CN1909542A - 覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供TD－SCDMA直放站覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路，包括调制解调器、耦合器和信号调整模块，所述调制解调器输出同步指示信号和TD－SCDMA信号的第二个时隙切换点信息至与之连接的信号调整模块；所述信号调整模块根据输入的同步指示信号和切换点信息产生多路切换控制信号至上行链路和下行链路，当基站信号为下行时隙时，控制上行链路关闭、下行链路打开，否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈打开状态。此外，本发明还公开了一种覆盖***中利用调制解调器实现同步的方法。本发明相对传统技术而言，使技术实现的难度得到大幅度改善，也使应用于覆盖***时的实现成本大大降低。

Description

覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路及其方法

【技术领域】

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及TD-SCDMA直放站覆盖***利用调制解调器实现同步的电路及其方法。

【技术背景】

随着我国移动通信事业的迅猛发展，目前的第2代或2.5代移动通信***在容量和业务能力方面均不能满足社会的巨大需求，因此第2代或2.5代移动通信***必将被第三代(3G)移动通信***所取代。为了能在第二代网络的基础上逐步灵活地演进成第三代网络，3G有三个通信标准：WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA。TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，时分同步码分多址，简称TD-SCDMA)技术是由中国提出并于2000年正式成为第三代移动通信国际标准的，遵循这个标准开发的***具有很高的频谱利用率和较低的成本。

TD-SCDMA在ITU标准中被称为低码片速率(1.28MCps，1.28兆码片/秒)时分复用计数方案。

TD-SCDMA的一个基本时间单元为无线帧，帧长为10ms，每个无线帧分成两个5ms标准子帧，两个标准子帧的结构完全相同。单个子帧由7个相同时间长度常规时隙和三种特殊时隙(DWPTS，GP和UPPTS)组成，每个子帧有两个转换点，上下行可以不对称。

TS0总是下行方向，TS1总是上行方向，TS2、TS3……TS6将根据实际业务需要可以动态的指定为上行方向或下行方向。DwPTS是下行方向，UpPTS是上行方向，中间由第一个切换点GP分开。

正如在第二代移动通信覆盖中所扮演的重要角色一样，直放站等覆盖***在第三代移动通信***中仍将起到重要的作用。由于TD-SCDMA具有特殊的物理信道结构，可以根据业务的需要，灵活地改变时隙切换点，满足上下行非对称业务的需要；这种不同时隙切换的信号，基本上不会实时改变，可以根据不同的业务需要提前配置。因此，时间同步对TD-SCDMA具有很重要的作用，作为中继设备的TD-SCDMA覆盖***尤其需要实现上下行时隙的准确切换，以便完成无缝的信号放大和转发功能。

传统的TD-SCDMA覆盖***实现同步的方式都是通过单独的同步模块实现的，这种方案的技术构成非常复杂，而且成本也较高。

在实际应用中，由于需要对TD-SCDMA覆盖***进行远程监控，需要在覆盖***中安装TD-SCDMA无线调制解调器(简称“MODEM”)，以实现对TD-SCDMA覆盖***进行远程参数设置及读取等各种监控功能。而MODEM本身可以提供帧同步指示信号，因此，可考虑利用MODEM进行***同步。

【发明内容】

本发明的目的就在于针对传统的同步方法存在的缺陷，提供一种技术简单、成本较低的覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路。

本发明的另一目的在于提供一种对所述覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路的方法。

本发明的第一个目的是通过如下技术方案实现的：

本发明覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路，包括调制解调器、耦合器和信号调整模块；

所述耦合器与下行链路任意一处连接，获取信号后将其传输至与之连接的调制解调器；

所述调制解调器与覆盖***中的监控子***相连接，此外，还输出同步指示信号和TD-SCDMA信号的第二个时隙切换点信息至与之连接的信号调整模块；

所述信号调整模块根据输入的同步指示信号和第二个时隙的切换点信息产生切换控制信号至上行链路和下行链路，当基站信号为下行时隙时，控制上行链路关闭，下行链路打开，否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈打开状态。

具体而言，所述信号调整模块包括控制信号产生模块和信号驱动模块构成，该控制信号产生模块的输入端与调制解调器的输出端相连接，输出端则与信号驱动模块相连接，信号驱动模块则分别与下行链路和上行链路连接；

