CN103369665A - Td-lte中继系统及其同步信号提取方法和提取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TD-LTE中继系统及其同步信号提取方法和提取装置。该方法包括：获取TD-LTE中继系统中的下行信号，其中，下行信号采用TDD类型的无线帧结构；检测下行信号的功率；根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号；以及根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。通过本发明，提出了一种通过功率检测获取TD-LTE中继系统同步信号的新方法。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，特别涉及一种TD-LTE中继系统及其同步信号提取方法和提取装置。
背景技术
随着互联网业务和宽带业务的不断发展，用户对通信网络的接入速率和质量的要求越来越高，现有的基于CDMA（Code Division Multiple Access，即码分多址）的3G及其增强技术将无法满足未来业务的发展需要。于是，在2004年的魁北克会议上， 3GPP （3rd Generation Partnership Project，即第三代合作伙伴计划）决定开始3G系统的LTE（Long Term Evolution，即长期演进）项目研究。 LTE是继第三代移动通信之后国际上主流的新一代移动通信标准，TD-LTE是TDD（Time Division Duplex，即时分双工）模式的LTE系统，是TD-SCDMA的后续演进技术标准。
随着3G时代的到来，主站技术发生了较大的变革，BBU+RRU（Building Baseband Unit + Radio Remote Unit，即室内基带处理单元+射频拉远单元）的分布式基站成为绝对的主流，这种变革延伸到中继领域，使得一系列与主站架构类似的直放站产品应运而生，这类产品的主要特点是，分为主单元和远端单元，主单元靠近主站信源放置，其获得主站信源质量较好，通过光纤或电缆等有线传输方式传到远端单元，信号质量比通过无线方式传输有了较大的提高。其代表产品有模拟及数字光纤直放站及其衍生产品、模拟及数字室内分布系统等，这类产品由于在技术上的优势逐渐成为市场的主流。
目前TD-LTE主站产品处在预商用阶段，而与之配套的网络延伸覆盖产品（包括直放站及其衍生产品）也提到日程上来。由于TDD支持上下行共用一个频段，因此，一般在上下行共用同一根天线，靠准确的定时来切换上下行通道。正如3G时代的TD-SCDMA一样，TD-LTE的中继产品的时间同步同样至关重要。
在TD-SCDMA制式的中继产品中，主要是根据TD-SCDMA帧结构中导频（Dwpts）时隙及其前后固定数量码片每5ms帧保持固定不变的特点进行功率匹配，找出每帧的时隙参考点。而TD-LTE的帧结构如图1所示，一个TD-LTE 10ms无线帧有两个5ms的半帧组成，每个半帧由5个1ms子帧组成，标号按时间先后分别为0-9，其中子帧1和6为特殊子帧。每一个特殊子帧由DwPTS（下行导频）、GP（保护间隔）、UpPTS（上行导频）三个特殊时隙构成。这三个特殊时隙的配置不是固定不变的，如下表1所示的TD-LTE特殊子帧的配置表。
表1 TD-LTE特殊子帧的配置表
从上表1中可以看出在常规CP（循环前缀）下，有9种配置方式，在扩展CP下有7种配置方式。由于该协议规定在某些配置模式下DwPTS时隙可发送业务数据，因此，采用类似于TD-SCDMA的特殊时隙进行功率匹配的方式已不再适合TD-LTE。
针对现有技术中TD-LTE中继系统无法通过现有的功率检测法获取同步信号的问题，目前尚未提出有效的解决方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种TD-LTE中继系统及其同步信号提取方法和提取装置，以解决现有技术中TD-LTE中继系统无法通过现有的功率检测法获取同步信号的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种TD-LTE中继系统的同步信号提取方法。
