一种用于TD－SCDMA直放站中获取转换点的装置
专利汇可以提供一种用于TD－SCDMA直放站中获取转换点的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用在TD－SCDMA直放站中获取转换点的装置，该装置包括无线接收机、模拟前端AFE、压控 振荡器 VCO、 锁 相环PLL、逻辑FPGA、数字 信号 处理器DSP、无线Modem、监控 接口 、射频 开关 控制信号 接口。该装置能克服 现有技术 存在的 缺陷 ，采用基带解调和译码的方式，适用于任意应用场景的TD－SCDMA直放站，调测安装和维护方便。，下面是一种用于TD－SCDMA直放站中获取转换点的装置专利的具体信息内容。
1、一种用于TD-SCDMA直放站中获取转换点的装置，所述装置包括无线接收机、模拟前 端AFE、压控振荡器VCO、锁相环PLL、逻辑FPGA、数字信号处理器DSP、无线Modem、 监控接口、射频开关控制信号，其中：
无线接收机，用于接收经过射频耦合而来的TD-SCDMA射频信号，解调后得到 1.6MHz的模拟基带信号，模拟基带分为AI和AQ的I、Q两路传到AFE；
模拟前端AFE，用于将AI和AQ经过AD变换得到数字信号DAT，发送到FPGA；
逻辑FPGA，用于分析AFE送来的数字信号，产生AGC命令经过DA变换变成模拟 电压值，控制无线接收机的增益，还用于将AFE送来的数据进行插值处理，把数字基带数 据转换成约定的格式送给DSP，并接收DSP控制，产生射频开关信号控制功放和低噪放， 产生自动频率控制信号控制压控振荡器VCO；
压控振荡器VCO，用于产生时钟信号，时钟信号不仅直接提供到无线接收机，同时 还经过锁相环PLL处理后提供到FPGA；
数字信号处理器DSP，用于接收来自监控接口或者无线Modem的控制命令，得到第 二转换点，并且搜索FPGA发送过来经过解调和过采样的下行TD-SCDMA数字基带信号， 计算出第一转换点，然后根据两个转换点的信息产生控制功放和低噪放的射频开关信号， 并对下行TD-SCDMA信号进行进一步的分析；
无线Modem，用于和直放站上级网管通信，及时获得第二转换点变化信息并通知DSP 更新射频开关信号。
监控接口，用于和直放站管理模块通信，并接收直放站管理模块的控制；
射频开关控制信号接口，用于开关功放和低噪放。
2、如权利要求1所述的装置，其中DSP对下行TD-SCDMA信号进行进一步分析包括：
计算锁定小区的小区信息、计算下行导频时隙的强度和Ec/N0以及进行BCH解扰/解扩/ 译码。
3.一种实现如权利要求1所述的用于TD-SCDMA直放站中获取转换点的装置的方法，包括：
步骤一、直放站上级网管通过无线Modem或者直放站管理模块通过监控接口设置直放站 的工作频率范围和第二转换点的位置，命令所述装置开始工作；
步骤二、所述装置根据设定的频率范围进行扫频，直到找到满足要求的频点为止；
步骤三、所述装置在满足要求的频点上搜索第一转换点，确认满足要求能锁定给定的频点 后，产生开关信号进入步骤三，否则回到步骤二；
步骤四、一旦所述装置锁定某个频点，就不断进行基带解调计算跟踪第一转换点的位置并 及时更新开关信号，同时利用解调出来的基带数据进行AFC操作和进一步得到下行导频时 隙强度、下行导频时隙Ec/N0、和BCH系统消息的分析计算，如果连续N帧数据的跟踪 计算错误次数超过门限，回到步骤三重新进行初始小区搜索。
4、如权利要求3的方法，其中所述装置的工作状态划分空闲态、扫频态、初始小区搜索 态和频点锁定跟踪态。
5、如权利要求3的方法，其中步骤二的搜索过程包括费时的下行同步码搜索按照1/2码片 的精度进行，基本中导码搜索按照大于1/2码片的精度进行，最后控制开关的准确位置参 照基本中导码搜索的结果，以保证搜索速度和搜索进度统一。
6、如权利要求3的方法，其中步骤二的产生开关信号包括通过小区搜索得到第一转换点 在5ms帧中的位置，通过上级网管配置得到第二转换点在5ms帧中的位置，同时考虑无线 接收机到FPGA之间的系统时延、功放和低噪放的开关时延。为了避免上下行功放和低噪 放同时打开损坏系统，应该选取上述参数避免上行低噪放/功放和下行低噪放/功放同时使 能。
