CN101572572A - Tdma系统的功耗控制方法、功耗控制装置及中继单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供的TDMA系统的功耗控制方法，首先获取信号的同步信息；结合同步信息，判断时隙的到来时刻，将到达到来时刻的时隙置于开启状态；然后判断到达到来时刻的时隙是否存在容量，并根据判断结果控制该时隙的开启或闭合状态。本发明提供的功耗控制装置通过同步获取单元获取信号，产生同步信息；容量分析单元结合同步信息判断时隙的到来时刻以及判断到达到来时刻的时隙是否存在容量；链路控制单元根据容量分析单元的判断结果输出控制信号控制该时隙的开启或闭合状态以及根据同步获取单元的同步信息将到达到来时刻的时隙置于开启状态。本发明还提供一种中继单元。使用本发明可以有效降低系统功耗。

Description

TDMA系统的功耗控制方法、功耗控制装置及中继单元

技术领域

本发明涉及TDMA领域，尤其涉及一种TDMA系统中的功耗控制方法、功耗控制装置及中继单元。

背景技术

移动通信系统中为了实现小区覆盖的优化，常常需要引入直接放大设备进行延伸覆盖，该种直接放大设备被称为直放站。在TD-SCDMA通信系统中，传统的直放站的设计方式如下所示。

请参阅图1，现有技术中一种直放站包括放大链路单元11，同步获取单元12，以及链路控制单元13。放大链路单元11对进入直放站的上行/下行输入信号进行线性放大；同步获取单元12对进入直放站的TD信号进行处理以获取同步信息；根据同步信息，链路控制单元13对放大链路单元11进行上/下行链路的开启或关闭控制。通常，链路控制单元13在上行时隙内要求直放站关闭下行链路，开启上行链路；在下行时隙内要求直放站关闭上行链路，开启下行链路。

但是，如上所述，由于现有技术中链路控制单元13通常通过上/下行时隙对上/下行链路进行控制，也就是只进行信号上下行的区分，在上行或下行时隙内对上/下行的放大链路单元11的控制均不发生改变，即使此时完全没有信号通过，直放站仍然放大噪声并消耗能量，由此带来了资源的极大浪费和运营成本的大幅提高。

发明内容

本发明提供一种TDMA系统中的功耗控制方法、功耗控制装置及中继单元，能够有效降低系统的功耗。

本发明提供的功耗控制的方法，首先获取信号的同步信息；结合所述同步信息，判断时隙的到来时刻；然后将到达所述到来时刻的时隙置于开启状态；接着判断到达所述到来时刻的时隙是否存在容量，并根据判断结果控制该时隙的开启或闭合状态。

本发明提供的TDMA系统中的功耗控制装置，包括同步获取单元、链路控制单元以及容量分析单元；同步获取单元获取信号，进行处理，产生同步信息；容量分析单元，与同步获取单元相连，结合同步信息判断时隙的到来时刻；以及判断到达到来时刻的时隙是否存在容量；与所述容量分析单元和所述同步获取单元分别连接的链路控制单元，根据所述同步信息和/或所述容量分析单元的判断结果输出控制信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的时隙的开启或闭合状态。

本发明提供的TDMA系统中的中继单元，包括：同步获取单元，用于获取TD信号，进行处理，产生同步信息；容量分析单元，与所述同步获取单元相连，结合所述同步信息判断时隙的到来时刻；以及判断到达所述到来时刻的时隙是否存在容量；与容量分析单元和所述同步获取单元分别连接的链路控制单元，根据所述容量分析单元的判断结果和/或所述同步获取单元的同步信息输出控制信号；放大链路单元，与所述链路控制单元连接，接收所述控制信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的时隙的开启或闭合状态；以及将对所述时隙的输入信号进行放大。

与现有技术不同，本发明利用TDMA系统低容量时占用时隙少，高容量时占用时隙多的特点，通过判断时隙的容量实现对时隙的控制，与无论容量高低均保持时隙开启的现有技术的做法相比，有效地降低了功耗；同时，本发明采取每时隙先开启，再判断容量，最后控制该时隙开关或闭合状态的方法，有效解决了容量判断需要时间进而造成信号损伤的问题，从而使得本发明实施时更加具有有效性。

附图说明

图1为现有技术中直放站的结构示意图；

图2为本发明中功耗控制方法的流程图；

图3为TD-SCDMA系统中的帧结构示意图；

图4为现有技术的功耗控制方法对信号的控制图；

图5为实施例一中功耗控制方法对信号的控制图；

图6为本发明中功耗控制装置的结构示意图；

图7为本发明中中继单元的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的功耗控制方法、功耗控制装置及中继单元适用于时隙占用量随信号容量变化的通信系统中，以下以TDMA系统为例结合附图对本发明作进一步的说明：

