专利名称：一种运用于多模式数字直放站的td-scdma同步控制子系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及移动通信领域，尤其涉及一种运用于多模式数字直放站的 TD-SCDMA同步控制子系统。
背景技术：
我国移动通信事业发展迅猛，TD-SCDMA作为我国制定的第三代移动通信国际标准有着非常高的频谱利用率和较低的成本，其业务在不断增长；当前2G业务用户众多，在短期内不可能退出市场；另外，互联网已经深入人们的生活，WLAN作为一种无线网络覆盖，也在不断得到重视。2G通信、TD-SCDMA与WLAN并存的格局已经形成并将在未来几年里保持。 正如直放站等覆盖系统在第二代移动通信中所扮演的角色一样，2G.TD-SCDMA与WLAN融合的多模式数字直放站将同样在第二代与第三代移动通信与无线局域网并存的格局中起到重要通信覆盖作用。TD-SCDMA干线放大器时延小于1微秒，TD-SCDMA模拟直放站时延小于5微秒，其同步控制方式都不适用于由光纤拉远造成可变大时延的数字直放站。单模式TD-SCDMA数字直放站不存在其他制式数据与TD-SCDMA数据和5毫秒子帧帧头指示对齐、全网TD-SCDMA 链路传输时延变化引起的开关位置变化等问题，其传输方式也不适合多模式数字直放站。多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制有着特别的要求以便融合2G与WLAN，完成 TD-SCDMA信号在远近端的上下行切换。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统，所述系统能够满足多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制的特殊需求，为TD-SCDMA信号提供精确、稳定的上下行时隙切换，完成多模式数字直放站的TD-SCDMA信号接收和转发。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统包括GSM近端机、 TD-SCDMA近端机和至少一个一体化远端机；所述GSM近端机的输出端可根据覆盖要求接入一个或多个一体化远端机，所述TD-SCDMA近端机分别与GSM近端机和至少一个一体化远端机相连接。所述TD-SCDMA近端机包括自适应检波同步模块、第一 CPRI (The Common Public Radio hterface，通用公共无线接口)同步信息传输模块以及第一开关控制模块，所述自适应检波同步模块的输出端分别与第一 CPRI同步信息传输模块和第一开关控制模块相连接；所述一体化远端机包括相连接的第二 CPRI同步信息传输模块和第二开关控制模块；所述GSM近端机包括第三CPRI同步信息传输模块。所述自适应检波同步模块包括可调门限基带量化模块、下导频搜索与验证模块、自动门限调整模块和同步保持模块，所述可调门限基带量化模块的输出端与下导频搜索与验证模块相连接；所述下导频搜索与验证模块的输出端分别与自动门限调整模块和同步保持模块相连接；所述自动门限调整模块的输出端与可调门限基带量化模块相连接。所述可调门限基带量化模块采用两级量化策略；第一级量化为使用阶数为32系数全为1的滤波器对外围的DDC模块输出的正交IQ进行初步滤波，将滤波结果与自动门限调整模块提供的门限值比较得到初步的量化结果；第二级量化为使用双门限施密特延时窗对初步量化结果做进一步处理，最终得到稳定的信号包络提供给下导频搜索与验证模块；所述下导频搜索与验证模块用于根据TD-SCDMA下导频与下导频两边空隙的宽度的时域特点搜索下导频并根据TD-SCDMA帧的5毫秒时间特点做验证，最终由下导频推算出 5毫秒子帧帧头指示和由验证结果给出同步有效指示；所述自动门限调整模块用于根据下导频搜索与验证模块提供的同步有效指示，在一定范围以一固定的对数差值线性调整门限值，并将门限值提供给可调门限基带量化模块使用，快速扫描给定的门限值区间，与可调门限基带量化模块、下导频搜索与验证模块形成闭环同步搜索以确保信号的同步；所述同步保持模块在同步有效时由5毫秒子帧帧头指示启动内部5毫秒计数器， 并将计数器统计值存储于RAM，得到计数器与5毫秒子帧帧头指示的校准信息；如果下导频搜索与验证模块无法搜索到下导频给出同步失效指示，使用由存储的计数值约束5毫秒计数器产生的帧头指示。所述第一 CPRI同步信息传输模块、第二 CPRI同步信息传输模块以及第三CPRI同步信息传输模块均用于多段式时延测量与时延校准，将最大时延值广播发送到每个节点； 还用于5毫秒子帧帧头指示与下行数据的同步传输。