7、根据权利要求3的方法，其中步骤一的设置第二转换点包括RNC的无线资源管理模块 RRM通过测量信息计算得到最优的第二转换点，由RNC的操作维护模块OAM通知网管OMC -R，OMC-R直接或者间接经由无线Modem(如短消息模块、GPRS模块等)通过空中接口通 知TD-SCDMA直放站同步模块更改第二转换点。如果用户想手工设定第二转换点，在通过 OMC-R配置RNC的同时，把这个信息通知给TD-SCDMA直放站同步模块更新。
技术领域
本发明涉及一种用于TD-SCDMA系统的装置，特别是一种用于TD-SCDMA直放站 中获取转换点的装置。
背景技术
由于TD-SCDMA系统是TDD工作方式，和传统的FDD制式不同，TD-SCDMA直 放站需要控制信号来控制设备内的射频开关，完成上下行切换。TD-SCDMA系统中有两个 上下行切换点，分别被称为第一转换点和第二转换点。第一转换点位于下行导频时隙和上 行导频时隙之间，直放站从接收下行信号状态切换到接收上行信号；第二转换点位于TS1～ TS6之间，直放站从接收上行信号状态切换到接收下行信号。
获取转换点的装置是TD-SCDMA直放站中的核心部件。现有的TD-SCDMA直放站 用检波法或用GPS法来获取第一转换点，第二转换点一般采用固定配置的方法。采用检波 法是利用下行导频时隙信号强度和下行导频时隙、上行导频时隙之间保护区间信号强度的 特殊关系找到第一转换点，但是这种方法抗干扰能力差，只适合直放站和基站之间采用有 线连接的方式。当TD-SCDMA基站通过GPS同步的时候，基站每6400帧和GPS的秒信 号对齐，利用这个关系经过测量可以得到第一转换点，这种方法就是GPS法。但是采用 GPS法使用场景受限，比如需要能稳定地收到GPS信号，并且测量安装不方便。
关于第二转换点的专利申请“TD-SCDMA系统中直放站获取转换点的方法”(申请号 03149958.9)提出在广播消息中加上转换点的方法实现，这种方法存在两个问题：1.目前 第二转换点不是在广播消息中下发的。2.即便在广播消息中下发，现有获取TD-SCDMA 转换点的装置无法识别BCH系统消息。
因此，需要一种适用于各种场合的解决方案，来解决或者TD-SCDMA转换点的问题。
发明内容
无线接收机，用于接收经过射频耦合而来的TD-SCDMA射频信号，解调后得到 1.6MHz的模拟基带信号，模拟基带分为AI和AQ的I、Q两路传到AFE；
模拟前端AFE，用于将AI和AQ经过AD变换得到数字信号DAT，发送到FPGA；
逻辑FPGA，用于分析AFE送来的数字信号，产生AGC命令经过DA变换变成模拟 电压值，控制无线接收机的增益，还用于将AFE送来的数据进行插值处理，把数字基带数 据转换成约定的格式送给DSP，并接收DSP控制，产生射频开关信号控制功放和低噪放， 产生自动频率控制信号控制压控振荡器VCO；
压控振荡器VCO，用于产生时钟信号，时钟信号不仅直接提供到无线接收机，同时 还经过锁相环PLL处理后提供到FPGA；
数字信号处理器DSP，用于接收来自监控接口或者无线Modem的控制命令，得到第 二转换点，并且搜索FPGA发送过来经过解调和过采样的下行TD-SCDMA数字基带信号， 计算出第一转换点，然后根据两个转换点的信息产生控制功放和低噪放的射频开关信号， 并对下行TD-SCDMA信号进行进一步的分析；
无线Modem，用于和直放站上级网管通信，及时获得第二转换点变化信息并通知DSP 更新射频开关信号。
监控接口，用于和直放站管理模块通信，并接收直放站管理模块的控制；
射频开关控制信号接口，用于开关功放和低噪放。
实现用于TD-SCDMA直放站中获取转换点的装置的方法，包括：
步骤一、直放站上级网管通过无线Modem或者直放站管理模块通过监控接口设置直 放站的工作频率范围和第二转换点的位置，命令所述装置开始工作；
步骤二、所述装置根据设定的频率范围进行扫频，直到找到满足要求的频点为止；
步骤三、所述装置在满足要求的频点上搜索第一转换点，确认满足要求能锁定给定的 频点后，产生开关信号进入步骤三，否则回到步骤二；
步骤四、一旦所述装置锁定某个频点，就不断进行基带解调计算跟踪第一转换点的位 置并及时更新开关信号，同时利用解调出来的基带数据进行AFC操作和进一步得到下行导 频时隙强度、下行导频时隙Ec/N0、和BCH系统消息的分析计算，如果连续N帧数据的 跟踪计算错误次数超过门限，回到步骤三重新进行初始小区搜索。
利用本装置可以彻底解决困扰TD-SCDMA直放站制造商的转换点获取问题，精度高， 抗干扰能力强，易于工程使用；能对直放站下行接收信号的质量、强度、主小区信息进行 监控，大大加强了TD-SCDMA直放站的可维护性和可测试性；能进行BCH译码获取系统 消息，系统扩展性好。
