專利名稱：Td-scdma直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及移動(dòng)通信技術(shù)，具體是一種TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同 步控制方法，在輸入信號(hào)波動(dòng)較大的情況下，本方法能夠?qū)崿F(xiàn)TD-SCDMA直 放站信號(hào)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定輸出，進(jìn)一步提高無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA系統(tǒng)與其它3G系統(tǒng)的最大不同在于物理層技術(shù)不同，在 TDD系統(tǒng)中其上下行信道所使用的頻率相同，每個(gè)無線幀長10 ms。 TD-SCDMA將每個(gè)無線幀分成2個(gè)5 ms子幀，兩個(gè)子幀的幀結(jié)構(gòu)完全相同。 參照?qǐng)D1，每個(gè)子幀由7個(gè)長度為675 us的常規(guī)時(shí)隙(TS0-TS6)和3個(gè)特殊時(shí) 隙組成，3個(gè)特殊時(shí)隙包括下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTs、保護(hù)間隔GP和上行導(dǎo)頻時(shí) 隙UpPTs。
常規(guī)時(shí)隙用來傳送用戶數(shù)據(jù)或控制信息，TSO總是固定地用作下行時(shí)隙 來發(fā)送系統(tǒng)廣播信息，而TS1總是固定地用作上行時(shí)隙。其它的常規(guī)時(shí)隙可 以根據(jù)需要靈活地配置成上行或下行以實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱業(yè)務(wù)的傳輸，用作上行鏈 路的時(shí)隙和用作下行鏈路的時(shí)隙之間由1個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)分開。每個(gè)5 ms的子巾貞中 設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)，第1個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)固定在DwPTs結(jié)束處，而第2個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)則取 決于小區(qū)上、下行時(shí)隙的配置。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，由于下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTs以及TSO時(shí)隙的功率 不隨著用戶數(shù)量的改變而改變，且DwPTs以及TSO時(shí)隙是常輸出且功率恒定， 以方便終端用戶的接入。其它時(shí)隙在有業(yè)務(wù)接入時(shí)才有突發(fā)脈沖，接入用戶 數(shù)量不同，其功率也就不同，在沒有接入用戶時(shí)隙時(shí)，其功率表示低噪的功 率。
隨著無線移動(dòng)通信的日益發(fā)展，無線移動(dòng)技術(shù)的日趨完善，終端用戶對(duì) 無線信號(hào)覆蓋的要求也越來越高，在日常生活過程中，終端用戶所涉足的范 圍也越來越廣，無線移動(dòng)通信成為所有人生活中一個(gè)不可或缺的一部分。終 端用戶在乘坐交通工具時(shí)，同樣有穩(wěn)定的無線信號(hào)覆蓋的需求，這就提出一 種對(duì)交通工具等移動(dòng)的小范圍區(qū)域進(jìn)行信號(hào)覆蓋的問題。比如火車內(nèi)的無線 信號(hào)覆蓋控制問題，輪船上的無線信號(hào)覆蓋控制問題，大型客車的無線信號(hào) 覆蓋控制問題等。
在高速移動(dòng)的小范圍區(qū)域內(nèi)，如火車或輪船內(nèi)的信號(hào)覆蓋，其移動(dòng)的區(qū)域 存在接入信號(hào)變化范圍很大，但終端用戶的需求為信號(hào)的穩(wěn)定輸出，且實(shí)時(shí) 性要求很高。在傳統(tǒng)的直放站中，通常采用模擬的輸入控制輸出方式，此方 式受控制的個(gè)體差異、模擬器件的差異、控制深度的差異和環(huán)境溫度的差異 等因素所干擾，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，從而影響控制效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種改進(jìn)的TD-SCDMA 直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法，以實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA直放站信號(hào)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定 輸出，滿足終端用戶，特別是處于高速移動(dòng)的小范圍區(qū)域內(nèi)的終端用戶對(duì)實(shí) 時(shí)、穩(wěn)定通信的需求。
