CN101094207A

CN101094207A - Td－scdma数据传送和接收装置及传送方法

Info

Publication number: CN101094207A
Application number: CNA2006101319147A
Authority: CN
Inventors: 臧侃
Original assignee: ZHEJIANG HUALI COMMUNICATION GROUP CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HUALI COMMUNICATION GROUP CO Ltd
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-12-26

Abstract

本发明设计到一种传送和接收装置及其相关方式，用于互相交换在传送方向和接收方向上的有效负荷数据，在传送方向上，由基带元件向射频元件传送数字有效负荷数据，数字化有效负荷数据从天线处接收；在接收方向上，由射频元件到基带元件的传送中被转换成基带，其中传送是通过一条双向的数据链接以一种半双工的流行方式进行的；接口拥有一条用于在射频元件和基带元件之间串行传输配置数据的双向数据线；接口还特别拥有一条用于传送时钟信号的位时钟线，一比特在每个时钟信号的时钟段是通过双向数据线传送的。

Description

TD-SCDMA数据传送和接收装置及传送方法

技术领域

本发明设计到一种传送和接收装置及其相关方式，用于互相交换在传送方向和接收方向上的有效负荷数据，属无线通信制造领域。

背景技术

在移动台的传送和接收装置内，根据标准化的调制和解调方法，调制器和解调器被用来调制将要传送的数据至射频载体振动，然后解调这些数据用于接收。其中一个移动无线电标准为TD-SCDMA(时分同步码分多址术)标准。在TD-SCDMA方法中，用户不会同时传送和接收信号，与此相反，用户在不同的时隙内可以进行传送和接收。这个所谓的半双工方法具有无需将传送和接收排列设计得复杂的优点。TD-SCDMA方法另外一个优点是数据速率无需在两个传送方向上保持对称。一般来说，移动台传送和接收装置中的调制器和解调器包含一个基带元件和一个射频元件。在传送过程中，基带元件使用数字信号处理，从需传送的数据开始创建符合标准的一般复杂的信号，其中通过射频元件将复杂的信号转移至射频，在适当扩大后通过作为真实信号的天线进行传送。在接收过程中，通过射频元件以相应的形式对接收到的有效负荷数据进行解调，从而形成一个复杂的信号。接收到的数据在基带元件中作进一步的处理。由于对基带元件和射频元件的不同物理要求，这些功能元件一般在使用不同的生产技术的独立集成电路中被生成。在传送方向上，必须以适当的形式将已调的射频信号传递给基带元件。在接收方向上，必须以适当的形式将解调的射频信号传递给基带元件。为了达到这个目的，必须在基带元件和射频元件之间提供一个适当的接口。在这种情况下，基带元件和射频元件之间的传送通常为模拟形式。然而这也有缺点，在基带元件和射频元件中同时需要模拟元件，这点是不利的，例如考虑到数字半导体技术的进程。

在传统的基于TD-SCDMA标准的移动台中，由一个真实部件和一个虚拟部件表示的一个复杂的模拟信号是在混合基带模块(混合信号模块)中生成的，该模块具有数字和模拟电路元件，并且为了达到信号传送尽可能高的质量，该模拟信号以微分模拟信号的形式被传送至射频组件，并被射频组件所接收。这些特别在微分信号生成和传送过程中所需的电路部件在芯片领域中占了显著的比例，而在实际信号处理中并不需要。由于模拟传送的结果，接口对放射性干扰和噪声也很敏感，需要四条虚拟线路的连接，只是为了传送有效负荷信息。除了有效负荷信息之外，配置信息和同步信息通过各种模拟和数字控制线及串行总线被传送，从而导致需要更多的线路。

