CN107850631B - 用于lte-tdd架构中的链路同步的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种在时分双工(TDD)系统中使用功率检测器检测同步切换脉冲的方法，该方法包括接收输入信号，使用数字功率计检测与输入信号相关联的功率水平，以及确定与输入信号相关联的配置。该方法还包括确定与输入信号相关联的脉冲宽度大于阈值，确定与特殊子帧配置相关联的偏移，以及生成估计的同步脉冲。该方法还包括形成再生的同步脉冲，确定估计的同步脉冲和再生的同步脉冲之间的误差，确定误差小于阈值，并提供锁定检测。

Description

用于LTE-TDD架构中的链路同步的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年4月3日提交的标题为“用于LTE-TDD架构中的链路同步的方法和系统”的美国临时专利申请No.62/142,689的优先权，为了所有目的将其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
长期演进(在下文中被称为“LTE”)系统已经被称为LTE系统，因为它们从长远角度演进了第三代(以下被称为“3G”)移动通信系统。使用这样的系统，在提供移动业务方面已经取得了很大的进展。
尽管有可用的移动业务，但是本领域仍需要用于无线通信系统(包括用于时分双工的RF中继器和分布式天线系统)的精确的时分双工链路同步方法。
发明内容
本发明一般涉及用于时分双工(TDD)分布式天线系统(DAS)的下行链路/上行链路同步方法。更具体地，本发明涉及在采用长期演进-时分双工技术的分布式天线系统中使用RF信号功率的新颖的下行链路/上行链路同步方法。本发明的实施例适用于分布式天线系统的LTE TDD同步检测系统和算法，并且本文对其功能方面进行了描述。
本发明的实施例涉及用于时分双工(TDD)系统的同步切换脉冲(synchronizationswitching pulse，也被称为sync switching pulse)检测方法。作为例子，本发明的实施例提供了一种在不使用各种硬件添加的情况下自动检测同步切换脉冲的方法。如本文所述，本发明的特定实施例是基于使用数字功率计，同步调试模块，误差检测器，10ms自动重置模块，同步脉冲再生器，和偏移量控制的10ms自动重置模块。使用本文描述的方法和系统，可以仅使用RF接收功率来提取高度准确的TDD-LTE帧结构定义的同步切换脉冲。
本发明的实施例提供了一种提取时分双工同步脉冲的精确方法，其相应地切换LTE-TDD无线通信系统的上行链路和下行链路。如本文所述，基于RF数字功率检测的技术被用于识别所估计的同步脉冲的上升边缘/下降边缘并计算那些脉冲宽度的分析。本发明的实施例能够在不需要复杂的解调器或相关器(correlator)的情况下提取高度精确的时分双工同步脉冲。
根据本发明的实施例，提供了一种在时分双工(TDD)系统中使用功率检测器来检测同步切换脉冲的方法。该方法包括接收输入信号，使用数字功率计检测与输入信号相关联的功率水平，以及确定与输入信号相关联的配置。该方法还包括确定与输入信号相关联的脉冲宽度大于阈值，确定与特殊子帧配置相关联的偏移，以及生成估计的同步脉冲。该方法还包括形成再生的同步脉冲，确定估计的同步脉冲和再生的同步脉冲之间的误差，确定误差小于阈值，并提供锁定检测。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于生成同步信号的系统。该系统包括数字功率计，同步调试模块和误差检测器。该系统还包括第一重置模块，同步脉冲再生器和偏移量控制重置模块。