在TDMA系统中，信号以多址方式接入，同一频率同一码字间的不同用户通常可以通过时隙来区分。由于TDMA系统通常在低容量时占用时隙少，因此本发明通过对各时隙中容量的判断，控制时隙的工作状态。

如图2所示，本发明提供的功耗控制方法首先从TDMA系统中获取进入中继单元的信号，对信号进行处理，获取同步信息(步骤101)；由于信号的帧结构通常是具有一定规则的，因此，结合同步信息，可以判断出各时隙的到来时刻(步骤102)；然后在各时隙到来前，将到达到来时刻的时隙置于开启状态(步骤103)；接着，结合同步信息判断已到达到来时刻的当前时隙是否存在容量(步骤104)，并根据判断结果控制该时隙的开启或闭合状态(步骤105)。如果当前时隙没有容量，那么关闭链路；直至下一个时隙到来前才重新开启；如果当前时隙有容量，则保持最初的开启状态；直至下一时隙容量判决的结果发生变化。

本发明采取通过步骤103先将到达到来时刻的时隙开启，再通过步骤104判断该时隙是否有容量的方式控制时隙的工作状态，这是因为：由于系统判断时隙中是否存在容量的过程需要一定的处理时间，因此如果未事先将时隙开启，则当某个时隙中信号到来时，系统由于需要等待容量判断结果而无法及时开启时隙，以致对信号的控制造成时延，从而造成信号损伤，甚至可能由于信号损伤严重而使通过容量判断控制时隙工作的方案失去现实意义。而本发明事先将到达到来时刻的时隙开启，可以有效保证信号经过中继单元时没有损伤，从而保证实施本发明的有效性。

步骤101中所指的获取信号的同步信息是指找到信号帧结构的位置并与之同步，获取同步信息的方法包括但不限于包络检波和基带解码方法，以上两种方法均为获取同步信息的常用方法，在此不再赘述。

步骤104中判断当前时隙是否存在容量可以通过多种途径实现，比如，可以通过对当前时隙中信号的进行功率检测判断该时隙是否存在容量，如果该时隙的信号的功率达到预定的阈值，则该时隙存在容量。另一种判决容量有无的方法可以对信号进行相关处理，当具有相关性时，就认为时隙存在容量；又或者如果系统已经具有了下行时隙的判别能力，而下行时隙与上行时隙之间的对应关系是已经被网络告知或被运营商告知的，那么上行时隙的容量情形就无需判决即可得知，反之亦然。使用本发明时，可以针对在不同的应用场景，以及被检测时隙的不同特性选择相应的实现方式。

本发明的功耗控制方法可以在TDMA系统的全部时隙内实现，也可以根据实际需要选择在部分时隙内采用上述的功耗控制方法，此时可以预先设置预定条件确定需要被检测的时隙，在开启到达到来时刻的时隙前首先判断该时隙是否为检测对象，如果是检测对象则先开启该时隙，再判断是否存在容量。本发明针对上行时隙和下行时隙的特性可以选择相同或不同的判决容量有无的方法，以下列举两个应用本发明的实施例以更加清楚的阐述本发明。

实施例一：TD-SCDMA系统是时分复用的系统，其帧结构如图3所示。TD-SCDMA系统的一个基本时间单元为无线帧，每个无线帧分成两个子帧，两个子帧的结构相同。单个子帧由7个相同时间长度的常规时隙和三种特殊时隙(DWPTS，GP和UPPTS)组成，每个子帧有两个转换点，上下行可以不对称。如图3所示，图中TS0总是下行时隙，TS1总是上行时隙，TS2、TS3... ...TS6根据实际业务需要可以动态的指定为上行时隙或下行时隙。DwPTS是下行时隙，UpPTS是上行时隙，中间由第一时隙转换点GP分开。

对于TD-SCDMA系统而言，其下行输入口的信号的信噪比通常较好，信号通常远高于噪声，作为一个实施例，可以选用功率检测的手段进行容量有无的判决。

但对于上行时隙，由于TD-SCDMA系统采用了码分多址的多用户接入方式，从而使得低于低噪下的用户信号可以被有效的接收。作为一个实施例，可以通过对时隙中的信号与训练序列码midamble码进行相关性处理，根据相关性判断时隙中是否存在容量。由于中继单元已经获取同步，如果进行同步的方式采用的是基带解码的方法(即已知同步码)，可以进一步获得小区扰码的相应信息，以获得该小区选用的基本midamble码。由于同一时隙中每个用户所采用的midamble码通常由基本midamble码循环移位获得，因此对接收信号进行基本midamble码的相关性分析，当有用户占用该时隙时，将产生远高于噪声的相关峰值，通过该峰值可以判断该时隙存在容量。

