CN101237272A - 射频通道同步系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频通道同步系统，该系统包括：发射时间调整单元，发射时间调整单元由基带处理部分实现；第一发射通道和第二发射通道，在发射时间调整单元的控制下，按照一定的时间关系将射频信号送到发射天线；以及时间差测量单元，用于计算第一发射通道和第二发射通道的射频信号到达的时间差。另外，本发明还公开了一种射频通道同步方法。通过使用本发明，可以实现基站在不同的射频通道上发送的信号天线口面处精确同步，从而能够使终端以时分的方式方便地在不同的通道上进行数据接收以及在通道间的快速地切换。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种射频通道同步系统及方法。
背景技术
3G技术规范机构3GPP(3rd Generation Partnership Project：第三代合作伙伴项目)给出的技术报告25.814“演进的陆地通用无线接入的物理层(Physicallayer aspects for evolved Universal TerrestrialRadio Access(UTRA))(Release 7)”的第7.1.1节规定：LTE(长期演进)系统基于OFDM(正交频分复用)技术的空中接口的短循环前缀的持续时间是4.7μs。另外，3GPP给出的技术报告25.913“演进的通用无线接入(Universal Telecommunication Radio Access，UTRA)和演进的通用无线接入网的需求(Requirements for EvolvedUTRA，E-UTRA)and Evolved UTRAN(E-UTRAN)“的第8.2节对频谱使用的灵活性确定了如下原则：系统应该支持在一组资源集合上提供相同或不同的内容发送，这组资源集合包括：处于相同和不同频段上的无线电频带资源(Radio Band Resources，RBR)、上行/下行链路的相邻和非相邻信道的安排等。RBR是指一个运营商可获得的所有频谱。
作为技术报告25.913给出的频谱使用原则的一个体现，在爱立信公司提交给3GPP的技术提案中，提案号为R1-062268、提案名称“Dedicated MBMS Carrier Using Common Transmitted Waveforms(使用公共发射波形的专用多媒体广播多播业务(MBMS)载波)”的提案给出的一种MBMS方法是：在宽带码分多址(WCDMA)系统中，指定专用的MBMS载波来提供多个MBMS物理信道，例如，提供辅公共控制物理信道(Secondary Common Control PhysicalChannels，S-CCPCH)，其和传统的WCDMA物理信道的差别是：MBMS专用载波上使用的是公共扰码，而不是针对具体小区的专用扰码(cell-specific scrambling codes)。不同的基站使用相同的信道化码，并且不同的基站在码片级实现同步。这种方法可以通过分集增益提高WCDMA系统的MBMS频谱效率。
当专用MBMS载波与通信载波使用不同的射频通道时，为了实现终端在这两种载波间的同步切换(例如，终端从驻留在通信载波状态快速转换为驻留在广播载波状态、或者进行相反过程的状态转换)，需要在专用MBMS载波的无线帧与通信载波的无线帧之间保持严格的同步，根据前述的LTE系统中基于正交频分复用(OFDM)技术的空中接口的短循环前缀(cyclic prefix，CP)的持续时间是4.7μs，要求专用MBMS载波的无线帧与通信载波的无线帧之间的同步误差远小于CP的持续时间，例如，要求同步误差小于1μs。
目前，主要应用的不同射频通道间的同步方法是在基带处实现的，通常是根据GPS时间来控制基带信号的发送时间，但是，这样的同步方法无法实现不同射频通道在天线口平面处的同步。这是因为，当系统使用不同的射频通道时，需要在不同通道间使用不同的滤波器，这些滤波器具有不同的时延，且滤波器时延值的离散分布范围可以达到数个微秒，这会导致不同的射频通道上的无线帧到达天线口面的时间有数个微秒的差，此时，天线口面处的数个微秒的同步误差将对终端保持在这两个通道上的同步采样与通道间切换带来困难。
由于发射机射频通道之间在滤波时延、馈线时延等环节的差异，所以即便在共站址安装的情况下，也将导致广播专用载波的射频通道与移动通信的射频通道之间存在较大的时延误差，并且这个时延误差可以达到数个微秒的量级。目前，正在努力寻求对该问题的解决方案，但是已经提出的技术方案中需要广播专用载波的射频通道与移动通信的射频通道之间保持严格的同步关系(例如，广播专用载波的射频通道与移动通信的射频通道之间在天线口面上的时间差要小于±1微秒)，而目前的基于GPS时间控制的基带信号发送方法无法到达天线口面处误差小于±1微秒的同步精度，因此实用性很低。
目前，还没有提出能够有效同步射频通道的技术方案。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，本发明的主要目的在于提供一种实现射频通道同步的机制。
根据本发明的一个实施例，提供了一种射频通道同步系统。
该系统包括：发射时间调整单元，发射时间调整单元由基带处理部分实现；第一发射通道和第二发射通道，在发射时间调整单元的控制下，按照一定的时间关系将射频信号送到发射天线；以及时间差测量单元，用于计算第一发射通道和第二发射通道的射频信号到达的时间差。
并且，该系统进一步包括：发射天线，用于发射由第一发射通道和第二发射通道送达的射频信号；以及接收天线，用于接收发射天线发射的射频信号。