发明内容

设计目的：一是本发明是针对带有一个基带元件、一个射频元件和一个安置在它们之间的接口的数据传送和接收装置，实现低成本、高利润；二是本发明包含一个传送和接收装置的移动数据，同时包含一种在具有上述特征的基带元件和射频元件之间传送数据的方法，特别是可以根据TD-SCDMA标准在移动数据传送中利用该接口的方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。本发明包含一个基带元件、一个射频元件和接口，基带元件和射频元件可以在传送方向和接收元件互相交换有效负荷数据。

本发明包含一个用于传送有效负荷数据的数字接口，而不是一个传统的模拟接口。由于数字接口比模拟接口具有更好的抗干扰免疫性，后者易受放射性干扰的影响。其次，传统接口无需使用模拟电路元件，而且本发明支持独立于射频元件的基带元件中的基带处理。

本发明接口包含一个双向的数据链接，通过使用半双工方法运行。这个数据链接不仅被用于将数字有效负荷数据从基带元件传送至射频元件，而且也被用于从射频元件至基带元件传送接收到的数字化有效负荷数据，该数据在射频元件中被转换成基带。由于数据链接是通过使用半双工方法进行运行的，在特定的时段中，特别是在时隙中，有效负荷数据只在一个方向上通过数据链接被传送。

本发明有效负荷数据在非连续基础上通过数据链接被传送，并基于数据脉冲。在这种情况下，脉冲期间通过接口传送有效负荷数据的方向是不变的。传送方向取决于这是一个传送脉冲还是接收脉冲。在传送脉冲过程中，有效负荷数据从基带元件被传送至射频元件，而在接收脉冲中，有效负荷数据的传输方向正好相反。这些方法使传送有效负荷数据所需的数据链接数量达到最小化。此外，这些方法根据发明的要求促进了TD-SCDMA移动无线电系统中传送和接收装置的使用。

一般情况下，一条单一的字时钟线可能足够用于指示在数据链接上传送位序列的开始。但是本发明所述的接口具有第一条和第二条字时钟线。第一条字时钟线指示在数据链接上从基带元件到射频元件传送位序列的开始，而第二条字时钟线用于指示在数据链接上从射频元件到基带元件传送位序列的开始。根据发明作出的传送和接收排列提高了基带元件和射频元件中信号处理的灵活性，这是通过允许，例如在数据传送数据和数据接收数据的传输中使用不同的字长来实现的。此外，在许多传送和接收装置中发生这样一种情况，在一个方向上只需传输比另外方向少的数据。作为第一条和第二条字时钟线的一种替换物，提供第三条双向的字时钟线是有利的，第三条字时钟线不仅用于指示在数据链接上从基带元件到射频元件传送位序列的开始，而且用于指示在数据链接上从射频元件到基带元件传送位序列的开始。

数据链接被设计成带有差别性。数据链接的差别设计允许传送数据不加干扰地从基带元件传输至射频元件，并且允许接收数据不加干扰地从射频元件传输至基带元件，从而可能达到所需的更高数据速率，特别是对于TD-SCDMA移动数据系统来说。

传送和接收装置被设计为以T_e ^-1的速率传送数字有效负荷数据中的数据字，被分成一个实部和一个虚部。在这种情况下，T_e指示无线电传输所基于的通信标准的芯片时间段。这样可能确保接口的实时操作。在TD-SCDMA标准中，T_e＝0.78_μs。

传送和接收装置被有利地设计为：接收数字有效负荷数据中的数据字以(T√2)-1的速率被传输，分成一个实部和一个虚部，特别是达到一个相当于低通过滤位置，因此同样可能符合实时的要求。

传送的数字有效负荷数据和通过数据链接被传送的接收数字有效负荷数据的位时钟从接收数字有效负荷数据自身生成。因此无需根据发明在接口上为对应的位时钟传输提供位时钟线。根据本发明的一项优选方案，接口拥有一条单向的数据时钟线，但是通过该数据时钟线，在射频元件中生成的系统时钟被传输至基带元件。在这种情况下，根据发明作出的传送和接收排列被表征为第一和第二种时钟除法器方法或者时钟乘法器方法。第一种时钟除法器方法或时钟乘法器方法位于基带元件中，使用系统时钟生成所需传送的数字有效负荷数据的位时钟。第二种时钟除法器方法或时钟乘法器方法以相应的方法被安置在射频元件中，同样使用系统时钟生成所需接收的数字有效负荷数据的位时钟。

