CN101389090A - 光纤直放站及其时延的测量方法、装置及补偿方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种光纤直放站及其时延测量方法和装置，所述方法包括下述步骤：局端设备向前N－1级覆盖端设备中的各级覆盖端设备分别发送时延测试命令；接收到时延测试命令的各级覆盖端设备测试其与下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延；局端设备根据前N－1级覆盖端设备中的每级覆盖端设备测量得到的本级单行传输时延之和，得到局端设备与第N级覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，以该单行传输时延为基准，补偿前N－1级覆盖端的基带信号时延。本发明实施例实现了光纤直放站系统中有多级覆盖端设备级连时，使所有覆盖端设备的上下行基基带I/O信号时延的自动对齐，从而使光纤直放站可以协调、稳定的工作。

Description

光纤直放站及其时延的测量方法、装置及补偿方法、系统

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种光纤直放站及其时延测量方法和装置，以及时延补偿方法和系统。

背景技术

根据传输形式的不同，直放站一般可以分为无线直放站、光纤直放站和微波直放站等。其中光纤直放站由于采用光缆作为传输介质，使其不受隔离度、信号源以及安装条件的限制，具有系统稳定、天线选择灵活以及安装方便等诸多优点，使得光纤直放站的应用越来越广泛。

光纤直放站一般包括光近端机，以及与光近端机通过光纤连接的光远端机，其一般可以采用星型、链型以及环型三种组网方式。请参阅图1，为采用星型组网方式的光纤直放站，在该光纤直放站中，包括一个与基站连接的局端设备(Radio Equipment Control，REC)也称为基站数据处理控制单元，光近端机或者接入端，以及分别与该REC通过光纤连接的多个覆盖端设备(RadioEquipment，RE)也称为基站收发单元或者光远端机。请参阅图2，为采用链型组网方式的光纤直放站，在该光纤直放站网络中，包括一个与基站连接的REC，以及多个通过光纤级连的RE。请参阅图3，为采用环型组网方式的光纤直放站，在该光纤直放站网络中，包括一个REC和多个RE，多个RE通过光纤级连方式与REC连接，在基带信号到达最晚的RE再通过光纤与REC相连组成环形方式。在上述各种光纤直放站组网方式中，其基本组网方式为包括一个REC和多个RE。

上述光纤直放站的基本组网方式的工作原理简述如下：REC一方面负责接收基站发出的下行射频信号，并将该下行射频信号转换为基带I/O信号后，通过光纤将该基带I/O信号传输至RE；另一方面负责将各个RE传输过来的基带I/O信号转换为射频信号，并将转换得到的射频信号发射至基站。RE一方面负责将REC传输的下行基带I/O信号转换为射频信号，并将该射频信号发射至其覆盖区域，另一方面负责接收并放大其覆盖区域的移动台发送的射频信号，并将该射频信号转换为基带I/O信号，并将该基带I/O信号上传至REC。

其中REC向RE下发的信息以广播形式发送，RE向REC上传的信息通过时分多址的方式多点复用，协调发送。当多个RE之间的距离和启动时间不一致时，将导致各个RE与REC之间的通讯冲突，从而影响整个光纤直放站协调、稳定的工作。需要测量REC与各RE之间的量化时延，以统一协调各个RE的分时发送时间，从而实现整个光纤直放站系统的协调、稳定工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤直放站时延测量方法，旨在解决现有技术由于光纤直放站中多级覆盖端设备的基带信号的时延难以对齐，而造成的光纤直放站难以协调、稳定工作的问题。

本发明是这样实现的，一种光纤直放站时延测量方法，所述方法包括下述步骤：

局端设备向前N-1级覆盖端设备中的各级覆盖端设备分别发送时延测试命令；

接收到时延测试命令的各级覆盖端设备测试其与下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延；

局端设备根据前N-1级覆盖端设备中的每级覆盖端设备测量得到的本级单行传输时延之和，得到局端设备与第N级覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延。

本发明的另一目的在于提供一种直放站延时补偿方法，所述方法包括下述步骤：

测量局端设备与基带信号到达最晚的覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，以及局端设备与其他各级覆盖端设备之间光纤链路的的单行传输时延；

根据所述局端设备与基带信号到达最晚的覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，和所述局端设备与其他各级覆盖端设备之间光纤链路的的单行传输时延之差，得到每级覆盖端设备的单行延时调整时间；

根据所述每级覆盖端设备的单行延时调整时间和对应级覆盖端设备的读写时钟频率之比，得到每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小；

根据每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小对相应级覆盖端设备进行延时调整。

本发明的另一目的在于提供一种光纤直放站时延测量装置，所述装置包括：

时延测试命令发送单元，用于向前N-1级覆盖端设备中的各级覆盖端设备分别发送时延测试命令；

本级单行时延测试单元，用于根据所述时延测试命令发送单元发送的时延测试命令，测试接收所述时延测试命令的覆盖端设备与其下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延；