其中，时间差测量单元分别对第一发射通道和第二发射通道送到发射天线的射频信号的到达时间进行测量，得到第一到达时间和第二到达时间，然后根据第一到达时间和第二到达时间计算第一发射通道和第二发射通道的射频信号到达的时间差。
并且，时间差测量单元将第一到达时间和第二到达时间的值发送给发射时间调整单元，以及发射时间调整单元根据第一到达时间和第二到达时间调整将基带信号送往第一发射通道和第二发射通道的时间。
根据本发明的另一实施例，提供了一种射频通道同步方法。
该方法包括以下步骤：第一步骤，分别测量第一射频通道和第二射频通道的射频信号到达发射天线的时间，以获得第一和第二射频通道间的时间差；第二步骤，将在第一步骤中获得的时间差与预定阈值进行比较，并根据比较结果进行后续处理；其中，在时间差的绝对值小于预定阈值的情况下，重新执行第一步骤，在时间差的绝对值大于预定阈值的情况下，进行到以下的第三步骤，第三步骤，调整将基带信号送往第一和第二射频通道的时间。
其中，预定阈值是小于1微秒的正数。
另外，在第三步骤中，在第一射频通道与第二射频通道的时间差为正数的情况下，将把基带信号送往第一射频通道的时间提前上述时间差，或者将把基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差；在第一射频通道与第二射频通道的时间差为负数的情况下，将把基带信号送往第一射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值，或者将把基带信号送往第二射频通道的时间提前上述时间差的绝对值。
并且，在第三步骤中，在第二射频通道与第一射频通道的时间差为正数的情况下，将把基带信号送往第二射频通道的时间提前上述时间差，或者将把基带信号送往第一射频通道的时间滞后上述时间差；在第二射频通道与第一射频通道的时间差为负数的情况下，将把基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值，或者将把基带信号送往第一射频通道的时间提前上述时间差的绝对值。
此外，在第一步骤中，根据用于进行时间差测量的时间差测量单元携带的编码方式进行相关计算，并且以首径到达时间作为射频信号的到达时间。
通过本发明的上述技术方案，可以实现基站在不同的射频通道上发送的信号天线口面处精确同步，从而能够使终端以时分的方式方便地在不同的通道上进行数据接收以及在通道间的快速地切换。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的射频通道同步系统的框图；以及
图2是根据本发明实施例的射频通道同步方法的流程图；
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。
第一实施例
首先将描述本发明的第一实施例。
根据本发明的第一实施例，提供了一种射频通道同步系统。
如图1所示，该系统包括：发射时间调整单元101，该发射时间调整单元101由基带处理部分实现；第一发射通道102和第二发射通道103，在发射时间调整单元101的控制下，按照一定的时间关系将射频信号经过馈线送到发射天线104，之后射频信号从发射天线104的口面辐射到空中；以及时间差测量单元105，用于计算第一发射通道102和第二发射通道103的射频信号到达的时间差(time difference of arrival)。
并且，该系统进一步包括：发射天线104，用于发射由上述的第一发射通道102和第二发射通道103送达的射频信号107；以及接收天线106，用于接收发射天线104发射的射频信号107；其中，射频信号107包含第一发射通道102和第二发射通道103送到发射天线104的信号。
其中，时间差测量单元105分别对第一发射通道102和第二发射通道103送到发射天线104的射频信号的到达时间(time ofarrival，TOA)进行测量，得到第一到达时间TOA_102和第二到达时间TOA_103，然后根据第一到达时间TOA_102和第二到达时间TOA_103计算第一发射通道102和第二发射通道103的射频信号到达的时间差，即TDOA＝TOA_102-TOA_103。
并且，时间差测量单元105将第一到达时间TOA_102和第二到达时间TOA_103的值发送给发射时间调整单元101，以及发射时间调整单元101根据第一到达时间TOA_102和第二到达时间TOA_103调整将基带信号送往第一发射通道102和第二发射通道103的时间，以保证发射第一发射通道102和第二发射通道103传送到天线口面的无线帧之间保持所需要的同步精度。
第二实施例
根据本发明的第二实施例，提供了一种射频通道同步方法，该方法可以在上一实施例提供的射频通道同步系统中实现。
如图2所示，该方法包括以下步骤：步骤S202，分别测量第一射频通道(例如，射频通道102)和第二射频通道(例如，射频通道103)的射频信号到达发射天线的时间(例如，TOA_102、TOA_103)，以获得第一和第二射频通道间的时间差(TDOA＝TOA_102-TOA_103)；步骤S204，将在步骤S202中获得的时间差与预定阈值(用THR表示)进行比较，并根据比较结果进行后续处理；其中，在时间差的绝对值小于预定阈值的情况下(|TDOA|＜THR)，重新执行步骤S202，否则，在时间差的绝对值大于预定阈值的情况下(即，|TDOA|＞THR)，进行到以下的步骤S206，步骤S206，调整将基带信号送往第一和第二射频通道的时间。
其中，预定阈值是小于1微秒的正数。
负责时间调整的发射时间调整单元根据在步骤S202中获得的时间差TDOA调整将基带信号送往第一射频通道和第二射频通道的时间，以保证第一射频通道和第二射频通道传送到天线口面的无线帧之间保持所需要的同步精度。
