CN100488080C - Td-scdma系统室外单元与室内单元实现同步的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的方法和装置。为实现调试简单，可保证系统实时性的要求，同时不受环境影响，且可实时校正帧偏差的目的，该方法包括如下步骤：(a)由室内单元产生帧同步信号；(b)当该帧同步信号由通讯链路的输入端传送至室外单元时，通过计数脉冲对该信号的传输延迟进行计数；(c)当信号从室外单元通过通讯链路反向反馈传回至该输入端时，停止传输延迟计数并计算出信号传输时延为2ΔT；(d)室内单元提前ΔT时间发送下一帧同步信号，以使同步误差在一个计数脉冲之内。本发明同时还提供一种TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的装置。本发明的方法与装置主要用于时分双工无线通信系统中，可自动校准室外单元的收发时序。
Description
【技术领域】
本发明涉及TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAcces，时分同步的码分多址技术)通信技术领域，尤其涉及一种实现TD-SCDMA室外单元射频信号的收发控制信号与室内单元进行同步的方法与装置。
【背景技术】
TD-SCDMA是ITU正式发布的第三代移动通信空间接口技术规范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持，是中国电信第一个完整的通信技术标准，是可替代UTRA-FDD的方案，是集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术。它采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。
TD-SCDMA通信系统是一个同步系统，对上行和下行同步有比较严格地要求。一个TD-SCDMA帧长度为10ms，分成两个5ms子帧；每一个子帧又分成7个常规时隙以及3个特殊时隙，即下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(G)和上行导频时隙(UpPTS)。
TD-SCDMA基站系统分为室内单元部分和室外单元部分。对于时钟系统，其包含两个方面：一个是地面网络的同步，另一个是空中接口的同步。地面同步要求同步与网络侧同步。空中接口的同步是通过位于基站室内单元的GPS源或级连同步源产生并且收发帧同步信号至室外单元而实现的。
由于室内单元通过GPS产生帧同步信号，室外单元的帧同步信号是由室内通过通讯的方式进行传递。由于传输线缆较长，或受环境因数的影响，以及逻辑处理等原因很容易造成帧同步信号的传输延迟。对于由传输延迟造成的系统性能下降，一般在投入运营前需经过反复调整系统的固定误差，工作量大且繁琐。另外，因系统投入运营后，因环境，时间因素也会使传输延时产生变化。
【发明内容】
为此，本发明要解决的技术问题是提供一种调试简单，可保证系统实时性的要求，同时不受环境影响，且可实时校正帧偏差的TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的方法与装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的方法。其包括如下步骤：
(a)由室内单元产生帧同步信号；
(b)当该帧同步信号由通讯链路的输入端传送至室外单元时，通过计数脉冲对该信号的传输延迟进行计数；
(c)当该信号从室外单元通过通讯链路反向反馈传回至该输入端时，停止传输延迟计数并计算出信号传输时延为2ΔT；
(d)室内单元提前ΔT时间发送下一帧同步信号，以使同步误差在一个计数脉冲之内。
其中，该方法可进一步包括重复步骤(a)～(d)，直至同步误差不高于正常模式下的一预定值。
其中，若同步误差不高于该正常模式下的预定值，则室外单元进行帧保护。若同步误差高于该正常模式下的预定值，则关闭系统电源并对帧同步进行告警。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的装置。其包括：一室外单元，其包括一同步信号输出单元，用于输出反馈信号；一通讯链路，其包括一与室内单元对应的输入端和一与室外单元对应的反馈端，用于由输入端传输帧同步信号至室外单元和由反馈端传输反馈信号至输入端；和一FPGA器件，用于通过计数脉冲对该帧同步信号的传输延迟进行计数。
其中，该通讯链路可为RS485总线。该帧同步信号产生装置可为GPS。
通过本发明方法可将人工调整改为自动调整，提高系统的自动化程度，改善系统性能。提高状态检测的实时性由系统测试时单次调整，改为实时调整，修正了系统由于安装原因，环境变化造成的性能下降。对于室外单元故障保护，，如正常模式下，室外单元的保护帧计数，如与反馈的帧同步误差太大，则关闭系统的电源，产生告警信号，对帧同步进行告警，如此可提高系统的可维护性。
【附图说明】
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
图1是本发明方法对帧同步信号延迟调整的时序关系示意图。
【具体实施方式】
下面介绍一下本发明TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的装置。该装置包括一室内单元、一室外单元、一通讯链路和一FPGA器件。该室内单元包括一帧同步信号产生装置，用于产生帧同步信号。该帧同步信号产生装置一般为GPS。该室外单元包括一同步信号输出单元，用于输出反馈信号。该通讯链路一般为RS485总线，其包括一与室内单元对应的输入端和一与室外单元对应的反馈端，用于由输入端传输帧同步信号至室外单元和由反馈端传输反馈信号至输入端。该FPGA器件主要是用于通过计数脉冲对该帧同步信号的传输延迟进行计数。
