一種下行同步系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于LTE-TDD下行同步碼互相關(guān)性的下行 同步系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，常規(guī)的無線同頻直放站的LTE-TDD系統(tǒng)是應(yīng)用了多種新技術(shù)的第四代移動 通信系統(tǒng)，LTE-TDD系統(tǒng)中，采用了時分同步技術(shù)，上、下行鏈路信號處于同一頻率，通過時 分復(fù)用的方式區(qū)分上行和下行，而且根據(jù)不同業(yè)務(wù)的需要，還可以靈活配置上下行時隙來 改變功率開關(guān)切換點，以滿足上下行非對稱業(yè)務(wù)的需求，因此要求系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備在收發(fā)上 必須同步，否則不能保證上下行通訊鏈路的正常建立。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的LTE-TDD系統(tǒng)的同步方式，主要有包絡(luò)檢波、基帶解碼、GPS同步等三 種。
[0004] 包絡(luò)檢波是一種最直接最簡單的同步方式。優(yōu)點：當(dāng)有信號來時，檢波器檢測到 信號的能量，當(dāng)超過預(yù)先設(shè)定的值時，通過比較器或運放輸出控制信號，完全由硬件產(chǎn)生同 步，不需要MCU(微控制器）或FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列）。缺點：控制信號總是滯后于待 傳輸信號，對信號的完整性有一定影響。使用這種方式時輸入的LTE-TDD信號必須有足夠 的強(qiáng)度，而且整個判斷時間△t要小于1個碼片的時間，否則將嚴(yán)重影響傳輸質(zhì)量，引起輸 出信號的削波，峰值矢量誤差惡化。此種方式對于語音通信是可以的，但是對于高速率的數(shù) 據(jù)通信難以成功。
[0005] 基帶解碼是類似于終端的同步，及解調(diào)出LTE-TDD信號的同步子幀內(nèi)容，通過對 同步字的判讀出同步字的起始或終了位置，在本地產(chǎn)生和同步字同步的信號作為幀同步信 號。首先，對接受到的LTE-TDD信號進(jìn)行初同步，就是利用能量檢測等方式獲得下行同步的 大概位置。然后對同步子幀內(nèi)容部分進(jìn)行解調(diào)，由于同步子幀內(nèi)容部分編碼相對于其他時 隙來說是很簡單的，而且在同步子幀內(nèi)容部分的擴(kuò)頻碼是相對固定的。因此對該部分時隙 的解調(diào)容易實現(xiàn)。對于完成解調(diào)的同步子幀內(nèi)容信號，其中包含了下行同步字，利用同步字 的相關(guān)性，使用本地預(yù)知的同步字和解調(diào)得到的碼段進(jìn)行運算，得到下行同步字的中心位 置。其優(yōu)點是可以實現(xiàn)位同步，同步精度高；缺點是對射頻信號接受靈敏度不高，實現(xiàn)復(fù)雜， 成本高。
[0006] GPS同步是直放站通過對GPS的秒脈沖分頻或倍頻使其轉(zhuǎn)換成5ms信號，使直放站 獲得與基站相同的基準(zhǔn)起點。當(dāng)GPS不具備授時功能時，可以采用本地時鐘（L0)，本地時 鐘是為了MCU(微控制器）可以獲得準(zhǔn)確的收發(fā)時隙控制，用來產(chǎn)生5ms內(nèi)的兩次切換控制 信號，以保持長時間同步或GPS信號不穩(wěn)定時自主同步。當(dāng)選擇的GPS具有授時功能時，本 地時鐘可以不要，而直接使用MCU(微控制器）內(nèi)部的計數(shù)或計時器產(chǎn)生幀內(nèi)的轉(zhuǎn)換點。無 論使用高穩(wěn)定的外部時鐘還是MCU(微控制器）內(nèi)部的計數(shù)器，當(dāng)收到GPS發(fā)出的5ms信號 時，都要和這個5ms信號同步，及復(fù)位計時或計數(shù)裝置。目前LTE-TDD系統(tǒng)大多使用這種方 式。其優(yōu)點是算法簡單，同步精度高；缺點是對射頻信號接受靈敏度不高，實現(xiàn)復(fù)雜，GPS需 單獨架設(shè)，成本高。