本发明TD-LTE中继系统的同步信号提取方法包括：获取TD-LTE中继系统中的下行信号，其中，下行信号采用TDD类型的无线帧结构；检测下行信号的功率；根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号；以及根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。
进一步地，根据检测到的功率确定第一个参考导频信号包括：比较检测到的功率与预设功率，以得到比较信号，其中，检测到的功率包括各子帧的功率，当一个子帧的功率大于预设功率时，比较信号为第一信号，当一个子帧的功率小于或等于预设功率时，比较信号为第二信号；检测比较信号中第一信号和第二信号的变化，其中，将由第一信号变为第二信号作为第一变化，将由第二信号变为第一信号作为第二变化；判断信号变化时间是否大于或等于下行信号中一个子帧的时间，其中，信号变化时间为依次相邻的第一变化和第二变化之间的时间差；当信号变化时间大于或等于下行信号中一个子帧的时间时，确定产生第二变化对应的第一信号的子帧为第一个下行子帧；以及根据第一个下行子帧确定第一个参考导频信号。
进一步地，比较信号为1bit逻辑信号，其中，当第一信号为1，第二信号为0时，第一变化为下降沿，第二变化为上升沿；以及当第一信号为0，第二信号为1时，第一变化为上升沿，第二变化为下降沿。
进一步地，预设功率为低噪功率。
进一步地，在根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号之前，该方法还包括：判断下行信号中是否连续N个帧的信号均存在第一个参考导频信号，其中，N≧2；当下行信号中连续N个帧的信号均存在第一个参考导频信号时，判断连续两个第一个参考导频信号是否满足网管设置要求；其中，当连续两个第一个参考导频信号满足网管设置要求时，继续执行后续步骤。
进一步地，检测比较信号中第一信号和第二信号的变化包括：对比较信号进行逻辑加窗处理，得到多个搜索窗；以及检测每个搜索窗中比较信号中第一信号和第二信号的变化。
进一步地，确定同步信号之后，该方法还包括：根据同步信号和网管配置信息产生反馈控制信号；以及检测比较信号中第一信号和第二信号的变化还包括：根据反馈控制信号控制搜索窗的大小。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种TD-LTE中继系统的同步信号提取装置。
本发明的TD-LTE中继系统的同步信号提取装置包括：获取模块，用于获取TD-LTE中继系统中的下行信号，其中，下行信号采用TDD类型无线帧结构；检测模块，用于检测下行信号的功率；第一确定模块，用于根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号；以及第二确定模块，用于根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。
进一步地，第一确定模块包括：比较子模块，用于比较检测到的功率与预设功率，以得到比较信号，其中，检测到的功率包括各子帧的功率，当一个子帧的功率大于预设功率时，比较信号为第一信号，当一个子帧的功率小于或等于预设功率时，比较信号为第二信号；检测子模块，用于检测比较信号中第一信号和第二信号的变化，其中，将由第一信号变为第二信号作为第一变化，将由第二信号变为第一信号作为第二变化；判断子模块，用于判断信号变化时间是否大于或等于下行信号中一个子帧的时间，其中，信号变化时间为依次相邻的第一变化和第二变化之间的时间差；第一确定子模块，用于当信号变化时间大于或等于下行信号中一个子帧的时间时，确定产生第二变化对应的第一信号的子帧为第一个下行子帧；以及第二确定子模块，用于根据第一个下行子帧确定第一个参考导频信号。
进一步地，比较信号为1bit逻辑信号，其中，当第一信号为1，第二信号为0时，第一变化为下降沿，第二变化为上升沿；以及当第一信号为0，第二信号为1时，第一变化为上升沿，第二变化为下降沿。
进一步地，预设功率为低噪功率。