假定TD信号当前帧的容量情况为下行TS0，TS4有容量，上行TS1有容量，其余时隙没有容量，则根据上述情况，在使用本发明的方法进行功耗控制时，首先从TDMA系统中获取进入中继单元的TD信号，对TD信号进行处理，获取同步信息；进而判断出各时隙的到来时刻；当下行TS0到来时，将TS0置于开启状态；通过功率检测判断TS0存在容量，则继续保持该时隙的开启状态；当上行时隙TS1到来时，首先将TS1开启，通过对信号的相关性分析，判断TS1有容量，则继续保持该时隙的开启状态；当上行时隙TS2到来时，将TS2开启后，经过判断获知该时隙不存在容量，则将TS2关闭，此时将产生一个短时的脉冲；对上行时隙TS3的控制过程与TS2时隙类似。对下行时隙TS4的控制过程与TS0类似情况，下行时隙TS5和TS6开启后关闭也将产生一个短时的脉冲。图4示出现有技术对信号的控制图，图5示出本发明对信号的控制图，可以看出，本发明明显的缩短了系统实际工作的时长，减少了无用的能耗。

值得指出的是，对于下行时隙，同样可以采用与上行时隙相同的相关性判断的方法对时隙进行容量判决，当然也可以针对上行时隙与下行时隙的特性采用其他容量判决的方式，在此不再赘述。本实施例是以将所有的时隙作为检测对象举例说明，以下以在GSM系统中应用本发明为例，列举一个在将下行时隙作为检测对象的实例。

第二实施例：在GSM通信系统中，虽然采用了FDD的双工方式，但其多址接入方式却是TDMA方式的，因此，与TD-SCDMA系统类似的，GSM系统也可以应用本发明对时隙进行控制，从而达到降低功耗的目的。

与TD-SCDMA系统不同的是，GSM系统没有采用码分多址技术，因此信号通常远高于噪声，因此也可以考虑使用功率检测的方式对各时隙进行容量检测。以下假设仅以将下行时隙作为检测对象为例进行阐述。

假设GSM系统具有下行时隙的判别能力，而下行时隙与上行时隙之间的对应关系已经被网络告知，则根据上行时隙和下行时隙的对应关系设定预定条件，当判断到达到来时刻的时隙为下行时隙时，先将该时隙开启，然后根据功率检测的方式检测该时隙中是否存在容量，如果存在，则继续保持该时隙的开启状态，否则，将该时隙关闭。对下行时隙的控制过程可参照实施例一中对下行时隙的控制过程实现，在此不再赘述。

通过以上实施例可以看出，对于不同的TDMA系统，用户可以针对具体需求设置相应的预定条件将部分或全部时隙作为被检测对象，针对上行时隙和下行时隙的不同特点选择行之有效的判决是否存在容量的方式，均不影响本发明的实施。

结合图2，请参考图6，针对上述功耗控制方法，本发明提供了一种实现上述功耗控制方法的功耗控制装置的一种具体结构。

如图6所示，该功耗控制装置包括同步获取单元61、链路控制单元62以及容量分析单元63；同步获取单元61获取信号，进行处理，产生同步信息；链路控制单元62根据同步获取单元61的同步信息判断时隙的到来时刻，在被检测时隙到来前输出控制信号，将到达所述到来时刻的时隙置于开启状态；容量分析单元63与同步获取单元61相连，结合同步信息判断时隙的到来时刻，判断到达到来时刻的时隙是否存在容量；链路控制单元62还与容量分析单元63连接，根据所述容量分析单元的判断结果以及同步信息输出控制信号控制该已开启时隙的开启或闭合状态，如果当前时隙没有容量，那么链路控制单元62就指示系统关闭该时隙；如果当前时隙有容量，那么链路控制单元62就指示系统保持该时隙的开启状态。

另外，在功耗控制装置中还可以包括识别模块，与同步获取单元61连接，通过信号的同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预定条件进行判别，并将判别结果通知链路控制单元62以及容量分析单元63，如果是被检测对象，则链路控制单元62以及容量分析单元63执行上文所述的步骤。

容量分析单元63在判断各时隙是否存在容量是可以通过上文功耗控制方法中提及的各种方式实现，具体的判断过程参照上文，不再赘述。对于承载容量分析单元63、链路控制单元62以及识别单元的实体可以在相同或不同的实体上实现，不应理解为对本发明的限制。

