专利名称：一种降低gsm数字直放站的上行噪声的方法
技术领域：
本发明涉及降低直放站上行噪声的方法，主要是一种降低GSM数字直放站的上行 噪声的方法。
背景技术：
光纤直放站凭着其工作稳定、覆盖效果好、设计和施工灵活等的优势，在直放站覆 盖方案中使用不断的增多。光纤直放站的覆盖方案，一般是一拖多的形式，也就是一个近端 机，连多个远端机。有多种拓扑结构星型、环型、总线型等。而环型和总线型的拓扑结构， 使移动台到基站的上行信号经过多台远端机之后，信号会被多次叠加，尤其是噪声的叠加， 会严重影响同一个信道上的有用信号，导致在基站侧信号的信噪比严重下降。
发明内容
本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种降低GSM数字直放站的上 行噪声的方法。本发明解决其技术问题采用的技术方案为了判断上行GSM信号某个时隙是有用信号还是噪声(空时隙)，需要对时隙进 行功率统计，在功率统计之前，必须要找到时隙的边界。由于上行信号不稳定，导致不能精 确的检测到时隙边界。因此采用了稳定的、无干扰的下行信号，作为时隙边界检测的检测对 象。由于在基站侧的上下行的GSM信号的时隙边界都是对齐的，利用这个特点，通过计算基 站侧到远端机内部的时隙边界检测模块之间的延时，达到下行检测出来的时隙边界用于上 行信号，作为上行信号的时隙边界。这种降低GSM数字直放站的上行噪声的方法，步骤如下上行GSM信号在经过DDC 模块之后，得到各个载波的基带I/Q信号，根据上行边界指示脉冲信号，确定各个载波各个 时隙的边界，并对所有时隙进行功率统计，如果功率值小于上位机配置的门限功率值，则认 为是该时隙是噪声，将该时隙的基带信号I/Q置零。作为优选，该方法有三个主要模块时隙边界判定模块，延时补偿计算模块，时隙 关断逻辑模块；时隙边界判定模块完成对下行GSM信号的时隙边界的检测。为上行信号的 时隙边界的判定提供参考。2.延时补偿计算模块计算基站侧到远端机内部低噪抑制处理 模块之间的延时。该延时可以补偿下行的时隙边界与上行时隙边界的时间差。3.时隙关断 逻辑模块该模块在完成最终的上行信号每个载波的每个时隙的功率进行统计，与时隙功 率门限值进行比较，决定是否关闭该时隙(时隙功率为0)。(1)、通过时隙边界检测模块实现下行GSM信号的时隙边界的寻找和确定从CPRI 模块过来的I/Q数据，进行Γ2+(Γ2 (平方和)的运算，得到单采样点功率值，将单点功率值 分别送入功率统计模块和边界判断模块，在功率统计模块中，在T时间内，对同一载波的单 点功率进行累加，完成载波功率的计算；在多载波的情况下，对所有载波的载波功率进行逐 个统计，每个载波统计时间为Τ，然后将各个载波的统计功率值输入到通道选择模块，通道选择模块通过不断的对各个载波功率进行比较，选出最大功率的载波，将载波号送入边界 判断模块，边界判断模块判断功率最大的载波的时隙边界；(2)、通过延时补偿计算模块计算基站侧到远端机的低噪抑制处理模块之间的延 时Cu_delay表示上行的延时，d_delay表示下行延时。假设CPRI模块算出来的光纤延时为 fiber_delay,近端机的上下行的硬件延时总禾口为 near_de 1 ay, near_de 1 ay_u>near_de 1 ay_ d分别表示近端机的上、下行的硬件延时；near_delay = near_delay_u+near_delay_dDelay_all = near_delay+2氺fiber_delay+u_delay+d_delay0U_d_delay = one_slot_time_delay_all。当已知下行时隙边沿，即下行低噪抑制模块输入，那么经过延时1!_(1_如1对，得到 上行的时隙边沿，即上行低噪抑制模块输出；0ne_Sl0t_time表示一个时隙的时间长度， delay_all表示低噪抑制模块的上行到下行的延时；(3)、通过时隙关断逻辑模块完成上行信号的各个载波的时隙功率的统计，与门限 值进行比较，决定是否关闭当前时隙，时隙功率为0。作为优选，边界判断过程对单点功率计算模块过来的单采样点的功率，和信号门 限值进行比较，如果单点功率持续高于信号门限的时间在规定的门限内，即大于MIN最小 要求时间，小于MAX最大要求时间，则输去预边界脉冲信号edge_pre，如果多个edge_pre 信号之间都保持在567us 587us，那么输出边界确定信号edge_SUre，将该信号送入模块 边界产生模块，该模块利用内部的计数器，能够根据edge_SUre信号，产生边界脉冲信号 edge—pulse。本发明有益的效果是在远端机的数字板中实现，消除了远端机的上行噪声，是一 种能消除上行无用信道上的噪声的方法。