单行传输时延计算单元，用于根据所述本级单行时延测试单元测试得到的本级单行传输时延之和，得到局端设备到第N级覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延。

本发明的另一目的在于提供一种直放站延时补偿系统，所述系统包括所述的光纤直放站时延测量装置，所述系统还包括：

延时调整时间计算单元，用于根据所述光纤直放站时延测量装置测量得到的局端设备与基带信号到达最晚的覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，以及局端设备与其他各级覆盖端设备之间光纤链路的的单行传输时延之差，得到每级覆盖端设备的单行延时调整时间；

延时调节量计算单元，用于根据所述延时调整时间计算单元得到的每级覆盖端设备的单行延时调整时间和对应级覆盖端设备的读写时钟频率之比，得到每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小；

延时调节单元，用于根据所述延时调节量计算单元得到的每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小，对相应级覆盖端设备进行延时调整。

本发明的另一目的在于提供包括所述光纤直放站时延测量装置和/或光纤直放站时延补偿系统的光纤直放站。

在本发明实施例中，通过测量某级覆盖端设备与其下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延，再根据每级覆盖端设备测量得到的本级单行传输时延之和，即可得到局端设备与任意一级覆盖端设备之间的单行传输时延。再根据测量得到的局端设备与任意一级覆盖端设备之间的单行传输时延调整各级覆盖端设备的时延，从而实现多级覆盖端设备的基带I/O信号的时延自动对齐，使光纤直放站可以协调、稳定的工作。

附图说明

图1是现有技术提供的采用星型组网方式的光纤直放站示意图；

图2是现有技术提供的采用链型组网方式的光纤直放站示意图；

图3是现有技术提供的采用环型组网方式的光纤直放站示意图；

图4是本发明实施例提供的光纤直放站时延测量方法的实现流程图；

图5是本发明实施例提供的链型组网方式的光纤直放站网络系统的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的测试第一覆盖端设备与第二覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延的实现流程图；

图7是本发明实施例提供的光纤直放站时延补偿方法的实现流程图；

图8是本发明实施例提供的覆盖端设备的FPGA对其FIFO读写时钟的位置进行调节的示意图；

图9是本发明实施例提供的光纤直放站时延测量装置的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的光纤直放站时延补偿系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，局端设备REC向级连的前N-1级覆盖端设备RE中的每级覆盖端设备RE分别发送时延测试指令，级连的前N-1级覆盖端设备RE中的每级覆盖端设备RE分别根据该时延测试命令测试其与下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延，局端设备REC根据级连的前N-1级覆盖端设备RE得到的本级单行传输时延之和，即可得到局端设备REC与第N级覆盖端设备RE的单行传输时延，从而实现测量局端设备REC到任意级覆盖端设备RE之间的光纤链路的单行传输时延的目的。

本发明实施例提供的光纤直放站的时延测量方法可以应用到以光纤为传输媒介的由多级覆盖端设备RE级连组成的星型拓扑、链型拓扑、环型拓扑等各种形式拓扑组网通信系统中。以下以链型拓扑组网通信系统为例，说明本发明实施例提供的光纤直放站时延测量方法的实现流程，请参阅图4，详述如下：

请参阅图5，为链型组网方式的光纤直放站网络系统的结构示意，该链型组网方式的光纤直放站网络系统包括一局端设备REC和N级覆盖端设备RE，其中各级覆盖端设备RE之间通过光纤级连后，再与局端设备REC通过光纤连接。其中与局端设备REC直接连接的覆盖端设备RE为第1级覆盖端设备，依次类推，包括第2级覆盖端设备RE，一直到第N级覆盖端设备RE。

在步骤S401中，局端设备REC向级连的前N-1级覆盖端设备RE中的每级覆盖端设备RE分别发送时延测试命令。

在本发明实施例中，当要测量局端设备REC与第N级覆盖端设备RE之间的光纤链路的单行传输时延时，局端设备REC分别向级连的前N-1级覆盖端设备RE中的每级覆盖端设备RE发送时延测试命令。其中单行传输时延包括上行传输时延和下行传输时延。

在步骤S402中，前N-1级覆盖端设备RE分别根据接收的时延测试命令测试其与下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延。其中本级单行传输时延包括本级上行传输时延和本级下行传输时延。

在本发明实施例中前N-1级覆盖端设备RE分别根据接收的时延测试命令，向与其级连的下一级覆盖端设备RE发送时延测量帧，并接收与其级连的下一级覆盖端设备RE返回的时延测量帧，同时根据接收时延测量帧和发送时延测量帧的时刻差，得到本级环回时延T₁₄；接收时延测量帧的覆盖端设备RE向其上一级覆盖端设备RE返回时延测量帧，并根据返回时延测量帧和接收时延测量帧的时刻差，得到级内返回时延T_offset，再根据本级环回时延T₁₄和级内返回时延T_offset，即可得到前N-1级覆盖端设备RE与同其级连的下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延。

