CN100518048C - 一种无线通讯***中的时延调整补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通讯***中的时延调整补偿方法，该方法在射频处理单元中设置时钟，在基带处理单元和各个射频处理单元间分别设置时钟链路；基带处理单元测量时钟链路的单向传输时延，并向射频处理单元发送该单向传输时延；射频处理单元根据该单向传输时延，以及来自基带处理单元的定时参考信息中标识的发送时刻调整射频处理单元内的时钟，使时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致；射频处理单元读取来自基带处理单元的数据信号中标识的该数据信号的发送时刻，并根据射频处理单元时钟的指示时刻补偿时延后，发送该数据信号。利用本发明的方法可实时自动地进行时延调整补偿，提高补偿精度，降低补偿难度和***设计难度，消除设计瓶颈。

Description

一种无线通讯***中的时延调整补偿方法

技术领域

本发明涉及无线通讯***的数据同步处理技术，尤其涉及一种无线通讯***中的时延调整补偿方法。

背景技术

当前，随着现代半导体工艺的发展，对数字信号的海量处理能力有了很大的提高。在基站等无线通讯***中，数字基带处理部分只用一个集成了多种功能的数字基带处理单元就可胜任处理任务。但是，由于当前诸如射频等模拟技术发展相对置后，基站***的射频处理部分需要用多个射频处理单元才可胜任处理任务，并且由于射频覆盖上的要求，射频处理部分呈现出分布式的特点，即模拟信号需要在不同的射频处理单元中处理。这种趋势导致基站的基带处理单元和射频处理单元作为两个物理实体独立开来，它们之间主要通过光或者电的方式传输基带业务数据，传输距离不确定，短的可以是几米，长的可达几公里。

由于不同的射频处理单元在物理上分开，因此基带数据传输到不同的射频处理单元会产生不同的时延。然而，无线通信***对数据处理的同步要求比较高，例如宽带码分多址(WCDMA)的发分集，即数据由两个射频处理单元发送，要求的时延差需小于1/4切普(chip)，约260纳秒(ns)，由此对于分解到基带处理单元和射频处理单元之间传输时延差的要求更加严格。为了达到无线通讯***数据处理的同步要求，需要对产生的时延进行调整补偿。

如图1所示，基带处理单元通过数据链路向各个射频处理单元传输数据信号，射频处理单元对数据信号进行延迟处理后，发送数据信号。下面以基带处理单元和射频处理单元A为例，对现有技术公开的无线通讯***时延调整补偿方法进行说明，基带处理单元与其他射频处理单元的交互过程与下面所述方法相同。

首先，估计基带处理单元和射频处理单元A之间的数据链路A的时延，其具体方法为：根据该条数据链路A中传输器件和传输介质等组成部分的设计结构、参考代码、器件资料等信息估计每一个组成部分的时延，然后根据每一组成部分在该条数据链路A中的概率分布，计算得到该条数据链路A的时延。

然后，射频处理单元A收到基带处理单元向射频处理单元A传输的数据信号，从该数据信号中获取该数据信号的发送时延，该发送时延为该数据信号从基带处理单元传出到最终被射频处理单元A发送所需的时延。

接着，射频处理单元A用所述发送时延减去数据链路A的时延和射频处理单元A自身处理数据信号的时延，得到数据信号的调整补偿时延。

最后，射频处理单元A将收到的数据信号和该数据信号的调整补偿时延输入时延调整补偿装置A，例如滤波器或缓存器；时延调整补偿装置A延迟所述调整补偿时延后，将数据信号发送。

上述现有技术的时延调整补偿方法虽然可在一定程度上满足无线通讯***对数据信号处理的同步要求，但是，该方法还存在以下缺点：

1、由于需要预先估计数据链路各个组成部分的时延，因此如果某个部分的时延估计不准确，则整个时延调整补偿环节的精度都会受到影响；同时，由于数据链路包括编码器、解码器和均衡性处理器等设备，导致其结构复杂，时延不确定性大，且估计时延需要人为参与，因此精度较低，且精度不可控制，不能实时自动控制时延调整补偿。