根据本发明的一个特定实施例，提供了一种在时分双工(TDD)系统中生成同步切换脉冲的方法。该方法包括：在输入端口处接收输入信号；在数字功率计处接收功率阈值水平；使用数字功率计测量与输入信号相关联的功率水平；以及确定与输入信号相关联的功率水平超过功率阈值水平。该方法还包括针对输入信号确定上升边缘的数量，下降边缘的数量，上升边缘的位置以及下降边缘的位置，针对输入信号确定在上升边缘的位置和下降边缘的位置之间的一个或多个脉冲宽度，并且确定与输入信号相关联的下行链路/上行链路配置。该方法还包括确定与输入信号相关联的脉冲宽度大于阈值，形成估计的同步脉冲，以及确定与输入信号相关联的特殊子帧配置。
另外，该方法包括确定与特殊子帧配置相关联的偏移，形成再生的同步脉冲，以及使用误差检测器确定估计的同步脉冲与再生的同步脉冲之间的误差。该方法还包括确定误差小于误差阈值并且提供再生的同步脉冲作为同步切换脉冲。
根据本发明的另一个特定实施例，提供了一种在时分双工(TDD)系统中检测同步切换脉冲的方法。该方法包括接收输入信号，使用数字功率计检测与输入信号相关联的功率水平，以及确定与输入信号相关联的配置。该方法还包括确定与输入信号相关联的脉冲宽度大于阈值，以及确定与特殊子帧配置相关联的偏移。该方法还包括产生估计的同步脉冲，形成再生的同步脉冲，以及确定估计的同步脉冲和再生的同步脉冲之间的误差。该方法还包括确定误差小于阈值并提供锁定检测。
与传统技术相比，通过本发明获得许多益处。例如，本发明的实施例提供了用于在LTE-TDD系统中提供高精度同步的方法和系统。结合下文和附图更详细地描述本发明的这些实施例和其他实施例以及其许多优点和特征。
附图简要说明
图1是根据本发明的一个实施例的用于LTE-TDD标准的第一下行链路/上行链路配置的帧结构。
图2A是根据本发明的一个实施例的基于接收信号功率的自动同步检测装置的简化框图。
图2B是根据本发明的一个实施例的包括附加元件的基于接收信号功率的自动同步检测装置的简化框图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的同步方法的简化流程图。
图4A是示出根据本发明的一个实施例的用于估计的同步脉冲的同步脉冲检测方法的示例的时序图。
图4B是示出根据本发明中的本发明a1的一个实施例的用于再生的同步脉冲的同步脉冲检测方法的一个示例的时序图。
图5A是示出根据本发明中的本发明a1的一个实施例的用于估计的同步脉冲的同步脉冲检测方法的另一个示例的时序图。
图5B是示出根据本发明中的本发明a1的一个实施例的用于再生的同步脉冲的同步脉冲检测方法的另一个示例的时序图。
具体实施方式的详细描述
无线多址和复用方法基于正交频分复用(以下被称为“OFDM”)，高速分组数据传输方法基于多输入多输出(MIMO)。LTE高级系统是上述LTE的演进版本。有两种类型的双工方法，即频分双工和时分双工(以下被称为“TDD”)，频分双工通过频带将上行链路和下行链路分开，时分双工通过时域将上行链路和下行链路分开。
使用时分双工方法的无线通信系统应该在确切的时间点执行链路路由切换。
通常，通过在循环前缀持续时间或前导持续时间中使用相关(correlation)方法，或使用导频检测方法，在OFDM系统中使帧同步。然而，在基于相关的方法中，相关值可能由于无线信道的特性而波动，这意味着那些方法需要额外的信号处理功率来保持相关值稳定。导频检测方法需要解调器，这可能导致无线通信系统中的复杂性和成本。
图1是根据本发明的一个实施例的用于LTE-TDD标准的第一下行链路/上行链路配置(即，配置0)的帧结构。如图1所示，一个无线电帧的特征在于10ms的持续时间，并且包括十个子帧，其中每个子帧具有1ms的持续时间和两个时隙。子帧包括下行链路子帧和上行链路子帧，它们按适于时分构架的方式在时间上分开。存在由下行导频信号，保护时段和上行导频信号组成的特殊子帧。参考图1，下行链路导频信号(DwPTS)和上行链路导频信号(UpPTS)由保护时段(GP)分开。这个特殊的子帧有带有正常的循环前缀的九个不同的配置，和带有扩展的循环前缀的七个不同的配置。
