CN101820312A - 一种tetra基站基带接收机帧同步的定时检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TETRA基站基带接收机帧同步的定时检测方法，能够克服虚假同步带来的基站接收性能下降。它在帧同步时间窗口内进行帧同步检测，所述定时检测方法包括以下步骤：在一个时隙突发内，提供两个子时隙突发同步时间窗口，在所述两个子时隙突发同步时间窗口内分别依序检测两个正常训练序列。本发明针对TDMA突发结构的特点预设了帧同步时间窗口，大大降低了帧同步的虚假同步概率。且根据TETRA上行突发的特点，在定时流程中设置了对应于正常上行突发和控制上行突发的两种同步时间窗口，不同的同步时间窗口信号能令帧同步检测器准确地检测对应的训练序列。在上述同步技术得到实现的条件下，基带接收机的灵敏度性能得到了提高。

Description

一种TETRA基站基带接收机帧同步的定时检测方法

技术领域

本发明涉及数字无线集群通信技术领域，特别是TETRA系统中基站的基带信号处理过程中，为帧同步处理而设计的一种定时检测方法。

背景技术

数字通信的基带接收机，其目的是完成所接收的基带信号的处理，从中获取解调后的数据信号。通常来说，基带部分的信号处理包括四个基本步骤：成形滤波、位同步、解调、帧同步。

TETRA数字无线集群系统中，基站帧同步的主要功能，是从前端解调得到的码序列中，识别出上行链路的三种训练序列，并根据此训练序列来确定对应帧的数据格式。

在实际应用中，如果发送的有效数据中出现与要识别的训练序列相同的码组；或者因为各种误码原因而产生与训练序列近似的码组，从而被识别器误认为是训练序列，因此而实现虚假同步，会降低基站的接收性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种TETRA基站基带接收机帧同步的定时检测方法，能够克服虚假同步带来的基站接收性能下降。为此，本发明采用以下技术方案：

它在帧同步时间窗口内进行帧同步检测，

所述帧同步时间窗口的起始时间，即突发序列到达的最早可能时刻，为发射距离离基站最近的移动台，在信号处理时延最小的情况下，所发送的突发序列中包含的训练序列完整到达基站的时刻，

所述帧同步时间窗口的结束时间，即突发序列到达的最迟可能时刻，为发射距离离基站最远的移动台，在信号处理时延最大的情况下，所发送的突发序列中包含的训练序列完整到达基站的时刻；

所述帧同步时间窗口分两种，为子时隙突发同步时间窗口和全时隙突发同步时间窗口，分别对应于帧同步所检测的两种训练序列：正常训练序列和扩展训练序列；

所述定时检测方法包括以下步骤：

1)、在一个时隙突发内，提供两个子时隙突发同步时间窗口，在所述两个子时隙突发同步时间窗口内分别依序检测两个正常训练序列；

2)、若在第一个子时隙突发同步时间窗口内无法检测到帧同步时，转而提供一个全时隙突发同步时间窗口，进行检测扩展训练序列。

进一步地，所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，由帧同步窗口定时器计数获得两个子时隙突发同步时间窗口，这两次计数是独立的；所述帧同步窗口定时器在每次计数之前须复位；第一子时隙突发同步定时流程全部完成之后，才开始第二子时隙突发同步定时流程。

进一步地，所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法中，子时隙突发同步定时流程的完成，取决于所述帧同步窗口定时器对子时隙突发所含完整信号流的解调过程进行的计数。

进一步地，所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法中，当第一子时隙突发同步时间窗口内无法检测到帧同步时，所述帧同步窗口定时器转而计数获得一个全时隙突发同步时间窗口，这个全时隙突发定时流程的计数是非独立的，是在第一子时隙突发同步流程的计数值之上继续计数进行。

进一步地，所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法中，当全时隙突发同步时间窗口内也无法检测到帧同步时，所述帧同步窗口定时器再次转而计数获得第二子时隙突发同步时间窗口。

进一步地，所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法中，第二子时隙突发定时流程是独立的，帧同步窗口定时器计数之前须复位。

由于采用本发明的技术方案，与现有技术相比，本发明针对TDMA突发结构的特点预设了帧同步时间窗口，大大降低了帧同步的虚假同步概率。且根据TETRA上行突发的特点，在定时流程中设置了对应于正常上行突发和控制上行突发的两种同步时间窗口，不同的同步时间窗口信号能令帧同步检测器准确地检测对应的训练序列。在上述同步技术得到实现的条件下，基带接收机的灵敏度性能得到了提高。