所述第一 CPRI同步信息传输模块、第二 CPRI同步信息传输模块以及第三CPRI 同步信息传输模块的工作原理为首先其他模式近端机利用第三CPRI同步信息传输模块测量相接的一体化远端机最大光纤时延，然后加上与TD-SCDMA近端机的光纤时延上报 TD-SCDMA近端机，作为TD-SCDMA近端机与该模式近端所接入的TD-SCDMA链路时延，然后以TD-SCDMA近端机为起点，TD-SCDMA近端机接连地计算一体化远端机并与其他模式近端机上报的时延值比较，得到全网TD-SCDMA链路最大光纤时延并共同校准到该最大时延值， 然后TD-SCDMA近端机将该最大时延以HDLC包广播到其他模式近端机与一体化远端机；由于TD-SCDMA近端机同时负责TD-SCDMA信号与其他模式信号的转发，多模式TD-SCDMA近端机的第一 CPRI同步信息传输模块将TD-SCDMA下行基带数据与其他模式数据对齐后同步在 CPRI基帧控制字中插入5毫秒子帧帧头指示、同步有效指示传输给各模式近端机与一体化远端机，完成下行5毫秒子帧帧头指示、同步有效指示与TD-SCDMA数据的同步传输。所述第一开关控制模块和第二开关控制模块均由上下行5毫秒子帧帧头调整模块和开关控制信号产生模块组成，所述上下行5毫秒子帧帧头调整模块用于根据光纤时延和设备时延计算并调整出一个TD-S⑶MA近端机与基站空口对应的或一体化远端机空口相对应的5毫秒子帧帧头信号提供给开关控制信号产生模块；所述开关控制信号产生模块用于根据调整后的帧头和上下行时隙配置最终产生控制射频与功放、低噪放的开关信号。所述开关控制模块的工作原理为在多模式数字直放站中，上下行帧头调整模块将自适应检波同步模块输出的5毫秒帧头指示提前多模式TD-SCDMA近端机下行固有时延值得到与TD-SCDMA基站空口对齐的上下行帧头，开关控制信号产生模块根据同步有效指示与帧头调整后的帧头指示、上下行时隙配置产生TD-SCDMA近端机上下行射频开关控制信号；在一体化远端机中，上下行帧头调整模块将第二 CPRI同步信息传输过来的下行5毫秒子帧帧头指示提前系统最大光纤时延与远端下行固有时延和的两倍，得到远端上行帧头，将下行5毫秒帧头指示做远端下行固有时延值延后得到下行5毫秒帧头。开关控制信号产生模块由调整后的下行5毫秒子帧帧头指示和下行时隙分配产生射频输出与功放使能信号；由调整后的上行5毫秒帧头指示和上行时隙分配产生低噪放使能信号。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果1、本实用新型采用自适应检波同步模块、CPRI同步信息传输模块以及开关控制模块协同运作，可为多模式数字直放站TD-SCDMA信号接入与转发提供精确稳定同步控制；2、本实用新型使得直放站网络使用同一 5毫秒子帧同步源，更合理、更容易做同步源备份；3、本实用新型有效地解决了多种制式共存的直放站系统中TD-SCDMA 5毫秒同步控制问题。
图1是本实用新型所述的同步控制子系统的结构框图；图2是本实用新型所述的自适应检波同步模块的结构框图；图3是本实用新型所述的同步控制子系统在多模式数字直放站运用框图；图4是本实用新型所述的同步保持模块处理流程图；图5是本实用新型所述的TD-SCDMA近端机开关位置与检波同步输出帧头的关系示意图；图6是本实用新型所述的一体化远端机上下行开关位置系统时延的关系示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例1图1是一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统的结构框图，所述系统包括GSM近端机、TD-SCDMA近端机和至少一个一体化远端机；所述GSM近端机的输出端可根据覆盖要求接入一个或多个一体化远端机相连接，所述TD-SCDMA近端机分别与 GSM近端机和至少一个一体化远端机相连接。所述TD-SCDMA近端机包括自适应检波同步模块、第一 CPRI同步信息传输模块以及第一开关控制模块，所述自适应检波同步模块的输出端分别与第一 CPRI同步信息传输模块和第一开关控制模块相连接；所述一体化远端机包括相连接的第二 CPRI同步信息传输模块和第二开关控制模块；所述GSM近端机包括第三CPRI同步信息传输模块。