专利名称：Td－scdma覆盖网络系统的外同步方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法。
技术背景随着我国移动通信事业的迅猛发展，目前的第2代或2.5代移动通信系统在容量和业务能力方面均不能满足社会的巨大需求，因此第2代或2.5代移动通信系统必将被第三代(3G)移动通信系统所取代。为了能在第二代网络的基础上逐步灵活地演进成第三代网络，3G有三个通信标准WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA。TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，时分同步码分多址，简称TD-SCDMA)技术是由中国提出并于2000年正式成为第三代移动通信国际标准的，遵循这个标准开发的系统具有很高的频谱利用率和较低的成本。
在应用TD-SCDMA系统进行组网时，也会碰到通信盲区问题，因为在信号的传播过程中，经常会遇到阻挡物，如建筑物、山脉、各种复杂地形等，在阻挡物的背面以及各种地下建筑物的内部，如地下商场、地铁、隧道中，由于信号不能覆盖产生通信盲区。在各种对盲区进行覆盖的方案中，直放站系统因其具有投资成本低和能够迅速扩大覆盖区域的特点，成为在无线网络优化和覆盖中成为不可或缺的一部分。直放站系统分为室外直放站和室内直放站。但是在建设室内或室外覆盖系统时仅使用直放站还很难解决大规模覆盖的要求，经常需要配合使用干线放大器。
TD-SCDMA系统中，上行信号和下行信号处于同一频率，通过时间复用的方式区分上行和下行。如果在TD-SCDMA系统中使用传统的直放站或干线放大器，直放站或干线放大器上行下行处理系统工作在同一频率上，上下行信号将会产生正反馈，导致信号恶化，干线放大器将无法使用，因此需要直放站或干线放大器中需要有同步功能模块实现对TD-SCDMA信号的帧同步，使得直放站或干线放大器在正确的上下行时隙间实现切换。
中国第200610001857.0号专利申请公开了一种用于第三代移动通信系统的TD-SCDMA直放站系统，在该系统中，是在传统的TD-SCDMA覆盖系统上通过增设单独的解帧同步模块实现系统的同步的，该解帧同步模块接收下行信号后，分析上下行时隙，从而实现对TD-SCDMA信号的下行同步，然后输出切换控制信号至直放站系统中以控制上下行链路的通断状态，实现准确的上下行切换控制。因为每个覆盖系统中往往包含有多个直放站或干线放大器，如果采用这种方案，则需要在每个直放站或干线放大器等放大设备中都独立采用一个解帧同步模块，可以看出，这种方案的技术结构因此而变得非常复杂，而且由其组成的覆盖系统成本较高。
发明内容本发明的目的就在于针对传统的同步方法存在的缺陷，提供一种技术简单、成本较低的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的本发明TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，包括组成覆盖网络系统的主覆盖端和至少一个从覆盖端，所述主覆盖端通过对下行链路中的TD-SCDMA下行信号进行同步处理，获得帧同步，向主覆盖端输出上下行切换控制信号，；并将同步指示信号发送至从覆盖端，从覆盖端根据外同步指示信号进一步获得帧同步，从而完成整个覆盖网络系统的正常上下行时隙切换。
所述覆盖端可为直放站、干线放大器、塔顶放大器中的任意一种或其任意组合，以适应因覆盖需要而形成的由不同覆盖设备组成的覆盖网络系统。
所述主覆盖端与从覆盖端之间的网络拓扑可为星型拓扑或总线拓扑。
所述主覆盖端与从覆盖端之间的连接方式可采用有线差分电信号连接。
所述主覆盖端将同步指示发送至从覆盖端的过程中，具体为由主覆盖端的同步模块先输出一个TTL或CMOS同步指示信号，然后将该同步指示信号进行差分转换，转换为差分信号后再输出至从覆盖端；从覆盖端使用外同步模块接收该差分信号后将其转换为相应的TTL或COMS同步指示信号，进一步提取TD-SCDMA信号的帧同步信息，然后生成控制信号控制该从覆盖端的同步。差分转换后的电平可为RS485或LVDS任意一种。