本發(fā)明TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法是這樣實(shí)現(xiàn)的。其直 放站包括下行鏈路、上行鏈路及同步控制部分，下、上行鏈路連接在兩個(gè)雙 工器之間，兩鏈路分別含有低噪放大單元和功率放大單元，其采取以下步驟
a、 通過同步模塊中功率檢測(cè)單元釆集上、下行鏈路中的每一級(jí)放大鏈級(jí) 的每個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值，由終端維護(hù)工具分別設(shè)置各級(jí)放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí) 隙的最大功率值；
b、 所述每一級(jí)放大鏈級(jí)含有一個(gè)ALC控制單元，通過該ALC控制單元 對(duì)該級(jí)放大鏈級(jí)的各時(shí)隙的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；C、檢測(cè)下行鏈路中各級(jí)放大鏈級(jí)的控制深度及其最大值，累計(jì)各級(jí)控制
深度的最大值得下行鏈路的總ALC控制深度，并計(jì)算出下行鏈路的增益；
d、將下行鏈路的總ALC控制深度與上行鏈路設(shè)置衰減值相加得上行鏈 路的總衰減值，根據(jù)該總衰減值通過串聯(lián)于上行鏈路中的單時(shí)隙衰減功率模 塊對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減。
步驟d中，單時(shí)隙衰減功率模塊根據(jù)上行鏈路的總衰減值對(duì)上行各時(shí)隙 的功率衰減步驟為，由MCU把上行鏈路的總衰減值傳輸給FPGA, FPGA根 據(jù)TD-SCDMA的信號(hào)特征得出上行信號(hào)后，F(xiàn)PGA將總衰減值傳送到單時(shí)隙 衰減功率模塊上，作用到上行信號(hào)各時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)上行鏈路的增益調(diào)整。
步驟b中，對(duì)各級(jí)放大鏈級(jí)ALC調(diào)節(jié)步驟是將每個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值 與設(shè)置的最大功率值比較，如果功率檢測(cè)值大于最大功率值，由MCU給出一 個(gè)比上次控制值增加一定量的當(dāng)前控制值，通過FPGA經(jīng)D/A變換為模擬控 制值，并輸出到放大鏈級(jí)的內(nèi)置ALC控制單元進(jìn)行控制；如果功率檢測(cè)值小 于最大功率值，則MCU逐漸減小該控制值，直至該控制值為0。
本發(fā)明在下行鏈路的不同鏈路級(jí)，包括下行低噪和下行功放，分別進(jìn)行輸 出功率控制，增大整個(gè)鏈路的控制深度，從而實(shí)現(xiàn)輸入功率變化達(dá)到幾十犯m 的情況下，依然可以達(dá)到輸出功率的恒定輸出。在當(dāng)今鐵路提速的前提下， 火車速度越來越快，時(shí)速可達(dá)300公里/小時(shí)的情況下，沿線存在山區(qū)、城鎮(zhèn)、 隧道等復(fù)雜情況，火車內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)的接收天線接收的下行鏈路信號(hào)功率 變化很快，變化幅度很大，且實(shí)時(shí)性要求高，通過實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高深度的時(shí)隙ALC 控制深度和鏈路平衡，從而達(dá)到功率穩(wěn)定輸出、信號(hào)良好覆蓋的需求。此方 案同樣滿足輪船等其他移動(dòng)目標(biāo)的區(qū)域內(nèi)無線信號(hào)覆蓋需求。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，本發(fā)明采用更多的控制算法和軟件無線電技術(shù)， 對(duì)各級(jí)放大鏈級(jí)分別進(jìn)行ALC控制，同時(shí)將下行鏈路的總ALC控制深度與 上行鏈路設(shè)置衰減值相加得上行鏈路的總衰減值，根據(jù)該總衰減值通過串聯(lián) 于上行鏈路中的單時(shí)隙衰減功率模塊對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減。無需增