另外，在步骤S206中，在第一射频通道与第二射频通道的时间差为正数的情况下(即，上述的TOA_102-TOA_103为正)，将把基带信号送往第一射频通道的时间提前上述时间差，或者将把基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差；在第一射频通道与第二射频通道的时间差为负数的情况下(即，上述的TOA_102-TOA_103为负)，将把基带信号送往第一射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值，或者将把基带信号送往第二射频通道的时间提前上述时间差的绝对值。
类似地，在步骤S206中，在第二射频通道与第一射频通道的时间差为正数的情况下(即，TOA_103-TOA_102为正)，将把基带信号送往第二射频通道的时间提前上述时间差，或者将把基带信号送往第一射频通道的时间滞后上述时间差；在第二射频通道与第一射频通道的时间差为负数的情况下(TOA_103-TOA_102为负)，将把基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值，或者将把基带信号送往第一射频通道的时间提前上述时间差的绝对值。
此外，在步骤S202中，根据用于进行时间差测量的时间差测量单元携带的编码方式(例如，伪随机码)进行相关计算，并且以首径到达时间作为射频信号的到达时间。
综上所述，本发明提供了一种不同射频通道上的无线帧在天线口面处高精度同步的机制。通过使用该机制，可以使基站方便地以时分的方式在不同的通道上进行数据接收以及在通道间快速地切换，例如，终端可以根据已知的两个射频通道间的同步关系和帧结构，从其驻留的某个射频通道直接快速地切换到另一个射频通道上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1. 一种射频通道同步系统，其特征在于，包括：
发射时间调整单元，所述发射时间调整单元由基带处理部分实现；
第一发射通道和第二发射通道，在所述发射时间调整单元的控制下，按照一定的时间关系将射频信号送到发射天线；以及
时间差测量单元，用于计算所述第一发射通道和所述第二发射通道的所述射频信号到达的时间差。
2. 根据权利要求1所述的射频通道同步系统，其特征在于，进一步包括：
所述发射天线，用于发射由所述第一发射通道和所述第二发射通道送达的所述射频信号；
接收天线，用于接收所述发射天线发射的所述射频信号。
3. 根据权利要求2所述的射频通道同步系统，其特征在于，所述时间差测量单元分别对所述第一发射通道和所述第二发射通道送到所述发射天线的所述射频信号的到达时间进行测量，得到第一到达时间和第二到达时间，然后根据所述第一到达时间和所述第二到达时间计算所述第一发射通道和所述第二发射通道的所述射频信号到达的时间差。
4. 根据权利要求3所述的射频通道同步系统，其特征在于，所述时间差测量单元将所述第一到达时间和所述第二到达时间的值发送给所述发射时间调整单元，以及所述发射时间调整单元根据所述第一到达时间和所述第二到达时间调整将基带信号送往所述第一发射通道和所述第二发射通道的时间。
5. 一种射频通道同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步骤，分别测量第一射频通道和第二射频通道的射频信号到达发射天线的时间，以获得所述第一和第二射频通道间的时间差；
第二步骤，将在所述第一步骤中获得的所述时间差与预定阈值进行比较，并根据比较结果进行后续处理；
其中，在所述时间差的绝对值小于所述预定阈值的情况下，重新执行所述第一步骤，否则，进行到以下的第三步骤，
第三步骤，调整将基带信号送往所述第一和第二射频通道的时间。
6. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法，其特征在于，所述预定阈值是小于1微秒的正数。
7. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法，其特征在于，在所述第三步骤中，
在所述第一射频通道与所述第二射频通道的时间差为正数的情况下，将把基带信号送往所述第一射频通道的时间提前所述时间差，或者将把基带信号送往所述第二射频通道的时间滞后所述时间差；
在所述第一射频通道与所述第二射频通道的时间差为负数的情况下，将把基带信号送往所述第一射频通道的时间滞后所述时间差的绝对值，或者将把基带信号送往所述第二射频通道的时间提前所述时间差的绝对值。
8. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法，其特征在于，在所述第三步骤中，
在所述第二射频通道与所述第一射频通道的时间差为正数的情况下，将把基带信号送往所述第二射频通道的时间提前所述时间差，或者将把基带信号送往所述第一射频通道的时间滞后所述时间差；
在所述第二射频通道与所述第一射频通道的时间差为负数的情况下，将把基带信号送往所述第二射频通道的时间滞后所述时间差的绝对值，或者将把基带信号送往所述第一射频通道的时间提前所述时间差的绝对值。
9. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法，其特征在于，在所述第一步骤中，根据用于进行时间差测量的时间差测量单元携带的编码方式进行相关运算，并且以首径到达时间作为所述射频信号的到达时间。
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