CN101884243B

CN101884243B - Cdma基站和用在其中的信号处理方法

Info

Publication number: CN101884243B
Application number: CN200780101572.7A
Authority: CN
Inventors: 谢海荣; 萧光武
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: CN101884243A; WO2009065255A1

Abstract

本发明提出了一种解决光中继器中的光纤延迟问题的新的解决方案。根据本发明，提出了一种CDMA基站，包括：定时提前单元，用于在比从本地小区的天线发送信号的时刻提前预定定时提前值的时刻，产生信号；分路器，用于将定时提前单元所产生的信号分为两路；延迟单元，用于将已分路信号的第一支路延迟预定定时提前值；以及无线电处理单元，用于接收已分路信号的第一延迟支路和已分路信号的第二未延迟支路，分别对已分路信号的第一和第二支路执行相同的数模转换和RF处理，然后将已分路信号的处理后的第一延迟支路输出以用于本地小区，而将已分路信号的处理后的第二未延迟支路输出给光中继器的本地单元，以发送用于远端小区。根据本发明，还提出了一种在CDMA基站中使用的相应的信号处理方法。

Description

CDMA基站和用在其中的信号处理方法

技术领域

本发明涉及无线电通信领域，更具体地，本发明涉及一种新颖的CDMA基站和信号处理方法，用于改善CDMA光中继器的性能。

背景技术

光纤中继器广泛用于码分多址(CDMA)无线通信网络中。光纤中继器的成本很低，但是会在网络中引入一些问题。这些问题之一是中继器与其相邻小区之间的切换问题。如果未能正确地配置中继器覆盖和相邻小区的覆盖之间的延迟关系，则移动台无法成功地搜索相邻小区的导频信号，因此它们之间的切换将成为问题。

根据当前的解决方案，必须放大有效/相邻搜索窗的大小以补偿光纤延迟，从而解决上述切换问题。然而，这需要非常小心的配置工作和射频(RF)优化。基本上，目前的中继器对于网络而言是透明的，除了放大信号之外，不会改变信号的任何特性。因此，导频PN(伪噪声)偏移量与从主基站收发台(BTS)发射出的导频PN相同。在下行链路中，放大来自信源BTS(donor BTS)的信号并广播至所有移动台。在上行链路中，中继器从移动台接收信号将馈送至信源BTS。

图1示出了传统中继器的连接的方框图。中继器天线1501用于远端覆盖，而本地天线140用于本地覆盖。中继器的远端单元1801可以通过光纤1951与中继器的本地主单元120相连。本地主单元120通过使用三端口RF组件(即耦合器160)与基站相连。通常，耦合器160具有高耦合损耗，例如40dB的耦合损耗，因此，本地覆盖信号的损耗非常低，几乎可以忽略。基站110用于产生前向链路CDMA信号，并处理移动台发送的反向链路信号。

图2示出了中继器与信源小区之间的过渡区。信源BTS提供本地覆盖210，而中继器提供远端覆盖220。通过光纤230连接中继器的本地单元和远端单元。如图2所示，中继器和信源扇区具有相同的PN偏移量配置。移动台(MS)240最初位于中继器覆盖220处。

首先，需要确定当MS 240处于中继器覆盖区220时到达MS 240的信号相对于系统时间的延迟。该延迟包括三个组成部分：光纤延迟(D_F)、中继器内部延迟(D_R)和从中继器的远端天线到MS 240的传播延迟(D_P-repeater)。

假设移动台240正从中继器区域220向信源扇区210移动，则MS240将试图查找从信源BTS天线直接广播的前向链路信号。当然，该信号也经历了从信源BTS天线到MS 240的延迟，因此可以表示为D_p-bts。移动台240将使用由中继器解调的定时信息作为参考定时，并将其导频搜索窗的中心定位于该参考定时。仅当在该搜索窗内来自信源BTS的信号到达时，移动台240才能找到来自信源BTS的前向链路。因此，从中继器到BTS的信号的延迟差必须小于有效集合搜索窗的一半，即：

D_{F} + D_{R} + D_{P - repeater} - D_{P - bts} < \frac{W_{A}}{2}

其中，W_A是有效集合搜索窗的大小。

仅当延迟满足上述不等式时，呼叫才能够平滑地从中继器覆盖220切换到信源BTS覆盖210，否则呼叫将掉线。

对于中继器和其它扇区/小区之间的切换，可以运用类似的分析。对于相邻集合搜索窗，必须满足类似的不等式。因此，对于光纤中继器，存在光纤延迟的问题。必须更新有效集合搜索窗的大小和相关小区的相邻集合搜索窗的大小，以补偿光纤延迟。在商用CDMA网络中，有很多中继器的呼叫问题涉及光纤延迟的问题。例如，如果假设中继器具有5μs的内部延迟和20km的光纤，每km光纤的延迟是4.9μs，则必须补偿总延迟103μs(＝5+20*4.9)。同样，在这种情况下，搜索窗的大小需要增加大约253个码片(＝2*(103*1.2288))。根据这些分析，当配置光纤中继器时，无疑需要非常小心地进行RF优化。如果未正确地设置信源小区和每个相邻小区的搜索窗的大小，则这些小区之间的切换将成为问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决光纤中继器的延迟问题的新的解决方案，以避免或减少与切换有关的问题。使用定时提前和定时延迟技术的组合，来同步信源小区信号和远端中继器信号。