图1是本发明的算法模块框图；图2是本发明时隙检测模块模块框图；图3是本发明边界检测算法示意图；图4是本发明的光纤直放站的拓扑结构图；图5是本发明远端机的内部数据流向示意图；图6是本发明延时补偿计算的时隙边界关系示意图；图7是本发明时隙关断逻辑模块框图；图8是本发明时隙关断逻辑算法示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明图1是本发明的算法模块框图；该算法处于GSM数字光纤直放站远端机的数字基 带处理部分，包括DDC (数字下边频)，CPRI (通用公共无线接口)，以及本算法(低噪抑制)。 本算法主要分三个模块——时隙边界检测模块、延时补偿计算模块、时隙关断逻辑模块。图中实心箭头的是GSM信号流向，非实心箭头的都是控制和指示等逻辑信号。下 行信号通过CPRI模块，完成基带I/Q信号(复信号)和控制字的提取，将I/Q信号输入到时隙边界检测模块之后，完成了对下行信号的各个载波的功率统计，选出最大功率的载波， 并对该载波进行边界的判定，输出边界指示脉冲。将控制字输入到延时补偿计算模块，计算 出本远端机与近端机的光纤延时、近端机的上/下行硬件延时、远端机本身的延时等。该延 时值控制延时模块的延时时间，下行边界指示脉冲经过延时模块成为上行信号的边界指示 脉冲信号。上行GSM信号在经过DDC之后，得到各个载波的基带I/Q信号，根据上行边界指 示脉冲信号，确定各个载波各个时隙的边界，并对所有时隙进行功率统计，如果功率值小于 上位机配置的门限功率值，则认为是该时隙是噪声(空时隙)，将该时隙的基带信号I/Q置 零。即消除了无用时隙上的噪声，避免多个远端机级联时，噪声信号的叠加，影响近端机接 收信号(上行信号)的信噪比。如果功率值大于门限功率值，那么将DDC过来的I/Q信号 透传给CPRI模块。下面对各个模块单独介绍其实现的方法1)时隙边界检测模块该模块实现下行GSM信号的时隙边界的寻找和确定。其内 部包括4个小模块，如图2所示单点功率计算模块、功率统计模块、通道选择模块、边界判 断模块。从CPRI过来的I/Q数据，进行T2+Q~2的运算。得到单采样点功率值(简称单点 功率)。将单点功率值分别送入功率统计模块和边界判断模块，在功率统计模块中，在T时 间(1秒钟)内，对同一载波的单点功率进行累加，完成载波功率的计算。在多载波的情况 下，对所有载波的载波功率进行逐个统计，每个载波统计时间为T，然后将各个载波的统计 功率值输入到通道选择模块，通道选择模块通过不断的对各个载波功率进行比较，选出最 大功率的载波，将载波号送入边界判断模块。边界判断模块判断功率最大的载波的时隙边 界，因为功率越大，边界判断稳定性越好。边界判断过程见图3。对单点功率计算模块过来的单采样点的功率，和信号门限 值进行比较，如果单点功率持续高于信号门限的时间在规定的门限内，即大于MIN(最小要 求时间，一般设置为547us)，小于MAX(最大要求时间，一般设置为567us)，则输去预边界 脉冲信号edge_pre，如果多个edge_pre信号之间都保持在567us 587us( —个时隙时间 左右)，那么输出边界确定信号edge_SUre，将该信号送入模块边界产生模块，该模块利用 内部的计数器，能够根据edge_SUre信号，自动产生577us等时间的边界脉冲信号edge_ pulse。2)延时补偿计算模块计算基站侧到远端机的低噪抑制处理模块之间的延时。一 般的光纤直放站的拓扑结构如图4所示，各个远端机通过光纤进行级联，图中远端机中的 S(Slave)表示从端光口，M(Master)表示主端光口。CPRI模块能自动算出从近端机到本远 端机的光纤延时。为了实现各个远端机的发射的信号能延时相等，因此每个远端机都有下 行的延时模块，同样为了上行信号能够同时到达近端机，远端机都有上行的延时模块，见图 5。其中的u_delay表示上行的延时，d_delay表示下行延时。假设CPRI模块算出来的光纤 延时为fiber_delay，近端机的上下行的硬件延时总和为near—delay。那么在低噪抑制端 的上下行的GSM信号时隙的关系可以表示成如图6所示。其中near_delay_u、near_delay_ d分别表示近端机的上、下行的硬件延时。所以near_delay = near_delay_u+near_delay_ d。从图中可以看出，当已知下行时隙边沿(下行低噪抑制模块输入)，那么经过延时u_d_ delay，就能得到上行的时隙边沿(上行低噪抑制模块输出)了。图中的0ne_Sl0t_time表 示一个时隙的时间长度(577us)，delay_all表示低噪抑制模块的上行到下行的延时。