进一步地，该装置还包括：第一判断模块，用于在根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号之前，判断下行信号中是否连续N个帧的信号均存在第一个参考导频信号，其中，N≧2；第二判断模块，用于当下行信号中连续N个帧的信号均存在第一个参考导频信号时，判断连续两个第一个参考导频信号是否满足网管设置要求；其中，第二确定模块在连续两个第一个参考导频信号满足网管设置要求时，确定同步信号。
进一步地，检测子模块用于对比较信号进行逻辑加窗处理，得到多个搜索窗；以及检测每个搜索窗中比较信号中第一信号和第二信号的变化。
进一步地，该装置还包括：生成模块，用于在确定同步信号之后，根据同步信号和网管配置信息产生反馈控制信号，检测子模块还用于根据反馈控制信号控制搜索窗的大小。
为了实现上述目的，根据本发明的再一个方面，提供了一种TD-LTE中继系统。
本发明的TD-LTE中继系统包括上下行切换单元、信号处理单元、同步提取单元和传输处理单元，其中，同步提取单元包括本发明提供的任一种同步信号提取装置；以及信号产生装置，用于根据同步信号提取装置确定的同步信号产生作用于上下行切换单元的开关切换信号，还用于产生作用于信号处理单元和传输处理单元的时基参考信号。
通过本发明，在获取TD-LTE中继系统的同步信号时，以TD-LTE中继系统中的下行信号为信源，其中，下行信号采用TDD类型的无线帧结构，对于该类帧结构，在进行上、下行子帧分配时，子帧2固定为上行子帧，也就是说特殊子帧后至少有一个子帧是上行子帧，因而，通过检测下行信号的功率，首先根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧，然后找到该第一个下行子帧的第一个参考导频信号，从而便可确定TD-LTE中继系统的同步信号，解决了现有技术中TD-LTE中继系统无法通过现有的功率检测法获取同步信号的问题，提出了一种新的应用于TD-LTE中继系统的同步信号获取方法。
附图说明
图1是根据相关技术的TD-LTE帧结构的示意图；
图2是根据本发明第一实施例的TD-LTE中继系统的框图；
图3是根据本发明第二实施例的同步信号提取装置的框图；
图4是根据本发明第三实施例的同步信号提取装置的框图；
图5是根据本发明第四实施例的同步信号提取装置的框图；
图6是根据本发明第五实施例的同步信号提取方法的流程图；
图7是根据本发明第六实施例的同步信号提取方法的流程图；以及
图8（a）和图8（b）是根据本发明第七实施例的同步信号提取方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。需要指出的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面对本发明所提供的TD-LTE中继系统的实施例进行详细描述。
图2是根据本发明第一实施例的TD-LTE中继系统的框图，如图2所示，该TD-LTE中继系统包括主单元A和远端单元B。其中，主单元A包括上下行切换单元20A、信号处理单元40A、传输处理单元60A和同步提取单元80A。远端单元B与主单元A包括的各单元及功能基本相同，远端单元B包括上下行切换单元20B、信号处理单元40B、传输处理单元60B和同步提取单元80B。
在下行方向，主单元A接收主站的下行信号，经过上下行切换单元20A完成上下行时隙切换，进入信号处理单元40A完成信号的变频、放大、增益控制等功能，然后送至传输处理单元60A完成模拟或数字信号的传输准备，再经过光纤或电缆的传输，信号被传送到远端单元。远端单元B的传输处理单元60B将传输的信号解析出来送给信号处理单元40B，完成信号的逆变频，放大，增益控制等功能，最后送入上下行切换单元20B完成上下行时隙切换后送入天线发射出去。
在这一过程中，主单元A和远端单元B中的同步提取单元从信号流中提取出同步信号，以同步信号作为时基参考，为各自的上下行切换单元产生开关切换信号，为各自的信号处理单元和传输处理单元产生时基参考信号，以用于各种与时间相关的信号处理，例如时隙功率测量，时隙自动增益控制等。