附图说明

图1为帧同步窗口定时器的外部连接框图。

图2为子时隙突发和全时隙突发之间的选择流程示意图。

图3为子时隙突发同步时间窗口的定时流程示意图。

图4为全时隙突发同步时间窗口的定时流程示意图。

图5为帧同步窗口定时器的完整工作流程示意图。

具体实施方式

按照TETRA的规范，基站接收到的上行突发应包含三种训练序列，分别是对应于正常上行突发的两种正常训练序列，和对应于控制上行突发的一种扩展训练序列。

正常情况下，在一个突发的周期内，帧同步窗口定时器会发出两个子时隙突发同步窗口信号，供帧同步检测器在子时隙突发同步时间窗口内检测两种正常训练序列；当在子时隙同步时间窗口内无法检测到帧同步时，帧同步窗口定时器会发出一个全时隙突发同步窗口信号，供帧同步检测器在这个全时隙突发同步时间窗口内检测扩展训练序列。

帧同步窗口定时器的外部连接如图1所示，帧同步窗口定时器101接收来自基站时钟管理单元的时隙时钟信号，作为帧同步窗口定时器计数的参照。帧同步窗口定时器101的输出是复位信号和帧同步窗口信号；其中帧同步窗口信号有三种，分别对应于检测两种正常训练序列和一种扩展训练序列。由于发出何种帧同步窗口信号还依赖于帧同步检测的结果，因此帧同步检测器102不但接收来自帧同步窗口定时器101的信号，还把检测结果反馈给帧同步窗口定时器101。

帧同步窗口定时器在一个时隙时钟信号的控制下，用计数定时的方法来获得帧同步时间窗口的起始时刻和结束时刻，并将此帧同步时间窗口用信号的方式输出。

帧同步时间窗口包括：第一子时隙突发同步时间窗口、第二子时隙突发同步时间窗口、全时隙突发同步时间窗口。

所述帧同步检测，是指在TETRA基站接收到上行突发后，信号流经解调获得的码序列中，检测到TETRA标准所规定的训练序列。

确定两种子时隙突发同步时间窗口或全时隙突发同步时间窗口的流程如图2所示，包括如下步骤：

在时隙到达之前，帧同步窗口定时器处于空闲状态201。

空闲状态下，帧同步窗口定时器等待时隙时钟的指示，判断是否有时隙到达202。时隙未到达则继续保持空闲状态；当一个时隙到达时，帧同步窗口定时器进入工作状态，首先是第一子时隙突发定时流程开始203。

在第一子时隙突发定时流程中，判断是否在第一子时隙同步时间窗口内检测到帧同步204。若是，则继续执行第一子时隙突发定时流程，在第一子时隙突发定时流程结束205后，第二子时隙突发定时流程开始206；若否，则退出第一子时隙突发定时流程，全时隙突发定时流程开始209。

在第二子时隙突发定时流程中，判断是否在第二子时隙同步时间窗口内检测到帧同步207。若是，则继续执行第二子时隙突发定时流程，在第二子时隙突发定时流程结束208后，帧同步窗口定时器返回空闲状态201；若否，则退出第二子时隙突发定时流程，帧同步窗口定时器返回空闲状态201。

在全时隙突发定时流程中，判断是否在全时隙同步时间窗口内检测到帧同步210。若是，则继续执行全时隙突发定时流程，在全时隙突发定时流程结束211后，帧同步窗口定时器返回空闲状态201；若否，则退出全时隙突发定时流程，第二子时隙突发定时流程开始206。

上述的判断是根据帧同步检测器102所反馈的检测结果而进行的判断。

子时隙突发定时流程如图3所示，

子时隙突发定时流程开始301后，首先进行复位302。这个复位信号不但可以给帧同步窗口定时器的计数清零，还可以给基带接收机的其他存储器复位。

然后，为解调前半部分的信号流计数303。在整个子时隙突发定时流程中，帧同步窗口定时器将为整个子时隙突发所含信号流的解调过程进行计数，上述前半部分的信号流，是指在检测到帧同步之前的部分。