图2是所述的自适应检波同步模块的结构框图，所述自适应检波同步模块具体包括可调门限基带量化模块、下导频搜索与验证模块、自动门限调整模块和同步保持模块， 所述可调门限基带量化模块的输出端与下导频搜索与验证模块相连接；所述下导频搜索与验证模块的输出端分别与自动门限调整模块和同步保持模块相连接；所述自动门限调整模块的输出端与可调门限基带量化模块相连接。所述可调门限基带量化模块采用两级量化策略；第一级量化为使用阶数为32系数全为1的滤波器对外围DDC模块输出的正交IQ进行初步滤波，将滤波结果与自动门限调整模块提供的门限值比较得到初步的量化结果；第二级量化为使用双门限施密特延时窗对初步量化结果做进一步处理，最终得到稳定的信号包络提供给下导频搜索与验证模块；所述下导频搜索与验证模块用于根据TD-SCDMA下导频与下导频两边空隙的宽度的时域特点搜索下导频并根据TD-SCDMA帧的5毫秒时间特点做验证，最终由下导频推算出 5毫秒子帧帧头指示和由验证结果给出同步有效指示；所述自动门限调整模块用于根据下导频搜索与验证模块提供的同步有效指示，在一定范围以一固定的对数差值线性调整门限值，并将门限值提供给可调门限基带量化模块使用，快速扫描给定的门限值区间，与可调门限基带量化模块、下导频搜索与验证模块形成闭环同步搜索以确保信号的同步；所述同步保持模块在同步有效时由5毫秒子帧帧头指示启动内部5毫秒计数器， 并将计数器统计值存储于RAM，得到计数器与5毫秒子帧帧头指示的校准信息；如果下导频搜索与验证模块无法搜索到下导频给出同步失效指示，使用由存储的计数值约束5毫秒计数器产生的帧头指示，保证掉同步后10秒内帧头指示抖动在1个码片以内，有效防止因短暂失步造成的信号中断。图3是同步控制子系统在多模式数字直放站运用框图，所述多模式数字直放站系统由GSM近端机、TD-SCDMA近端机与一体化远端机组成。结合图2和图3，本实用新型工作流程如下所述(I)TD-SCDMA近端机的第一开关控制模块102在自适应检波同步模块106无同步有效指示时使能下行射频接收模块103，由TD-SCDMA基站耦合的TD-SCDMA信号经由环路器 101、射频接收模块103、数字下变频模块处理后得到基带数据信号，分别提供给第一 CPRI 同步信息传输模块109和自适应检波司步模块106 ；(2)数字下变频输出的基带数据输入到自适应检波同步模块106，可调门限基带量化模块使用两级量化策略，第一级使用滑动窗对基带数据做i2+Q2窗内做N点累加，与可变门限值比较得到初步的量化结果；第二级使用施密特延时窗对初步包络量化结果做进一步处理；可调门限基带量化模块处理得到的信号包络接入下导频搜索与验证模块，本模块根据TD-SCDMA下导频的时域特点搜索下导频，并根据5毫秒帧的时间特点做验证，最终给出5毫秒子帧帧头指示和同步有效指示；自动门限调整模块上电复位后给基带量化模块提供一个较低的经验门限值，周期读取下行同步搜索与验证模块的同步有效指示，一旦失步，自动门限调整模块从最低门限值开始，对数线性调整门限值等待50毫秒再判断同步结果，记录第一个同步点和后面的第一个失步点，取两点的中间数为门限值；如果无法找到同步点则给出告警信号指示关闭部分开关，调整流程如图4所示；同步保持模块在信号同步时使用5毫秒子帧帧头指示校准内部5毫秒计数器，保持计数器与5毫秒子帧帧头指示同步；掉同步后，启用由校准过的5毫秒计数器产生5毫秒帧头，确保掉同步后帧头飘动在1个chip以内，5毫秒子帧帧头指示一路提供给第二 CPRI 同步信息传输模块传输到一体化远端机，一路提供给近端的第一开关控制模块；(3)5毫秒帧头指示与基带数据同时输送给第一 CPRI同步信息传输模块模块， 第一 CPRI同步信息传输模块对帧头做时延处理以平衡因第一 CPRI同步信息传输模块对 TD-SCDMA基带数据进行数据拼包和与GSM、WLAN数据包对齐所引入的时延，对齐后，5毫秒帧头信号展宽采样写入周期为3. 68MHz的CPRI帧的控制字中与数据一起传输到一体化远端机，一体化远端机的第二 CPRI同步信息传输模块对帧头做同样操作，保证TD-SCDMA下行数据与帧头指示同步交付后续模块，同时，第一 CPRI同步信息传输模块将TD-SCDMA近端机的由第一 CPRI同步信息传输模块时延校准得到的系统最大光纤时延由上层监控软件通过 HDLC也一并传输到一体化远端机；(4) TD-SCDMA近端机的自适应检波同步模块产生的5毫秒帧头指示与DDC输出下行数据对齐，因信号从基站耦合到DDC输出有下行固有时延，如图5所示，第一开关控制模块将5毫秒帧头指示提前近端下行固有时延值得到与基站空口对齐的上下行帧头，并根据时隙配置产生近端输入输出射频的开关控制信号；(5) 一体化远端机的第二开关控制模块根据同步建立指示、5毫秒帧头指示与一体化远端固有下行时延产生下行帧头，根据下行时隙配置产生射频输出与功放使能信号， 如图6所示，由系统光纤最大时延、同步建立指示、5毫秒帧头指示与远端固有下行时延产生上行帧头再由上行。