CN101404538B - 一种实现gsm时隙同步和直放站节能的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现GSM时隙同步和直放站节能的方法及其装置，通过根据得到的特征信号与时隙同步信号的关系，并结合读出的时隙号，对特征信号进行移位处理，得到基本帧的TSO时隙O的物理位置，从而确定了基本帧各时隙的同步信息。本发明解决了直放站设备或其他分布系统无法获取GSM系统的时隙同步信号从而无法进行时隙功率开关控制以实现系统节能的问题，而且本发明实现简单，成本低廉，精度高。

Description

一种实现GSM时隙同步和直放站节能的方法及其装置
技术领域
本发明涉及GSM移动通信系统，尤其涉及一种利用GSM移动通信系统时隙同步信号进行节能设计的方法及其装置，即：利用移动终端设备实现GSM时隙同步和直放站节能的方法及其装置。
背景技术
GSM系统采用时分多址的多址技术，一个基本帧由8个时隙组成，多个基本帧构成复帧。它是一个时分复用系统，用户通话或者相关控制信息都通过占用某个具体时隙来实现相关功能。
GSM上下行基本帧相同时隙号的物理位置有固定的对应关系，不考虑时间提前量的影响，下行基本帧延时3个时隙即为上行基本帧。
基站子系统很容易确定基本帧各时隙的物理位置，但在移动通信直放站等网优边缘设备中，由于缺乏基带数据信令的分析，一般不能实现时隙的定位。然而，随着技术的发展，为实现直放站设备的节能等功能，实现信号的时隙同步十分必要。
本发明提供了一种利用Modem等移动终端设备实现GSM时隙同步的方法，同时提供了利用该时隙同步信号进行系统节能设计的方法。
发明内容
本发明第一个目的在于提供一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的方法。
本发明第二个目的在于提供一种利用该时隙同步信号进行GSM移动通信直放站节能的方法。
本发明第三个目的在于提供一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的装置和实现直放站节能的装置。
本发明提供的一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的方法，包括如下步骤：
(1)微处理器控制移动终端设备发起呼叫；
(2)当移动终端设备占用上一个固定的语音业务时隙信道后，其特征信号输出引脚输出与占用时隙相关的特征信号给数字处理芯片；同时，微处理器查询移动终端设备获得此时的占用时隙号；
(3)数字处理芯片对移动终端设备输出的特征信号进行分析，根据其特征信号与时隙同步信号的关系和其占用的时隙号进行移位处理，得到TS0时隙的物理位置，根据基本帧的结构，得到其他时隙的物理位置，再根据GSM上下行基本帧在时域上的关系，数字处理芯片输出上行或下行的基本帧的时隙同步信号信息；
(4)将直放站系统中的下行射频信号的检波包络信号送给数字处理芯片，用来提供给数字处理芯片做同步校正信号。
如上所述方法，其中，上述的移动终端设备指调制解调器Modem、手机或其它终端，选取的移动终端设备必须有开放接口以实现微处理器与它的信息交互，并且必须有特征波形的输出引脚用来提供信号供数字处理芯片分析。
如上所述方法，其中，上述数字处理芯片指现场可编程阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD之类的数字信号控制器件；上述微处理器指单片机。
本发明提供的一种利用如上所述时隙同步信号进行GSM移动通信直放站节能的方法，包括如下步骤：
利用获得的上下行基本帧各时隙的同步信息，时隙同步控制盘为系统提供上下行基本帧各时隙的定位信息；时隙同步控制盘在下行TS0时隙和其他控制信道所在时隙保持功放(3)的状态为常开；功率检测(7)对系统上行信号进行功率检波，将信号送到时隙同步控制盘，时隙同步控制盘根据功率检波信号进行分析并判断上行信道的占用情况，依据上下行时隙在时域上的位置偏移3个时隙宽度的特征来控制下行信道中下行功放(3)的开关：当上行各时隙被占用时，在下行对应时隙的时间内打开功放(3)开关，当上行各时隙无占用时，在下行对应时隙的时间内关闭功放(3)开关。
本发明提供的一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的装置，该装置包括：
微处理器，控制移动终端设备发起呼叫，当所述移动终端设备占上一个语音业务时隙信道后，其特征信号输出引脚输出与占用时隙相关的特征信号给数字处理芯片；同时，所述微处理器查询移动终端设备获得此时的占用时隙号；
数字处理芯片，根据得到的特征信号与时隙同步信号的关系，并结合读出的时隙号，对特征信号进行移位处理，得到基本帧的TS0时隙的物理位置，根据基本帧的结构，得到其他时隙的物理位置，再根据GSM上下行基本帧在时域上的关系，输出上行或下行的基本帧的时隙同步信号信息；数字处理芯片利用直放站设备的下行链路射频信号的检波包络信号来同步校正信号。
如上所述装置，其中，上述的移动终端设备指调制解调器Modem、手机或其它终端，选取的移动终端设备必须有开放接口以实现微处理器与它的信息交互，并且必须有特征波形的输出引脚用来提供信号供数字处理芯片分析。