具体地，主单元A和远端单元B中的同步提取单元包括同步信号提取装置和信号产生装置，其中，同步信号提取装置用于从下行信号的信号流中提取同步信号。下行信号采用TDD类型无线帧结构，对于该类帧结构，根据TD-LTE物理层协议，具有以下三个特点：第一，参考导频信号的位置在时频上都是固定的，如图1所示，子帧1和子帧6为参考导频信号；第二，下行子帧无论有无业务数据发送，都会发送用于信道估计的参考导频信号；第三，在进行上、下行子帧分配时，子帧2固定为上行子帧，也就是说，表征参考导频信号的特殊子帧后至少有一个子帧是上行子帧，在定位该上行子帧后，确定该上行子帧后的第一个下行子帧，再确定该第一个下行子帧的第一个参考导频信号，也即确定了时隙参考点，最终便可确定TD-LTE中继系统的同步信号。
对于下行信号的信号流中的特殊子帧、下行子帧和上行子帧，特殊子帧和下行子帧的功率大于低噪功率，而上行子帧的功率小于低噪功率，因而，同步信号提取装置可根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号，再根据第一个参考导频信号确定系统的同步信号。
信号产生装置用于根据同步信号提取装置确定的同步信号产生作用于上下行切换单元的开关切换信号，还用于产生作用于信号处理单元和传输处理单元的时基参考信号。
采用该实施例提供的TD-LTE中继系统，同步提取单元中的同步信号提取装置能够提取同步信号，从而能够确保TD-LTE中继系统的时间同步。
下面对本发明所提供的TD-LTE中继系统的同步信号提取装置的实施例进行详细描述。需要说明的是，本发明提供的任意一种同步信号提取装置均可用于上述图2所示的TD-LTE中继系统。
图3是根据本发明第二实施例的同步信号提取装置的框图，如图3所示，该装置包括获取模块82、检测模块84、第一确定模块86和第二确定模块88。
获取模块82用于获取TD-LTE中继系统中的下行信号，也即由主站发出的网络信号，其中，下行信号采用TDD类型无线帧结构，关于该类帧结构的三个特点在实施例1中已说明，此处不再赘述。
检测模块84用于检测下行信号的功率，若下行信号为模拟信号，则该模块可通过检波芯片检测模拟下行信号的功率；若下行信号为数字信号，则该模块在检测数字下行信号的功率时，可通过求取信号的平方和得到。
第一确定模块86用于根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号。具体地，由于特殊子帧后至少有一个子帧是上行子帧，因而，第一确定模块86首先可通过特殊子帧到上行子帧的功率变化来确定上行子帧；进一步，在确定上行子帧之后，第一确定模块86可通过上行子帧到第一个下行子帧的功率变化来确定第一个下行子帧；最后，在确定对个下行子帧后，确定第一个下行子帧的第一个参考导频信号。
第二确定模块88用于根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。
采用该实施例提供的同步信号提取装置，能够从下行信号的信号流中提取到同步信号，以使TD-LTE中继系统中需要时间信号的单元获得统一时间基准，从而能够确保TD-LTE中继系统的时间同步。
图4是根据本发明第三实施例的同步信号提取装置的框图，如图4所示，该装置包括获取模块82、检测模块84、第一确定模块86和第二确定模块88。其中，第一确定模块86包括比较子模块861、检测子模块863、判断子模块，865、第一确定子模块867和第二确定子模块869。
该实施例中的获取模块82、检测模块84和第二确定模块88与图3所示实施例中的对应模块相同，此处不再赘述。
检测到信号功率后，比较子模块861比较检测到的功率与预设功率，以得到比较信号，其中，预设功率可设置为低噪功率，通过低噪功率检测信号有无。检测到的功率包括各子帧的功率，当一个子帧的功率大于预设功率时，也即该子帧携带信号时，比较信号为第一信号，当一个子帧的功率小于或等于预设功率时，也即该子帧不携带信号时，比较信号为第二信号，对于下行信号，携带信号的子帧为特殊子帧或下行子帧，不携带信号的子帧为上行子帧，因而，第一信号对应的是特殊子帧或下行子帧，第二信号对应的是上行子帧。为了使后续各子模块能够快速、简便地处理比较信号，优选地，将第一信号记为1，第二信号记为0，或者，将第一信号记为0，第二信号记为1，从而得到的比较信号是由1和0构成的1bit逻辑信号。