请参阅图5，局端设备REC分别向第1级覆盖端设备RE、第2级覆盖端设备RE、......、第N-1级覆盖端设备发送时延测试命令；第1级覆盖端设备RE接收到时延测试命令后，向第2级覆盖端设备RE发送时延测量帧；第2级覆盖端设备RE在接收到第1级覆盖端设备RE发送的时延测量帧后，向第1级覆盖端设备返回时延测量帧；在此过程中，第1级覆盖端设备RE根据第2级覆盖端设备RE返回时延测量帧和向第2级覆盖端设备RE发送时延测量帧的时刻差，得到本级环回时延T₁₄₍₁₎；第2级覆盖端设备RE根据向第1级覆盖端设备RE返回时延测量帧和接收第1级覆盖端设备RE发送的时延测量帧的时刻差，得到第2级覆盖端设备RE的级内返回时延T_offset(1)；根据第1级覆盖端设备RE和第2级覆盖端设备RE的本级环回时延T₁₄₍₁₎和第2级覆盖端设备RE的级内返回时延T_offset(1)，即可得到第1级覆盖设备RE与第2级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延T_DL(1)，以及本级上行传输时延T_UL(1)。依次类推，对于第2级覆盖端设备RE与第2级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延T_DL(2)和本级上行传输时延T_UL(2)，......，第N-1级覆盖端设备RE与第N级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延T_DL(N)和本级上行传输时延T_UL(N)也可以根据上述过程得到，在此不再赘述。

在步骤S403中，局端设备REC根据前N-1级覆盖端设备RE测量得到的其与下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延之和，即可得到局端设备REC与第N级覆盖端设备RE之间的光纤链路的单行传输时延。

在本发明实施例中，当每个前N-1级覆盖端设备RE测量得到的其与下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延分别为T_DL(1)，T_DL(2)’……’T_DL(N)，本级上行传输时延分别为T_UL(1)，T_UL(2)，......，T_DL(N)时，则局端设备REC即可根据前N-1级覆盖端设备RE测量得到的其与下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延之和，得到局端设备REC与第N级覆盖端设备RE之间的光纤链路的下行传输时延T_DL，即T_DL＝T_DL(1)+T_DL(2)+......+T_DL(N)；根据前N-1级覆盖端设备RE测量得到的其与下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级上行传输时延之和，得到局端设备REC与第N级覆盖端设备RE之间的光纤链路的上行传输时延T_UL，即T_UL＝T_UL(1)+T_UL(2)+......+T_UL(N)。

图6示出了本发明实施例提供的第一覆盖端设备RE根据接收的时延测试命令测试其与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延的实现流程，详述如下：

其中第一覆盖端设备RE是指级连的前N-1级覆盖端设备RE中的任意一级覆盖端设备RE，在本发明实施例中以第一覆盖端设备RE为第1级覆盖端设备RE为例，第二覆盖端设备RE是指与第一覆盖端设备RE级连的下一级覆盖端设备RE，即第二覆盖端设备RE为第2级覆盖端设备RE。

在步骤S601中，第一覆盖端设备RE接收到局端设备REC发送的时延测试命令后，向第二覆盖端设备RE发送时延测量帧，并记录向第二覆盖端设备RE发送时延测量帧的时刻。

第一覆盖端设备RE在接收到局端设备REC发送的时延测试命令后，向第二覆盖端设备RE发送时延测量帧，同时记录发送时延测量帧的时刻T₁。

在步骤S602中，第二覆盖端设备RE接收到第一覆盖端设备RE发送的时延测量帧时，向第一覆盖端设备RE返回时延测量帧，并根据返回时延测量帧的时刻和接收时延测量帧的时刻差，计算帧信号在第二覆盖端设备RE的级内返回时延T_offset(1)。

在本发明实施例中，第二覆盖端设备RE在接收到第一覆盖端设备RE发送的时延测量帧时，记录接收第一覆盖端设备RE发送的时延测量帧的时刻T₁₁，根据接收的时延测量帧，向第一覆盖端设备RE返回时延测量帧，并记录向第一覆盖端设备RE返回时延测量帧的时刻T₂₂，则根据返回时延测量帧的时刻T₂₂和接收时延测量帧的时刻T₁₁之差，得到的帧信号在第二覆盖端设备RE的级内时延T_offset(1)，即T_offset(1)＝T₂₂-T₁₁。