为了分离接收到的信号，使用同步来分离下行链路信号，并将它们放置在下行链路路径中；并分离上行链路信号，并将它们放置在上行链路路径中。作为例子，来自基站的下行链路信号可以在基站输入端口作为RF信号被接收，并且使用同步来将下行链路信号和上行链路信号切换到适当的路径。如图1所示，特殊子帧的总长度是1ms。取决于具体的下行链路/上行链路配置和特殊子帧配置，本发明的实施例如本文所述那样来改变切换点变化。为了高精度地检测同步脉冲，本发明的实施例识别和利用下行链路/上行链路配置和特殊子帧配置。
本发明的实施例根据特殊子帧配置来改变第一切换点。相应地，由本发明的实施例提供的同步检测装置(其可以是自动同步检测装置)识别特殊子帧配置，然后生成高度准确的同步切换脉冲。
参考图1，线110示出了所需的同步切换脉冲形状(例如，TDD切换脉冲)。在所示出的同步切换脉冲110中，有三个切换点112，114和116，同步切换脉冲在切换点从低转变到高。如图1所示，在每个时隙中，正常循环前缀有7个OFDM符号，扩展循环前缀有6个OFDM符号。由于在第二切换点114中不涉及特殊子帧，所以必须在循环前缀(对于正常循环前缀为5.208μs，对于扩展循环前缀为16.666μs)内完成第二切换，假设路径延迟为零。如上所述，切换使得下行链路和上行链路路径中的数据能够被分离，其中当切换信号为高时下行链路路径有效，并且当切换信号为低时上行链路路径有效。
跟随下行链路子帧的特殊子帧以下行链路导频信号开始，使得能够在保护时段期间执行切换。
表1示出LTE-TDD标准的七个下行链路(DL)/上行链路(UL)配置0-6。在表1中，示出了DL-UL配置，包括D：下行链路，U：上行链路，和S：特殊子帧。
Figure BDA0001483958090000041
表1
如表1所示，配置0包括一个单个下行子帧，其后跟随一个特殊子帧，三个上行子帧，一个下行子帧，一个特殊子帧和三个上行子帧。其他配置包括下行链路子帧和上行链路子帧的不同组合。
再次参考图1，下行链路子帧140包括两个时隙，时隙0和时隙1。这两个时隙包括前缀(普通循环前缀的集合(普通循环前缀#1和普通循环前缀#2)或一个扩展循环前缀)，以及用于正常循环前缀情况的七个符号或用于扩展循环前缀情况的六个符号。如在时间150所示，为了在第一符号之前使切换信号为高，需要在前缀周期内进行切换。
图2A示出了根据本发明的一个实施例的基于接收信号功率的同步检测装置(例如，自动装置)的框图。在图2A所示的实施例中，该装置包括数字功率计210(其接收输入)，同步调试模块212，误差检测器214，10ms自动重置模块218，同步脉冲再生器216，以及偏移量控制的10ms自动重置模块220。数字功率计210检测与输入信号相关联的信号功率(例如，从基站接收的信号的下行链路信号功率)。在一个实施例中，输入端口211可以是基站输入端口。除了输入信号(DIN I，其可以是数字输入信号)之外，TDD/FDD功率计还接收也被称为功率阈值水平的TDD阈值(TDD th)，其被用于如本文所述那样测量输入信号的存在。因此，数字功率计210提供阈值函数，使得如果接收的功率大于预定义阈值(TDD th)，则如本文所述那样生成估计的同步切换脉冲。
换句话说，所估计的同步切换脉冲(也被称为估计的同步脉冲)是通过将非常短期的平均功率与预定义的阈值进行比较而生成的。关于图4A和5A提供了与估计的同步脉冲相关的附加描述。在初始生成估计的同步脉冲之后，同步脉冲与下行链路信号的开始相匹配的精度不必需要优化。