控制信号产生模块根据接收到的同步指示信号和第二个时隙切换点信息，产生覆盖***需要的切换控制信号，并将该切换控制信号传输至信号驱动模块；

信号驱动模块将所述切换控制信号转换成电信号并输出至上行链路和下行链路。

一般情况下，所述TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息可由调制解调器产生，并由所述同步指示信号携带。也可以是另外一种情况：所述控制信号产生模块还与所述监控子***连接，TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息由监控子***通过调制解调器由远程监控中心设置，然后再将其直接传输给控制信号产生模块。

所述信号驱动模块产生的电平信号为差分信号或CMOS电平信号。

所述控制信号产生模块与监控子***间通过I2C或SPI数据总线实现连接，由此控制信号产生模块可获取监控子***的监控信息和上报相应的状态，也可以通过GPIO管脚实现连接并由监控子***指示相应的控制信息。

所述控制信号产生模块可用CPLD、EPLD和FPGA中任意一种实现。

本发明适用于无线直放站、光纤直放站、电光混合直放站、塔顶放大器以及干线放大器为类型的覆盖***中。

本发明的另一目的是通过如下技术方案实现的：

本发明一种覆盖***中利用调制解调器实现同步的方法，包括如下步骤：

(1)、从下行链路任意一处耦合到部分信号后传输至调制解调器；

(2)、由调制解调器产生包含TD-SCDMA下行信号第二个时隙切换点控制信息的同步指示信号；

(3)、依据所述同步指示信号及第二个时隙切换点控制信息产生同步切换控制信号；

(4)、将该切换控制信号转换成电平信号或差分信号并传输至上下行链路；

(5)、依据所述电平信号或差分信号打开或关闭相应的链路实现同步，即当基站信号为下行时隙时，控制上行链路关闭，下行链路打开，否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈打开状态。

其中，在步骤(2)中，所述TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息由覆盖***的监控子***通过调制解调器由远程监控中心设置，然后再将其直接传输给控制信号产生模块。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：基于覆盖***中调制解调器可以提供帧同步指示信号的功能，通过设计成本极低的信号调整模块，根据调制解调器产生的帧同步指示信号产生覆盖***需要的多路切换控制信号，可以准确地实现TD-SCDMA覆盖***的上下行时隙切换，技术简单，成本也大大得以降低。

【附图说明】

图1为本发明应用于覆盖***时的原理框图；

图2为本发明的原理框图，其中耦合器未示出；

图3为本发明信号驱动模块所提供的上下行时隙的切换控制信号的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

本发明公开了一种TD-SCDMA直放站覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路。该电路主要采用了调制解调器和信号驱动模块，利用相应的信号处理技术，实现对TD-SCDMA信号的帧同步。根据TD-SCDMA上下行时隙分配不实时变化的帧结构特点，在相应的切换点控制相应的电源开关进行切换，从而在上下行之间进行切换。

请参阅图1，本发明应用于一个TD-SCDMA直放站覆盖***中，该直放站覆盖***包括有监控子***(未图示)、耦合器103、近端转接电路104、下行放大电路105、远端转接电路106以及上行放大电路107。所述近端转接电路104、下行放大电路105与远端转接电路106之间形成下行链路，基站下行信号经过近端转接电路104后，通过下行放大电路105进行功率放大后，再经远端转接电路106输出进行完成覆盖；所述远端转接电路106、上行放大电路107以及近端转接电路104之间则形成上行链路，上行信号经远端转接电路106后，通过上行放大电路107进行处理后，再经近端转接电路104上行至基站。。

所述耦合器103置于近端转接电路104之前，也可置于下行链路中的任意一处，以能耦合到下行信号为准。

此外，覆盖***中还包括有无线的调制解调器101(简称“MODEM”)和信号调整模块102，所述耦合器103的输出端与调制解调器101的输入端连接，调制解调器101的输出端分别与监控子***(未图示)和信号调整模块102的输入端连接。耦合器103、调制解调器101及信号调整模块102构成了本方明的电路。

请参阅图2，所述信号调整模块102包括控制信号产生模块203和信号驱动模块204，控制信号产生模块203提供输入端与所述调制解调器101连接，并提供输出端与信号驱动模块204相连接。所述信号驱动模块204则同时与下行链路和上行链路连接，以将信号传输至近端转接电路104、远端转接电路106、下行放大电路105和上行放大电路107中，供这些部件依据信号驱动模块204产生的电平信号控制自身的开关状态。