在步骤S603中，第一覆盖端设备RE在接收到第二覆盖端设备RE返回的时延测量帧时，停止计时，并根据接收到第二覆盖端设备RE返回的时延测量帧和向第二覆盖端设备RE发送时延测量帧的时刻差，得到本级环回时延T₁₄₍₁₎。

在本发明实施例中，第一覆盖端设备RE在接收到第二覆盖端设备RE返回时延测量帧时，记录接收到第二覆盖端设备RE返回时延测量帧的时刻T₂，则根据接收到第二覆盖端设备RE返回时延测量帧的时刻T₂与向第二覆盖端设备RE发送时延测量帧的时刻T₁之差，即可得到第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级环回时延T₁₄₍₁₎，即T₁₄₍₁₎＝T₂-T₁。

在步骤S604中，根据第一覆盖端设备RE得到的本级环回时延T₁₄₍₁₎与第二覆盖端设备RE得到的级内返回时延T_offset(1)，计算第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延。

在本发明实施例中，通过将第一覆盖端设备RE得到的本级环回时延T₁₄₍₁₎与第二覆盖端设备RE得到的级内返回时延T_offset(1)之差除以2，即可得到第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延T_DL(1)，以及本级上行传输时延T_UL(1)，即T_DL(1)＝(T₁₄₍₁₎-T_offset(1))/2；T_UL(1)＝(T₁₄₍₁₎-T_offset(1))/2。

此时，局端设备REC与第N级覆盖端设备RE的下行传输时延 $T_{\mathrm{DL}}=T_{\mathrm{DL}\left(1\right)}+T_{\mathrm{DL}\left(2\right)}+......+T_{\mathrm{DL}\left(N\right)}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14_{\left(n\right)}}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2),$ 其中n＝1、2、...、N；局端设备REC与第N级覆盖端设备RE的上行传输时延 $T_{\mathrm{UL}}=T_{\mathrm{UL}\left(1\right)}+T_{\mathrm{UL}\left(2\right)}+......+T_{\mathrm{UL}\left(N\right)}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14\left(n\right)}-T_{\mathrm{offset}\left(n\right)})/2),$ 其中n＝1、2、...、N。其中T_14(n)表示第n级的本级环回时延，T_offset(n)表示第n级覆盖端设备RE的级内返回时延，N表示第N级覆盖端设备RE。

由于各个覆盖端设备RE级连时，基带I/Q信号通过某级覆盖端设备RE时，该级覆盖端设备RE会对通过其的基带I/Q信号产生级内单行转发时延，即对通过其的下行基带I/O信号产生级内下行转发时延T_Bdelay DL，对通过其的上行基带I/O信号产生级内上行转发时延T_Bdelay UL。其中产生的级内下行转发时延T_Bdelay DL和级内上行转发时延T_Bdelay UL的大小与该级覆盖端设备RE的参考时钟频率相关，可以通过试验的方式取得T_Bdelay DL和T_Bdelay UL的参数值，并将该T_Bdelay DL和T_Bdelay UL的参数值存入该级覆盖端设备RE。

为了使光纤直放站中的传输时延测量结果更加准确，在本发明另一实施例中，根据第一覆盖端设备RE得到的本级环回时延与第二覆盖端设备RE得到的级内返回时延，计算第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延的步骤可以采用下述步骤替换：

根据第一覆盖端设备RE得到的本级环回时延、第二覆盖端设备RE得到的级内返回时延、以及第一覆盖端设备RE对基带I/O信号产生的级内单行转发时延，计算第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延。

在本发明实施例中，当在上行链路时，第二覆盖端设备RE对基带I/O信号产生的传输时延为级内上行转发时延T_Bdelay UL，此时，根据第一覆盖端设备RE得到的本级环回时延T₁₄₍₁₎、第二覆盖端设备RE得到的级内返回时延T_offset(1)、以及第二覆盖端设备RE对上行基带I/O信号产生的级内上行转发时延T_{Bdelay UL(1)}，即可计算出第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级下行传输时延T_UL(1)＝(T₁₄₍₁₎-T_offset(1))/2+T_{Bdelay UL(1)}；当在下行链路中，计算出的第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级上行传输时延T_DL(1)＝(T₁₄₍₁₎-T_offset(1))/2+T_{Bdelay DL(1)}。依此类推，可以根据上述方法得到光纤直放站中任意两级级连的覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延。

