小于门限值也不再进行减1操作；
6) 衰减器设置控制模块根据上一帧(第ri帧)的每时隙衰减值及衰减器设置脉冲来设 置当前帧(第n+l帧)每时隙的上/下行衰减器，即衰减器设置脉冲到来时，把上一帧的衰 减值写入衰减器，衰减器设置控制模块产生写衰减器信号，包括数据信号和控制信号，其中 数据信号即衰减值，控制信号实际是衰减器设置脉冲的适当时延；
7) 循环1) ~6)步。 对以上步骤作如下说明
1) 每时隙的衰减器设置时间是在每时隙的保护间隔中间，使衰减器的设置对射频链路
的影响降到最低；
2) 每时隙功率采集的是每时隙中间的训练序列(Midamble)的功率；
3) 根据当前帧每时隙的功率值与门限比较得到的每时隙衰减值只对下一帧有效；
4) 比较门限值是微控制器单元通过FPGA的数据通信模块设置的。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成 的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1、一种TD-SCDMA直放站时隙功率检测控制系统，其特征在于该系统包括功率采集单元(1)、控制逻辑单元(2)、微控制器单元(3)和控制接口单元(4)，功率采集单元(1)由2选1开关和A/D转换器组成；控制逻辑单元(2)采用单片现场可编程逻辑器件FPGA，其内部逻辑包括衰减器设置定时模块、功率采集定时模块、功率采集控制模块、采集数据读取模块、采集数据处理模块，衰减器设置控制模块和数据通信模块；微控制器单元(3)包含一片普通微控制器MCU，控制接口单元(4)用于实现与射频模块的接口功能；其中射频模块接口输出的上行输出功率/下行输出功率通过功率采集单元(1)与功率采集控制模块的输入端相连接。
2、 根据权利要求1所述的TD-SCDMA直放站时隙功率检测控制系统，其特征在于该 控制系统中控制程序的流程如下1) 、衰减器设置定时模块根据帧同步信号产生每时隙的衰减器设置脉冲；2) 、功率采集定时模块根据帧同步信号产生每时隙的功率采集脉冲；3) 、功率采集控制模块在功率采集脉冲有效时产生当前帧每时隙的功率采集控制信号；4) 、采集数据读取模块产生数据读取逻辑，通过功率采集单元读取当前帧每时隙的功率值；5) 、采集数据处理模块对每时隙的功率值与设定的门限值比较，根据比较结果设定下一 帧每时隙的衰减值；6) 、衰减器设置控制模块根据上一帧的每时隙衰减值及衰减器设置脉冲来设置当前帧每 时隙的上下行衰减器；7) 、循环l) 6)步。
专利摘要本实用新型涉及一种TD-SCDMA直放站时隙功率检测控制系统，该系统包括功率采集单元、控制逻辑单元、微控制器单元和控制接口单元，功率采集单元由2选1开关和A/D转换器组成；控制逻辑单元采用单片现场可编程逻辑器件FPGA，其内部逻辑包括衰减器设置定时模块、功率采集定时模块、功率采集控制模块、采集数据读取模块、采集数据处理模块，衰减器设置控制模块和数据通信模块；控制接口单元用于实现与射频模块的接口功能；其中射频模块接口输出的上行输出功率/下行输出功率通过功率采集单元与功率采集控制模块的输入端相连接。本实用新型有益的效果是能有效的解决TD-SCDMA直放站的隙功率检测及控制，有助于提高TD-SCDMA直放站覆盖效果和覆盖范围，对优化TD-SCDMA网络覆盖具有重要意义。
文档编号H04B7/005GK201063624SQ200720111929
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者吴志坚, 晓 施, 洪杭迪, 赖敏福 申请人:浙江三维通信股份有限公司