主覆盖端进行同步处理的方法包括如下步骤
A、采集下行信号，并转换成I/Q信号然后进行模数转换以及滤波；B、对滤波后的信号进行信号处理，获取对TD-SCDMA信号的下行同步；获取下行同步的方法可以为解帧同步，也可以是包络检波同步方法，还可以是GPS同步及使用调制解调器实现的同步方法；C、对同步结果进行验证，若验证无误则输出同步指示信号；D、一方面根据同步指示信号及上、下行切换点信息产生切换控制信号，将该切换控制信号转换为电平信号，输出至主覆盖端的上、下行链路中；另一方面则依据同步指示信号输出一个TTL或CMOS电平的同步指示信号，再转换成差分电平后传输至各从覆盖端进行处理。
从覆盖端使用外同步模块对接收到的主覆盖设备传过来的差分同步指示信号进行产生从覆盖端切换控制信号，其处理过程包括如下步骤(1)、将接收到的差分同步指示信号转换为TTL或CMOS电平信号。
(2)、转换后的TTL或CMOS电平的同步指示信号，进行时延调整，产生从覆盖端的多路切换控制信号。
(3)、将产生的多路切换控制信号驱动为系统所需的信号电平，如5VCMOS电平。
本发明相对传统技术而言，具有如下优点其通过以一台覆盖设备作为主覆盖端，由该主覆盖端完成主要的同步处理功能后，生成同步指示信号传送至覆盖网络系统中的各个从覆盖端，以此在整个系统中实现同步，避免在各个覆盖端中采用独立的同步模块，从而使系统集成的成本大大降低，而且也简化了技术应用。
图1为本发明应用于覆盖系统时的原理框图；图2为图1的外同步模块的结构原理框图。
具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明请参阅图1，图1为根据本发明实现的一个TD-SCDMA覆盖网络系统的原理示意图，包括主覆盖端和从覆盖端，其中从覆盖端仅示出一个，各覆盖端之间可采用星形拓扑或总线拓扑等网络拓扑方式，各覆盖端设备可为直放站、干线放大器、塔顶放大器中的任意一种或其任意组合，连接方式则可采用有线差分电信号连接。
主覆盖端包括近端转接电路K1、下行放大电路12、上行放大电路13以及远端转接电路K2。近端转接电路K1、下行放大电路12以及远端转接电路K2顺序连接构成下行链路；远端转接电路K2、上行放大电路13以及近端转接电路K1顺序连接则构成上行链路。信号下行时，由近端转接电路K1从基站DT获取信号后，转接传输至下行放大电路12中进行功率放大，然后将其进一步传输至远端转接电路K2，由远端转接电路K2转送至移动台MT；信号上行时，则以相逆的方向从移动台MT将信号传输至基站DT。
所述上行放大电路13和下行放大电路12，可以采用功率放大器、低噪声放大器或者选频电路等方式，在本实施例中，所述下行放大电路12采用功率放大器，上行放大电路13则采用低噪声放大器。
比较图1的主覆盖端和从覆盖端部分，从覆盖端也以采用直放站为例，因为其组成结构与主覆盖端的结构相同，在此不行赘述。
所述主覆盖端中还包括耦合器21、射频接收机22、同步功能模块23以及差分转换模块24，耦合器21可连接于主覆盖端下行链路中的任意一处位置上，以便耦合到TD-SCDMA下行信号并将其传输至射频接收机22，射频接收机22与耦合器21和同步功能模块23分别连接，其负责将接收到的下行信号转换成基带I/Q信号并传输给同步功能模块23进行同步处理，同步功能模块23进行同步处理后，生成同步指示信号，一方面转换成上下行切换控制信号传输至主覆盖端的上、下行链路中，以控制上下行链路的通断状态，另一方面则传输至与之连接的差分转换模块24中进行信号的差分转换，然后再将差分转换后生成的信号向外传输至各个从覆盖端。