此时，局端设备REC与第N级覆盖端设备RE的下行传输时延 $T_{\mathrm{DL}}=T_{\mathrm{DL}\left(1\right)}+T_{\mathrm{DL}\left(2\right)}+......+T_{\mathrm{DL}\left(N\right)}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14_{\left(n\right)}}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2+T_{\mathrm{bdelay}{\mathrm{DL}}_{\left(n\right)}}),$ 其中n＝1、2、...、N；局端设备REC与第N级覆盖端设备RE的上行传输时延 $T_{\mathrm{UL}}=T_{\mathrm{UL}\left(1\right)}+T_{\mathrm{UL}\left(2\right)}+......+T_{\mathrm{UL}\left(N\right)}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14\left(n\right)}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2+T_{\mathrm{bdelay}{\mathrm{DL}}_{\left(n\right)}}),$ 其中n＝1、2、...、N。其中T_14(n)表示第n级的本级环回时延，T_offset(n)表示第n级覆盖端设备RE的级内返回时延，T_{Bdelay DL(n)}表示第n级覆盖端设备RE对通过其的下行基带I/O信号产生的级内下行转发时延，T_{Bdelay UL(n)}表示为第n级覆盖端设备RE对通过其的上行基带I/O信号产生的级内上行转发时延，N表示第N级覆盖端设备RE。

图7示出了采用图4所示的时延测量方法测量到局端设备REC与覆盖端设备RE之间的单行传输时延后，对光纤直放站中的各覆盖端设备RE的延时补偿方法的实现流程，详述如下：

在步骤S701中，测量局端设备REC与基带信号到达最晚的覆盖端设备RE之间的单行传输时延，以及局端设备REC与各级覆盖端设备RE之间光纤链路的单行传输时延。其中单行传输时延的测量方法可以直接采用图4所示的时延测量方法。

在步骤S702中，以测量得到的局端设备REC与基带信号到达最晚的覆盖端设备RE之间的单行传输时延为基准参考，确定每级覆盖端设备RE的单行延时调整时间。其中单行延时调整时间包括上行延时调整时间和下行延时调整时间。

在本发明实施例中，如果测量得到的局端设备REC与基带信号到达最晚的覆盖端设备RE之间的下行传输时延为T_total DL，上行传输时延为T_total UL；局端设备REC与其中某级覆盖端设备RE之间的下行传输时延为T_DL，上行传输时延为T_UL；则确定的该级覆盖端设备RE的下行延时调整时间T_delay DL＝T_total DL-T_DL，确定的该级覆盖端设备RE的上行延时调整时间T_delay UL＝T_total UL-T_UL。

如以确定第M级覆盖端设备RE的下行延时调整时间为例，假设离局端设备REC基带信号到达最晚的的覆盖端设备RE为第N级覆盖端设备，其中N>M。则先采用图4所示的方法计算局端设备REC与基带信号到达最晚的覆盖端设备RE之间的下行传输时延 $T_{\mathrm{total\; DL}}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14_{\left(n\right)}}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2+T_{\mathrm{bdelay}{\mathrm{DL}}_{\left(n\right)}}),$ 其中n＝1、2、...、N；再采用图4所示的方法计算局端设备REC与第M级覆盖端设备RE的下行传输时延 $T_{\mathrm{DL}}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14_{\left(n\right)}}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2+T_{\mathrm{bdelay}{\mathrm{DL}}_{\left(n\right)}}),$ 其中n＝1、2、...、M；根据T_total DL和T_DL确定第M级覆盖端设备RE的下行延时调整时间 $T_{\mathrm{delay\; Ul}}=T_{\mathrm{total\; DL}}-T_{\mathrm{UL}}=\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14_{\left(n\right)}}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2+T_{\mathrm{bdelay}{\mathrm{DL}}_{\left(n\right)}})-\underset{n=1}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}((T_{14_{\left(n\right)}}-T_{\mathrm{offse}{t}_{\left(n\right)}})/2+T_{\mathrm{bdelay}{\mathrm{DL}}_{\left(n\right)}}).$ 对于第M级覆盖端设备RE的上行延时调整时间，也可以根据上述下行延时调整时间的过程计算，在此不再赘述。

在步骤S703中，根据确定的每级覆盖端设备RE的单行延时调整时间，计算每级覆盖端设备RE的单行延时调节量的大小。其中单行延时调节量的大小包括上行延时调节量的大小和下行延时调节量的大小。

在数字光纤直放站中，延时调节一般采用数字延时方法实现，从而在对光纤直放站中的各级覆盖端设备RE的时延进行调整时，只能分级进行，同时该级覆盖端设备RE的调节精度(即延时调节量大小的控制)由该覆盖端设备RE的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)的先入先出(First-In First-Out，FIFO)读写时钟频率决定，每级覆盖端设备RE的单行延时调节量的大小由该级覆盖端设备RE的FPGA的FIFO的读写指针位置的距离决定。因此，如果确定的每级覆盖端设备RE的下行延时调整时间为T_delay DL＝T_total DL-T_DL，每级覆盖端设备RE的上行延时调整时间为T_delay UL＝T_total UL-T_UL时，则根据确定的每级覆盖端设备RE的下行延时调整时间T_delay DL计算每级覆盖端设备RE的下行延时调节量的大小L_DL＝(T_total DL-T_DL)/T_clk；根据确定的每级覆盖端设备RE的上行延时调整时间T_delay UL计算每级覆盖端设备RE的上行延时调节量的大小L_UL＝(T_total UL-T_UL)/T_clk。其中T_clk为相应级覆盖端设备RE的FPGA的FIFO读写时钟频率。