[0007] 因此，本公司于申請公布日為2012.05.09、申請公布號0附024475094的發(fā)明專 利，公開了一種TD-SCDMA直放站的基于下行同步碼自相關(guān)性的下行同步系統(tǒng)及方法，該系 統(tǒng)包括第一天線、第二天線、第一TD上下行切換開關(guān)、第二TD上下行切換開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換處 理單元、第一復(fù)混頻處理單元、數(shù)字下變頻處理單元、TD下行同步處理單元、TD上下行切換 控制單元、數(shù)字上變頻處理單元、第二復(fù)混頻處理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換處理單元和功放模塊，通 過TD下行同步處理單元對下行同步碼進(jìn)行自相關(guān)性處理，來得到對上下行切換開關(guān)的控 制信號，再通過對上下行切換開關(guān)的控制從而實現(xiàn)上下行鏈路的選擇。
[0008] 該專利中，TD-SCDMA為下行主同步碼其實就在0和1中間取值。而LTE-TDD的下行 主同步碼和輔同步碼是頻域上的Zadoff-Chu序列產(chǎn)生，但是這個序列產(chǎn)生的是一堆復(fù)數(shù)， 就不能夠簡單的對接收到的信號進(jìn)行硬判決然后和本地同步碼進(jìn)行互相關(guān)，因為已經(jīng)不是 0和1碼了。這個時候，我們需要對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化，用歸一化的數(shù)據(jù)和本地的下 行主同步碼和輔同步碼進(jìn)行互相關(guān)運算，才能得到相應(yīng)的峰值。另外，TD-SCDMA直放站的 基于下行同步碼自相關(guān)性的下行同步系統(tǒng)及方法與LTE-TDD下行同步系統(tǒng)及方法的應(yīng)用 系統(tǒng)不一樣，兩者的信號的產(chǎn)生方式不一樣，所以導(dǎo)致了兩者對天線接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行的處 理不一樣。而TD-SCDMA采用的是并行的處理方式，占用了太多FPGA的邏輯資源，大大增加 了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種成本低、同步精度高的基于LTE-TDD下 行同步碼的互相關(guān)性的LTE-TDD下行同步系統(tǒng)及方法，該同步系統(tǒng)及方法采用互相關(guān)技術(shù) 來進(jìn)行下行同步時刻的判斷，進(jìn)而對LTE-TDD上下行切換開關(guān)進(jìn)行控制，從而有效地解決 LTE-TDD微型直放站的收發(fā)天線的開關(guān)切換。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于LTE-TDD下行同 步碼互相關(guān)性的下行同步系統(tǒng)，包括：
[0011] 第一天線，用于實現(xiàn)與基站之間的信號的雙向傳輸；
[0012] 第二天線，用于實現(xiàn)與移動終端之間的信號的雙向傳輸；
[0013] 第一LTE-TDD上下行切換開關(guān)，用于實現(xiàn)信號連通方式的切換；
[0014] 第二LTE-TDD上下行切換開關(guān)，用于實現(xiàn)信號連通方式的切換；
[0015] 一模數(shù)轉(zhuǎn)換處理單元，其用于將模擬中頻信號數(shù)字化；
[0016] 第一復(fù)混頻處理單元，其用于產(chǎn)生所需頻率并進(jìn)行信道混頻；