加硬件成本的情況下，增強(qiáng)了控制功能，通過實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)在電磁情 況復(fù)雜、信號(hào)覆蓋差異較大的情況下的良好信號(hào)覆蓋。


圖1為TD-SCDMA信號(hào)每個(gè)子幀的常規(guī)時(shí)隙和特殊時(shí)隙的分配示意圖； 圖2為TD-SCDMA直放站系統(tǒng)示意圖； 圖3為其控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
圖2為一典型TD-SCDMA直放站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2直放站主要包 括第一雙工器，第二雙工器，連接于第一雙工器與第二雙工器之間的下行、 上行鏈路，以及同步控制部分(即同步模塊)等。
下行鏈路包含下行低噪放大單元、選頻單元及下行功率放大單元，其中 下行低噪放大單元、下行功率放大單元內(nèi)部均含有一個(gè)ALC (Automatic Level Control)控制單元，每一級(jí)放大單元通過其內(nèi)置ALC控制單元對(duì)其各時(shí)隙的 輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
上行鏈路包含上行低噪放大單元、單時(shí)隙衰減功率模塊、選頻單元及上 行功率放大單元，單時(shí)隙衰減功率模塊和選頻單元串聯(lián)于所述兩級(jí)放大單元 之間，單時(shí)隙衰減功率模塊的輸入端連接同步控制模塊中的FPGA相應(yīng)的輸 出端，以對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減；上行低噪放大單元、上行功率放大 單元內(nèi)部均含有一個(gè)ALC控制單元，每一^^文大單元通過其內(nèi)置ALC控制 單元對(duì)其各時(shí)隙的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
同步控制部分主要包括MCU 、 與 MCU連接的FPGA (Field Programmable Gate Array)、功率檢測(cè)單元以及D/A控制電路等。功 率檢測(cè)單元包括若干RF功率信號(hào)檢測(cè)電路和A/D變換器，各RF功率信號(hào)檢 測(cè)電路的輸入端分別連接下行、上行鏈路的相應(yīng)放大單元的輸出，其中RF功 率信號(hào)檢測(cè)電路可釆用AD8314等芯片。D/A控制電路連接于FPGA的輸出
端口，它的輸出分別連接下行、上行鏈路的相應(yīng)放大單元的ALC控制端，向
它們提供ALC控制信號(hào)。單時(shí)隙衰減功率模塊串聯(lián)于上行鏈路中，它的輸入 端連接FPGA相應(yīng)的輸出端，由MCU和FPGA控制用來對(duì)上行各時(shí)隙的功 率進(jìn)行衰減。
本發(fā)明方法可用于圖2所示直放站覆蓋信號(hào)的同步控制。參照?qǐng)D3,其步 驟如下
a、 通過同步模塊中功率檢測(cè)單元采集上、下行鏈路中的每一級(jí)放大鏈級(jí) 的每個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值，由終端維護(hù)工具分別設(shè)置各級(jí)放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí) 隙的最大功率值。
其中，上行鏈路、下行鏈路中每一級(jí)放大鏈級(jí)的所有時(shí)隙的功率檢測(cè)值 包括DWPTS、 TS0、 TS1、 TS2、 TS3、 TS4、 TS5及TS6時(shí)隙的功率4全測(cè)值。
b、 上行鏈路包含上行低噪放大單元和上行功率放大單元兩級(jí)放大鏈級(jí)， 兩者均含有一個(gè)ALC控制單元，各時(shí)隙的輸出功率的調(diào)節(jié)是通過各自內(nèi)置的 ALC控制單元進(jìn)行；下行鏈路同樣包含下行低噪放大單元和下行功率放大單 元兩級(jí)放大鏈級(jí)，兩者均含有一個(gè)ALC控制單元，各時(shí)隙的輸出功率的調(diào)節(jié) 是通過各自內(nèi)置的ALC控制單元進(jìn)行。
其中，對(duì)各級(jí)放大鏈級(jí)ALC調(diào)節(jié)步驟是，將每個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值與設(shè) 置的最大功率值比較，如果功率檢測(cè)值大于最大功率值，由MCU給出一個(gè)比 上次控制值增加一定量的當(dāng)前控制值，通過FPGA經(jīng)D/A變換為控制電壓， 并輸出到放大鏈級(jí)的內(nèi)置ALC控制單元進(jìn)行控制；如果功率;f全測(cè)值小于最大 功率值，則MCU逐漸減小該控制值，直至該控制值為0。