在步骤S704中，局端设备REC将计算得到的每级覆盖端设备RE的单行延时调节量的大小发送至对应级的覆盖端设备RE，由对应级的覆盖端设备RE根据接收的该级覆盖端设备RE的单行延时调节量的大小调节其时延。

在本发明实施例中，局端设备REC将计算得到的每级覆盖端设备RE的下行延时调节量的大小L_DL，以及上行延时调节量的大小L_UL，发送至对应级的覆盖端设备RE，由该级覆盖端设备RE的FPGA对其FIFO读写时钟的位置进行调节，请参阅图8，是该级覆盖端设备RE根据局端设备REC发送的单行延时调节量的大小，通过其FPGA对其FIFO读写时钟的位置进行调节的示意图。

由于本发明实施例提供的时延测量方法可以自动测量直放站系统中局端设备REC与任意一级覆盖端设备RE之间的上下行传输时延，因此，当有新的覆盖端设备RE加入到原有的直放站系统中时，在该覆盖端设备RE参数初始化时，向局端设备REC发送ID号申请帧，局端设备REC接收到ID申请帧后，向发送ID申请帧的覆盖端设备RE分配一未使用的ID号。这样，局端设备REC即可向该新加入的覆盖端设备RE的上一级覆盖端设备RE发送时延测试命令，测量新加入的覆盖端设备RE与其上一级覆盖端设备RE之间的本级单行传输时延，局端设备REC即可采用图4所示的时延测量方法，测量局端设备REC与该新加入的覆盖端设备RE之间的单行传输时延，局端设备REC再以测量得到的局端设备REC与该新加入的覆盖端设备RE之间的单行传输时延为基准参考，对直放站系统中的每级覆盖端设备RE进行延时调整。而当光纤直放站系统中的某级链路断路时，因已接的所有覆盖端设备RE对基带I/Q数据的延时量是相同的，因此局端设备REC将不再对光纤直放站系统中的各级覆盖端设备RE进行延时调整，从而减小了延时调整对I/Q通信数据传输带来的影响。

图9是本发明实施例提供的光纤直放站时延测量装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该光纤直放站时延测量装置可以是内置于光纤直放站中的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到光纤直放站中或者运行于光纤直放站的应用系统中。

时延测试命令发送单元91向级连的前N-1级覆盖端设备RE中的每级覆盖端设备RE分别发送时延测试命令。该时延测试命令发送单元91一般内置于局端设备REC。在本发明实施例中，当要测量局端设备REC与第N级覆盖端设备RE之间光纤链路的单行传输时延时，局端设备REC通过其时延测试命令发送单元91分别向级连的前N-1级覆盖端设备RE中的每级覆盖端设备RE发送时延测试命令。

本级单行时延测试单元92根据时延测试命令发送单元91发送的时延测试命令，测试接收到时延测试命令的覆盖端设备RE与其下一级覆盖端设备RE之间光纤链路的本级单行传输时延。该本级单行时延测试单元92一般内置于覆盖端设备RE。

单行传输时延计算单元93根据本级单行时延测试单元92测试得到的本级单行传输时延之和，得到局端设备REC与第N级覆盖端设备RE之间的光纤链路的单行传输时延。

其中本级单行时延测试单元92包括时延测量帧传输模块921，级内返回时延计算模块922、本级环回时延计算模块923、以及本级单行时延计算模块924。

时延测量帧传输模块921一般内置于各覆盖端设备RE中，用于第一覆盖端设备RE向第二覆盖端设备RE发送时延测试帧，并接收第二覆盖端设备RE返回的时延测量帧。其中第一覆盖端设备RE为接收到时延测试命令的覆盖端设备RE，第二覆盖端设备RE为与第一覆盖端设备RE级连的下一级覆盖端设备RE。

级内返回时延计算模块922接收第一覆盖端设备RE发送的时延测量帧，并向第一覆盖端设备RE返回时延测量帧，同时根据返回时延测量帧和接收时延测量帧的时刻差，得到帧信号的级内返回时延。

本级环回时延计算模块923根据时延测量帧传输模块921接收返回的时延测量帧和发送时延测量帧的时刻差，得到帧信号在第一覆盖端设备RE与第二覆盖端设备RE之间光纤链路的本级环回时延。

本级单行时延计算模块924根据本级环回时延计算模块923计算得到的本级环回时延和级内返回时延计算模块922计算得到的级内返回时延，计算帧信号在本级网络中的本级单行传输时延。其具体计算过程如下：