当计数到子时隙突发序列到达的最早可能时刻304，即子时隙突发同步时间窗口的起始时间，帧同步窗口定时器发出帧同步窗口信号305，此时所发帧同步窗口信号为子时隙突发同步窗口信号。考虑到移动台和基站之间的信号传递存在着各种时延，上述子时隙突发序列到达的最早可能时刻，指的是发射距离离基站最近的移动台，在信号处理时延最小的情况下，所发送的突发序列中包含的正常训练序列完整到达基站的时刻。

如果从帧同步检测器反馈回来的信号表明，在子时隙突发同步时间窗口内检测到帧同步306，则帧同步窗口定时器继续为解调后半部分的信号流计数307，一直计数到整个子时隙突发序列的信号流解调完成308，子时隙突发定时流程结束309。

如果计数到子时隙突发序列到达的最晚可能时刻，即子时隙突发同步时间窗口结束时间310，都未能检测到帧同步，则子时隙突发定时流程退出311。

上述子时隙突发序列到达的最晚可能时刻，指的是发射距离离基站最远的移动台，所发送的突发序列中包含的训练序列完整到达基站，并经历最大时延的信号处理的时刻。

上述整个子时隙突发序列的信号流解调完成，指的是发射距离离基站最远的移动台，所发送的子时隙突发序列的完整信号流，在经历最大时延的信号处理后，完成解调过程。

全时隙突发定时流程如图4所示，

全时隙突发定时流程开始401后，立即继续为解调前半部分的信号流计数402。

全时隙突发定时流程，是在第一子时隙突发同步时间窗口内未能检测到帧同步的前提下进行的，上述继续为解调前半部分的信号流计数，指的是在第一子时隙突发定时流程中为解调前半部分信号流所进行的计数值不予清零的基础上继续计数。也就是说，这个计数值，是从帧同步窗口定时器接到时隙时钟提示的时隙到达后，从头开始的计数值。

在整个全时隙突发定时流程中，帧同步窗口定时器将为整个全时隙突发所含信号流的解调过程进行计数，上述前半部分的信号流，是指在检测到帧同步之前的部分。

当计数到全时隙突发序列到达的最早可能时刻403，即全时隙突发同步时间窗口的起始时间，帧同步窗口定时器发出帧同步窗口信号404。此时所发帧同步窗口信号为全时隙突发同步窗口信号。考虑到移动台和基站之间的信号传递存在着各种时延，上述全时隙突发序列到达的最早可能时刻，指的是发射距离离基站最近的移动台，在信号处理时延最小的情况下，所发送的突发序列中包含的扩展训练序列完整到达基站的时刻。

如果从帧同步检测器反馈回来的信号表明，在全时隙突发同步时间窗口内检测到帧同步405，则帧同步窗口定时器继续为解调后半部分的信号流计数406，一直计数到整个全时隙突发序列的信号流解调完成407，全时隙突发定时流程结束408。

如果计数到全时隙突发序列到达的最晚可能时刻，也即全时隙突发同步时间窗口结束时间409，都未能检测到帧同步，则全时隙突发定时流程退出410。

上述全时隙突发序列到达的最晚可能时刻，指的是发射距离离基站最远的移动台，所发送的突发序列中包含的扩展训练序列完整到达基站，并经历最大时延的信号处理的时刻。

上述整个全时隙突发序列的信号流解调完成，指的是发射距离离基站最远的移动台，所发送的全时隙突发序列的完整信号流，在经历最大时延的信号处理后，完成解调过程。

如图5所示，帧同步窗口定时器的完整定时流程如下：

在时隙到达之前，帧同步窗口定时器处于空闲状态501。

空闲状态下，帧同步窗口定时器等待时隙时钟的指示，判断是否有时隙到达502。时隙未到达则继续保持空闲状态；当一个时隙到达时，帧同步窗口定时器进入工作状态。首先是复位503，然后开始为解调第一部分的信号流计数504。

计数到第一子时隙突发序列到达的最早可能时刻505，即第一子时隙突发同步时间窗口的起始时间，帧同步窗口定时器发出第一子时隙同步窗口信号506。

如果帧同步检测器反馈信号，在第一子时隙突发同步时间窗口内检测到帧同步507，则帧同步窗口定时器继续为解调第二部分的信号流计数508。当计数到第一子时隙突发序列的信号流解调完成509后，帧同步窗口定时器再次复位510，然后开始为解调第三部分的信号流计数511。