控制信号产生模块203可以用CPLD、EPLD、FPGA等芯片实现；控制信号产生模块203可以通过I2C、SPI等数据总线与监控子***通信，获取监控子***的控制信息以及上报相应的状态，也可以通过GPIO管脚由监控子***指示相应的控制信息。

请结合图1和图2，直放站覆盖***将基站的TD-SCDMA下行信号被耦合器103耦合到部分信号，由耦合器103输出给无线调制解调器101，调制解调器101输出一路同步指示信号给信号调整模块102；信号调整模块102根据输入的同步指示信号产生多路切换控制信号同时控制近端转接电路104、下行放大电路105、远端转接电路106和上行放大电路107；当基站信号为下行时隙时，则控制上行链路关闭、下行链路打开；否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈开状态。

所述的调制解调器101提供的同步指示信号除包含TD-SCDMA无线子帧中第一个时隙切换点信息外，还包含了第二个时隙切换点信息，如此，控制信号产生模块203可以根据第二个时隙切换点信息和同步指示信号产生控制信号输出至信号驱动模块204。

所述由调制解调器101产生的同步指示信号也可以不包含所述第二个时隙切换点控制信息，而是先由调制解调器101通过普通的uart接口传送给覆盖***的监控子***，监控子***再将此信息传送给信号调整模块102的控制信号产生子模块203；调制解调器101也可以既不由帧同步指示信号携带第二个时隙切换点信息也不通过uart接口传递此信息，而是由覆盖***的监控子***通过远程监控获得，然后再将此信息传送给信号调整模块102的控制信号产生模块203。

下面结合图2，阐述本发明中无线调制解调器101和信号调整模块102实现的功能及工作流程：

1)无线调制解调器101根据接收到的TD-SCDMA信号输出一路帧同步指示信号给信号调整模块102内的控制信号产生模块203。

2)控制信号产生模块203接收无线调制解调器101输入的帧同步指示信号(或同时根据接收到的监控子***(未图示)的控制信息)，同步指示信号或控制信息中应包含有第二个时隙切换点控制信息，以便由控制信号产生模块203据此产生覆盖***需要的多个切换控制信号传输至信号驱动模块204。根据覆盖***中需要控制的每个开关的不同特性，产生的多个控制信号中每个信号的开启及关闭时序可以互不相同。

TD-SCDMA信号的第二个时隙切换点信息可以由无线调制解调器101输入的帧同步指示信号包含，也可以通过监控子***输入的控制信息所包含。因此，控制信号产生模块203获得第二个时隙切换点既可以通过无线调制解调器101的UART接口获得，也可以通过远程监控信息获得。

3)信号驱动模块204将控制信号产生模块203输入的切换控制信号转换为***需要的电平信号，可为差分信号或是CMOS电平信号。信号驱动模块204输出的切换控制信号即可用于控制覆盖***的上下行链路切换。

图3为本发明的信号调整模块的上下行时隙的切换控制信号。本发明中先关闭工作状态的上行/下行链路后再打开下行/上行链路，使用时间的延时来增加上下行电路的隔离的，以避免直放站的自激；作为应用的一个范例，控制下行放大电路关闭的控制线有效6个chip之后打开上行放大电路控制线有效；控制上行放大电路关闭的控制线有效4个chip之后，控制下行放大电路打开的控制线有效。另外，可以通过相应软件改变下行放大电路和上行放大电路关闭的控制线的有效chip数。

此外，由上述应用于直放站覆盖***的实例中，还可以抽象出本发明覆盖***中利用调制解调器实现同步的方法，包括如下步骤：

(1)、从下行链路任意一处耦合到部分信号后传输至调制解调器，本功能一般由耦合器103完成；

(2)、可由调制解调器产生包含TD-SCDMA下行信号第二个时隙切换点控制信息的同步指示信号；TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息也可由覆盖***的监控子***通过调制解调器对覆盖***进行监控后获得；

(3)、依据所述同步指示信号及第二个时隙切换点控制信息产生同步切换控制信号，本步骤可通过开发专用的控制信号产生模块实现；

(4)、将该切换控制信号转换成电平信号或差分信号并传输至上下行链路；

(5)、依据所述电平信号或差分信号打开或关闭相应的链路实现同步，即当基站信号为下行时隙时，控制上行链路关闭，下行链路打开，否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈打开状态。

