專(zhuān)利名稱(chēng)：一種td-scdma直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直放站領(lǐng)域，特別是一種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制系統(tǒng)及 方法。
背景技術(shù)：
全球移動(dòng)通信的發(fā)展經(jīng)歷了第一代模擬技術(shù)，第二代數(shù)字窄帶技術(shù)一一2G (GSM和 CDMA)和第三代數(shù)字寬帶技術(shù)——3G(CDMA2000、 WCDMA和TD-SCDMA)。 CDMA2000 是美國(guó)主導(dǎo)的3G標(biāo)準(zhǔn)，WCDMA是歐洲主導(dǎo)的3G標(biāo)準(zhǔn)，而TD-SCDMA是我國(guó)自主提出的 3G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)際3G技術(shù)日益普及的的形勢(shì)下，為了使我國(guó)的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA在未來(lái) 的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地，必須盡早解決TD-SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋及優(yōu)化問(wèn)題。直放站是 解決通信網(wǎng)絡(luò)延伸覆蓋能力的一種優(yōu)選方案，它與基站相比有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資較少和安裝方 便等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于難于覆蓋的盲區(qū)和弱區(qū)，如商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、碼頭、車(chē)站、體育館、 娛樂(lè)廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場(chǎng)所，提高通信質(zhì)量，解決掉話(huà)等問(wèn)題。TD-SCDMA 采用TDD雙工方式，它的上下行信息在同一載頻的不同時(shí)隙上進(jìn)行傳輸。為了提高直放站 功率放大器的效率，進(jìn)而擴(kuò)大直放站覆蓋范圍，需要對(duì)每個(gè)時(shí)隙的功率進(jìn)行有效控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了實(shí)現(xiàn)上述功能，而提供一種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制
系統(tǒng)及方法，該方法能對(duì)TD-SCDMA信號(hào)的每個(gè)時(shí)隙的功率進(jìn)行有效控制。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案。這種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制系
統(tǒng)，該系統(tǒng)包括功率采集單元、控制邏輯單元、微控制器單元和控制接口單元，功率采集單 元由2選1開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器組成；控制邏輯單元采用單片現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA，其內(nèi) 部邏輯包括衰減器設(shè)置定時(shí)模塊、功率采集定時(shí)模塊、功率采集控制模塊、采集數(shù)據(jù)讀取模 塊、采集數(shù)據(jù)處理模塊，衰減器設(shè)置控制模塊和數(shù)據(jù)通信模塊；微控制器單元包含一片普通 微控制器MCU，控制接口單元用于實(shí)現(xiàn)與射頻模塊的接口功能；其中射頻模塊接口輸出的上 行輸出功率/下行輸出功率通過(guò)功率采集單元與功率采集控制模塊的輸入端相連接。
本發(fā)明所述的這種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制方法，包括如T步驟
1) 、衰減器設(shè)置定時(shí)模塊根據(jù)幀同步信號(hào)產(chǎn)生每時(shí)隙的衰減器設(shè)置脈沖；
2) 、功率采集定時(shí)模塊根據(jù)幀同步信號(hào)產(chǎn)生每時(shí)隙的功率采集脈沖；
3) 、功率采集控制模塊在功率采集脈沖有效時(shí)產(chǎn)生當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率采集控制信號(hào)；