根据本发明的第一方案，提出了一种CDMA基站，包括：定时提前单元，用于在比从本地小区的天线发送信号的时刻提前预定定时提前值的时刻，产生信号；分路器，用于将定时提前单元所产生的信号分为两路；延迟单元，用于将已分路信号的第一支路延迟预定定时提前值；以及无线电处理单元，用于接收已分路信号的第一延迟支路和已分路信号的第二未延迟支路，分别对已分路信号的第一和第二支路执行相同的数模转换和RF处理，然后将已分路信号的处理后的第一延迟支路输出以用于本地小区，而将已分路信号的处理后的第二未延迟支路输出给光中继器的本地单元，以发送用于远端小区。

根据本发明的第二方面，提出了一种用于CDMA基站中的信号处理方法，包括步骤：在比从本地小区的天线发送信号的时刻提前预定定时提前值的时刻，产生信号；将所产生的信号分为两路；将已分路信号的第一支路延迟预定定时提前值；分别对已分路信号的第一和第二支路执行相同的数模转换和RF处理；以及将已分路信号的处理后的第一延迟支路输出以用于本地小区，而将已分路信号的处理后的第二未延迟支路输出给光中继器的本地单元，以发送用于远端小区。

本发明可有效地改善光纤的性能。因为中继器信号已经与系统定时同步，因而，网络设计者不再需要更新有效/相邻集合的搜索窗大小。

附图说明

在结合附图阅读以下关于本发明非限制性实施例的详细描述时，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加清楚，附图中：

图1(已描述)是示出了光中继器的传统连接结构的方框图；

图2(已描述)是示出了中继器与信源小区之间的过渡区的示意图；以及

图3是示出了根据本发明的系统结构的方框图。

具体实施方式

下面，将结合附图来描述本发明。在以下的描述中，一些特定的实施例仅用于说明的目的，不应该被理解为对本发明的任何限制，而仅应作为示例。为了简明，省略了与理解本发明无关的传统结构或构造。

图3示出了根据本发明的系统结构的方框图。由于本发明所提供的解决方案主要适用于基站的前向链路，因此在该图中仅描述前向链路配置。

在图3中，单元T.A.310表示定时提前模块。由CDMA小区站点调制解调芯片提供定时提前功能，因此可以在从小区天线发送新的业务帧之前，产生所述新的业务帧。3G1x的典型定时提前裕度(即定时提前值的上限)是大约400个码片。分路器320将基带信号分为两路。第一支路通过无线电处理模块340，并馈入光中继器350的本地单元，而另一支路在延迟单元330中延迟(与T.A.码片相同的)几个码片，然后通过无线电处理模块340。所述另一支路的信号是原始信源小区的覆盖信号，因此将经过高功率放大器360，然后馈入本地覆盖天线370。

无线电处理模块340执行下述多种功能。首先，无线电处理模块340利用数模转换器，将基带数字信号转换为模拟信号。然后，利用传统的混频器，将所述信号转变为高频信号。一些滤波器和增益模块也用于RF处理。光中继器350的本地单元主要接收来自模块340的RF信号，并将RF信号转变为光信号，然后通过表示为395的光纤连接，将其馈入远端单元380。光纤光中继器的远端单元380将来自本地单元350的光信号转换为RF信号。然后，放大RF信号并馈送给天线390以用于远端覆盖。

此外，在本实施例中仅示出了一个无线电处理模块340，但是，本发明并不局限于仅具有一个无线电处理模块。例如，本领域的技术人员应当知道，可以将无线电处理模块分为两个子模块，一个用于第一支路而另一个用于第二支路。

假设物理光纤长度为L km，并且每单位光纤长度的光纤延迟是β(码片/km)。则，光纤的延迟是D_f(chips)＝βL。MSC/BSC(移动交换中心/基站控制器)将配置参数D_f，并将延迟信息通知给小区。然后，小区将参数D_f码片通知给T.A.310和延迟单元330。