具体如图3近端开关位置与5毫秒帧头对应关系示意图。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统，所述系统包括GSM近端机、TD-SCDMA近端机和至少一个一体化远端机；所述GSM近端机的输出端根据覆盖要求接入一个或多个一体化远端机，所述TD-SCDMA近端机分别与GSM近端机和至少一个一体化远端机相连接，其特征在于，所述TD-SCDMA近端机包括自适应检波同步模块、第一 CPRI 同步信息传输模块以及第一开关控制模块，所述自适应检波同步模块的输出端分别与第一 CPRI同步信息传输模块和第一开关控制模块相连接；所述一体化远端机包括相连接的第二 CPRI同步信息传输模块和第二开关控制模块；所述GSM近端机包括第三CPRI同步信息传输模块，所述第一 CPRI同步信息传输模块、第二 CPRI同步信息传输模块以及第三CPRI 同步信息传输模块均用于多段式时延测量与时延校准，将最大时延值广播发送到每个节点；还用于5毫秒子帧帧头指示与下行数据的同步传输。
2.根据权利要求1所述的一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统， 其特征在于，所述自适应检波同步模块包括可调门限基带量化模块，用于采用两级量化策略，第一级量化为使用滤波器对外围的 DDC模块输出的正交IQ进行初步滤波，将滤波结果与自动门限调整模块提供的门限值比较得到初步的量化结果；第二级量化为使用双门限施密特延时窗对初步量化结果做进一步处理，最终得到稳定的信号包络提供给下导频搜索与验证模块；下导频搜索与验证模块，用于根据TD-SCDMA下导频与下导频两边空隙的宽度的时域特点搜索下导频并根据TD-SCDMA帧的5毫秒时间特点做验证，最终由下导频推算出5毫秒子帧帧头指示和由验证结果给出同步有效指示；自动门限调整模块，用于根据下导频搜索与验证模块提供的同步有效指示，在一定范围以一固定的对数差值线性调整门限值，并将门限值提供给可调门限基带量化模块使用， 快速扫描给定的门限值区间，与可调门限基带量化模块、下导频搜索与验证模块形成闭环同步搜索；同步保持模块，用于在同步有效时由5毫秒子帧帧头指示启动内部5毫秒计数器，并将计数器统计值存储于RAM，得到计数器与5毫秒子帧帧头指示的校准信息；如果下导频搜索与验证模块无法搜索到下导频给出同步失效指示，使用由存储的计数值约束5毫秒计数器产生的帧头指示；所述可调门限基带量化模块的输出端与下导频搜索与验证模块相连接；所述下导频搜索与验证模块的输出端分别与自动门限调整模块和同步保持模块相连接；所述自动门限调整模块的输出端与可调门限基带量化模块相连接。
3.根据权利要求1所述的一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统， 其特征在于，所述第一开关控制模块和第二开关控制模块均由上下行5毫秒子帧帧头调整模块和开关控制信号产生模块组成，所述上下行5毫秒子帧帧头调整模块用于根据光纤时延和设备时延计算并调整出一个TD-SCDMA近端机与基站空口对应的或一体化远端机空口相对应的5毫秒子帧帧头信号提供给开关控制信号产生模块；所述开关控制信号产生模块用于根据这个调整后的帧头和上下行时隙配置最终产生控制射频与功放、低噪放的开关信号。
专利摘要本实用新型提供了一种运用于多模式数字直放站的TD-SCDMA同步控制子系统，所述系统包括GSM近端机、TD-SCDMA近端机和至少两个一体化远端机；所述TD-SCDMA近端机包括自适应检波同步模块、第一CPRI同步信息传输模块以及第一开关控制模块；所述一体化远端机包括相连接的第二CPRI同步信息传输模块和第二开关控制模块；所述GSM近端机包括第三CPRI同步信息传输模块。本实用新型采用自适应检波同步模块、CPRI同步信息传输模块以及开关控制模块协同运作，可为多模式数字直放站TD-SCDMA信号接入与转发提供精确稳定同步控制。
文档编号H04B7/26GK202094888SQ20112018503
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者吕辉, 唐宽, 宋伟青 申请人:京信通信技术(广州)有限公司