检测子模块863用于检测比较信号中第一信号和第二信号的变化，其中，将由第一信号变为第二信号作为第一变化，将由第二信号变为第一信号作为第二变化，若第一信号为1，第二信号为0，则第一变化是指由1变为0，表现为下降沿，第二变化是指由0变为1，表现为上升沿；若第一信号为0，第二信号为1，则第一变化是指由0变为1，表现为上升沿，第二变化是指由1变为0，表现为下降沿。
判断子模块865用于判断信号变化时间是否大于或等于下行信号中一个子帧的时间，其中，该处的信号变化时间为依次相邻的第一变化和第二变化之间的时间差，若第一变化为下降沿，第二变化为上升沿，则信号变化时间为依次相邻的一个下降沿与一个上升沿之间的时间。
当一个信号变化时间大于或等于下行信号中一个子帧的时间时，第一确定子模块867确定产生第二变化对应的第一信号的子帧为第一个下行子帧。具体地，由于特殊子帧后必然存在至少一个上行子帧，若信号变化时间等于一个子帧的时间，则信号变化时间对应的是一个上行子帧，若信号变化时间大于一个子帧的时间，则信号变化时间对应的是多个上行子帧，因而，产生第二变化的第二信号的子帧为该上行子帧，产生第二变化的第一信号（也即第二变化对应的第一信号）的子帧即为第一个下行子帧。
第二确定子模块869根据第一个下行子帧确定第一个参考导频信号，进而，第二确定模块88根据第一个参考导频信号确定同步信号，完成同步信号的提取。
该实施例提出了一种适于TD-LTE中继系统中信号帧结构的同步信号提取装置，在该实施例中，当检测和确定第一个参考导频信号时，将信号功率的变化处理为逻辑信号的变化，使得检测方法准确、简单和快速，能够及时地为中继系统中需要时间的单元提供基准。
优选地，为了进一步提高同步信号提取的准确性，第二确定模块88在第一确定模块86确定连续两个满足网管设置要求的第一个参考导频信号之后，才根据第一个参考导频信号确定同步信号。具体地，该装置还包括第一判断模块和第二判断模块。其中，第一判断模块判断下行信号中是否连续N个帧的信号均存在第一个参考导频信号，其中，N≧2；当下行信号中连续N个帧的信号均存在第一个参考导频信号时，第二判断模块判断连续两个第一个参考导频信号是否满足网管设置要求，例如，网管设置要求为5ms时，连续两个第一个参考导频信号之间的时间为5ms±ams时，视为满足网管设置要求，该处的a可依据网络实际情况设置。当连续两个第一个参考导频信号满足网管设置要求时，第二确定模块确定同步信号。
优选地，为了提高抗干扰性的同时降低搜索时间，在检测比较信号中第一信号和第二信号的变化时，检测子模块对比较信号进行逻辑加窗处理，得到多个搜索窗，缩小了功率匹配的检测窗口，然后检测每个搜索窗中比较信号中第一信号和第二信号的变化。
进一步优选地，该装置还包括生成模块。在确定同步信号之后，生成模块根据同步信号和网管配置信息产生反馈控制信号，该反馈控制信号作用于搜索窗的产生，使得检测子模块根据反馈控制信号控制搜索窗的大小，从而提高搜索的效率和质量。
图5是根据本发明第四实施例的同步信号提取装置的框图，如图5所示，该装置包括检波模块、比较模块、加窗模块、边沿检测模块、匹配模块、控制信号产生模块和反馈模块。
下行信号进入同步提取装置后，首先经过检波模块，完成功率包络的提取。检波模块对于模拟信号可用检波芯片实现，对于数字信号可通过求信号的平方得到。该检波模块对应图4所示实施例中的检测模块84。
检波后的得到的功率包络送入比较模块，和预先设定的低噪功率值进行比较，输出便于后续逻辑处理的表征信号有无的1 bit逻辑信号，此模块对于模拟信号可通过比较芯片实现，对于数字信号可通过数字比较器实现。该比较模块图4所示实施例中的比较子模块861。
加窗模块对于1 bit逻辑信号进行逻辑加窗处理，缩小功率匹配的检测窗口，提高抗干扰性的同时降低搜索时间。
加窗后的信号进入边沿检测模块，检测出1 bit逻辑信号的下降沿和上升沿，送入匹配模块，该加窗模块和边沿检测模块对应图4所示实施例中的检测子模块863。
匹配模块在匹配状态机的控制下，检测任意依次连续的一个下降沿和一个上升沿间的时间是否大于或等于一个子帧时间，如果大于则认为找到功率匹配点，如果连续多个（大于或等于2）帧检测到功率匹配点，且所有连续两个功率匹配点的周期满足网管设置要求（5ms或者10ms），则认为同步获取成功并输出时同步信号给控制信号产生模块。该匹配模块对应图4所示实施例中的判断子模块865、第一确定子模块867和第二确定子模块869。