将本级环回时延计算模块923计算得到的本级环回时延和级内返回时延计算模块922计算得到的级内返回时延之差除以2，即可得到帧信号在本级网络中的本级单行传输时延。

由于各级覆盖端设备RE级连时，基带I/Q信号通过某级覆盖端设备RE时，该级覆盖端设备RE会对通过其的基带I/Q信号产生级内单行转发时延，即对通过其的下行基带I/O信号产生级内下行转发时延T_Bdelay DL，对通过其的上行基带I/O信号产生级内上行转发时延T_Bdelay UL。其中级内下行转发时延T_Bdelay DL和级内上行转发时延T_Bdelay UL的大小与该级覆盖端设备RE的参考时钟频率相关，可以通过试验的方式取得T_Bdelay DL和T_Bdelay UL的参数值。

为了使光纤直放站中的传输时延测量结果更加准确，在本发明另一实施例中，该直放站时延测量装置还包括转发时延存储模块94，该转发时延存储模块94预先存储该级覆盖端设备RE对通过其的基带I/O信号产生的级内下行转发时延T_Bdelay DL的值和级内上行转发时延T_Bdelay UL的参数值。

此时，该本级单行时延计算模块924根据本级环回时延计算模块923计算得到的本级环回时延、级内返回时延计算模块922计算得到的级内返回时延、以及转发时延存储模块94存储的对应级覆盖端设备RE的级内单行转发时延，计算帧信号在本级网络中的本级单行传输时延。其具体计算过程如下：

将本级环回时延计算模块923计算得到的本级环回时延和级内返回时延计算模块922计算得到的级内返回时延之差除以2之后，再加上转发时延存储模块94存储的级内下行转发时延T_Bdelay DL，即可得到帧信号在本级网络中的本级上行传输时延；将本级环回时延计算模块923计算得到的本级环回时延和级内返回时延计算模块922计算得到的级内返回时延之差除以2之后，再加上转发时延存储模块94存储的级内上行转发时延T_Bdelay UL，即可得到帧信号在本级网络中的本级下行传输时延。

图10示出了本发明实施例提供的直放站延时补偿系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该直放站延时补偿系统可以是内置于光纤直放站中的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到光纤直放站中或者运行于光纤直放站的应用系统中。

光纤直放站时延测量装置101测量局端设备REC与覆盖端设备RE之间的单行传输时延。其中该单行传输时延包括上行传输时延和下行传输时延。该光纤直放站时延测量装置101的具体结构如图9所示，在此不再赘述。

延时调整时间计算单元102根据光纤直放站时延测量装置101测量得到的局端设备REC与基带信号到达最晚的覆盖端设备RE之间的单行传输时延为基准参考，确定每级覆盖端设备RE的单行延时调整时间。其具体过程如上所述，在此不再赘述。该延时调整时间计算单元102一般内置于局端设备REC。该单行延时调整时间包括上行延时调整时间和下行延时调整时间。

延时调节量计算单元103根据延时调整时间计算单元102确定的每级覆盖端设备RE的单行延时调整时间，计算每级覆盖端设备RE的单行延时调节量的大小。该单行延时调节量的大小包括上行延时调节量的大小和下行延时调节量的大小。该延时调节量计算单元103一般内置于局端设备REC。其具体计算过程如上所述，在此不再赘述。

延时调节单元104根据延时调节量计算单元103计算得到的每级覆盖端设备RE的单行延时调节量的大小，调节对应级覆盖端设备RE的延时。该延时调节单元104一般内置于各级覆盖端设备RE中，可以由各级覆盖端设备RE中的FPGA实现。

在本发明实施例中，局端设备REC向各级覆盖端设备RE发送时延测试命令，各级覆盖端设备RE根据该时延测试命令测试其与下一级覆盖端设备RE之间的本级单行传输时延，根据各级覆盖端设备RE测试得到的本级单行传输时延之和，即可得到局端设备REC与任意一级覆盖端设备RE之间的单行传输时延；通过测量到的局端设备REC到任意一级覆盖端设备RE的单行传输时延，即可根据该单行传输延时调整直放站中各级覆盖端设备RE的时延，使各级覆盖端设备RE的基带I/O信号的时延对齐，从而使整个光纤直放站系统协调、稳定的工作；本发明实施例的实现过程简单，可以自动实现多级覆盖端设备RE的基带I/O信号的时延对齐。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1、一种光纤直放站时延测量方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

局端设备向前N-1级覆盖端设备中的各级覆盖端设备分别发送时延测试命令；

接收到时延测试命令的各级覆盖端设备测试其与下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延；

局端设备根据前N-1级覆盖端设备中的每级覆盖端设备测量得到的本级单行传输时延之和，得到局端设备与第N级覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤接收到时延测试命令的各级覆盖端设备测试其与下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延具体为：