4) 、采集數(shù)據(jù)讀取模塊產(chǎn)生數(shù)據(jù)讀取邏輯，通過(guò)功率采集單元讀取當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率
值；
5) 、采集數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)每時(shí)隙的功率值與設(shè)定的門(mén)限值比較，根據(jù)比較結(jié)果設(shè)定下一 幀每時(shí)隙的衰減值；
6) 、衰減器設(shè)置控制模塊根據(jù)上一幀的每時(shí)隙衰減值及衰減器設(shè)置脈沖來(lái)設(shè)置當(dāng)前幀每 時(shí)隙的上下行衰減器；
7) 、循環(huán)1) 6)步。
本發(fā)明有益的效果是1、控制邏輯采用單芯片結(jié)構(gòu)，成本低；2、用硬件FPGA實(shí)現(xiàn)所 有邏輯控制功能，可靠性和實(shí)時(shí)性好；3、通過(guò)2選l開(kāi)關(guān)上/下行功率采用1路A/D轉(zhuǎn)換器 完成采集；4、全部采用RTL代碼編寫(xiě)，可移植性好。綜上所述，這種TD-SCDMA直放站時(shí)隙 功率檢測(cè)及控制方法能有效的解決TD-SCDMA直放站的隙功率檢測(cè)及控制，有助于提高 TD-SCDMA直放站覆蓋效果和覆蓋范圍，對(duì)優(yōu)化TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋具有重要意義，并且 更具有較高的實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理示意圖2是本發(fā)明中控制邏輯單元內(nèi)部邏輯示意圖3是本發(fā)明中控制邏輯單元內(nèi)部邏輯信號(hào)時(shí)序圖4是本發(fā)明系統(tǒng)電原理附圖標(biāo)記說(shuō)明功率采集單元l、控制邏輯單元2、微控制器單元3、控制接口單元4。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹
圖1是系統(tǒng)原理示意圖。這種TD-SC匿A直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制系統(tǒng)，主要包括功率 采集單元1、控制邏輯單元2、微控制器單元3和和控制接口單元4;功率采集單元1由2選 1開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器組成；控制邏輯單元2由單片現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA和射頻(RF)模 塊接口組成，射頻(RF)模塊接口包含上/下行檢波信號(hào)和上/下行衰減器控制信號(hào)；微控制 器單元3只包含一片普通微控制器MCU，控制接口單元4用于實(shí)現(xiàn)與射頻模塊的接口功能。
圖2是控制邏輯單元內(nèi)部邏輯示意圖?？刂七壿媶卧ㄋp器設(shè)置定時(shí)模塊、功率采 集定時(shí)模塊、功率采集控制模塊、采集數(shù)據(jù)讀取模塊、采集數(shù)據(jù)處理模塊，衰減器設(shè)置控制 模塊和數(shù)據(jù)通信模塊。
圖3控制邏輯單元內(nèi)部邏輯信號(hào)時(shí)序圖。包括a時(shí)隙結(jié)構(gòu)圖、b幀結(jié)構(gòu)圖、c衰減器設(shè) 置脈沖圖和d功率采集脈沖圖。DATA1和DATA2是時(shí)隙中的數(shù)據(jù)部分，用于承載用戶(hù)/信令數(shù) 據(jù)；Midarable是時(shí)隙中的訓(xùn)練序列，用于信道估計(jì)和功率電平測(cè)量；G為保護(hù)間隔；TS(TTS6 為1個(gè)幀中的7個(gè)常規(guī)時(shí)隙，其中TS0為下行時(shí)隙，TS1為上行時(shí)隙，其余時(shí)隙可根據(jù)需要 靈活配置成上下或下行時(shí)隙；n表示第n幀，n+l表示第n+l幀；DwPTS、 GP和UpPTS是三個(gè) 特殊時(shí)隙，其中DwPTS為下行同步和小區(qū)搜索時(shí)隙，GP為上/下行保護(hù)間隔時(shí)隙，UpPTS為 上行同步和隨機(jī)接入時(shí)隙。
圖4是系統(tǒng)電原理圖。
功率采集單元1由J5 (檢波功率信號(hào)的輸入接口)、 U3 (2選1通道選擇器)、U4 (A/D 轉(zhuǎn)換器)和C19 (電源濾波電容)組成。U2-5 (通道選擇腳Psel)受控于FPGA， FPGA根據(jù) 上下行的時(shí)隙切換信號(hào)控制U3的通道，當(dāng)在下行時(shí)隙時(shí)控制U3選擇下行輸出功率，當(dāng)在上 行時(shí)隙時(shí)控制U3選擇上行輸出功率。U4受控于FPGA的采集控制邏輯，根據(jù)采集控制邏輯時(shí) 許進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出給FPGA。