接口拥有一条用于在射频元件和基带元件之间串行传输配置数据的双向数据线。接口还特别拥有一条用于传送时钟信号的位时钟线。在这种情况下，特别是一比特在每个时钟信号的时钟段是通过双向数据线传送的。特别是接口同时拥有的第四条字时钟被用于指示双向数据线上位序列传送的开始。根据发明所作的一项接口改进，像这样有利地考虑到基带处理的体系结构，因为它允许独立传送有效负荷数据和配置数据。配置数据为，例如决定传送频率、传送振幅、传送功率配置文件、调制类型、传送器模式及另外的传送和接收参数的数据。在这种情况下，一条单一的数据线对于配置数据的传送就足够了，由于具有双向数据线，为了在基带元件和射频元件之间的双向上传送所有的配置数据，从而使接口中的线路数量保持在一个低水平。

接口包含一条单向的激活线和/或去激活线，基带元件可以通过它们激活和/或去激活射频元件。此外，为了将时间信息从基带元件传送至射频元件，可以通过激活和/或去激活线传送信号侧面。

基带元件包含一个缓冲存储器，可以暂时存储传送数据和接收数据。此外，通过射频元件接收的有效负荷数据在转换成基带和数字化形式后立即被传送至基带元件。同时对射频元件作出规定，要求通过数据链接从基带元件传送有效负荷数据。采用这些方法的结果是在射频元件中无需任何数据记忆。此外，这将使射频元件技术的选择具有更好的灵活性。

本发明制定的一种方法同时被公开并用于无线电传送和接收装置中的基带元件和射频元件之间的数据传送，特别适用于移动无线电。在这种方法中，通过一个双向的使用双工方法运行的数据链接，需要传送的数字有效负荷数据从基带元件被传送至射频元件。在射频元件中被转换成基带的所接收到的数字化有效负荷数据也通过这个数据链接从射频元件被传送至基带元件。

技术方案1：TD-SCDMA数据传送方法，(1)在传送方向上，由基带元件向射频元件传送数字有效负荷数据，数字化有效负荷数据从天线处接收；(2)在接收方向上，由射频元件到基带元件的传送中被转换成基带，其中传送是通过一条双向的数据链接以一种半双工的流行方式进行的；(3)接口拥有一条用于在射频元件和基带元件之间串行传输配置数据的双向数据线；(4)接口还特别拥有一条用于传送时钟信号的位时钟线，一比特在每个时钟信号的时钟段是通过双向数据线传送的。

技术方案2：TD-SCDMA数据传送和接收装置，传送和接收装置具有一个基带元件(1)，一个数字接口(2)，一个射频元件(3)，一个功率放大器(4)和一条天线(5)，基带元件(1)通过数字接口(2)被连接到射频元件(3)中，功率放大器(4)被连接到射频元件的输出侧面且与天线(5)相连。

本发明优点：一是数字接口对于基带元件的设计和线路布局的要求降低了，因此可以通过使用更简单、更廉价的专用于数字线路的生产技术来生成它；二是接口包含一个双向的数据链接，通过使用半双工方法运行，与传统的发送和接收装置相比，节省了一个数据链接，特别适合在TD-SCDMA移动无线电系统中使用的优点；三是接口被配置用于已接收数字有效荷载的数据和通过数据链路将要传输的数字有效荷载数据的传输，使得接口中的线路数量保持在一种较低且经济有效的方式；四是所描述的方法使数据速率得到提高。

