CN101384024A - 一种td-scdma射频拉远模块应用gps的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在TDD时分系统，td－scdma射频拉远模块RRU中应用GPS技术的方法和装置。其中，GPS技术可提供两种功能，一方面实现实时在线位置查询，方便网规网优系统管理和分析，同时方便维护人员根据定位信息快速找到故障RRU位置；另一方面实现监测RRU模块同步时隙收发切换功能，避免故障设备对网络中其他设备不同步时造成干扰，提高了系统的可靠性。

Description

一种TD—SCDMA射频拉远模块应用GPS的方法与装置

技术领域

本发明涉及一种在TDD时分系统，TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS技术的方法和装置。

背景技术

近年来，无线通信系统的架构逐渐向分布式基站方向发展。光纤射频拉远技术的应用，使得射频拉远模块RRU分布距离基站单级达到10公里，级连情况下，可以达到40公里以上，如图1。如此大范围的分布，提高了工程中网规网优的选址难度和维护难度。实际布址位置和理想选址位置不同，导致实际效果存在误差。根据实际位置信息和实际效果，需要重新进行网络规划和优化。

同时，在TD—SCDMA系统中采用TDD模式，收发分时隙工作，系统内所有模块必须同时同步切换，避免收发互相干扰。全球GPS模块输出的秒脉冲信号理论上都是同频同相位的，应用这种特性，以秒脉冲信号边沿作为参考信号，可以实现系统内各个模块分时隙同步切换。因此，系统内各个TD—SCDMA射频拉远模块RRU，需严格正确地分时隙同步工作。其中，射频拉远模块RRU需要保证与基站时隙同步，还要保证与TD—SCDMA系统中其他模块时隙同步，整个系统最终同步到GPS上面。不同步情况下，下行发送大功率信号时隙进入其他设备的上行接收时隙，从而干扰系统其他设备工作。目前，RRU采用与基站同步的方式工作，然而，布网初期或者系统故障，不能保证射频模块RRU同步到GPS上面，存在干扰其他设备的可能。因此，射频拉远模块RRU需要同步监测功能，保障其处于同步工作状态，失步状态时，停止发射功率信号。

鉴于以上描述，在各个TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS技术可以很好的满足定位和同步监测的需求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS的方法和装置，该装置包括：光接口单元，其通过光纤与上一级设备连接，传输基带数据，光接口恢复时钟输出给主控单元内的逻辑器件；中频单元，用于在基带数据信号与中频信号之间进行转换；射频单元，其外接天线，收发空口射频信号，用于在中频信号与空口射频信号之间进行转换；GPS模块，接收GPS空口射频信号，将当前坐标位置信息输出给主控单元，并将秒脉冲信号输出给主控单元内的逻辑器件；主控单元，分别与光接口单元、中频单元、射频单元连接，其包括处理器和逻辑器件，用于查询GPS模块当前坐标位置信息并上报位置信息，以及通过逻辑器件内部逻辑计数器测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数、读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置T1和设置的最大位置T2之间，当时间差不在T1和T2之间时，控制射频拉远模块RRU上报失同步告警。

该方法包括：通过以下步骤来实现定位：(1)启动GPS模块；(2)查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；(3)主控单元查询GPS模块当前坐标位置信息；(4)上报坐标位置信息；通过以下步骤来实现同步监控：(a)启动GPS模块；(b)查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；(c)GPS模块输出秒脉冲信号到主控单元逻辑器件内，逻辑测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数；读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置T1和设置的最大位置T2之间；(e)如果在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于同步工作状态，返回步骤(b)；(f)如果时间差不在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于失同步工作状态，射频拉远模块RRU上报失同步告警，关断发送大功率信号，返回步骤(b)。