控制邏輯單元2由U1 (FPGA)、 Pl (FPGA配置文件下載接口)、 U2 (為FPGA提供10MHz 的運(yùn)行時(shí)鐘)、Jl (幀同步信號(hào)輸入接口)、 J4 (射頻模塊接口，用于衰減器控制信號(hào)輸出) 和若干電阻電容組成。
微控制器單元3由U5 (LPC2103 ARM7微控制器)、Yl (諧振晶體，為U5提供運(yùn)行時(shí)鐘)、U6 (為U5提供上電復(fù)位信號(hào))、JP1 (LPC2103的JTAG調(diào)試接口)、 J3 (LPC21"3的在系統(tǒng)編 程ISP跳線(xiàn))、J2 (LPC2103的ISP接口)、 U7 (為系統(tǒng)提供3. 3V電源)、U8 (為系統(tǒng)提供1.8V 電源)、U9 (RS485電平轉(zhuǎn)換芯片)、J6 (RS485接口)、 J7 (電源接口)和若干電阻電容組成。 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)及控制功能，該功能主要在控制邏輯單元 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)原理步驟如下-
1) 衰減器設(shè)置定時(shí)模塊根據(jù)幀同步信號(hào)產(chǎn)生每時(shí)隙的衰減器設(shè)置脈沖(圖3-c)，具體 在每時(shí)隙的保護(hù)間隔中間；
2) 功率采集定時(shí)模塊根據(jù)幀同步信號(hào)產(chǎn)生每時(shí)隙的功率采集脈沖(圖3-d),具體在每 時(shí)隙中間的訓(xùn)練序列開(kāi)始處；
3) 功率采集控制模塊在功率釆集脈沖有效時(shí)產(chǎn)生當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率采集控制信號(hào)， 該控制信號(hào)滿(mǎn)足功率采集單元中的A/D轉(zhuǎn)換器的控制時(shí)序，不同的A/D轉(zhuǎn)換器需要有不同的 控制信號(hào)時(shí)序；
4) 采集數(shù)據(jù)讀取模塊產(chǎn)生數(shù)據(jù)讀取邏輯，讀取當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率值；
5) 采集數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)每時(shí)隙的功率值與設(shè)定的門(mén)限值比較，根據(jù)比較結(jié)果設(shè)定下一 幀每時(shí)隙的衰減值，具體算法如下-
如果功率值大于門(mén)限值，衰減值就加l，衰減值最大為31，即衰減值加到31后，就算功率值大于門(mén)限值也不再進(jìn)行加1操作； 如果功率值小于門(mén)限值，衰減值就減l，衰減值最小為0，即衰減值減到0后，就算
功率值小于門(mén)限值也不再進(jìn)行減1操作；
6) 衰減器設(shè)置控制模塊根據(jù)上一幀(第n幀)的每時(shí)隙衰減值及衰減器設(shè)置脈沖來(lái)設(shè) 置當(dāng)前幀(第n+l幀)每時(shí)隙的上/下行衰減器，即衰減器設(shè)置脈沖到來(lái)時(shí)，把上一幀的衰 減值寫(xiě)入衰減器，衰減器設(shè)置控制模塊產(chǎn)生寫(xiě)衰減器信號(hào)，包括數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)，其中 數(shù)據(jù)信號(hào)即衰減值，控制信號(hào)實(shí)際是衰減器設(shè)置脈沖的適當(dāng)時(shí)延；
7) 循環(huán)1) ~6)步。 對(duì)以上步驟作如下說(shuō)明
1)每時(shí)隙的衰減器設(shè)置時(shí)間是在每時(shí)隙的保護(hù)間隔中間，使衰減器的設(shè)置對(duì)射頻鏈路
的影響降到最低；
2) 每時(shí)隙功率采集的是每時(shí)隙中間的訓(xùn)練序列(Midamble)的功率；
3) 根據(jù)當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率值與門(mén)限比較得到的每時(shí)隙衰減值只對(duì)下一幀有效；