2、由于时延调整补偿对精度的要求高，因此对数据链路中每个部分的设计要求苛刻，难度大，且很难保证每个部分都具有高精度；如果数据链路中的一个组成部分精度很低，则会影响整个链路的精度，因此存在设计瓶颈；并且，如果想要在数据链路中加入设备，需考虑该设备的时延精度，因此，本方法的扩展性也很差。

3、由于该方法采用开环方式调整补偿时延，因此时延故障不可知。

4、如果利用该方法，则随着无线通讯***设计和配置的复杂程度的提高，适应不同传输条件的时延调整补偿的难度也会更高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种无线通讯***中的时延调整补偿方法，实现实时自动地进行时延调整补偿，提高补偿精度，降低补偿难度和***设计难度，消除设计瓶颈。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种无线通讯***中的时延调整补偿方法，该方法在无线通讯***的射频处理单元中设置时钟，在基带处理单元和射频处理单元间设置时钟链路，该方法还包括：

基带处理单元向射频处理单元发送包含由自身时钟所指示的发送时刻的定时参考信息，并根据该定时参考信息测量时钟链路的单向传输时延，向与该时钟链路相连的射频处理单元发送该时钟链路的单向传输时延；

所述基带处理单元实时或非实时地测量时钟链路的单向传输时延；

射频处理单元根据收到的来自基带处理单元的时钟链路单向传输时延，以及定时参考信息中包含的发送时刻，调整射频处理单元内的时钟，使射频处理单元内的时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致；

所述射频处理单元实时或非实时地调整射频处理单元内的时钟，使射频处理单元内的时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致。

射频处理单元接收到来自基带处理单元的包含其被射频处理单元发送的发送时刻的数据信号后，根据该数据信号被射频处理单元发送的发送时刻和所述射频处理单元时钟当前的指示时刻补偿时延，并发送该数据信号。

上述基带处理单元测量所述时钟链路的单向传输时延的具体方法包括：

射频处理单元收到该定时参考信息后通过所述时钟链路向基带处理单元返回该定时参考信息；基带处理单元测量从发送所述定时参考信息至接收到射频处理单元返回的该定时参考信息所用的时延，将该时延除以二，获得所述时钟链路的单向传输时延。

上述基带处理单元测量所述时钟链路的单向传输时延的具体方法包括：

射频处理单元收到来自基带处理单元的定时参考信息后，通过该时钟链路向基带处理单元返回该定时参考信息，该定时参考信息中包括射频处理单元对该定时参考信息的处理时延；基带处理单元在测量从发送所述定时参考信息至接收到射频处理单元返回的该定时参考信息所用的时延后，先用该测量的时延减去所述的射频处理单元对该定时参考信息的处理时延，得到的差再除以二，获得所述时钟链路的单向传输时延。

所述射频处理单元根据收到的来自基带处理单元的时钟链路单向传输时延，以及定时参考信息中标识的该定时参考信息的发送时刻，调整射频处理单元内的时钟，使射频处理单元内的时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致的具体过程为：射频处理单元将所述来自基带处理单元的定时参考信息中标识的该定时参考信息的发送时刻加上所述时钟链路单向传输时延，得到基带处理单元时钟当前指示的时刻，依照该基带处理单元时钟当前指示的时刻调整射频处理单元内的时钟，使其当前指示的时刻与所述基带处理单元时钟当前指示的时刻一致。

所述定时参考信息为无线通信***中的通信协议所定义的时间计数序列，所述的时间计数序列为基站帧计数序列BFN，或类似BFN的其他时间计数序列。

所述根据读取到的数据信号被射频处理单元发送的发送时刻和所述射频处理单元时钟的指示时刻补偿时延后，发送该数据信号的具体流程包括：读取射频处理单元时钟的指示时刻，用所述数据信号被射频处理单元发送的发送时刻减去射频处理单元时钟的指示时刻，再减去射频处理单元处理该数据信号所占用的时延，得到该数据信号所需的调整补偿时延；将所述数据信号和调整补偿时延输入时延调整补偿装置，时延调整补偿装置延迟所述的调整补偿时延后，发送该数据信号。