各从覆盖端则设有外同步模块3，该外同步模块3的输入端与所述主覆盖端的差分转换模块24的输出端连接，以获取由主覆盖端生成的同步指示信号，外同步模块3的输出端则连接至该从覆盖端自身的上下行链路中，与主覆盖端一样，当基站DT信号的为下行时隙时，控制从覆盖端的下行链路打开，上行链路关闭；相反，则控制其上行链路打开，下行链路关闭。
请参阅图2，所述各覆盖端的外同步模块3包括顺次连接的差分信号转换子模块31、外同步信号处理子模块32以及控制信号驱动子模块33，以RS485或LVDS差分电平传输的主覆盖端的同步指示信号进入外同步模块3后，先由差分信号转换子模块31为TTL或CMOS电平，传输给外同步信号处理子模块32，由该外同步信号处理子模块32对该同步指示信号进行处理后提取TD-SCDMA信号的帧同步信号，再将该帧同步信号传输至控制信号驱动子模块33，将其转换为该从覆盖端需要的电平信号输出至上、下行链路中，控制该从覆盖端的上下行切换。
主覆盖端中获取TD-SCDMA下行信号后，进行同步处理的过程多种多样，本发明适应于任何同步处理方式，下面结合图1介绍本实施例具体的同步处理方式并阐述其应用于本发明时的处理过程A、主覆盖端通过耦合器21在下行链中耦合，采集到TD-CDMA下行信号，并通过所述射频接收机22将该下行信号转换成基带I/Q信号，然后再传输至同步功能模块23中将该基带I/Q信号进行模数转换以及滤波；B、将滤波后的信号与存储的系统的32个同步码逐次做相关运算，得到局部峰均比的曲线，找出峰均比的峰值所在的位置即获得了对TD-SCDMA的下行同步；C、对TD-SCDMA信号的下行同步结果进行验证，若验证无误则输出同步指示信号；D、一方面根据同步指示信号及上、下行切换点信息产生切换控制信号，将该切换控制信号转换为电平信号，输出至主覆盖端的上、下行链路中；另一方面则依据同步指示信号输出一个TTL或CMOS电平的同步指示信号至所述差分转换模块24，再由该差分转换模块24转换成差分电平传输至各从覆盖端的外同步模块3中；E、各从覆盖端的外同步模块3的差分信号转换子模块31将主覆盖端输入的外同步差分电平转换为TTL或CMOS电平后，将其输出至外同步信号处理子模块32；F外同步信号处理子模块32对输入的同步指示信号进行处理后获取TD-SCDMA信号的帧同步信息，输出相应的TTL或CMOS电平至其后的控制信号驱动子模块33，由该控制信号驱动子模块33进行电平转换驱动，从而输出CMOS电平切换控制信号至该从覆盖端的上下行链路中；G从覆盖端的上下行链路中，所述远端转接电路K2、上行放大电路13、下行放大电路12以及近端转接电路K1受所述电平切换控制信号的控制，该信号可以控制其开关状态，以实现对上下行链路的控制。
所述外同步模块3的外同步信号处理子模块32可由CPLD、EPLD或FPGA芯片实现。
以上同步处理方法采用检波的原理实现，下面再阐述第二实施例中，与另外一种同步处理方法结合的本发明的应用，包括a、将经信号处理得到的基带I/Q信号进行滤波处理，滤除信号的部分抖动；b、对滤波后的信号进行基带检波处理，通过检测基带信号功率，得到检波电平计算基带I/Q信号的实时功率I*I+Q*Q；将计算结果循环与功率门限比较，并以高、低电平输出其大于或小于两种不同状态的比较结果；将该比较结果作为检波电平；c、检波后的信号根据下行同步码的包络特征进行下行同步搜索判别，判别后输出下行同步指示信号；d、根据下行同步指示信号产生相应的下行同步控制信号。
因主覆盖端生成同步指示信号后的步骤与上述实施方式相同，故在此不行赘述，仅介绍其同步处理方法。
综上所述，本发明大大降低了网络规划的难度和成本，使TD-SCDMA覆盖网络系统能进一步高度集成。
权利要求
1.一种TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，包括组成覆盖网络系统的主覆盖端和至少一个从覆盖端，其特征在于所述主覆盖端通过对下行链路中的TD-SCDMA下行信号进行同步处理，向主覆盖端输出上下行切换控制信号，获得帧同步；并将同步指示信号发送至从覆盖端，从覆盖端根据外同步指示信号进一步获得帧同步，从而完成整个覆盖网络系统的正常上下行时隙切换。