附图说明

图1是TD-SCDMA数据传送和接收装置的方框示意图。

图2是第一种多模式移动台的方框示意图。

图3是第二种多模式移动台的方框示意图。

具体实施方式

图1显示了一个在基于TD-SCDMA标准的移动无线电网络移动台中被执行的传送和接收装置。传送和接收装置具有一个基带元件1，一个数字接口2，一个射频元件3，一个功率放大器4和一条天线5。基带元件1通过数字接口2被连接到射频元件3中。功率放大器4被连接到射频元件的输出侧面，并与天线5相连。

基带元件1通常带有一个用于处理有效负荷数据数字信号处理器，没有在图1中作出阐明，和一个微处理器，同样没有在图1中作出阐明，它可以处理配置数据，并执行整个传送和接收装置的序列控制。

基带元件1执行需传送和接收数据的基带处理，包括在芯片层次上的信号处理步骤。在物理层次上的信号处理步骤在射频元件3中被执行。基带元件1和射频元件3在当前的发明示范性体现中以单个集成电路的形式存在。虚线指示模块界限。功率放大器4也可以外部元件的形式存在，也就是说它无需在射频元件3的芯片上被执行。

位于基带元件1和射频元件3之间的数字接口2具有两个数字多重导线连接。第一个数字多重导线连接配有一条系统时钟线6，一条双向的，使用双工方法运行的微分数据线7，一条传送字时钟线8和一条接收字时钟线9，用于双向传送有效负荷数据。第二个数字多重导线连接配有一条激活和去激活线10，一条双向数字线11，一条字时钟线12和一条位时钟线13，主要用于从基带元件1到射频元件3传送配置数据。此外，第二个数字多重导线连接也允许反向传送数据。

需要传送的有效负荷数据通过微分数据线7从基带元件1被传送至射频元件3。基带元件1通过传送字时钟线8向射频元件3提供传送字时钟。由于数据线7被设计用于双向数据传送，接收到的数字有效负荷数据同样通过数据线7从射频元件3被传送至基带元件1。射频元件3通过接收字时钟线9向基带元件1提供接收字时钟线。或者也有可能仅由一条双向的字时钟线提供传送字时钟和接收字时钟。

有效负荷数据通过数据线7被传送，并符合在一个例子中使用双工方法的TD-SCDMA标准。在这种情况下，有效负荷数据在非连续和脉冲基础上被传送。在接收脉冲被传送和接收装置接收的时间段中，只有数字接收数据通过数据线7从射频元件3被传送至基带元件1。在传送脉冲过程中，数字传送数据通过数据线7在相反的方向上被传送。

在被射频元件3接收后，接收到的有效负荷数据通过数据线7立即被提供给基带元件1。需要传送的有效负荷数据被射频元件3所要求，只有在这个时候它才通过数据线7被传送至射频元件3。这样使得在射频元件3中只需较少的数据存储器，因为需要传送的有效负荷数据和接收到的有效负荷数据可被暂时存储在基带元件1中。为了到到这个目的，在基带元件1中提供了一个未在图1中作出说明的缓冲存储器4。相反，射频元件3没有缓冲存储器。

为了符合实时的要求，数字接收数据通过数据线7以一个有效的至少为芯片速率两倍的抽样率2.56MHz被传送，而数字传送数据以芯片速率1.28MHz被传送。

所有接口2的模拟/数字转换器和数字/模拟转换器都位于射频元件3中。因此在基带元件1中无需为传送路径和接收路径设置任何模拟元件，可以通过使用简单、低成本的生产技术生成专用数字线路所需的基带元件1。