所述时延调整补偿装置为：滤波器或缓存器。

所述在基带处理单元和射频处理单元间设置的时钟链路为包括上行时钟链路和下行时钟链路的双向时钟链路。

由于本发明所述方法在基带处理单元和射频处理单元之间设置专用的时钟链路，且在射频处理单元设置时钟，并实时调整该时钟，利用时钟获取调整补偿时延，不需人为估计，实现实时自动地进行时延调整补偿，并提高补偿精度，降低补偿难度；由于时钟链路中没有诸如编码器、解码器和均衡性处理器等设备，因此其传输环节简单，时延不确定性很小，既提高了精度，又降低了***设计难度，消除了设计瓶颈，并对***延时指标的设计：例如下行发分集指标和无线收发链路测量指标，提供可靠的强壮支持，该方法可适用不同的***配置，支持不同的传输形式和不同的射频处理单元，增加了灵活性和可扩展性。

附图说明

图1为现有技术所述时延调整补偿方法所基于的***框图；

图2为本发明所述时延调整补偿方法所基于的***框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明的实施方法。

如图2所示，本发明所述的无线通讯***时延调整补偿方法预先在各个射频处理单元中设置时钟，并在基带处理单元与各个射频处理单元之间分别设置时钟链路，该时钟链路为双向的时钟链路，包括下行时钟链路和上行时钟链路，所述下行是指数据信号的传输方向为从基带处理单元到射频处理单元，所述上行是指数据信号的传输方向从射频处理单元到基带处理单元。

上述时钟链路为连接基带处理单元和射频处理单元的传输介质，其中没有诸如编码器、解码器和均衡性处理器等设备，因此该时钟链路传输信号的方式非常简单，其时延很精确，上、下行时钟链路的时延很容易实现对称。

本发明所述的基带处理单元在向射频处理单元传输数据信号时，在该数据信号中写入该数据信号的发送时刻，该发送时刻为射频处理单元最终向外发送该数据信号的时刻，且该发送时刻是依据基带处理单元的时钟指示所标识的。射频处理单元依据该射频处理单元时钟指示的时刻，调整补偿时延，并在数据信号的发送时刻发送数据信号。

下面以基带处理单元和射频处理单元A之间的时钟链路A为例继续说明本发明所述的方法，本发明所述的方法还包括：

步骤21、基带处理单元实时地生成定时参考信息，利用一定时参考信号做为载体，将该定时参考信息通过时钟链路A的下行时钟链路发送给射频处理单元A，该定时参考信息中记录了基带处理单元时钟所指示的发送该定时参考信息的时刻；射频处理单元A收到定时参考信息后，立刻将该定时参考信息返回给基带处理单元。

本发明所述的定时参考信息用于传输时刻信息，该定时参考信息可以有多种形式，本实施例中为无线通信***中的通信协议所定义的时间计数序列，例如基站帧计数序列(BFN，Node B Frame Number counter)，或类似BFN的其他时间计数序列。

步骤22、基带处理单元收到射频处理单元A返回的定时参考信息时，测量从发送该定时参考信息至接收到射频处理单元A返回的该定时参考信息所用的时延。测量方法有多种，例如读取收到所述定时参考信息的时刻，并用该时刻减去发送该定时参考信息的时刻，得到的差为从发送该定时参考信息至接收到射频处理单元A返回的该定时参考信息所用的时延。由于上下行时钟链路具有严格的对称性，因此将测量出的时延除以二，得到的值为所述时钟链路A的单向传输时延，并通过时延信号向射频处理单元A发送该时钟链路A的单向传输时延。