附图说明
图1是TD-SCDMA直放站基本框图；
图2是本发明装置结构示意图；
图3是本发明装置的工作状态图；
图4是系统时延和开关时延配置示意图；
图5是第二转换点的获取示意图。
具体实施方式
图1是TD-SCDMA直放站基本框图。图中施主基站和直放站通过无线传播，但是在 实际应用中不排除电缆和光纤的方式，只要提供给TD-SCDMA同步控制模块的是满足要 求的RF信号即可。TD-SCDMA同步控制模块通过无线Modem收发天线或者监控接口同 上级网管接口，获取第二转换点；通过解调从DLNA出来的下行TD-SCDMA射频信号来 获取第一转换点。一旦正确解调下行TD-SCDMA信号，同步控制模块就能产生控制信号 DLNAEN、DPAEN、ULNAEN和UPAEN来控制下行低噪放DLNA、下行功放DPA、上行低 噪放ULNA、上行功放UPA的开关。
图2是本发明装置的结构。图中所述装置包括无线接收机、模拟前端AFE、压控振 荡器VCO、锁相环PLL、逻辑FPGA、数字信号处理器DSP、无线Modem、监控接口、 射频开关控制信号接口。其中，无线接收机用于接收经过射频耦合而来的TD-SCDMA射 频信号，解调后得到1.6MHz的模拟基带信号，模拟基带分为AI和AQ的I、Q两路传到 AFE。模拟前端AFE，用于将AI和AQ经过AD变换得到数字信号DAT，发送到FPGA。 逻辑FPGA，用于分析AFE送来的数字信号，产生AGC命令经过DA变换变成模拟电压 值，控制无线接收机的增益，还用于将AFE送来的数据进行插值处理，把数字基带数据转 换成约定的格式送给DSP，并接收DSP控制，产生射频开关信号控制功放和低噪放，产生 自动频率控制信号控制压控振荡器VCO。压控振荡器VCO，用于产生时钟信号，时钟信 号不仅直接提供到无线接收机，同时还经过锁相环PLL处理后提供到FPGA。数字信号处 理器DSP，用于接收来自监控接口或者无线Modem的控制命令，得到第二转换点，并且 搜索FPGA发送过来经过解调和过采样的下行TD-SCDMA数字基带信号，计算出第一转 换点，然后根据两个转换点的信息产生控制功放和低噪放的射频开关信号，并对下行 TD-SCDMA信号进行进一步的分析。无线Modem，用于和直放站上级网管通信，及时获 得第二转换点变化信息并通知DSP更新射频开关信号。监控接口，用于和直放站管理模块 通信，并接收直放站管理模块的控制。射频开关控制信号接口，用于开关功放和低噪放。
图3是本发明装置的工作状态和工作状态跃迁图。本装置工作的时候处于四个状态： 空闲态、扫频态、初始小区搜索态和频点锁定跟踪态。工作在空闲状态的时候，不进行基 带解调操作，此时可以进行软件更新等比较费时的维护操作；工作在扫频状态的时候，进 行基带解调，按照用户设定的频率范围扫描满足要求、信号最强的频点；工作在初始小区 搜索状态的时候，本装置尝试锁定到扫频得到最好的频点上，进行基带解调，得到信号最 好的小区并找到第一转换点的精确位置，结合通过无线Modem或者直放站监控接口设定 的第二转换点，产生射频开关控制信号；在频点锁定跟踪状态，本装置不断进行基带解调 和验证计算，如果基带解调和验证计算出错超过设置的门限，本装置进入扫频状态，如果 计算结果满足要求，则更新开关信号，进行AFC操作和其他计算。
结合图2和图3，本装置的工作步骤为：
(1)直放站上级网管通过无线Modem或者直放站管理模块通过监控接口设置 直放站的工作频率范围和第二转换点，命令本装置开工。
(2)DSP通过FPGA控制无线接收机工作在待扫描的频点上，稳定后接收 Nfreqscan帧数据执行5ms帧下行同步码搜索和基本中导码搜索工作；搜索 的结果通过验证，则计算5ms帧下行同步码的平均Ec/N0并保存该点扫描 结果。DSP控制本装置在设定的频段范围内执行所有上述频点扫描，直到 该频段的所有频点都得到扫描为止。当该频段扫描完毕，如果有通过验证 的频点，则选取Ec/N0值最大的为锁定的频点，进行第三步；否则继续进 行本步骤，即频率扫描。
(3)DSP控制无线接收机工作在待锁定的频点上，接收Nfreqlock帧数据进行下 行同步码搜索和基本中导码搜索，如果搜索结果没有通过验证，则转到步 骤2重新开始扫频工作；如果搜索通过，则得到5ms帧中下行同步码的起 始位置，结合开工前得到的第二转换点位置和系统时延、开关时延，计算 出在第一转换点和第二转换点的DLNA、DPA、ULNA和UPA的开关信 号触发精确位置，通过FPGA产生开关控制信号。