系统时钟通过系统时钟线6从射频元件3被传送至基带元件1。

数字配置数据通过双向数据线11被传送。字时钟线12和位时钟线13从基带元件1开始分别向射频元件3提供字时钟和位时钟。

基带元件1可以通过激活和去激活线10激活或去激活射频元件3。此外，时间信息可由信号侧面的传送通过激活和去激活线10进行传送。

图2显示了一个多模式移动台的示范性原理框图，其中由申请人生成的GSM/GPRS/EDGE基带芯片S-GOLD 2被连接到一个TD-SCDMA协处理器。一个TD-SCDMA射频元件TD-SCDMARF通过上面描述的数字接口2被连接到TD-SCDMA协处理器的TD-SCDMA射频元件上。

图3显示了另一个多模式移动台的示范性原理框图。在这种情况下，与图2中显示的多模式移动台相反，GSM/GPRS/EDGE和TD-SCDMA的基带元件被集中在一块芯片上。由于在目前的情况下，GSM/EDGE射频元件GSM/EDGE RF也使用数字接口，所以可以将基带芯片设计成完全数字化的。

实施例1：参附图1～3。TD-SCDMA数据传送和接收装置，传送和接收装置具有一个基带元件1，一个数字接口2，一个射频元件3，一个功率放大器4和一条天线5，基带元件1通过数字接口2被连接到射频元件3中，功率放大器4被连接到射频元件的输出侧面且与天线5相连。基带元件1带有一个用于处理有效负荷数据数字信号处理器和一个微处理器，它可以处理配置数据，并执行整个传送和接收装置的序列控制。位于基带元件1和射频元件3之间的数字接口2具有两个数字多重导线连接；第一个数字多重导线连接配有一条系统时钟线6，一条双向的，使用双工方法运行的微分数据线7，一条传送字时钟线8和一条接收字时钟线9，用于双向传送有效负荷数据；第二个数字多重导线连接配有一条激活和去激活线10，一条双向数字线11，一条字时钟线12和一条位时钟线13，主要用于从基带元件1到射频元件3传送配置数据。第二个数字多重导线连接也允许反向传送数据。接口包含一条单向的激活线和/或去激活线，基带元件可以通过它们激活和/或去激活射频元件；接口2的模拟/数字转换器和数字/模拟转换器都位于射频元件3中。

实施例2：参附图1～3。在实施例1的基上，TD-SCDMA数据传送方法，(1)在传送方向上，由基带元件向射频元件传送数字有效负荷数据，数字化有效负荷数据从天线处接收；(2)在接收方向上，由射频元件到基带元件的传送中被转换成基带，其中传送是通过一条双向的数据链接以一种半双工的流行方式进行的；(3)接口拥有一条用于在射频元件和基带元件之间串行传输配置数据的双向数据线；(4)接口还特别拥有一条用于传送时钟信号的位时钟线，一比特在每个时钟信号的时钟段是通过双向数据线传送的。

基带元件和射频元件被配置用于在非连续基础上通过数据链接和传送脉冲传送中间的有效负荷数据，并且在传送脉冲或接收脉冲的时间段中，通过数据链接的一个传送方向是不变的。接口还包括：(1)第一条字时钟线，配置用于指示在数据链接上位序列由基带元件向射频元件传送的开始；(2)第二条字时钟线，配置用于指示在数据链接上位序列由射频元件向射基带元件传送的开始；(3)第三条双向字时钟线，配置用于指示在数据链接上位序列由基带元件向射频元件传送的开始，并且指示在数据链接上位序列由射频元件向射基带元件传送的开始；(4)第四条字时钟线，配置用于指示双向数据线上位序列传送的开始；(5)一条单向的系统时钟线，配置用于传送一个在射频元件向基带元件传送过程中生成的系统时钟；(6)一条单向的激活或去激活线，配置用于由基带元件分别激活或去激活射频元件，或者用于由基带元件向射频元件传送时间信息；(7)一条双向数据线，配置用于在射频元件和基带元件之间连续传送配置数据；一条位时钟线且用于传送时钟信号，其中一比特数字有效负荷数据在每个时钟信号的时钟段是通过双向的数据线传送的。数据链接包含一个微分数据链接。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。