[0017] -數(shù)字下變頻處理單元，其用于信道抽取與濾波；
[0018] 一LTE-TDD下行同步處理單元：其用于對下行信號進(jìn)行同步處理，以判斷下行同 步時刻；
[0019] 一LTE-TDD上下行切換控制單元：根據(jù)下行同步時刻，對第一天線和第二天線進(jìn) 行開關(guān)控制以實現(xiàn)信號連通方式的切換；
[0020] 一數(shù)字上變頻處理單元，其用于將低速率基帶信號上變頻至中頻；
[0021] 第二復(fù)混頻處理單元，其用于產(chǎn)生所需頻率并進(jìn)行信道混頻；
[0022] -數(shù)模轉(zhuǎn)換處理單元，其用于將數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)為模擬輸出；
[0023] 其中，上述模塊的連接關(guān)系如下：第一天線和第二天線的信號接收端分別接至第 一LTE-TDD上下行切換開關(guān)的信號輸入端，以將第一天線和第二天線所接收的天線信號 傳輸給第一LTE-TDD上下行切換開關(guān)；第一天線和第二天線的信號發(fā)送端分別接至第二 LTE-TDD上下行切換開關(guān)的信號輸出端，以將第二LTE-TDD上下行切換開關(guān)輸出的信號通 過第一天線或第二天線發(fā)送出去；第一LTE-TDD上下行切換開關(guān)的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換處理 單元的輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換處理單元的輸出端接至第一復(fù)混頻處理單元的輸入端；第一復(fù)混 頻處理單元的輸出端接數(shù)字下變頻處理單元的輸入端；數(shù)字下變頻處理單元的輸出端接 LTE-TDD下行同步處理單元的輸入端和數(shù)字上變頻處理單元的輸入端；數(shù)字上變頻處理單 元的輸出端接第二復(fù)混頻處理單元的輸入端；第二復(fù)混頻處理單元的輸出端接數(shù)模轉(zhuǎn)換處 理單元的輸入端；數(shù)模轉(zhuǎn)換處理單元的輸出端接第二LTE-TDD上下行切換開關(guān)的輸入端； LTE-TDD下行同步處理單元的輸出端接LTE-TDD上下行切換控制單元的輸入端；LTE-TDD上 下行切換控制單元的輸出端分別接第一LTE-TDD上下行切換開關(guān)的控制端和第二LTE-TDD 上下行切換開關(guān)的控制端，LTE-TDD上下行切換控制單元向第一LTE-TDD上下行切換開關(guān) 和第二LTE-TDD上下行切換開關(guān)輸出控制信號，控制第一LTE-TDD上下行切換開關(guān)和第二 LTE-TDD上下行切換開關(guān)的切換動作。
[0024] 另外，數(shù)模轉(zhuǎn)換處理單元和第二LTE-TDD上下行切換開關(guān)之間還設(shè)有功放模 塊，具體的，數(shù)模轉(zhuǎn)換處理單元的輸出端接功放模塊的輸入端，功放模塊的輸出端接第二 LTE-TDD上下行切換開關(guān)的輸入端。該功放模塊用于實現(xiàn)功率放大。
[0025] 進(jìn)一步的，所述的數(shù)字下變頻處理單元由一個CIC濾波器、一個補(bǔ)償濾波器和一 個基帶成型濾波器構(gòu)成，CIC濾波器的輸入接第一復(fù)混頻處理單元的輸出，CIC濾波器的輸 出接補(bǔ)償濾波器的輸入，補(bǔ)償濾波器的輸出接基帶成型濾波器的輸入，基帶成型濾波器的 輸出接LTE-TDD下行同步處理單元的輸入。其中CIC濾波器進(jìn)行16倍抽取，第二級的補(bǔ)償 濾波器進(jìn)行4倍抽取，最后的基帶成型濾波器RRC用于基帶成型，無抽?。恍枰⒁獾氖?，信 號在經(jīng)過CIC的16倍抽取之后，對于LTE-TDD而言，帶內(nèi)邊沿會被衰減，此時需要一個補(bǔ)償 濾波器來補(bǔ)償3. 84M的帶內(nèi)衰減，使之平坦。
[0026] 進(jìn)一