对于TDD时分系统，TD—SCDMA射频拉远模块RRU中应用GPS，可以实时在线准确获得位置信息，方便查询，有利于网络规划和优化；维修人员根据位置坐标信息，可以快速到达现场，加快维护速度；同步监测功能，当RRU处于GPS失步状态时，可以上报告警，停止发射功率信号，减少干扰事件的发生，提高系统的可靠性。

附图说明

图1是TD—SCDMA射频拉远模块4级级连拓扑结构示意图；

图2是TD—SCDMA射频拉远模块装置内部结构示意图；

图3是TD—SCDMA射频拉远模块GPS位置信息查询流程示意图；

图4是TD—SCDMA射频拉远模块同步状态查询流程示意图；

图5是秒脉冲与5ms同步开关信号时序示意图；

图6是秒脉冲与5ms同步开关信号时序放大示意图；

图7TD-SCDMA时隙示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图2，此装置包括以下功能单元，光接口单元、中频单元、射频单元、主控单元、GPS模块。

本发明在RRU中应用GPS技术，用来实现定位和同步监测功能。

参照图3，GPS定位功能由以下步骤实现：

1、启动GPS模块；

2、查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；

3、主控单元查询GPS模块当前坐标位置信息；

4、上报坐标位置信息。

参照图4、图5、图6，GPS同步监控功能由以下步骤实现：

1、启动GPS模块；

2、查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；

3、GPS模块输出秒脉冲信号到主控单元逻辑器件内，逻辑测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数；

4、读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在T1和T2之间；

5、如果在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于同步工作状态，返回第2步。

6、如果时间差不在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于失同步工作状态，RRU上报失同步告警，返回第2步。

如图2，此装置包括以下功能单元，光接口单元、中频单元、射频单元、主控单元、GPS模块。其中，光接口单元通过光纤与上一级设备连接，传输基带数据，光接口单元恢复上级时钟61.44Mhz，输出给主控单元内的逻辑器件；中频单元完成基带数据信号与中频信号之间的转换；射频单元外接天线，收发空口射频信号，用于实现中频信号与空口射频信号之间的转换；GPS模块接收GPS空口射频信号，将当前坐标位置信息输出给主控单元，并将1PPS秒脉冲信号输出给主控单元内的逻辑器件；主控单元包括处理器和逻辑器件，主控单元分别与光接口、中频单元、射频单元连接，以对其进行控制。

本发明应用GPS，需要GPS模块必须搜索到3颗以上卫星才能够可靠工作，所以应用GPS模块信息之前，需要确认搜索卫星数量不少于3颗。卫星数量满足要求后，就可以通过控制接口查询到当前GPS天线所在位置坐标的信息。

GPS模块搜到3颗星后，模块可靠输出1PPS秒脉冲信号，全球GPS模块输出的秒脉冲信号理论上都是同频同相位的，应用这种特性，以秒脉冲信号作为参考信号，能够保证整个系统同步。模块同步状态监控功能由逻辑器件实现。主控单元包括高速逻辑器件，工作时钟来源于光接口恢复时钟，频率61.44Mhz，采样精度16ns。将本地5ms同步脉冲信号和GPS输出的秒脉冲信号都引入到逻辑器件中，逻辑捕获秒脉冲信号上升沿和秒脉冲上升沿之后的5ms同步脉冲信号上升沿，通过逻辑器件内部逻辑计数器测量两个边沿之间的时钟脉冲个数。查询测量脉冲个数，将脉冲个数转换为时间差测量结果。参照图6，系统要求RRU与GPS同步在一定时间位置范围内就可以满足要求，允许存在一定的误差范围，设置最小时间位置T1和最大时间位置T2。将时间差测量结果与T1和T2进行比较，如果结果在两者之间，则当前RRU与GPS处于同步状态，如图6中的模块A、模块B；否则，则当前RRU与GPS处于失同步状态，触发告警，关断发送大功率信号，如图6中的模块C、模块D、模块E。