Claims

1、一种TD-SCDMA数据传送方法，其特征是：(1)在传送方向上，由基带元件向射频元件传送数字有效负荷数据，数字化有效负荷数据从天线处接收；(2)在接收方向上，由射频元件到基带元件的传送中被转换成基带，其中传送是通过一条双向的数据链接以一种半双工的流行方式进行的；(3)接口拥有一条用于在射频元件和基带元件之间串行传输配置数据的双向数据线；(4)接口还特别拥有一条用于传送时钟信号的位时钟线，一比特在每个时钟信号的时钟段是通过双向数据线传送的。

2、根据权利要求1所述的TD-SCDMA数据传送方法，其特征是：基带元件和射频元件被配置用于在非连续基础上通过数据链接和传送脉冲传送中间的有效负荷数据，并且在传送脉冲或接收脉冲的时间段中，通过数据链接的一个传送方向是不变的。

3、根据权利要求1所述的TD-SCDMA数据传送方法，其特征是：接口还包括：(1)第一条字时钟线，配置用于指示在数据链接上位序列由基带元件向射频元件传送的开始；(2)第二条字时钟线，配置用于指示在数据链接上位序列由射频元件向射基带元件传送的开始；(3)第三条双向字时钟线，配置用于指示在数据链接上位序列由基带元件向射频元件传送的开始，并且指示在数据链接上位序列由射频元件向射基带元件传送的开始；(4)第四条字时钟线，配置用于指示双向数据线上位序列传送的开始；(5)一条单向的系统时钟线，配置用于传送一个在射频元件向基带元件传送过程中生成的系统时钟；(6)一条单向的激活或去激活线，配置用于由基带元件分别激活或去激活射频元件，或者用于由基带元件向射频元件传送时间信息；(7)一条双向数据线，配置用于在射频元件和基带元件之间连续传送配置数据；一条位时钟线且用于传送时钟信号，其中一比特数字有效负荷数据在每个时钟信号的时钟段是通过双向的数据线传送的。

4、根据权利要求1所述的TD-SCDMA数据传送方法，其特征是：数据链接包含一个微分数据链接。

5、一种TD-SCDMA数据传送和接收装置，其特征是：传送和接收装置具有一个基带元件(1)，一个数字接口(2)，一个射频元件(3)，一个功率放大器(4)和一条天线(5)，基带元件(1)通过数字接口(2)被连接到射频元件(3)中，功率放大器(4)被连接到射频元件的输出侧面且与天线(5)相连。

6、根据权利要求5所述的TD-SCDMA数据传送和接收装置，其特征是：基带元件(1)带有一个用于处理有效负荷数据数字信号处理器和一个微处理器，它可以处理配置数据，并执行整个传送和接收装置的序列控制。

7、根据权利要求5所述的TD-SCDMA数据传送和接收装置，其特征是：位于基带元件(1)和射频元件(3)之间的数字接口(2)具有两个数字多重导线连接；第一个数字多重导线连接配有一条系统时钟线(6)，一条双向的，使用双工方法运行的微分数据线(7)，一条传送字时钟线(8)和一条接收字时钟线(9)，用于双向传送有效负荷数据；第二个数字多重导线连接配有一条激活和去激活线(10)，一条双向数字线(11)，一条字时钟线(12)和一条位时钟线(13)，主要用于从基带元件(1)到射频元件(3)传送配置数据。

8、根据权利要求7所述的TD-SCDMA数据传送和接收装置，其特征是：第二个数字多重导线连接也允许反向传送数据。

9、根据权利要求5所述的TD-SCDMA数据传送和接收装置，其特征是：接口包含一条单向的激活线和/或去激活线，基带元件可以通过它们激活和/或去激活射频元件。

10、根据权利要求5所述的TD-SCDMA数据传送和接收装置，其特征是：接口(2)的模拟/数字转换器和数字/模拟转换器都位于射频元件(3)中。