如上所述装置，其中，上述数字处理芯片指现场可编程阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD之类的数字信号控制器件；上述微处理器指单片机。
一种实现直放站节能的装置，该装置包括：
时隙同步控制盘，包括微处理器和数字处理芯片，利用获取的时隙同步信号提供上下行基本帧各时隙的定步信息；时隙同步控制盘在下行TS0时隙和其他控制信道所在时隙保持下行功放(3)的状态为常开；根据功率检波信号进行分析并判断上行信道的占用情况，依据上下行时隙在时域上的位置偏移3个时隙宽度的特征来控制下行信道中下行功放(3)的开关：当上行各时隙被占用时，在下行对应时隙的时间内打开功放(3)开关，当上行各时隙无占用时，在下行对应时隙的时间内关闭功放(3)开关；
功率检测(7)，对系统上行信号进行功率检波，将信号送到时隙同步控制盘。
如上所述的装置进一步包括：
施主双工器(1)、下行低噪放(2)、重发双工器(4)、上行低噪放(5)、功分器(6)、功放(8)，下行信号由施主双工器(1)依次进入下行低噪放(2)、功放(3)和重发双工器(4)，上行信号由重发双工器(4)进入上行低噪放(5)放大后通过功分器(6)分别进入功放(8)和功率检测(7)，功放(8)将上行信号放大后经过施主双工器(1)送入基站。
本发明与现有技术相比具有的优点、特点或积极效果如下：
目前的直放站设备或其他分布系统无法获取GSM系统的时隙同步信号，因而无法进行时隙功率开关控制，以实现系统节能目的。本发明解决了这一问题。该方法实现简单，成本低廉，精度高。
附图说明
图1是根据本发明的获取GSM系统时隙同步信号的装置的示意图。
图2是根据本发明的利用GSM时隙同步信号进行节能的装置的示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步说明。
本发明提供的一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的方法，包括以下步骤：
a、微处理器通过人机接口控制Modem发起呼叫，经呼叫接续处理流程，Modem占上了一个固定的TCH业务时隙信道；
b、Modem占上时隙信道后，微处理器通过接口访问Modem读取此时Modem占用的时隙号，并将该信息传给数字处理芯片。同时，将Modem占用信道后输出的特征信号送给数字处理芯片。
c、数字处理芯片根据得到的特征信号与时隙同步信号的关系(通常会有一个偏移)，并结合微处理器读出的时隙号，对特征信号进行移位处理，得到基本帧的TS0时隙0的物理位置，从而确定了基本帧各时隙的同步信息。
d、送给数字处理芯片的其他参考信号7指应用本发明装置的直放站设备的下行链路射频信号的检波包络信号，用来提供给数字处理芯片做同步校正信号。
上述的移动终端指Modem、手机或其他终端，选取的移动终端必须有开放接口以实现微处理器与它的信息交互，并且必须有特征波形的输出引脚用来提供信号供数字处理芯片分析。
数字处理芯片指现场可编程阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等数字信号控制器件。
微处理器指单片机等控制器。
本发明提供的一种利用该时隙同步信号进行GSM移动通信直放站节能的方法，主要是利用时隙同步控制单元为系统提供上下行基本帧各时隙的定位信息，并根据预置的控制信道的时隙号和上行信道的占用信息控制下行功放的开关：在广播信道和其他控制信道所在时隙，控制下行功放状态为开，保持下行链路畅通；同时，对上行信号进行检波分析，判断各业务信道所在时隙的占用情况，当上行时隙有占用时，在下行相同时隙内打开功放开关，当上行时隙无占用时，在下行相同时隙内关闭功放开关。其具体步骤如下：
a、根据第一部分的内容，时隙同步控制单元为系统提供上下行基本帧各时隙的定位信息，同时控制下行功放的开关；
b、时隙同步控制单元在下行TS0时隙(广播信道)和其他控制信道所在时隙保持下行功放状态为常开；
c、对系统上行信号进行功率检波，分析上行信号各时隙的占用情况，根据上下行时隙的时间偏移，同步控制单元控制下行功放的开关：当上行时隙有占用时，在下行相同时隙内打开功放开关，当上行时隙无占用时，在下行相同时隙内关闭功放开关。
如图1所示，根据本发明的一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的装置由数字处理芯片3(具体指复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程阵列FPGA等处理芯片)、微处理器5以及它们之间的连接信号线组成。具体流程如下：微处理器5控制移动终端1发起呼叫，当移动终端1占用上一个固定的语音业务时隙信道后，其特征信号输出引脚输出与占用时隙相关的特征信号2给数字处理芯片；同时，微处理器5查询移动终端1，获得此时的占用时隙号。数字处理芯片3对移动终端1输出的特征信号进行分析，根据其特征信号与时隙同步信号的关系和其占用的时隙号信息进行移位处理，得到TS0时隙的物理位置。根据基本帧的结构，在获取TS0时隙的物理位置后，很容易得到其他时隙的物理位置。再根据GSM上下行基本帧在时域上的关系，数字处理芯片4就可以输出上行或下行的基本帧的时隙同步信号信息了。其他参考信号7指直放站系统中的下行射频信号的检波包络信号，该信号可作为数字处理芯片输出的时隙同步信号的校正信号。