对于本地覆盖天线370，业务数据首先(通过单元T.A.310)被“定时提前”，然后(通过延迟单元330)被延迟相同的时间间隔，因此业务帧仍然与系统定时对准。对于远端中继器覆盖(远端覆盖天线390)，业务数据首先(通过单元T.A.310)被“定时提前”，然后被光纤395延迟相同的时间间隔D_f，因而业务帧也与系统定时对准。因此，来自本地天线和远端天线的信号均与系统定时同步，所以不会引起延迟问题。

此外，本发明还提出了一种在CDMA基站中使用的信号处理方法。根据本发明的方法，首先，在比从本地小区的天线370发送信号的时刻提前定时提前值的时刻，产生信号。然后，将所产生的信号分路为两路。对于这两路信号，将已分路信号的第一支路延迟定时提前值，而已分路信号的第二支路保持不被延迟。其后，分别对已分路信号的第一和第二支路执行相同的数模转换和RF处理。最后，将已分路信号的处理后的第一延迟支路输出以用于本地小区，而将已分路信号的处理后的第二未延迟支路输出给光中继器350的本地单元，以发送用于远端小区。

在本发明所提出的方法中，定时提前值也按照前述方法确定，使得来自本地天线和远端天线的信号均与系统定时同步，从而不会引起延迟问题。

上述实施例仅用作示例的目的，而非限制本发明。本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的前提下，对实施例进行各种修改或替换，但这些修改或替换仍将落入由所附权利要求所限定的范围。

Claims

1.一种CDMA基站，包括：

定时提前单元，用于在比从本地小区的天线发送信号的时刻提前预定定时提前值的时刻，产生信号；

分路器，用于将定时提前单元所产生的信号分为两路；

延迟单元，用于将已分路信号的第一支路延迟预定定时提前值；以及

无线电处理单元，用于接收己分路信号的第一延迟支路和己分路信号的第二延迟支路，分别对己分路信号的第一和第二支路执行相同的数模转换和RF处理，然后将己分路信号的处理后的第一延迟支路输出以用于本地小区，而将已分路信号的处理后的第二未延迟支路输出给光中继器的本地单元，以发送用于远端小区。

2.根据权利要求1所述的CDMA基站，其中，预定定时提前值是从CDMA小区站点调制解调芯片得到的。

3.根据权利要求1所述的CDMA基站，其中，所述预定定时提前值被计算为光中继器的本地单元和远端单元之间的光纤的光纤延迟。

4.根据权利要求3所述的CDMA基站，其中，所述光纤延迟D_f，计算如下：

D_f＝βL，

其中，L表示物理光纤长度，β是单位光纤长度的光纤延迟。

5.根据权利要求2～4之一所述的CDMA基站，其中，对于3G1xCDMA方案，定时提前值的上限是400个码片。

6.根据权利要求1所述的CDMA基站，还包括连接在无线电处理单元和本地小区的天线之间的放大器，用于放大从无线电处理单元输出的已分路信号的处理后的第一延迟支路。

7.根据权利要求1所述的CDMA基站，其中，无线电处理单元包括：

第一无线电处理单元，用于接收已分路信号的第一延迟支路并对其执行数模转换和RF处理，然后输出己分路信号的处理后的第一延迟支路以用于本地小区；以及

第二无线电处理单元，用于接收己分路信号的第二未延迟支路并对其执行数模转换和RF处理，然后将已分路信号的第二处理后的未延迟支路输出给光中继器的本地单元，以发送用于远端小区。

8.根据权利要求7所述的CDMA基站，还包括连接在第一无线电处理单元和本地小区的天线之间的放大器，用于放大从第一无线电处理单元输出的己分路信号的处理后的第一延迟支路。

9.一种用于CDMA基站中的信号处理方法，包括步骤：

在比从本地小区的天线发送信号的时刻提前预定定时提前值的时刻，产了信号；将所产生的信号分为两路分路信号；

将已分路信号的第一支路延迟预定定时提前值；

分别对已分路信号的第一和第二支路执行相同的数模转换和RF处理；

将已分路信号的处理后的第一延迟支路输出以用于本地小区；以及

将已分路信号的处理后的第二未延迟支路输出给光中继器的本地单元，以发送用于远端小区。

10.根据权利要求9所述的信号处理方法，其中，预定定时提前值是从CDMA小区站点调制解调芯片得到的。

11.根据权利要求10所述的信号处理力法，其中，所述预定定时提前值被计算为光中继器的本地单元和远端单元之间的光纤的光纤延迟。

12.根据权利要求11所述的信号处理方法，其中，所述光纤延迟D_f，计算如下：

D_f＝βL，

其中，L表示物理光纤长度，β是单位光纤长度的光纤延迟。

13.根据权利要求10～12之一所述的信号处理方法，其中，对于3G1xCDMA方案，定时提前值的上限是400个码片。

14.根据权利要求9所述的信号处理方法，还包括步骤：在将己分路信号的处理后的第一延迟支路馈入本地小区的天线之前，对其进行放大。