此时，射频处理单元A得到时钟链路A中的单向传输时延。

例如，基带处理单元在其时钟指示为0ns时向射频处理单元A发送定时参考信息，则该定时参考信息记录的发送时刻为0ns，射频处理单元A收到该定时参考信息后，立即将该定时参考信息返回给基带处理单元，基带处理单元记录该定时参考信息返回到基带处理单元时的时刻，假设该时刻为200ns，则用200ns减去基带处理单元发送该定时参考信息的时刻0ns，得到200ns。则200ns为基带处理单元和射频处理单元A之间时钟链路A的时延，将该时延除以2，得到当前时钟链路A的单向传输时延为100ns。

在步骤21中，如果射频处理单元A对所述定时参考信息有处理时延，则射频处理单元A先测量该处理时延，即记录从收到所述定时参考信息到向基带处理单元返回该定时参考信息的时延，再向基带处理单元返回定时参考信息，该定时参考信息中包含射频处理单元A对该定时参考信息的处理时延。

基带处理单元收到射频处理单元A返回的定时参考信息，如果该定时参考信息包括射频处理单元A对该定时参考信息的处理时延，则在步骤22中，基带处理单元读取返回的定时参考信息中的射频处理单元A对该定时参考信息的处理时延，利用测量出的从发送该定时参考信息至接收到射频处理单元A返回该定时参考信息所用的时延减去射频处理单元A对所述定时参考信息的处理时延，将得到的差除以二，得到的值为所述时钟链路A的单向传输时延，并通过时延信号向射频处理单元A发送该时钟链路A的单向传输时延。

步骤23、射频处理单元A收到所述时延信号后，读取该时延信号中包含的时钟链路A的单向传输时延，并读取当前收到的定时参考信息中记录的该定时参考信息的发送时刻，将读取到的所述定时参考信息的发送时刻和读取到的时钟链路A的单向传输时延相加，得到一个和值，该和值为基带处理单元时钟当前指示的时刻，依照该基带处理单元时钟当前指示的时刻调整射频处理单元A上预先设置的时钟，使其当前指示的时刻与所述基带处理单元时钟当前指示的时刻一致。

通过上述步骤23，实时精确地调整射频处理单元A的时钟，使射频处理单元A的时钟指示与基带处理单元的时钟指示一致。

例如，假设射频处理单元A收到的时延信号中包含的时钟链路A单向传输时延为100ns，当前收到的定时参考信息所记录的该定时参考信息的发送时刻为200ns，则射频处理单元A收到该定时参考信息时，基带处理单元时钟当前指示的时刻为300ns，因此将射频处理单元A时钟当前指示的时刻调整为300ns。

上述步骤21至步骤23所述的过程为实时处理的过程，上述步骤21至步骤23也可以是非实时的处理过程。

步骤24、当射频处理单元A收到由基带处理单元传来的数据信号后，读取该数据信号中包括的发送时刻，并读取射频处理单元A时钟的当前指示时刻。用数据信号的发送时刻减去射频处理单元A时钟当前指示的时刻，再减去射频处理单元A处理数据信号所需的时延，得到的值为该数据信号所需的调整补偿时延。将收到的数据信号和该数据信号所需的调整补偿时延输入时延调整补偿装置，例如滤波器或缓存器；时延调整补偿装置在延迟所述调整补偿时延后，将数据信号发送。

上述射频处理单元A处理数据信号所需的时延为预先根据射频处理单元A的设计结构进行检测估计出的一个时延，每一个射频处理单元处理数据信号所需时延都相对固定，且精度高。

同理，通过上述的方法，可实时精确地调整其它射频处理单元的时钟，使得其它各个射频处理单元的时钟指示与基带处理单元的时钟指示一致，并各自根据时钟的指示获取发送数据信号的调整补偿时延，并用调整补偿装置进行调整补偿，从而使各个射频处理单元同步发送其发送时刻相同的同步数据信号。

