專利名稱：采用五類線傳送gsm/td-scdma信號的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領域，特別是一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA雙模移動信號的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
五類線入戶產(chǎn)品利用用戶原有的網(wǎng)線實現(xiàn)移動信號的入戶覆蓋已經(jīng)獲得運營商的認可，中國移動是國內(nèi)最大運營商，同時兼營2G的GSM網(wǎng)絡和3G的TD-SCDMA網(wǎng)絡，因此要求在一套五類線設備中同時傳送GSM信號和TD-SCDMA信號，但是用戶的網(wǎng)線中1/2/3/6 四芯已經(jīng)用于傳送以太網(wǎng)信號，只空余了 4/5/7/8四芯。按照運營商對有源設備必須可查可控的要求，又使用了 4/5兩芯來傳送RS485監(jiān)控信號，只剩余了 7/8兩芯，必須只通過一對線芯同時傳送GSM和TD-SCDMA兩種信號。由于GSM信號是頻分信號，是通過不同頻率區(qū)分上下行信號，而TD-SCDMA是時分信號，通過不同時隙來區(qū)分上下行信號，TD-SCDMA系統(tǒng)是無法直接使用頻分構(gòu)架的五類線分布系統(tǒng)來傳輸信號。而要求在同一對線芯中傳送GSM和TD-SCDMA信號，必須采用頻分復用的方式，但是由于五類線的工作帶寬有限，工作頻率都限制在0 IOOMHz之間，而GSM的上下行信號需要占用2*19MHz的頻率資源，TD-SCDMA的上下行信號也需要占用2*15MHz的頻率資源，已經(jīng)沒有足夠的頻率保護間隔確保雙系統(tǒng)的安全共存，因此需要對信號進行處理才能保證設備正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA雙模移動信號的方法及系統(tǒng)，能實現(xiàn)GSM信號和TD-SCDMA信號雙模信號在五類線中安全共傳。本發(fā)明的方法采用以下方案實現(xiàn)一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的方法，其特征在于在五類線近端單元采用基帶同步實現(xiàn)輸入TD-SCDMA信號的同步，再通過控制射頻開關(guān)的開關(guān)時序，將TD-SCDMA的上、下行時隙信號分別送入兩個不同的射頻鏈路進行調(diào)制，然后通過網(wǎng)線傳送到五類線遠端單元，再由五類線遠端單元的解調(diào)電路上變頻恢復成同頻的TD-SCDMA射頻信號；利用模擬壓擴解擴技術(shù)，將帶寬為19MHz的GSM信號壓縮到3MHz的頻率范圍內(nèi)在網(wǎng)線中傳輸，在五類線遠端單元再解擴恢復成19MHz。在本發(fā)明一實施例中，采用LC無源濾波器合路GSM和TD-SCDMA中頻信號，并在五類線的7/8線芯傳輸。在本發(fā)明一實施例中，所述的基帶同步采用兩級同步方式進行初始同步接入，第一級采用特征窗匹配進行粗同步，第二級采用匹配濾波器相關(guān)檢測進行細同步。在本發(fā)明一實施例中，進一步包括將所述通過解調(diào)電路上變頻恢復成同頻的 TD-SCDMA射頻信號連接一環(huán)形器，利用環(huán)形器的對信號選擇的方向性，將下行的TD-SCDMA 射頻信號輸出給終端天線，將終端天線接收的TD-SCDMA射頻上行信號送入遠端單元的上行鏈路。
本發(fā)明的裝置采用以下方案實現(xiàn)一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的系統(tǒng)，包括由五類線連接的近端裝置和遠端裝置，其特征在于所述的近端裝置包括基帶同步電路、射頻開關(guān)、TD-SCDMA調(diào)制電路、第一濾波電路、壓擴電路以及統(tǒng)一網(wǎng)管單元；所述的基帶同步電路將的輸出端經(jīng)射頻開關(guān)與所述TD-SCDMA調(diào)制電路連接，所述的TD-SCDMA調(diào)制電路和壓擴電路的輸出信號經(jīng)濾波電路合路后由網(wǎng)線傳送到遠端裝置的第二濾波電路； 所述的遠端裝置還包括合路單元、TD-SCDMA解調(diào)電路、解擴電路以及環(huán)形器；所述第二濾波電路一路依次經(jīng)TD-SCDMA解調(diào)電路、環(huán)形器與合路單元連接，另一路經(jīng)解擴電路與所述合路單元連接。在本發(fā)明一實施例中，所述的第一濾波電路為LC無源濾波器，其將壓擴后的GSM 信號和調(diào)制后的TD-SCDMA中頻信號合路后經(jīng)五類線的7/8線芯傳輸?shù)竭h端裝置。在本發(fā)明一實施例中，所述的近端裝置還包括一用于監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)的統(tǒng)一網(wǎng)