2.根据权利要求1所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于所述覆盖端可为直放站、干线放大器、塔顶放大器中的任意一种或其任意组合。
3.根据权利要求2所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于所述主覆盖端与从覆盖端之间的网络拓扑可为星型拓扑或总线拓扑。
4.根据权利要求2所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于所述主覆盖端与从覆盖端之间的连接方式可采用有线差分电信号连接。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于所述主覆盖端将同步指示发送至从覆盖端的过程中，具体为由主覆盖端的同步模块先输出一个TTL或CMOS同步指示信号，然后将该同步指示信号进行差分转换，转换为差分信号后再输出至从覆盖端；从覆盖端接收该差分信号后将其转换为相应的TTL或COMS同步指示信号，进一步提取TD-SCDMA信号的帧同步信息，然后生成控制信号控制该从覆盖端的同步。
6.根据权利要求5所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于差分转换后的电平可为RS485或LVDS任意一种。
7.根据权利要求5所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于主覆盖端进行同步处理的方法包括如下步骤A、采集下行信号，并转换成I/Q信号然后进行模数转换以及滤波；B、对滤波后的信号进行信号处理，获取对TD-SCDMA信号的下行同步；获取下行同步的方法可以为解帧同步，也可以是包络检波同步方法，还可以是GPS同步及使用调制解调器实现的同步方法；C、对同步结果进行验证，若验证无误则输出同步指示信号；D、一方面根据同步指示信号及上、下行切换点信息产生切换控制信号，将该切换控制信号转换为电平信号，输出至主覆盖端的上、下行链路中；另一方面则依据同步指示信号输出一个TTL或CMOS电平的同步指示信号，再转换成差分电平后传输至各从覆盖端进行处理。
8.根据权利要求5所述的TD-SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，其特征在于从覆盖端使用外同步模块对接收到的主覆盖设备传过来的差分同步指示信号进行产生从覆盖端切换控制信号，其处理过程包括如下步骤(1)、将接收到的差分同步指示信号转换为TTL或CMOS电平信号。(2)、转换后的TTL或CMOS电平的同步指示信号，进行时延调整，产生从覆盖端的多路切换控制信号。(3)、将产生的多路切换控制信号驱动为系统所需的信号电平，如5VCMOS电平。
全文摘要
本发明TD－SCDMA覆盖网络系统的外同步方法，包括组成覆盖网络系统的主覆盖端和至少一个从覆盖端，所述主覆盖端通过对下行链路中的TD－SCDMA下行信号进行同步处理，向主覆盖端输出上下行切换控制信号，获得帧同步；并将同步指示信号发送至从覆盖端，从覆盖端根据外同步指示信号进一步获得帧同步，从而完成整个覆盖网络系统的正常上下行时隙切换。本发明通过以一台覆盖设备作为主覆盖端，由该主覆盖端完成主要的同步处理功能后，生成同步指示信号传送至覆盖网络系统中的各个从覆盖端，以此在整个系统中实现同步，避免在各个覆盖端中采用独立的同步模块，从而使系统集成的成本大大降低，而且也简化了技术应用。
文档编号H04L7/04GK1909415SQ20061003697
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月8日 优先权日2006年8月8日
发明者赖文强 申请人:京信通信技术(广州)有限公司