如图2所示，根据本发明的利用GSM时隙同步信号进行节能的装置由施主双工器1、下行低噪放2、功放3、重发双工器4、上行低噪放5、功分器6、功率检测7、功放8、时隙同步控制盘9以及它们之间的连接信号线组成，按照信号传送方向分为上行链路和下行链路两个部分。下行信号由施主双工器1依次进入下行低噪放2、功放3和重发双工器4。上行信号由重发双工器4进入上行低噪放5放大后通过功分器6分别进入功放8和功率检测7，功放8将上行信号放大后经过施主双工器1送入基站，功率检测7对上行信号进行功率检波并将检波信号送入时隙同步控制盘9。其中时隙同步控制盘由图1中的微处理器和数字处理芯片组成。具体流程如下：
利用获取时隙同步信号的方法，时隙同步控制盘9为系统提供上下行基本帧各时隙的定位信息；时隙同步控制盘9在下行TS0时隙(广播信道)和其他控制信道所在时隙保持功放3的状态为常开；功率检测7对系统上行信号进行功率检波，将信号送到时隙同步控制盘9，时隙同步控制盘9根据功率检波信号进行分析并判断上行信道(时隙)的占用情况，依据上下行时隙在时域上的位置偏移3个时隙宽度的特征来控制下行信道(时隙)中下行功放3的开关：当上行各时隙被占用时，在下行对应时隙的时间内打开功放3开关，当上行各时隙无占用时，在下行对应时隙的时间内关闭功放3开关。

Claims (7)

1.一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
(1)微处理器控制移动终端设备发起呼叫；
(2)当移动终端设备占用上一个固定的语音业务时隙信道后，其特征信号输出引脚输出与占用时隙相关的特征信号给数字处理芯片；同时，微处理器查询移动终端设备获得此时的占用时隙号；
(3)数字处理芯片对移动终端设备输出的特征信号进行分析，根据其特征信号与时隙同步信号的关系和其占用的时隙号进行移位处理，得到TS0时隙的物理位置，根据基本帧的结构，得到其他时隙的物理位置，再根据GSM上下行基本帧在时域上的关系，数字处理芯片输出上行或下行的基本帧的时隙同步信号信息；
(4)将直放站系统中的下行射频信号的检波包络信号送给数字处理芯片，用来提供给数字处理芯片做同步校正信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
上述的移动终端设备指调制解调器Modem、手机或其它终端，选取的移动终端设备必须有开放接口以实现微处理器与它的信息交互，并且必须有特征波形的输出引脚用来提供信号供数字处理芯片分析。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
上述数字处理芯片指现场可编程阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD之类的数字信号控制器件；上述微处理器指单片机。
4.一种利用权利要求1所述的方法实现直放站节能的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
利用获得的上下行基本帧各时隙的同步信息，包括数字处理芯片和微处理器的时隙同步控制盘为系统提供上下行基本帧各时隙的定位信息；时隙同步控制盘在下行TS0时隙和其他控制信道所在时隙保持功放(3)的状态为常开；功率检测(7)对系统上行信号进行功率检波，将信号送到时隙同步控制盘，时隙同步控制盘根据功率检波信号进行分析并判断上行信道的占用情况，依据上下行时隙在时域上的位置偏移3个时隙宽度的特征来控制下行信道中下行功放(3)的开关：当上行各时隙被占用时，在下行对应时隙的时间内打开功放(3)开关，当上行各时隙无占用时，在下行对应时隙的时间内关闭功放(3)开关。
5.一种利用移动终端设备实现GSM时隙同步的装置，其特征在于该装置包括：
微处理器，控制移动终端设备发起呼叫，当所述移动终端设备占上一个语音业务时隙信道后，移动终端设备的特征信号输出引脚输出与占用时隙相关的特征信号给数字处理芯片；同时，所述微处理器查询移动终端设备获得此时的占用时隙号；
数字处理芯片，根据得到的特征信号与时隙同步信号的关系，并结合读出的时隙号，对特征信号进行移位处理，得到基本帧的TS0时隙的物理位置，根据基本帧的结构，得到其他时隙的物理位置，再根据GSM上下行基本帧在时域上的关系，输出上行或下行的基本帧的时隙同步信号信息；数字处理芯片利用直放站设备的下行链路射频信号的检波包络信号来同步校正信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：上述的移动终端设备指调制解调器Modem、手机或其它终端，选取的移动终端设备必须有开放接口以实现微处理器与它的信息交互，并且必须有特征波形的输出引脚用来提供信号供数字处理芯片分析。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：
上述数字处理芯片指现场可编程阵列FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD之类的数字信号控制器件；上述微处理器指单片机。
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