在一个实施例中，同步调试模块212使用边缘检测器和计数器来估计上升边缘和下降边缘的数量(图2B中的No RSp和No FSp)以及那些位置(Loc Data)。这些参数被存储在存储器222中，其可以被处理器224读取。10ms重置模块218每10ms重置同步调试模块212，其对应于无线电帧的长度。在操作中，同步调试模块212从数字功率计210接收估计的同步脉冲，并对估计的同步脉冲的宽度进行计数。在一些实施例中，所估计的同步脉冲是一系列子脉冲的格式，并且同步调试模块对信号进行采样，并对组成较大脉冲的子脉冲的数量进行计数。在一个实施例中，采样时间可以是大约0.1μs，尽管可以使用其他采样时间。当输入功率下降到预定阈值以下时，估计的同步脉冲返回到基线，例如零，使得能够测量估计的同步脉冲的宽度。
估计的同步脉冲的宽度被确定，并且误差检测器214被用来确定估计的同步脉冲和子帧的预期时间之间的误差。参考表2，对于特殊子帧配置0，DwPTS约为214μs。对于DL-UL配置0，从子帧0的D的上升边缘开始并延伸到子帧1的特殊子帧S的保护时段中的第一个脉冲的长度应该在1.214ms到1.928ms的范围内。例如，如果估计的同步脉冲的宽度是0.995ms，并且期望的脉冲宽度是1.0ms，则误差是0.005ms＝5μs，这比循环前缀小。在这种情况下，同步处于期望的精度之内，并且可以启用锁定检测。另一方面，如果估计的同步脉冲的宽度是0.9ms，则误差是0.1ms＝100μs，这将导致切换脉冲在由循环前缀限定的窗口之外。在这种情况下，误差检测器214将向同步脉冲再生器216提供输出，使得该10ms重置脉冲以误差检测器所测量的误差导致的偏移量来传送。
基于这些参数和帧结构定义，在同步脉冲再生器216中再生同步切换脉冲，然后通过用将估计的同步切换脉冲减去再生的同步切换脉冲来计算误差。假设估计的同步切换脉冲是准确且实时的，则当误差低于预定值时，实现锁定检测，并由误差检测器214输出锁定检测。
图2B示出了根据本发明另一实施例的同步检测装置(例如，自动同步检测装置)的框图。图2B中所示的实施例提供了与图2A有关的接口实现方式的附加细节。如图2B所示，微控制器单元通过接口(PCORE 264)可以用于执行与各种模块相关联的计算，所述模块包括TDD同步调试模块254，TDD误差检测器256，TDD同步脉冲再生器260，以及可以不带有TDD参考标记的模块。
参考图2B，TDD同步检测模块250可以是例如也被称为主机单元的数字访问单元的部件。在DAS实现方式中，主机单元与一个或多个远程单元进行通信。TDD同步检测模块250包括TDD/FDD功率计252，TDD同步调试模块254，TDD同步脉冲再生器260，误差检测器256和PCORE 264。TDD/FDD功率计252包括短期平均功率计和用于计算FDD模式以及TDD模式的长期平均功率的累加器。TDD和FDD信号的功率输出水平由TDD/FDD功率计提供，并可输出到PCORE。估计的TDD同步可以通过将短期平均功率与TDD阈值和来自TDD/FDD功率计的输出进行比较来生成。在一些实施方式中，在被传递到TDD同步调试模块254和误差检测器256作为输入之前，估计的TDD同步信号被下采样(例如，32倍)。
TDD同步调试模块254估计上升切换点的数量(Rsp或No Rsp的数量)和下降切换点的数量(Fsp或No Fsp的数量)以及这些上升切换点和下降切换点的位置(Loc数据)。这些值被存储在PCORE 264内部的共享存储器中，以便处理器可以在TDD同步检测软件算法中使用它们。
在算法对上升切换点和下降切换点做出决定之后，TDD同步脉冲再生器260生成最终的TDD同步脉冲。关于上升边缘和下降边缘的信息(包括位置)，从由PCORE表示的处理器/存储器提供给TDD同步脉冲再生器260。如图2B所示的实施例所示，存在两个TDD同步脉冲再生器。第一个TDD同步脉冲再生器260a用于主机，所述主机包括TDD同步检测，ADC和RF DNC延迟偏移。TDD同步脉冲再生器中的第二个260b用于包括TDD同步检测模块延迟偏移的远程单元。如图2B所示，主机(TDD脉冲主机)的TDD同步脉冲和远程单元(TDD脉冲远程单元)的TDD同步脉冲分别由该组TDD同步脉冲再生器输出。在一些实施例中，多个远程单元可以被提供有同步脉冲，所述同步脉冲根据图2B中所示的硬件与可应用的远程单元之间的时间延迟/距离通过复制主机/远程脉冲再生器模型而变化。在一个可替代的实现方式中，图2B中所示的硬件和软件可以通过测量在远程单元处接收的输入信号而在远程单元中实现。本领域的普通技术人员将可以认识到许多变化，修改和替代方式。