Delay_all = near_delay+2氺fiber_delay+u_delay+d_delay0U_d_delay = one_slot_time_delay_all。在0ne_sl0t_time已知，near_delay通过实际测试可以得到一个硬件固定值，而 fiber_delay, u_delay, d_delay都是通过CPRI模块实时测试得到的。3)时隙关断逻辑模块完成上行信号的各个载波的时隙功率的统计，与门限值进 行比较，决定是否关闭当前时隙。该模块有以下几个子模块组成，如图7所示计数器控制 模块、短时功率统计与比较模块、开关逻辑。远端机DDC之后的信号，所有的载波都单独的 进行时隙关断处理，各个载波的处理方式都相同。在这里针对一个载波进行说明。当载波 进入到短时功率统计与比较模块之后，外部的边界指示脉冲通过计数器控制模块，确定了 功率统计的时间和统计的时间长度。为了保证功率统计开始时能正确反映当前时隙的功 率，在边界指示脉冲到来之后，并没有马上对当前的功率进行统计，而是延时了一段时间之 后才开始统计。如图8所示。从统计开始之后，采用短时功率统计，也就是每5us进行一次 功率统计。这是为了保证能快速的判定该时隙功率是否在门限功率之上，达到当前判断的 结果作用在当前时隙。图8中可以看到时隙开关信号是要在SLOT信号(DDC之后单载波信 号)之后的。为了确保信号的完整性，就要对SLOT信号进行适当的延时，使时隙刚好在开 关信号之内。在开关逻辑模块中，在一整个时隙中，当时隙被判断为开之后，就无法关断该 时隙。这是为了保证不丢失有用信号的一种保证机制。图8中的结果显示由于SLOT第一个时隙功率大于门限值，而第二个时隙小于门 限值。因此第二个时隙被关闭。实现了消除GSM光纤选频数字直放站的上行噪声的方法。除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要 求的保护范围。
权利要求
一种降低GSM数字直放站的上行噪声的方法，其特征是步骤如下上行GSM信号在经过DDC模块之后，得到各个载波的基带I/Q信号，根据上行边界指示脉冲信号，确定各个载波各个时隙的边界，并对所有时隙进行功率统计，如果功率值小于上位机配置的门限功率值，则认为是该时隙是噪声，将该时隙的基带信号I/Q置零。
2.根据权利要求1所述的降低GSM数字直放站的上行噪声的方法，其特征是(1)、通过时隙边界检测模块实现下行GSM信号的时隙边界的寻找和确定从CPRI模块 过来的I/Q数据，进行I~2+Q~2的运算，得到单采样点功率值，将单点功率值分别送入功率 统计模块和边界判断模块，在功率统计模块中，在T时间内，对同一载波的单点功率进行累 加，完成载波功率的计算；在多载波的情况下，对所有载波的载波功率进行逐个统计，每个 载波统计时间为Τ，然后将各个载波的统计功率值输入到通道选择模块，通道选择模块通过 不断的对各个载波功率进行比较，选出最大功率的载波，将载波号送入边界判断模块，边界 判断模块判断功率最大的载波的时隙边界；(2)、通过延时补偿计算模块计算基站侧到远端机的低噪抑制处理模块之间的延时 Cu_delay表示上行的延时，d_delay表示下行延时。假设CPRI模块算出来的光纤延时为 fiber_delay,近端机的上下行的硬件延时总禾口为 near_de 1 ay, near_de 1 ay_u>near_de 1 ay_ d分别表示近端机的上、下行的硬件延时；near_delay = near_delay_u+near_delay_dDelay_all = near_delay+2氺fiber_delay+u_delay+d_delay。U_d_delay = one_slot_time_delay_all。当已知下行时隙边沿，即下行低噪抑制模块输入，那么经过延时u_d_delay，得到上行 的时隙边沿，即上行低噪抑制模块输出；one_Sl0t_time表示一个时隙的时间长度，delay, all表示低噪抑制模块的上行到下行的延时；(3)、通过时隙关断逻辑模块完成上行信号的各个载波的时隙功率的统计，与门限值进 行比较，决定是否关闭当前时隙，时隙功率为0。
3.根据权利要求2所述的降低GSM数字直放站的上行噪声的方法，其特征是边界判 断过程对单点功率计算模块过来的单采样点的功率，和信号门限值进行比较，如果单点功 率持续高于信号门限的时间在规定的门限内，即大于MIN最小要求时间，小于MAX最大要 求时间，则输去预边界脉冲信号edge_pre，如果多个edge_pre信号之间都保持在567us 587us，那么输出边界确定信号edge_SUre，将该信号送入模块边界产生模块，该模块利用内 部的计数器，能够根据edge_Sure信号，产生边界脉冲信号edge_pulSe。
全文摘要
本发明公开了一种降低GSM数字直放站的上行噪声的方法，步骤如下上行GSM信号在经过DDC模块之后，得到各个载波的基带I/Q信号，根据上行边界指示脉冲信号，确定各个载波各个时隙的边界，并对所有时隙进行功率统计，如果功率值小于上位机配置的门限功率值，则认为是该时隙是噪声，将该时隙的基带信号I/Q置零。本发明有益的效果是在远端机的数字板中实现，消除了远端机的上行噪声，是一种能消除上行无用信道上的噪声的方法。
文档编号H04B7/155GK101977426SQ201010521998
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者王利强, 王文元, 金淮东 申请人:三维通信股份有限公司