本发明提供的功耗控制装置可应用于各种需要对TDMA系统进行功耗控制的设备中，一个典型的示例为应用于TDMA系统的中继单元中。

结合图2、图6，请参考图7，该中继单元的同步获取单元61从主通路上获取TD信号，对其耦合获得耦合信号，对该耦合信号进行处理，以获得信号的同步信息；链路控制单元62根据同步获取单元61的同步信息判断时隙的到来时刻，在被检测时隙到来前输出控制信号，控制放大链路单元70将到达所述到来时刻的时隙置于开启状态；容量分析单元63与同步获取单元61相连，结合同步信息判断时隙的到来时刻，判断到达到来时刻的时隙是否存在容量；链路控制单元62还与容量分析单元63连接，根据所述容量分析单元的判断结果及同步信息输出控制信号，通过放大链路单元70控制该已开启的时隙的开启或闭合状态，如果当前时隙没有容量，那么链路控制单元62就指示放大链路单元70关闭该时隙；如果当前时隙有容量，那么链路控制单元62就指示放大链路单元70保持该时隙的开启状态；放大链路单元70，对进入当前时隙的上行/下行输入信号进行线性放大。

另外，在中继单元中还可以包括识别模块，与同步获取单元61连接，通过信号的同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预定条件进行判别，并将判别结果通知链路控制单元62以及容量分析单元63，如果是被检测对象，则链路控制单元62以及容量分析单元63执行上文所述的步骤。

本发明提供的中继单元的结构适用于各种对传输信号进行接力的装置中，常见的有直放站，RRU(Regenerative Repeater Unit，再生中继单元)等。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1、一种TDMA系统中功耗控制的方法，其特征在于，包括步骤：

获取信号的同步信息；

结合所述同步信息，判断时隙的到来时刻；

将到达所述到来时刻的时隙置于开启状态；

判断到达所述到来时刻的时隙是否存在容量，并根据判断结果控制该时隙的开启或闭合状态。

2、根据权利要求1所述的TDMA系统中功耗控制的方法，其特征在于：

在判断到达所述到来时刻的时隙的容量之前，还包括步骤：根据预定条件判断到达所述到来时刻的时隙是否为检测对象，如果是，则执行判断该时隙是否存在容量的步骤。

3、根据权利要求1或2所述的TDMA系统中功耗控制的方法，其特征在于，通过以下步骤判断到达所述到来时刻的时隙是否存在容量：

对到达所述到来时刻的时隙中的信号与训练序列midamble码进行相关性分析，如果具有相关性，则该时隙存在容量。

4、根据权利要求1或2所述的TDMA系统中功耗控制的方法，其特征在于：当所述时隙为GSM系统的上行或下行时隙或TD-SCDMA系统的下行时隙时，通过以下步骤判断到达所述到来时刻的时隙是否存在容量：

判断该时隙的信号的功率是否达到预定的阈值，如果是，则该时隙存在容量。

5、一种TDMA系统中的功耗控制装置，其特征在于，包括：同步获取单元、链路控制单元以及容量分析单元；

同步获取单元获取信号，进行处理，产生同步信息；

容量分析单元，与同步获取单元相连，结合同步信息判断时隙的到来时刻；以及判断到达到来时刻的时隙是否存在容量；

与所述容量分析单元和所述同步获取单元分别连接的链路控制单元，根据所述同步信息和/或所述容量分析单元的判断结果输出控制信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的时隙的开启或闭合状态。

6、根据权利要求5所述的TDMA系统中功耗控制装置，其特征在于，还包括与同步获取单元连接的识别模块，通过所述同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预定条件进行判别，并将判别结果通知所述链路控制单元以及所述容量分析单元。

7、根据权利要求5或6所述的TDMA系统中功耗控制装置，其特征在于，所述功耗控制装置位于中继单元。

8、一种TDMA系统中的中继单元，其特征在于，包括：

同步获取单元，用于从获取TD信号，进行处理，产生同步信息；

容量分析单元，与所述同步获取单元相连，结合所述同步信息判断时隙的到来时刻；以及判断到达所述到来时刻的时隙是否存在容量；

与容量分析单元和所述同步获取单元分别连接的链路控制单元，根据所述容量分析单元的判断结果和/或所述同步获取单元的同步信息输出控制信号；

放大链路单元，与所述链路控制单元连接，接收所述控制信号，将所述到来时刻的时隙开启，并控制已开启的所述到达到来时刻的时隙的开启或闭合状态；以及将对所述时隙的输入信号进行放大。

9、根据权利要求8所述的TDMA系统中的中继单元，其特征在于，还包括与同步获取单元连接的识别模块，通过所述同步信息，获得各时隙的到来时刻，对到达到来时刻的时隙根据预定条件进行判别，并将判别结果通知所述链路控制单元以及所述容量分析单元。

10、根据权利要求8或9所述的TDMA系统中的中继单元，其特征在于：所述中继单元为直放站或再生中继单元RRU。

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