由于本发明所述方法设置的时钟链路传输环节简单，因此很容易达到严格的对称，使上下行时钟时延一致，具有很高的精度；又由于当前基带处理单元测量时刻技术以及射频处理单元时延调整补偿装置的技术已经很成熟，因此很容易满足本发明所述方法的测量精度和时延调整补偿精度的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种无线通讯***中的时延调整补偿方法，其特征在于，在无线通讯***的射频处理单元中设置时钟，在基带处理单元和射频处理单元间设置时钟链路，所述方法包括：

基带处理单元向射频处理单元发送包含由自身时钟所指示的发送时刻的定时参考信息，并根据该定时参考信息测量时钟链路的单向传输时延，向与该时钟链路相连的射频处理单元发送该时钟链路的单向传输时延；

射频处理单元根据收到的来自基带处理单元的时钟链路单向传输时延，以及定时参考信息中包含的发送时刻，调整射频处理单元内的时钟，使射频处理单元内的时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致；

射频处理单元接收到来自基带处理单元的包含其被射频处理单元发送的发送时刻的数据信号后，根据该数据信号被射频处理单元发送的发送时刻和所述射频处理单元时钟当前的指示时刻补偿时延，并发送该数据信号。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，基带处理单元测量所述时钟链路的单向传输时延的具体方法包括：

射频处理单元收到来自基带处理单元的定时参考信息后，通过该时钟链路向基带处理单元返回该定时参考信息；

基带处理单元测量从发送该定时参考信息至接收到射频处理单元返回的该定时参考信息所用的时延，将该时延除以二，获得所述时钟链路的单向传输时延。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，基带处理单元测量所述时钟链路的单向传输时延的具体方法包括：

射频处理单元收到来自基带处理单元的定时参考信息后，通过该时钟链路向基带处理单元返回该定时参考信息，该定时参考信息中包括射频处理单元对该定时参考信息的处理时延；

基带处理单元在测量从发送所述定时参考信息至接收到射频处理单元返回的该定时参考信息所用的时延后，先用该测量的时延减去所述的射频处理单元对该定时参考信息的处理时延，得到的差再除以二，获得所述时钟链路的单向传输时延。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频处理单元根据收到的来自基带处理单元的时钟链路单向传输时延，以及定时参考信息中包含的该定时参考信息的发送时刻，调整射频处理单元内的时钟，使射频处理单元内的时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致的具体过程为：

射频处理单元将所述来自基带处理单元的定时参考信息中包含的该定时参考信息的发送时刻加上所述时钟链路单向传输时延，得到基带处理单元时钟当前指示的时刻，依照该基带处理单元时钟当前指示的时刻调整射频处理单元内的时钟，使其当前指示的时刻与所述基带处理单元时钟当前指示的时刻一致。

5、如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述定时参考信息为无线通信***中的通信协议所定义的时间计数序列。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时间计数序列为基站帧计数序列BFN。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据读取到的数据信号被射频处理单元发送的发送时刻和所述射频处理单元时钟的指示时刻补偿时延后，发送该数据信号的具体流程包括：

读取射频处理单元时钟的指示时刻，用所述数据信号被射频处理单元发送的发送时刻减去射频处理单元时钟的指示时刻，再减去射频处理单元处理该数据信号所占用的时延，得到该数据信号所需的调整补偿时延；

将所述数据信号和调整补偿时延输入时延调整补偿装置，时延调整补偿装置延迟所述的调整补偿时延后，发送该数据信号。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述时延调整补偿装置为：滤波器或缓存器。

9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在基带处理单元和射频处理单元间设置的时钟链路为包括上行时钟链路和下行时钟链路的双向时钟链路。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基带处理单元实时或非实时地测量时钟链路的单向传输时延；

所述射频处理单元实时或非实时地调整射频处理单元内的时钟，使射频处理单元内的时钟指示与基带处理单元内的时钟指示一致。

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