由于现有设计中开关信号是通过RS485总线形式对室外单元进行传递。目前信号传输都是单向传输，本发明将其改为双向传输，即半双工方式。将传输造成的延迟再返回到输入端，利用在板的FPGA剩余单元，进行计数并输出比较，通过双程延迟误差计算出通讯时延2ΔT，从而校正发射的帧同步信号。按提前ΔT的时间发出帧同步信号，从而保证系统时钟的一致性。
请参照图1，本发明的TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的方法大致包括如下步骤：
(a)由室内单元产生帧同步信号；
(b)该帧同步信号由通讯链路的输入端传送至室外单元，同时，通过计数脉冲对该信号的传输延迟进行计数；
(c)当该信号从室外单元通过通讯链路反向反馈传回至该输入端时，停止传输延迟计数并计算出信号传输时延为2ΔT；
(d)室内单元提前ΔT时间发送下一帧同步信号，以使同步误差在一个计数脉冲之内。
重复步骤(a)～(d)，直至同步误差不高于正常工作模式下的一预定值，或直至同步误差为零。
如上所述，本发明采用反馈方式对通讯环路延迟造成的误差进行计数，确定延迟时间ΔT，使室内单元提前ΔT时间发帧同步信号，并使结果误差在一个计数脉冲之内，实时比较实时调整，保持误差在一个计数脉冲之内。对于远距离传输的开关信号，通过通信链路的双向传输性，在输入端进行反馈并与原始开关信号进行比较。再由高频率计数脉冲进行延迟计数，对下次开关信号进行预测，提前启动开关信号。再用反馈的信号与新到来的开关信号进行比对，不断缩小误差直到最后使室外单元与室内单元的帧信号完全同步。
另外，由室内单元提前发帧同步信号，室外单元按收到的室内单元发送的帧同步信号可以开始实施帧保护技术。如果保护计数与到来的帧同步信号误差太大，则室外单元可关闭收发通道的电源，对室外单元进行保护，并不断监测总线状态以便启动室外单元正常工作。
下面结合本发明装置对本发明方法进行描述：
首先，由室内单元的帧同步信号产生装置GPS产生帧同步信息，以此作为输入并开始计数。通过双向通信链路RS485总线向室外单元发送帧同步信号。以室外单元的帧同步信号输出单元的输出作为反馈信号反馈到双向通信链路的输入端，终止室内单元的计数。此时，室内单元FPGA器件的高频计数则为延迟误差的双倍，即2ΔT。使室内单元提前ΔT时间发帧同步信号，并使结果误差在一个计数脉冲之内，实时比较实时调整，直到保持误差在一个计数脉冲之内，或达到完全消除误差。
本发明的TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的方法与装置主要用于TDD(时分双工)无线通信系统中，可自动校准室外单元的收发时序。利用本发明方法和装置，可实现实时校准室外单元的收发时序，同时还具有系统故障自动关闭收发系统的功能，增加了系统设备的可维护性。该技术的设计方法可以应用在分布系统要求分布单元同步较高的场合。
需要说明的是，上述说明仅是对本发明较佳实施例的详细描述，叙述仅为说明本发明的可实现性及其突出效果，具体特征并不能用来作为对本发明的技术方案的限制，本发明的保护范围应以本发明所附权利要求书为准。
Claims (8)
1.一种TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的方法，其特征在于其包括如下步骤：
(a)由室内单元产生帧同步信号；
(b)当室内单元发送帧同步信号时，通过计数脉冲对该信号的传输延迟进行计数；
(c)当该信号从室外单元通过通讯链路反向反馈传回至该输入端时，停止传输延迟计数并计算出信号传输时延为2ΔT；
(d)室内单元提前ΔT时间发送下一帧同步信号，以使同步误差在一个计数脉冲之内。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于重复步骤(a)～(d)，直至同步误差不高于正常模式下的一预定值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该同步误差为零。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于若同步误差不高于该正常模式下的预定值，则室外单元进行帧保护。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于若同步误差高于该正常模式下的预定值，则关闭系统电源并对帧同步进行告警。
6.一种TD-SCDMA系统室外单元与室内单元实现同步的装置，其特征在于其包括：
一室内单元，其包括一帧同步信号产生装置，用于产生帧同步信号；
一室外单元，其包括一同步信号输出单元，用于输出反馈信号；
一通讯链路，其包括一与室内单元对应的输入端和一与室外单元对应的反馈端，用于由输入端传输帧同步信号至室外单元和由反馈端传输反馈信号至输入端；
一现场可编程门阵列器件，用于通过计数脉冲对上述室内单元产生的帧同步信号的传输延迟进行计数，当室内单元发送帧同步信号时，开始计数，当收到室外单元的反馈信号时，计数停止。
7.如权利要求7所述的装置，其特征在于该通讯链路为RS485总线。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于该帧同步信号产生装置为全球卫星导航系统。
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