控制信号产生模块根据同步信号和网管配置信息，产生开关切换信号和反馈控制信号。反馈控制信号通过反馈模块，产生搜索控制信号，控制搜索窗的产生，来提高搜索的效率和质量。
该实施例提出的同步信号提取装置为TD-LTE的中继及其衍生产品提供了一种很好的解决方案，具有简单、稳定、精度高、成本低的特点，是适合于TD-LTE帧结构特点的时间同步信号提取装置。
下面对本发明所提供的TD-LTE中继系统的同步信号提取方法的实施例进行详细描述。需要说明的是，本发明提供的同步信号提取装置用于执行以下任意一种同步信号提取方法。
图6是根据本发明第五实施例的同步信号提取方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S108。
步骤S102：获取TD-LTE中继系统中的下行信号。
下行信号是由主站发出的网络信号，其中，下行信号采用TDD类型的无线帧结构，关于该类帧结构的三个特点在实施例1中已说明，此处不再赘述。
步骤S104：检测下行信号的功率。
若下行信号为模拟信号，则该步骤可通过检波芯片检测模拟下行信号的功率；若下行信号为数字信号，则该步骤在检测数字下行信号的功率时，可通过求取信号的平方和得到。
步骤S106：根据检测到的功率确定下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号。
具体地，由于特殊子帧后至少有一个子帧是上行子帧，因而，首先可通过特殊子帧到上行子帧的功率变化来确定上行子帧；进一步，在确定上行子帧之后，可通过上行子帧到第一个下行子帧的功率变化来确定第一个下行子帧；最后，在确定对个下行子帧后，确定第一个下行子帧的第一个参考导频信号。
步骤S108：根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。
采用该实施例提供的同步信号提取方法，能够从下行信号的信号流中提取到同步信号，以使TD-LTE中继系统中需要时间信号的单元获得统一时间基准，从而能够确保TD-LTE中继系统的时间同步。
图7是根据本发明第六实施例的同步信号提取方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S216。
步骤S202：获取TD-LTE中继系统中的下行信号。
步骤S204：检测下行信号的功率。
步骤S206：比较检测到的功率与预设功率，以得到比较信号。
其中，预设功率可设置为低噪功率，通过低噪功率检测信号有无。检测到的功率包括各子帧的功率，当一个子帧的功率大于预设功率时，也即该子帧携带信号时，比较信号为第一信号，当一个子帧的功率小于或等于预设功率时，也即该子帧不携带信号时，比较信号为第二信号。对于下行信号，携带信号的子帧为特殊子帧或下行子帧，不携带信号的子帧为上行子帧，因而，第一信号对应的是特殊子帧或下行子帧，第二信号对应的是上行子帧。优选地，将第一信号记为1，第二信号记为0，或者，将第一信号记为0，第二信号记为1，从而得到的比较信号是由1和0构成的1bit逻辑信号。
步骤S208：检测比较信号中第一信号和第二信号的变化。
其中，将由第一信号变为第二信号作为第一变化，将由第二信号变为第一信号作为第二变化，若第一信号为1，第二信号为0，则第一变化是指由1变为0，表现为下降沿，第二变化是指由0变为1，表现为上升沿；若第一信号为0，第二信号为1，则第一变化是指由0变为1，表现为上升沿，第二变化是指由1变为0，表现为下降沿。
步骤S210：判断信号变化时间是否大于或等于下行信号中一个子帧的时间。
其中，信号变化时间为依次相邻的第一变化和第二变化之间的时间差，若第一变化为下降沿，第二变化为上升沿，则信号变化时间为依次相邻的一个下降沿与一个上升沿之间的时间。当信号变化时间大于或等于下行信号中一个子帧的时间时，执行步骤S212，否则返回步骤S202。
步骤S212：确定产生第二变化对应的第一信号的子帧为第一个下行子帧。
由于特殊子帧后必然存在至少一个上行子帧，若信号变化时间等于一个子帧的时间，则信号变化时间对应的是一个上行子帧，若信号变化时间大于一个子帧的时间，则信号变化时间对应的是多个上行子帧，因而，产生第二变化的第二信号的子帧为该上行子帧，产生第二变化的第一信号（也即第二变化对应的第一信号）的子帧即为第一个下行子帧。