4) 比較門(mén)限值是微控制器單元通過(guò)FPGA的數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)置的。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技 術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括功率采集單元(1)、控制邏輯單元(2)、微控制器單元(3)和控制接口單元(4)，功率采集單元(1)由2選1開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器組成；控制邏輯單元(2)采用單片現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA，其內(nèi)部邏輯包括衰減器設(shè)置定時(shí)模塊、功率采集定時(shí)模塊、功率采集控制模塊、采集數(shù)據(jù)讀取模塊、采集數(shù)據(jù)處理模塊，衰減器設(shè)置控制模塊和數(shù)據(jù)通信模塊；微控制器單元(3)包含一片普通微控制器MCU，控制接口單元(4)用于實(shí)現(xiàn)與射頻模塊的接口功能；其中射頻模塊接口輸出的上行輸出功率/下行輸出功率通過(guò)功率采集單元(1)與功率采集控制模塊的輸入端相連接。
2、 一種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟1) 、衰減器設(shè)置定時(shí)模塊根據(jù)幀同步信號(hào)產(chǎn)生每時(shí)隙的衰減器設(shè)置脈沖；2) 、功率采集定時(shí)模塊根據(jù)幀同步信號(hào)產(chǎn)生每時(shí)隙的功率采集脈沖；3) 、功率采集控制模塊在功率采集脈沖有效時(shí)產(chǎn)生當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率采集控制信號(hào)；4) 、采集數(shù)據(jù)讀取模塊產(chǎn)生數(shù)據(jù)讀取邏輯，通過(guò)功率采集單元讀取當(dāng)前幀每時(shí)隙的功率值；5) 、采集數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)每時(shí)隙的功率值與設(shè)定的門(mén)限值比較，根據(jù)比較結(jié)果設(shè)定下一 幀每時(shí)隙的衰減值；6) 、衰減器設(shè)置控制模塊根據(jù)上一幀的每時(shí)隙衰減值及衰減器設(shè)置脈沖來(lái)設(shè)置當(dāng)前幀每時(shí)隙的上下行衰減器；7) 、循環(huán)l) 6)步。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制方法，其特征在于所 述步驟5)中的具體算法如下3. 1)、如果功率值大于門(mén)限值，衰減值就加l，衰減值最大為31，即衰減值加到31后，就算功率值大于門(mén)限值也不再進(jìn)行加1操作； 3. 2)、如果功率值小于門(mén)限值，衰減值就減l，衰減值最小為0，即衰減值減到0后，就算功率值小于門(mén)限值也不再進(jìn)行減1操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種TD-SCDMA直放站時(shí)隙功率檢測(cè)控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括功率采集單元、控制邏輯單元、微控制器單元和控制接口單元，功率采集單元由2選1開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器組成；控制邏輯單元采用單片現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA，其內(nèi)部邏輯包括衰減器設(shè)置定時(shí)模塊、功率采集定時(shí)模塊、功率采集控制模塊、采集數(shù)據(jù)讀取模塊、采集數(shù)據(jù)處理模塊，衰減器設(shè)置控制模塊和數(shù)據(jù)通信模塊；控制接口單元用于實(shí)現(xiàn)與射頻模塊的接口功能；其中射頻模塊接口輸出的上行輸出功率/下行輸出功率通過(guò)功率采集單元與功率采集控制模塊的輸入端相連接。本發(fā)明有益的效果是能有效的解決TD-SCDMA直放站的隙功率檢測(cè)及控制，有助于提高TD-SCDMA直放站覆蓋效果和覆蓋范圍，對(duì)優(yōu)化TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋具有重要意義。
文檔編號(hào)H04B7/14GK101183892SQ20071006957
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月16日
發(fā)明者吳志堅(jiān), 曉 施, 洪杭迪, 賴(lài)敏福 申請(qǐng)人:浙江三維通信股份有限公司