在TD_SCDMA系统中，举例说明同步监控实现步骤。如图7所示，TD_SCDMA时隙示意图。1PPS包含200帧，其中一帧的起始位置要和1PPS上升沿对齐。图7中，第一转换点是下行发送信号和上行接收信号时隙切换位置，存在96chip的保护间隔；第二转换点是上行接收信号和下行发送信号时隙切换位置，存在16chip的保护间隔。TD_SCDMA系统中，同步工作表示，系统内部模块同时在转换点进行切换，尤其要保证第二转换点同步，因为只有16个chip间隔。

在TD_SCDMA中，码片速率1.28Mhz，1个chip为0.78125us；

GPS秒脉冲精度100ns，相当于1/8chip码片精度；

光接口恢复时钟61.44Mhz，时钟宽度16ns，相当于1/48chip码片精度；一个码片相当于48个时钟脉冲。

第二转换点处于第3792chips和3808chips之间，需要去除GPS脉冲精度误差1/8chip。

T1时隙位置在3792+1/8chips，2962.6us，相当于(3792+1/8)*48＝182022个时钟脉冲；

T2时隙位置在3808-1/8chips，2974.9us，相当于(3808-1/8)*48＝182778个时钟脉冲；

逻辑器件内部计数器计数测量1PPS秒脉冲上升沿和5ms同步脉冲信号上升沿之间脉冲个数，判断脉冲个数是否在T1(182022)和T2(182778)之间。即T1和T2为在具有最小间隔的上下行转换点处的临界码片值去除GPS脉冲精度误差之后所对应的时间位置。

Claims (5)

1.一种TD—SCDMA射频拉远模块应用GPS的装置，其特征在于包括：

光接口单元，其通过光纤与上一级设备连接，传输基带数据，光接口恢复时钟输出给主控单元内的逻辑器件；

中频单元，用于在基带数据信号与中频信号之间进行转换；

射频单元，其外接天线，收发空口射频信号，用于在中频信号与空口射频信号之间进行转换；

GPS模块，接收GPS空口射频信号，将当前坐标位置信息输出给主控单元，并将秒脉冲信号输出给主控单元内的逻辑器件；

主控单元，分别与光接口单元、中频单元、射频单元连接，其包括处理器和逻辑器件，用于查询GPS模块当前坐标位置信息并上报位置信息，以及通过逻辑器件内部逻辑计数器测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数、读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置T1和设置的最大位置T2之间，当时间差不在T1和T2之间时，控制射频拉远模块RRU上报失同步告警。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述逻辑器件的工作时钟来源于光接口恢复时钟，频率61.44Mhz，采样精度16ns。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

设置的最小时间位置T1和最大时间位置T2为在具有最小间隔的上下行转换点处的临界码片值去除GPS脉冲精度误差之后所对应的时间位置。

4.一种TD—SCDMA射频拉远模块应用GPS的方法，其特征在于：

通过以下步骤来实现定位：

(1)启动GPS模块；

(2)查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；

(3)主控单元查询GPS模块当前坐标位置信息；

(4)上报坐标位置信息；

通过以下步骤来实现同步监控：

(a)启动GPS模块；

(b)查询GPS模块是否稳定搜到3颗以上卫星；

(c)GPS模块输出秒脉冲信号到主控单元逻辑器件内，逻辑测量GPS秒脉冲信号上升边沿和本地同步信号上升边沿之间的时钟脉冲个数；

(d)读取测量结果，将时钟脉冲个数转换为时间参数，判断时间差是否在设置的最小位置T1和设置的最大位置T2之间；

(e)如果在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于同步工作状态，返回步骤(b)；

(f)如果时间差不在T1和T2之间，则说明当前RRU与GPS处于失同步工作状态，射频拉远模块RRU上报失同步告警，关断发送大功率信号，返回步骤(b)。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

设置的最小时间位置T1和最大时间位置T2为在具有最小间隔的上下行转换点处的临界码片值去除GPS脉冲精度误差之后所对应的时间位置。

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