误差检测器256使用误差计数器值来评估最终的TDD同步脉冲的精度。例如，如果误差计数器值低于误差阈值，则本文所描述的方法启用锁定，这意味着最终的TDD同步的精度在预定的和可接受的范围内。误差检测器提供的功能可以被认为与锁相环的功能类似，因为估计的同步脉冲和再生的同步脉冲之间的误差被测量并且偏移被调整以减少误差。
图3示出了描述根据本发明的一个实施例的同步方法的流程图。本文所示出的同步方法可以使用被包括在例如PCORE 264中的处理器来实现。在开始时(310)，检查锁定检测以确定是否需要进行完整处理(312)。在系统启动时，与锁定的值为1相比，锁定检测的默认值为零。对于完整处理过程，例如利用来自10ms重置模块254的同步重置，来接收输入信号并且使同步检测模块初始化(314)。在一些实施例中，输入信号由于从BTS接收到而出现，该输入信号可以与用于TDD系统的阈值信息(TDD th)相关联。测量接收的功率水平(316)，然后将其提供给诸如图2A和图2B中所示的模块，以确定输入功率水平是否高于阈值。
使用TDD/FDD功率计252，以通过使用短期TDD功率和TDD阈值来计算长期FDD和TDD平均功率以及估计的TDD同步脉冲。如果功率水平超过阈值(例如从TDD阈值信息中提取的阈值)(317)，则同步过程继续。如果功率水平小于阈值(317)，则可以使用迭代过程(319)来继续检查功率水平，以确定其何时超过阈值。例如，如果BTS关闭，则不执行同步，系统将在开始同步过程之前检查功率水平。在这种迭代的情况下，当输入信号被接收并且功率水平被测量并且与阈值进行比较时，可以对系统进行初始化或者可以不进行初始化。
检测输入信号的上升边缘和下降边缘，以使用估计的TDD同步脉冲来确定上升边缘的数量、下降边缘的数量以及这些上升边缘和下降边缘的位置。使用上升边缘和下降边缘，基于相应上升边缘和下降边缘之间的时间来确定脉冲宽度(318)。参考图4A，可以使用第一上升边缘和第一下降边缘来确定第一脉冲宽度。根据配置，可以使用单个脉冲宽度来确定配置，而在其他配置中，在一些实现方式中可以使用多个脉冲宽度。
在一些实现方式中，后续的上升边缘和下降边缘可以用于确定后续脉冲的宽度。举例来说，可以使用上升边缘和下降边缘的数量及其位置来缩小关于表1所讨论的可能配置的数量。随后，如下所述，可以使用所测量的单个或多个脉冲宽度来进一步缩小该配置，优选地达到单个配置。参考图4A，第一脉冲和第二脉冲具有相等的长度，这适合于DL-UL配置0。从而，确定配置(318)。
因此，为了将上升边缘和下降边缘的数量与存储器中存储的数量进行比较，利用存储在存储器中的用于每种可能配置的参数。脉冲宽度也用于确定配置。由于不同的配置具有不同数量的上升边缘和下降边缘以及可能不同的脉冲宽度，所以在该阶段中识别下行链路/上行链路配置(318)。
总之，例如使用TDD同步调试模块254和/或误差检测器256来检测上升边缘和下降边缘，确定脉冲宽度，并且使用该信息来确定哪个DL-UL配置正在被利用。参考表1，配置0包括两个上升边缘(在子帧0和子帧5之前)和两个下降边缘(在子帧1和子帧6期间)。这与配置2形成对比，配置2包括三个上升边缘和两个下降边缘。因此，可以使用上升边缘和下降边缘以及高/低脉冲的持续时间来确定DL-UL配置。
可以使用TDD同步调试模块254来确定脉冲宽度，所述TDD同步调试模块254可以对其间输入功率超过阈值的时隙进行计数，以测量脉冲宽度。在一些实施例中，误差检测器256和TDD同步调试模块254被组合成单个模块。本领域的普通技术人员将可以认识到许多变化，修改和替代方式。如果在过程中不能确定配置(318)，则系统重置(314)。