c、 MCU檢測(cè)下行低噪放大單元、下行功率》文大單元的控制深度及其最 大值，并使所述兩級(jí)控制深度的最大值分別轉(zhuǎn)換成所需的計(jì)算單位后進(jìn)行累 計(jì)，得到下行鏈路的總ALC控制深度；由下行鏈路的總ALC控制深度得知 下行鏈路增益被壓縮情況從而推算出下行鏈路增益。
d、 將下行鏈路的總ALC控制深度與上行鏈路設(shè)置衰減值相加得上行鏈
路的總衰減值，根據(jù)該總衰減值通過串聯(lián)于上行鏈路中的單時(shí)隙衰減功率模 塊對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減。
上述步驟d中，單時(shí)隙衰減功率模塊根據(jù)上行鏈路的總衰減值對(duì)上行各
時(shí)隙的功率衰減過程為由MCU把上行鏈路的總衰減值傳輸給FPGA, FPGA 根據(jù)TD-SCDMA的信號(hào)特征得出上行信號(hào)后，F(xiàn)PGA將總衰減值傳送到單時(shí) 隙衰減功率模塊上，作用到上行信號(hào)各時(shí)隙，使上行鏈路增益與下行鏈路增 益平衡，得到功率穩(wěn)定輸出、信號(hào)良好覆蓋的效果。
上述步驟a中，終端維護(hù)工具設(shè)置放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí)隙的最大功率值的 過程為根據(jù)直放站的額定功率、以及直放站鏈路上每一級(jí)放大鏈級(jí)的增益， 得到直放站單級(jí)的最大輸出功率，把得到的最大功率值通過終端維護(hù)工具和 同步模塊間的通信，傳送給同步模塊的MCU。
測(cè)方法可以采用公開號(hào)為CN101222280的"單時(shí)隙功率檢測(cè)的方法和裝置，，提 出的方案等。其中， 一優(yōu)選的單時(shí)隙功率檢測(cè)方法如下
1 、設(shè)置基站與直放站之間的時(shí)延，同步模塊根據(jù)所述時(shí)延對(duì)下行鏈路、 下行鏈路的時(shí)間差值進(jìn)行補(bǔ)償；
成數(shù)字信號(hào)，送給同步模塊；同步模塊依據(jù)時(shí)間窗原則查找下行導(dǎo)頻信號(hào)、 第一切換點(diǎn)、第二切換點(diǎn)，查找下行鏈路、上行鏈路每個(gè)時(shí)隙的切換點(diǎn)；
3、查找每個(gè)時(shí)隙的訓(xùn)練序列碼的位置，根據(jù)所述位置從TD-SCDMA射 頻功率信號(hào)中讀取各個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值。
權(quán)利要求
1.一種TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法，該直放站包括下行鏈路、上行鏈路及同步控制部分，下、上行鏈路連接于兩個(gè)雙工器之間，兩鏈路分別含有低噪放大單元和功率放大單元，其特征是采取以下步驟:a、通過同步模塊中功率檢測(cè)單元采集上、下行鏈路中的每一級(jí)放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值，由終端維護(hù)工具分別設(shè)置各級(jí)放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí)隙的最大功率值；b、所述每一級(jí)放大鏈級(jí)含有一個(gè)ALC控制單元，通過該ALC控制單元對(duì)該放大鏈級(jí)的各時(shí)隙的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；c、檢測(cè)下行鏈路中各級(jí)放大鏈級(jí)的控制深度及其最大值，累計(jì)各級(jí)控制深度的最大值得下行鏈路的總ALC控制深度，并計(jì)算出下行鏈路的增益；d、將下行鏈路的總ALC控制深度與上行鏈路設(shè)置衰減值相加得上行鏈路的總衰減值，根據(jù)該總衰減值通過串聯(lián)于上行鏈路中的單時(shí)隙衰減功率模塊對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減。
2、 如權(quán)利要求1的TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法，其特 征是步驟d中，單時(shí)隙衰減功率模塊根據(jù)上行鏈路的總衰減值對(duì)上行各時(shí) 隙的功率衰減步驟為，由MCU把上行鏈路的總衰減值傳輸給FPGA, FPGA 根據(jù)TD-SCDMA的信號(hào)特征得出上行信號(hào)后，F(xiàn)PGA將總衰減值傳送到單時(shí) 隙衰減功率模塊上，作用到上行信號(hào)各時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)上行鏈路的增益調(diào)整。