第一覆盖端设备向第二覆盖端设备发送时延测量帧，并记录发送所述时延测量帧的时刻，所述第一覆盖端设备为接收到时延测试命令的覆盖端设备，所述第二覆盖端设备为所述第一覆盖端设备的下一级覆盖端设备；

第二覆盖端设备接收时延测量帧后，向第一覆盖端设备返回时延测量帧，并根据返回时延测量帧的时刻和接收时延测量帧的时刻差，得到级内返回时延；

第一覆盖端设备接收到第二覆盖端设备返回的时延测量帧后，根据接收时延测试帧和发送时延测试帧的时刻差，得到本级环回时延；

根据所述本级环回时延和级内返回时延之差除以2，得到第一覆盖端设备与第二覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

设置并存储各级覆盖端设备对通过其的基带I/Q信号产生的级内单行转发时延。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤根据所述本级环回时延和级内返回时延之差除以2，得到第一覆盖端设备与第二覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延具体为：

将所述本级环回时延和级内返回时延之差除以2后，再加上所述级内单行转发时延，得到第一覆盖端设备与第二覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延。

5、一种直放站延时补偿方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

测量局端设备与基带信号到达最晚的覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，以及局端设备与其他各级覆盖端设备之间光纤链路的的单行传输时延；

根据所述局端设备与基带信号到达最晚的覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，和所述局端设备与其他各级覆盖端设备之间光纤链路的的单行传输时延之差，得到每级覆盖端设备的单行延时调整时间；

根据所述每级覆盖端设备的单行延时调整时间和对应级覆盖端设备的读写时钟频率之比，得到每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小；

根据每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小对相应级覆盖端设备进行延时调整。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

当光纤直放站系统中的某级链路断路时，不对光纤直放站系统中的各级覆盖端设备进行延时调整。

7、一种光纤直放站时延测量装置，其特征在于，所述装置包括：

时延测试命令发送单元，用于向前N-1级覆盖端设备中的各级覆盖端设备分别发送时延测试命令；

本级单行时延测试单元，用于根据所述时延测试命令发送单元发送的时延测试命令，测试接收所述时延测试命令的覆盖端设备与其下一级覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延；

单行传输时延计算单元，用于根据所述本级单行时延测试单元测试得到的本级单行传输时延之和，得到局端设备到第N级覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述本级单行时延测试单元包括：

时延测量帧传输模块，用于第一覆盖端设备向第二覆盖端设备发送时延测量帧，并接收第二覆盖端设备返回的时延测量帧，所述第一覆盖端设备为接收到时延测试命令的覆盖端设备，所述第二覆盖端设备为所述第一覆盖端设备的下一级覆盖端设备；

级内返回时延计算模块，用于接收第一覆盖端设备发送的时延测量帧后，向第一覆盖端设备返回时延测量帧，并根据返回时延测量帧和接收时延测量帧的时刻差，得到级内返回时延；

本级环回时延计算模块，用于根据所述时延测量帧传输模块接收第二覆盖端设备返回的时延测试帧和向第二覆盖端设备发送时延测试帧的时刻差，得到本级环回时延；

本级单行时延计算模块，用于根据所述本级环回时延计算模块计算得到的本级环回时延和所述级内返回时延计算模块计算得到的级内返回时延之差除以2，得到第一覆盖端设备与第二覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

转发时延存储模块，用于存储对应级覆盖端设备对通过其的基带I/O信号产生的级内单行转发时延；此时，

所述本级单行时延计算模块根据所述本级环回时延计算模块计算得到的本级环回时延和所述级内返回时延计算模块计算得到的级内返回时延之差除以2之后，再加上所述转发时延存储模块存储的级内单行转发时延，得到第一覆盖端设备与第二覆盖端设备之间光纤链路的本级单行传输时延。

10、一种直放站延时补偿系统，其特征在于，所述系统包括权利要求7至9任一权利要求所述的光纤直放站时延测量装置，所述系统还包括：

延时调整时间计算单元，用于根据所述光纤直放站时延测量装置测量得到的局端设备与基带信号到达最晚的覆盖端设备之间光纤链路的单行传输时延，以及局端设备与其他各级覆盖端设备之间光纤链路的的单行传输时延之差，得到每级覆盖端设备的单行延时调整时间；

延时调节量计算单元，用于根据所述延时调整时间计算单元得到的每级覆盖端设备的单行延时调整时间和对应级覆盖端设备的读写时钟频率之比，得到每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小；

延时调节单元，用于根据所述延时调节量计算单元得到的每级覆盖端设备的单行延时调节量的大小，对相应级覆盖端设备进行延时调整。

11、一种包括权利要求7至9任一权利要求所述的光纤直放站时延检测装置的光纤直放站。

12、一种包括权利要求10所述的光纤直放站时延补偿系统的光纤直放站。

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