确定每个配置的脉冲宽度是否大于阈值(320)。如果脉冲宽度大于阈值，则确定如表2中所示的特殊子帧配置(322)，包括正常的或扩展的循环前缀。尽管图1中示出的针对第一下行链路帧的子帧具有约1.5ms的脉冲宽度，但是其他配置具有更宽的脉冲宽度，例如配置2中的三个连续下行链路子帧。在一些实施例中，作为过程的一部分，根据该配置来确定帧中的所有脉冲的脉冲宽度(318)。如果脉冲宽度不大于阈值(所述阈值取决于配置)，则使用10ms重置来重新初始化系统(314)。例如，当配置被修改时，可能遇到这种情况。在其他情况下，配置确定中的误差将通过不超过阈值的脉冲宽度来识别，导致系统重置。在确定多个脉冲宽度的实施例中，可以有不同的或相同的阈值应用于多个脉冲宽度。考虑所有配置，如果脉冲宽度大于阈值，则确定下行链路/上行链路/特殊子帧配置，并计算偏移(322)。
表2示出了根据本发明的一个实施例的特殊子帧配置。如表2所示，根据特殊子帧配置有不同的切换点。在过程322中，确定特殊子帧配置，然后通过将信号的上升/下降边缘点与和确定的特殊子帧配置相关联的对应点进行比较，来确定与每个特殊子帧相关联的偏移。由于保护时段取决于配置，所以根据配置和已经确定的特殊子帧配置来提供偏移量。参考表2，DwPTS的不同长度会导致不同的偏移量，可以根据切换点对偏移量进行测量。举例来说，参考图1中从114开始的脉冲，下降边缘的时间位置取决于与特定的特殊子帧相关联的DwPTS和GP的长度。结果，从114开始的脉冲的宽度提供了用于确定特殊子帧配置的信息。
Figure BDA0001483958090000091
表2
估计的同步脉冲被生成(324)，并且在给定配置，特殊子帧配置和偏移的情况下，使用TDD同步脉冲再生器260来再生适合于配置编号的同步脉冲(326)，包括偏移，其可以与特殊子帧(例如，DwPTS或GP)相关联。
总之，一旦下行链路/上行链路配置已经被识别(318)，特殊子帧配置和循环前缀已经被精确识别，并且偏移已经被确定，则可以使用基于帧结构的预定义切换点值来再生同步脉冲。作为该方法的最后阶段，在估计的同步脉冲和再生的同步脉冲之间执行误差计算(328)。估计的同步脉冲是基于实时接收的信号。再生的同步脉冲是基于由同步调试模块检测到的误差。估计的同步脉冲和再生的同步脉冲的比较提供了脉冲相同的时间段的计数和脉冲不同的时间段的计数。同步脉冲再生器可以根据测量的误差及时移位10ms重置脉冲，以迭代的方式减少误差。一旦误差值(例如误差计数)小于预定义的阈值或限制(330)，就可以确定锁定检测已经实现(332)。误差计数将随着估计的同步脉冲变得与再生的同步脉冲更接近对齐而减小。与估计的同步脉冲和再生的同步脉冲的显著不对齐相关联，如果误差计数大于极限(330)，则系统被重置(314)。在下一次迭代中，除非误差计数超过预定义的阈值，否则将跳过完整处理。
应该理解的是，图3中所示的具体步骤提供了根据本发明的一个实施例的特定同步方法。其他顺序的步骤也可以根据可替代实施例执行。例如，本发明的可替代实施例可以以不同的顺序执行上面概述的步骤。此外，图3中所示的单独步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于该单独步骤的各种顺序执行。此外，取决于特定的应用，可以添加额外的步骤或移除步骤。本领域的普通技术人员将可以认识到许多变化，修改和替代方式。
图4A-4B示出了在首先检测到上升边缘的情况下的估计的同步切换脉冲和再生的同步切换脉冲的一个例子。图4A示出了估计的同步脉冲，而图4B示出了用于DL-UL配置0的再生的同步脉冲。这是正常的情景，因为通常情况下，输入信号是在执行系统启动之后施加的。尽管图4A中所示的估计的同步脉冲非常纯净，但是本发明并不要求这一点，并且通常由于信号变化，估计的同步脉冲是有噪声的。因此，再生的同步脉冲提供了估计的同步脉冲的纯净版本，该同步脉冲然后用于分配到设备，用于同步目的。特别是再生同步脉冲的前边缘是纯净的。使用本文描述的实施例系统地校正了再生的同步脉冲和估计的同步脉冲之间的漂移。