步骤S214：根据第一个下行子帧确定第一个参考导频信号。
步骤S216：根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。
该实施例提出了一种适于TD-LTE中继系统中信号帧结构的同步信号提取方法，在该实施例中，当检测和确定第一个参考导频信号时，将信号功率的变化处理为逻辑信号的变化，使得检测方法准确、简单和快速，能够及时地为中继系统中需要时间的单元提供基准。
图8（a）和图8（b）是根据本发明第七实施例的同步信号提取方法的流程图，如图8（a）和图8（b）所示，该方法包括如下的步骤S302至步骤S328。
步骤S302：获取TD-LTE中继系统中的下行信号。
步骤S304：检测下行信号的功率。
步骤S306：比较检测到的功率与低噪功率，以得到比较信号，其中，检测到的功率大于低噪功率时，比较信号为1，小于低噪功率时，比较信号为0。
步骤S308：确定搜索窗，对比较信号进行逻辑加窗处理。
步骤S310：获取一个搜索窗，在一个搜索窗内检测比较信号中的上升沿和下降沿。
步骤S312：判断依次相邻的一个下降沿和一个上升沿之间的时间是否大于或等于下行信号中一个子帧的时间。如是，执行步骤S314，如否，执行步骤S316。
步骤S314：确定找到一个功率匹配点，功率匹配点个数加1，执行步骤S318。
步骤S316：功率匹配点个数清零，重新获取一个搜索窗，返回步骤S310。
步骤S318：判断功率匹配点个数是否大于等于2，如否，重新获取一个搜索窗，返回步骤S310，如是，执行步骤S320。
步骤S320：判断连续两个第一个参考导频信号是否满足网管设置要求，如否，重新获取一个搜索窗，返回步骤S310，如是，执行步骤S322。
步骤S322：根据第一个下行子帧确定第一个参考导频信号。
步骤S324：根据第一个参考导频信号确定TD-LTE中继系统的同步信号。
步骤S326：判断下行信号是否传输完毕，如否，执行步骤S328，如是，流程执行完毕。
步骤S328：根据同步信号和网管配置信息产生反馈控制信号，在产生反馈控制信号后，返回步骤S308。在步骤S308中，根据该反馈控制信号确定搜索窗。
在该实施例中，将检测到的功率与低噪功率相比较，能够准确而简便的区分信号有无；通过高低电平1、0表示功率比较结果，能够直接检测上升沿或者下降沿来得到信号的变化；在检测上升沿或下降沿的过程中，对比较信号进行了逻辑加窗处理，提高了抗干扰性的同时降低了搜索时间；仅当连续多个帧检测到功率匹配点并且连续两个功率匹配点满足网管设置要求时，才根据参考导频信号确定同步信号，使得确定的同步信号更准确；在确定同步信号之后，根据同步信号产生反馈控制信号，以控制搜索窗的产生，提高了搜索的效率和质量。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：能够从下行信号的信号流中提取到同步信号，以使TD-LTE中继系统中需要时间信号的单元获得统一时间基准，从而能够确保TD-LTE中继系统的时间同步。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种TD-LTE中继系统的同步信号提取方法，其特征在于，包括：
获取TD-LTE中继系统中的下行信号，其中，所述下行信号采用TDD类型的无线帧结构；
检测所述下行信号的功率；
根据检测到的功率确定所述下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号；以及
根据所述第一个参考导频信号确定所述TD-LTE中继系统的同步信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测到的功率确定所述第一个参考导频信号包括：
比较检测到的功率与预设功率，以得到比较信号，其中，所述检测到的功率包括各子帧的功率，当一个子帧的功率大于所述预设功率时，所述比较信号为第一信号，当所述一个子帧的功率小于或等于所述预设功率时，所述比较信号为第二信号；
检测所述比较信号中所述第一信号和所述第二信号的变化，其中，将由所述第一信号变为所述第二信号作为第一变化，将由所述第二信号变为所述第一信号作为第二变化；