管單元。本發(fā)明在五類線分布系統(tǒng)產(chǎn)品的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上采用了在五類線近端單元安裝基帶同步電路，只需要在近端單元實現(xiàn)設備與輸入TD-SCDMA信號的同步，遠端單元只采用簡單的環(huán)形器射頻結(jié)構(gòu)，不再需要安裝基帶同步電路，實現(xiàn)GSM信號和TD-SCDMA信號雙模信號在五類線中安全共傳，而且降級了遠端單元成本和系統(tǒng)復雜度。


圖1是本發(fā)明實施例中的系統(tǒng)內(nèi)部原理框圖。圖2是本發(fā)明實施例中的系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實施例中的TD-SCDMA時隙幀結(jié)構(gòu)。圖4是本發(fā)明實施例中的TD-SCDMA同步流程圖。圖5是本發(fā)明實施例中的TD-SCDMA調(diào)制、解調(diào)電路。圖6是本發(fā)明實施例中的原始GSM/TD-SCDMA中頻頻譜分布圖。圖7是本發(fā)明實施例中的GSM信號壓擴示意圖。圖8是本發(fā)明實施例中的實際GSM/TD-SCDMA中頻頻譜分布圖。
具體實施例方式本實施例提供了一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的方法，該方法是在在五類線近端單元采用基帶同步實現(xiàn)輸入TD-SCDMA信號的同步，再通過控制射頻開關(guān)的開關(guān)時序，將TD-SCDMA的上、下行時隙信號分別送入兩個不同的射頻鏈路進行調(diào)制，然后通過網(wǎng)線傳送到五類線遠端單元，再由五類線遠端單元的解調(diào)電路上變頻恢復成同頻的 TD-SCDMA射頻信號；同時該方法利用模擬壓擴解擴技術(shù)，將帶寬為19MHz的GSM信號壓縮到3MHz的頻率范圍內(nèi)在網(wǎng)線中傳輸，在五類線遠端單元再解擴恢復成19MHz。為了讓一般技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，下面我們結(jié)合附圖和原理對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，本實施例提供了一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的系統(tǒng)，包括由五類線連接的近端裝置和遠端裝置，其特征在于所述的近端裝置包括基帶同步電路、 射頻開關(guān)、TD-SCDMA調(diào)制電路、第一濾波電路、壓擴電路以及統(tǒng)一網(wǎng)管單元；所述的基帶同步電路將的輸出端經(jīng)射頻開關(guān)與所述TD-SCDMA調(diào)制電路連接，所述的TD-SCDMA調(diào)制電路和壓擴電路的輸出信號經(jīng)濾波電路合路后由網(wǎng)線傳送到遠端裝置的第二濾波電路；所述的遠端裝置還包括合路單元、TD-SCDMA解調(diào)電路、解擴電路以及環(huán)形器；所述第二濾波電路一路依次經(jīng)TD-SCDMA解調(diào)電路、環(huán)形器與合路單元連接，另一路經(jīng)解擴電路與所述合路單元連接。請參照圖2，圖2是本發(fā)明實施例中的系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，下面對本實施例中幾個主要模塊做具體的說明
一、TD-SCDMA基帶同步電路
在以往常規(guī)的TD-SCDMA五類線分布系統(tǒng)產(chǎn)品中，基本上都是采用簡單的檢波同步方式，同步精度差，為了保證同步精度，五類線分布系統(tǒng)的近端單元和遠端單元都需要安裝檢波同步電路，特別是在遠端數(shù)量眾多的五類線分布系統(tǒng)中，這種方法設備成本高，體積大， 不利于大規(guī)模組網(wǎng)的需求。在這次GSM/TD-SCDMA雙模五類線分布系統(tǒng)中，采用基帶同步方式，只需要在近端單元實現(xiàn)設備與輸入TD-SCDMA信號的基帶同步，遠端單元只采用簡單的環(huán)形器射頻結(jié)構(gòu)， 不再需要安裝基帶同步電路，降級了遠端單元成本和設備體積。具體而言是采用兩級同步方式進行初始同步接入，第一級采用特征窗匹配進行粗同步，第二級采用匹配濾波器相關(guān)檢測進行細同步，以快速完成初始同步接入。通過兩級同步方式，在不降低同步精度的前提下大幅提高同步搜索的速度。(1)特征窗匹配實現(xiàn)粗同步