同步调试模块检测窗口为10毫秒，模块每10毫秒重置一次，如图4A所示。该模块检测两个上升边缘的位置和两个下降边缘的位置，从而可以计算出脉冲宽度。在图4A中，在帧的结尾附近执行自动重置，使得能够在检测到第二上升/下降边缘之前，检测到上升边缘/下降边缘。在一些实现方式中，具有第一脉冲宽度的第一脉冲被称为同步脉冲(syncpulse，或synchronization pulse)。取决于配置，脉冲可以具有不同的宽度。
在图4B中，利用第一上升边缘位置，同步切换脉冲可以以适当的偏移重新产生。如图4B所示，在再生的同步脉冲模式下面示出DL-UL配置0子帧：D-S-U-U-U-D-S-U-U-U:D….换句话说，给定测量的脉冲模式和配置，确定偏移并且形成再生的同步脉冲，使得再生的同步脉冲被偏移以与估计的同步脉冲相匹配，即，估计的同步脉冲和再生的同步脉冲的上升边缘对齐。由于所估计的同步切换脉冲只检测下行链路信号功率，所以考虑到如上所述在帧结构中定义的保护时段或循环前缀来修改同步切换脉冲(即，再生的同步脉冲)。因此，通过使用同步切换脉冲再生器，可以产生更精确的同步切换脉冲。
图5A-5B示出了在首先检测到下降边缘的情况下的估计的同步切换脉冲(图5A)和再生的同步切换脉冲(图5B)的另一个例子。这是当系统以预接合输入信号启动以使得功率检测器的测量开始于D/S子帧的中间时通常遇到的情景。如图5A所示，该模块检测两个上升边缘的位置和两个下降边缘的位置，但是在这种情况下，首先检测到第一个下降边缘，这意味着计算脉冲宽度的方式被修改。
在图5B中，利用第一上升边缘位置，可以以适当的偏移重新产生同步切换脉冲。由于估计的同步切换脉冲只检测下行链路信号功率，所以考虑到如上所述在帧结构中定义的保护时段或循环前缀来修改同步切换脉冲。因此，通过使用同步切换脉冲再生器，可以产生更精确的同步切换脉冲。
在一些实施例中，帧中的脉冲的宽度被测量，并用于提供使再生的同步脉冲的第一子帧与估计的同步脉冲的第一子帧相匹配的偏移。作为示例，对于DL-UL配置4，如果在子帧5处执行自动重置，则首先测量子帧2中的下降边缘，接着测量子帧4的上升边缘。给定这个单个脉冲，将使用下降边缘和上升边缘来确定脉冲宽度，然后可以使用上升边缘来确定该配置的偏移。
在一些实施例中，在架构的较高层级运行的系统(例如，主控制器)可以监视和控制LTE TDD同步检测算法。该系统(例如主控制器)可以监控下行/上行配置，特殊子帧，正常的或扩展的循环前缀，以及其他参数。如图2B所示，系统分别输出两个切换脉冲，TDD脉冲主机和TDD脉冲远程，它们分别用于主机和远程单元。这些主机和远程脉冲具有不同的延迟偏移，在系统中对这些偏移进行校准。
还应该理解的是，本文中所描述的示例和实施例仅用于说明的目的，并且对于本领域技术人员将提示根据这些示例和实施例的各种修改或改变，并且各种修改或改变将被包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求的范围内。

Claims (13)

1.一种在时分双工TDD系统中生成同步切换脉冲的方法，所述方法包括：
在数字功率计的输入端口接收输入信号；
在所述数字功率计处接收功率阈值水平；
使用所述数字功率计测量与所述输入信号相关联的功率水平；
确定与所述输入信号相关联的所述功率水平超过所述功率阈值水平；
针对所述输入信号，确定上升边缘的数量、下降边缘的数量，所述上升边缘的位置以及所述下降边缘的位置；
针对所述输入信号，确定在所述上升边缘的位置和所述下降边缘的位置之间测量的一个或多个脉冲宽度；
使用所述上升边缘和所述下降边缘以及所述脉冲的持续时间来确定与所述输入信号相关联的下行链路/上行链路配置；