综上所述，本发明可为TD-SCDMA覆盖***提供了一种简单而性能较佳的同步及切换控制方法，使得TD-SCDMA***能实现正常的上、下行切换控制。本发明可适用于无线直放站、光纤直放站，电光混合直放站、塔顶放大器和干线放大器等覆盖***中。

本发明始终以叙述性的方式进行描述，其中所使用的术语意在描述而非限制。根据以上的描述，可以对本发明做许多进一步的修改，也可以根据实际需要做许多变化。因此，在附加的权利要求范围内，本发明可以对所具体描述的实施例采用各种不同的实现方式。

Claims (9)

1、一种覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路，其特征在于包括调制解调器、耦合器和信号调整模块；

所述耦合器与下行链路任意一处连接，获取信号后将其传输至与之连接的调制解调器；

所述调制解调器与覆盖***中的监控子***相连接，此外，还输出同步指示信号和TD-SCDMA信号的第二个时隙切换点信息至与之连接的信号调整模块；

所述信号调整模块根据输入的同步指示信号和第二个时隙的切换点信息产生切换控制信号至上行链路和下行链路，当基站信号为下行时隙时，控制上行链路关闭，下行链路打开，否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈打开状态。

2、根据权利要求1所述的覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路，其特征在于：

所述信号调整模块包括控制信号产生模块和信号驱动模块构成，该控制信号产生模块的输入端与调制解调器的输出端相连接，输出端则与信号驱动模块相连接，信号驱动模块则分别与下行链路和上行链路连接；

控制信号产生模块根据接收到的同步指示信号和第二个时隙切换点信息，产生覆盖***需要的切换控制信号，并将该切换控制信号传输至信号驱动模块；

信号驱动模块将所述切换控制信号转换成电信号并输出至上行链路和下行链路。

3、根据权利要求2所述的覆盖***中利用调制解调器实现同步的电路，其特征在于：所述TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息可以由调制解调器产生，并由所述同步指示信号携带；所述TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息还可以通过监控子***通过调制解调器由远程监控中心设置，然后再将其直接传输给控制信号产生模块。

4、根据权利要求2至3任意一项所述的利用调制解调器实现同步的TD-SCDMA覆盖***，其特征在于：所述电平信号为差分信号或CMOS电平信号。

5、根据权利要求2至3任意一项所述的利用调制解调器实现同步的TD-SCDMA覆盖***，其特征在于所述控制信号产生模块用CPLD、EPLD和FPGA中任意一种实现。

6、根据权利要求1至3中任意一项所述的利用调制解调器实现同步的TD-SCDMA覆盖***，其特征在于：所述控制信号产生模块与监控子***间通过I2C或SPI数据总线实现连接，由此控制信号产生模块可获取监控子***的监控信息和上报相应的状态，也可以通过GPIO管脚实现连接并由监控子***指示相应的控制信息。

7、根据权利要求6所述的利用调制解调器实现同步的TD-SCDMA覆盖***，其特征在于本发明适用于无线直放站、光纤直放站、电光混合直放站、塔顶放大器以及干线放大器为类型的覆盖***中。

8、一种覆盖***中覆盖***中利用调制解调器实现同步的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、从下行链路任意一处耦合到部分信号后传输至调制解调器；

(2)、由调制解调器产生包含TD-SCDMA下行信号第二个时隙切换点控制信息的同步指示信号；

(3)、依据所述同步指示信号及第二个时隙切换点控制信息产生同步切换控制信号；

(4)、将该切换控制信号转换成电平信号或差分信号并传输至上下行链路；

(5)、依据所述电平信号或差分信号打开或关闭相应的链路实现同步，即当基站信号为下行时隙时，控制上行链路关闭，下行链路打开，否则，则控制下行链路关闭并使上行链路呈打开状态。

9、根据权利要求8所述的覆盖***中利用调制解调器实现同步的方法，其特征在于步骤(2)中，所述TD-SCDMA的第二个时隙的切换点信息由覆盖***的监控子***通过调制解调器由远程监控中心设置，然后再将其直接传输给控制信号产生模块。

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