3、 如權(quán)利要求1或2的TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法， 其特征是步驟b中，對(duì)各級(jí)放大鏈級(jí)ALC調(diào)節(jié)步驟是，將每個(gè)時(shí)隙的功率 檢測(cè)值與設(shè)置的最大功率值比較，如果功率檢測(cè)值大于最大功率值，由MCU 給出一個(gè)比上次控制值增加一定量的當(dāng)前控制值，通過FPGA經(jīng)D/A變換為 模擬控制值，并輸出到放大鏈級(jí)的內(nèi)置ALC控制單元進(jìn)行控制；如果功率檢 測(cè)值小于最大功率值，則MCU逐漸減小該控制值，直至該控制值為0。
4、 如權(quán)利要求1或2的TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法， 其特征是步驟a中，上行鏈路或下行鏈路中每一級(jí)放大鏈級(jí)的所有時(shí)隙的 功率檢測(cè)值包括DWPTS、 TS0、 TS1、 TS2、 TS3、 TS4、 TS5及TS6時(shí)隙的功率檢測(cè)值。
5、 如權(quán)利要求1或2的TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法， 其特征是步驟a中，終端維護(hù)工具設(shè)置放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí)隙的最大功率值 的過程為，根據(jù)直放站的額定功率、以及直放站鏈路上每一級(jí)放大鏈級(jí)的增 益，得到直放站單級(jí)的最大輸出功率，把得到的最大功率值通過終端維護(hù)工 具和同步模塊間的通信，傳送給同步模塊的MCU。
6、 如權(quán)利要求1或2的TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法， 其特征是步驟a中，所述功率檢測(cè)單元包括若干RF功率信號(hào)檢測(cè)電路和 A/D變換器，各RF功率信號(hào)檢測(cè)電路的輸入端分別連接下行或上行鏈路的相 應(yīng)放大《連級(jí)的輸出。
7、 如權(quán)利要求1或2的TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法， 其特征是所述上行鏈路包括上行低噪放大單元、單時(shí)隙衰減功率模塊、選 頻單元以及上行功率放大單元，單時(shí)隙衰減功率才莫塊和選頻單元串聯(lián)于所述 兩級(jí)放大單元之間，單時(shí)隙衰減功率模塊的輸入端連接同步模塊中的FPGA 相應(yīng)的輸出端，以對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減；所述兩級(jí)》丈大單元內(nèi)部均 含有一個(gè)ALC控制單元，每一級(jí)放大單元通過其內(nèi)置ALC控制單元對(duì)其各 時(shí)隙的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種TD-SCDMA直放站信號(hào)覆蓋的同步控制方法，包括a.采集上、下行鏈路中的每一級(jí)放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí)隙的功率檢測(cè)值，設(shè)置各級(jí)放大鏈級(jí)的每個(gè)時(shí)隙的最大功率值；b.每一級(jí)放大鏈級(jí)通過其內(nèi)置ALC控制單元調(diào)節(jié)它的各時(shí)隙的輸出功率；c.檢測(cè)下行鏈路各級(jí)的控制深度及其最大值，計(jì)算下行鏈路的總ALC控制深度及增益；d.將該總ALC控制深度與上行鏈路設(shè)置衰減值相加得上行鏈路的總衰減值，以該總衰減值通過上行鏈路的單時(shí)隙衰減模塊對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減。其在分級(jí)ALC控制中，同時(shí)根據(jù)上行鏈路的總衰減值對(duì)上行各時(shí)隙的功率進(jìn)行衰減，使直放站信號(hào)實(shí)時(shí)穩(wěn)定輸出，實(shí)現(xiàn)了在電磁情況復(fù)雜、信號(hào)覆蓋差異較大的情況下的良好信號(hào)覆蓋。
文檔編號(hào)H04B7/005GK101374021SQ20081014173
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者李保華 申請(qǐng)人:深圳國人通信有限公司