(4)一旦装置锁定某个频点，就不断进行基带解调计算跟踪第一转换点的位置 并及时更新开关信号；同时利用解调出来的基带数据进行AFC操作和其 他计算。跟踪第一转换点的位置通过搜索基本中导码实现，具体做法是把 步骤(3)中得到的TS0的中导码位置左移TS_L个码片，执行长度为 TS_L+TS_R个码片的基本中导码搜索工作。如果搜索通过，相关峰最大 的位置即此时最新的TS0的中导码位置，然后由此可以得到第一转换点的 精确位置，如果位置发生变化可以及时更新开关信号；如果搜索不通过， 则认为搜索失败，累加失败计数器Nfail，继续跟踪锁定操作。如果连续N 帧中Nfail次数大于设置的门限，则认为小区参数发生改变或者锁定的频点 发生了改变，转到步骤3中重新进行初始小区搜索工作。进行AFC操作 的目的是为了克服VCO老化或者温度变化而导致的和NodeB之间较大的 频差，提高开关信号的稳定度。在频率锁定跟踪状态，可以得到最新的锁 定小区下行同步码、基本中导码Midamble和小区扰码，还能计算出下行 导频时隙的强度和Ec/No等参数。如果用户想得到进一步的小区系统消息 或者将来第二转换点通过广播消息下发，可以对主公共控制物理信道 P-CCPCH进行解扰、解扩和BCH译码操作，获取相关系统消息。
为了保证搜索速度和搜索精度的统一，步骤(2)和(3)中费时的下行同步码搜索可 以按照1/2码片的精度进行，基本中导码搜索按照大于1/2码片的精度进行，例如1/8码片， 最后控制开关的准确位置参照基本中导码搜索的结果。
如图5，在设立开关信号的时候，需要考虑从无线接收机到FPGA之间的系统时延 T1、DLNA的开时延T2、DPA的开时延T3、ULNA的开时延T4、UPA的开时延T5、DLNA 的关时延T6、DPA的关时延T7、ULNA的关时延T8、UPA的关时延T9。本装置支持通 过监控接口或者无线Modem接口配置这些参数。为了避免上下行功放和低噪放同时打开 损坏系统，应该选取上述参数避免上行低噪放/功放和下行低噪放/功放同时使能。比如在 图5中，T6和T7应该大于T4和T5，T2和T3应该小于T8和T9。为了避免TD-SCDMA 同步控制模块和NodeB时钟不同源而造成的抖动和计算误差，射频开关信号的第一转换点 和第二转换点应该尽量落在保护区间，并且至少应该有一个码片的余量。
图5给出了前面所述的设置第二转换点的可能解决途径。基站控制器RNC的无线资源 管理模块RRM通过各个小区的测量信息计算得到本小区的最优第二转换点，由RNC的操作 维护模块OAM通知网管OMC-R，OMC-R经由本机配置的无线Modem(如短消息模块、GPRS 模块等)通过空中接口通知TD-SCDMA直放站同步模块更改第二转换点。如果用户想手工 设定第二转换点，在通过OMC-R配置RNC的同时，把这个信息通知给TD-SCDMA直放站同 步模块更新。图5中的OMC-R对直放站也进行了管理，这个在实际系统中可能有些不一致， 但是只要直放站的上级网管和OMC-R能通过某种方式通信，上述问题的解决思路同样适用。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 检测装置、检测方法和雷达系统 | 2020-05-08 | 774 |
| 用于动态光照应用的总线协议 | 2020-05-08 | 229 |
| 一种具有外部同步功能的振荡器电路 | 2020-05-11 | 365 |
| 一种FPGA高速收发器及其动态控制方法 | 2020-05-08 | 258 |
| 低通滤波器、锁相环以及雷达系统 | 2020-05-08 | 744 |
| 射频信号放大装置和射频前端模组 | 2020-05-08 | 309 |
| 一种发光组件、调光调色电路及调光调色装置 | 2020-05-08 | 654 |
| 一种智能配电综合监控报警装置用报警电路 | 2020-05-08 | 739 |
| 数字音视频信号时钟同步系统 | 2020-05-11 | 939 |
| 一种用于超声波发生器功放电路的PWM调节驱动装置 | 2020-05-08 | 10 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