判断信号变化时间是否大于或等于所述下行信号中一个子帧的时间，其中，所述信号变化时间为依次相邻的所述第一变化和所述第二变化之间的时间差；
当所述信号变化时间大于或等于所述下行信号中一个子帧的时间时，确定产生所述第二变化对应的第一信号的子帧为所述第一个下行子帧；以及
根据所述第一个下行子帧确定所述第一个参考导频信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述比较信号为1bit逻辑信号，其中，
当所述第一信号为1，所述第二信号为0时，所述第一变化为下降沿，所述第二变化为上升沿；以及
当所述第一信号为0，所述第二信号为1时，所述第一变化为上升沿，所述第二变化为下降沿。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设功率为低噪功率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在根据所述第一个参考导频信号确定所述TD-LTE中继系统的同步信号之前，所述方法还包括：
判断所述下行信号中是否连续N个帧的信号均存在所述第一个参考导频信号，其中，N≧2；
当所述下行信号中连续N个帧的信号均存在所述第一个参考导频信号时，判断连续两个所述第一个参考导频信号是否满足网管设置要求；
其中，当连续两个所述第一个参考导频信号满足所述网管设置要求时，继续执行后续步骤。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，检测所述比较信号中所述第一信号和所述第二信号的变化包括：
对所述比较信号进行逻辑加窗处理，得到多个搜索窗；以及
检测每个所述搜索窗中所述比较信号中所述第一信号和所述第二信号的变化。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
确定所述同步信号之后，所述方法还包括：根据所述同步信号和网管配置信息产生反馈控制信号；以及
检测所述比较信号中所述第一信号和所述第二信号的变化还包括：根据所述反馈控制信号控制所述搜索窗的大小。
8.一种TD-LTE中继系统的同步信号提取装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取TD-LTE中继系统中的下行信号，其中，所述下行信号采用TDD类型无线帧结构；
检测模块，用于检测所述下行信号的功率；
第一确定模块，用于根据检测到的功率确定所述下行信号中上行子帧之后的第一个下行子帧的第一个参考导频信号；以及
第二确定模块，用于根据所述第一个参考导频信号确定所述TD-LTE中继系统的同步信号。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：
比较子模块，用于比较检测到的功率与预设功率，以得到比较信号，其中，所述检测到的功率包括各子帧的功率，当一个子帧的功率大于所述预设功率时，所述比较信号为第一信号，当所述一个子帧的功率小于或等于所述预设功率时，所述比较信号为第二信号；
检测子模块，用于检测所述比较信号中所述第一信号和所述第二信号的变化，其中，将由所述第一信号变为所述第二信号作为第一变化，将由所述第二信号变为所述第一信号作为第二变化；
判断子模块，用于判断信号变化时间是否大于或等于所述下行信号中一个子帧的时间，其中，所述信号变化时间为依次相邻的所述第一变化和所述第二变化之间的时间差；
第一确定子模块，用于当所述信号变化时间大于或等于所述下行信号中一个子帧的时间时，确定产生所述第二变化对应的第一信号的子帧为所述第一个下行子帧；以及
第二确定子模块，用于根据所述第一个下行子帧确定所述第一个参考导频信号。
10.一种TD-LTE中继系统，包括上下行切换单元、信号处理单元、同步提取单元和传输处理单元，其特征在于，所述同步提取单元包括：
权利要求8或9所述的同步信号提取装置；以及
信号产生装置，用于根据所述同步信号提取装置确定的同步信号产生作用于所述上下行切换单元的开关切换信号，还用于产生作用于所述信号处理单元和所述传输处理单元的时基参考信号。
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