计数到第二子时隙突发序列到达的最早可能时刻512，即第二子时隙突发同步时间窗口的起始时间，帧同步窗口定时器发出第二子时隙同步窗口信号513。

如果帧同步检测器反馈信号，在第二子时隙突发同步时间窗口内检测到帧同步514，则帧同步窗口定时器继续为解调第四部分的信号流计数515。当计数到第二子时隙突发序列的信号流解调完成516后，帧同步窗口定时器返回空闲状态501。

上述第一部分、第二部分、第三部分、第四部分的信号流，分别指的是第一子时隙突发的前半部分、后半部分，以及第二子时隙突发的前半部分、后半部分信号流。

如果计数到第二子时隙突发同步时间窗口结束517，在第二子时隙突发同步时间窗口内一直检测不到帧同步，则帧同步窗口定时器退出定时流程，返回空闲状态501。

如果计数到第一子时隙突发同步时间窗口结束518，在第一子时隙突发同步时间窗口内一直检测不到帧同步，则进入全时隙突发定时流程，帧同步窗口定时器继续为解调前半部分的信号流计数519。

上述继续为解调前半部分的信号流计数，指的是从第一子时隙突发同步流程内的计数，延续到全时隙突发同步流程内，这样的连续计数值，用于为解调全时隙突发的前半部分计数。

帧同步窗口定时器继续为解调前半部分的信号流计数519，当计数到全时隙突发序列到达的最早可能时刻520，即全时隙突发同步时间窗口的起始时间，发出全时隙同步窗口信号521。

如果帧同步检测器反馈信号，在全时隙突发同步时间窗口内检测到帧同步522，则帧同步窗口定时器继续为解调后半部分的信号流计数523。当计数到全时隙突发序列的信号流解调完成524后，帧同步窗口定时器返回空闲状态501。

如果计数到全时隙突发同步时间窗口结束525，在全时隙突发同步时间窗口内一直检测不到帧同步，则帧同步窗口定时器退出全时隙突发定时流程，复位510后开始进行第二子时隙突发定时流程。

应当理解的是，以上所述从具体实施例的角度对本发明的技术内容进一步地披露，其目的在于让大家更容易了解本发明的内容，但不代表本发明的实施方式和权利保护局限于此。本发明保护范围阐明于所附权利要求书中，凡是在本发明的宗旨之内的显而易见的修改，亦应归于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，其特征在于它在帧同步时间窗口内进行帧同步检测，

所述帧同步时间窗口的起始时间，为发射距离离基站最近的移动台，在信号处理时延最小的情况下，所发送的突发序列中包含的训练序列完整到达基站的时刻，

所述帧同步时间窗口的结束时间，为发射距离离基站最远的移动台，在信号处理时延最大的情况下，所发送的突发序列中包含的训练序列完整到达基站的时刻；

所述帧同步时间窗口分两种，为子时隙突发同步时间窗口和全时隙突发同步时间窗口，分别对应于TETRA基站帧同步所检测的两种训练序列：正常训练序列和扩展训练序列；

所述定时检测方法包括以下步骤：

1)、在一个时隙突发内，提供两个子时隙突发同步时间窗口，在所述两个子时隙突发同步时间窗口内分别依序检测两个正常训练序列；

2)、若在第一个子时隙突发同步时间窗口内无法检测到帧同步时，转而提供一个全时隙突发同步时间窗口，进行扩展训练序列的检测。

2.如权利要求1所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，其特征在于它由帧同步窗口定时器计数获得两个子时隙突发同步时间窗口，这两次计数是独立的；所述帧同步窗口定时器在每次计数之前须复位；第一子时隙突发同步定时流程全部完成之后，才开始第二子时隙突发同步定时流程。

3.如权利要求2所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，其特征在于子时隙突发同步定时流程的完成，取决于所述帧同步窗口定时器对子时隙突发所含完整信号流的解调过程进行的计数。

4.如权利要求2或3所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，其特征在于当第一子时隙突发同步时间窗口内无法检测到帧同步时，所述帧同步窗口定时器转而计数获得一个全时隙突发同步时间窗口，这个全时隙突发定时流程的计数是非独立的，是在第一子时隙突发同步流程的计数值之上继续计数进行。

5.根据权利要求4所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，其特征在于当全时隙突发同步时间窗口内也无法检测到帧同步时，所述帧同步窗口定时器再次转而计数获得第二子时隙突发同步时间窗口。

6.根据权利要求5所述的一种应用于TETRA基站帧同步的定时检测方法，其特征在于第二子时隙突发定时流程是独立的，帧同步窗口定时器计数之前须复位。

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