基于由所述数字功率计测量的上升时间和下降时间之间的脉冲宽度来确定与所述输入信号相关联的特殊子帧配置；
形成再生的同步切换脉冲，使得所述再生的同步切换脉冲在时间上被偏移以与估计的同步切换脉冲相匹配；
使用误差检测器确定所述估计的同步切换脉冲和所述再生的同步切换脉冲之间的误差；
确定所述误差小于误差阈值；和
提供所述再生的同步切换脉冲作为所述同步切换脉冲。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述输入端口可操作，以接收来自基站的输入。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述下行链路/上行链路配置符合LTE-TDD标准。
4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述再生的同步切换脉冲包括生成具有预定持续时间和所述偏移的TDD-LTE帧结构限定的同步切换脉冲。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述误差检测器可操作，以将估计的同步切换脉冲与所述再生的同步切换脉冲进行比较，并提供用于及时地移位所述再生的同步切换脉冲的误差信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏移与所述特殊子帧配置相关联。
7.一种用于生成同步信号的系统，所述系统包括：
数字功率计，所述数字功率计包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口被配置以检测输入信号，以及第二输入端口被配置以接收功率阈值水平，其中所述数字功率计确定与所述输入信号相关联的功率水平超过所述功率阈值水平，并输出估计的同步切换脉冲；
同步调试模块，其被连接至所述数字功率计，并被配置以确定所述估计的同步切换脉冲的宽度；
误差检测器，其被连接至所述数字功率计，并被配置以确定所述估计的同步切换脉冲与子帧的预期时间之间的计算出的误差；
第一重置模块，其被连接至所述同步调试模块，并被配置以与所述子帧的所述预期时间对应的间隔向所述同步调试模块发送复位信号；
同步切换脉冲再生器，其被连接至所述误差检测器，并被配置以接收所述计算出的误差并输出再生的同步切换脉冲,使得所述再生的同步切换脉冲在时间上被偏移以与估计的同步切换脉冲相匹配；和
偏移量控制重置模块，其被连接至所述第一重置模块并被配置基于所述计算出的误差同步由所述第一重置模块发送的所述复位信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述同步调试模块可操作，以识别一组脉冲的上升边缘和下降边缘，并计算该组脉冲中的脉冲的脉冲宽度。
9.根据权利要求7所述的系统，其中所述同步切换脉冲再生器可操作，以生成具有预定持续时间和预定偏移时间的TDD-LTE帧结构限定的同步切换脉冲。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述误差检测器可操作，以将估计的同步切换脉冲与再生的同步切换脉冲进行比较，并提供用于偏移所述再生的同步切换脉冲的误差。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述输入信号在基站输入端口被接收。
12.根据权利要求7所述的系统，其中再生的同步切换脉冲包括具有预定持续时间和预定偏移时间的TDD-LTE帧结构限定的同步切换脉冲。
13.根据权利要求7所述的系统，其中所述误差检测器可操作，以接收估计的同步切换脉冲和再生的同步切换脉冲，并提供用于偏移所述再生的同步切换脉冲的误差。
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