TD-SCDMA系統(tǒng)在設計初期就充分考慮到了快速下行同步的問題，特意將DwPTS(下行導頻時隙)設計成一個單獨的時隙，并且DwPTS不參與智能天線的賦形增益，基站是一直滿功率發(fā)射DwPTS，利用這種獨特的幀結(jié)構(gòu)，采用特征窗匹配的方法，通過檢測下行鏈路信號的功率可以快速估計出DwPTS的大致位置。TSO (時隙0)的有效數(shù)據(jù)長度為848chip (碼片)662. 5us，右側(cè)是16chip的保護時隙，下行導頻時隙D wPTS的左側(cè)是32chip的保護時隙，所以TSO和DwPTS之間的保護間隔是48碼片長度(37. 5us), DwPTS的數(shù)據(jù)寬度為64碼片(50us)，如圖3所示，根據(jù)這個特征，可以通過特征窗匹配的粗同步技術(shù)在時域上估算出DwPTS在時域上的大致位置。如圖 4所示，基帶同步電路內(nèi)部的射頻耦合電路將一部分輸入的射頻信號耦合提取，通過功率檢測芯片進行檢波，將射頻的功率信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號通過抗混疊濾波器后經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，進而通過處理器(如DSP等)對采樣值進行分析處理，通過上述DwPTS 時隙的特征，判斷DwPTS的大致位置，完成粗同步流程。為了加快粗同步的速度，A/D采樣的轉(zhuǎn)換時間設置成Schip的周期，在處理器芯片內(nèi)部編程一個高速比較器，每接收到一個采樣數(shù)據(jù)后，先將數(shù)據(jù)與預制的閥值相比，大于閥值的數(shù)據(jù)則輸出“1”，反之則為“0”，在連續(xù)輸出“00000011111111”的碼流時便在最后一個 “1”結(jié)束時輸出一個高電平觸發(fā)信號，并且進入下一階段的匹配濾波器相關(guān)檢測的細同步階段。(2)匹配濾波器相關(guān)檢測實現(xiàn)細同步
通過特征窗匹配的粗同步，同步精度可以達到Schip，特征窗匹配的同步技術(shù)之所以不能通過提高采樣率實現(xiàn)一步到位的精確同步，是因為在空中無線環(huán)境中，距離不同的各個TD-SCDMA宏基站信號到達接收端后會直接交匯在一起，功率檢測芯片輸出的檢波波形中特征窗會模糊，特征不明顯，無法實現(xiàn)一個碼片級別的精確同步。匹配濾波器相關(guān)檢測的細同步方法和前述的傳統(tǒng)相關(guān)同步在算法上是一致的，也是通過將接收到的碼流數(shù)據(jù)不斷地與SYNC_DL (下行同步碼)做相關(guān)運算，當兩者匹配時可以得到一個峰值數(shù)據(jù)，此時對應的是DwPTS的準確時間位置，如考慮到粗同步的Schip的偏差，只需要在實現(xiàn)粗同步后的(6400chip-64chip-8chip) *0. 78125us=4. 952ms開始相關(guān)運算，并且只需要計算64+8=72chip的數(shù)據(jù)，此時的數(shù)據(jù)量為64*72*200=0. 922MC64為SYNC_ DL長度，200為TD-SCDMA子幀周期的倒數(shù))。不到IM的運算量，只需要很低廉的處理器就可以勝任該同步運算的任務。具體的算法簡化為
其中，i 代表SYNC_DL的起始位置，每個循環(huán)移一位(chip)； j 代表從SYNC_DL的起始位置開始逐chip抽取的序號；
對應每個抽樣值起始點i，都得到一個相關(guān)序列c (i)，找到最大相關(guān)峰的那個相關(guān)序列對應的起始點i值，就對應了 DwPTS的開始時刻，完成了同步過程。二、TD-SCDMA調(diào)制、解調(diào)電路
在GSM/TD-SCDMA雙模五類線分布系統(tǒng)中遠端單元不再需要TD-SCDMA同步電路，在近端單元通過基帶同步電路區(qū)分出TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)中的上下行時隙，通過同步信號控制射頻開關(guān)，在上行時隙的時間段內(nèi)，控制射頻開關(guān)切換到上行射頻鏈路，反之切換到下行射頻鏈路。由于TD-SCDMA本身的上、下行射頻信號是同頻信號，需要調(diào)制成不同中頻頻率的中頻信號才能在網(wǎng)線中通過頻率復用和其他信號一起合路傳輸。如下圖5所示，通過五類線近端單元調(diào)制電路中輸入兩個不同頻率的本振信號， 將工作頻率范圍為2010 2025MHz，占用帶寬為15MHz的TD-SCDMA上、下行信號通過混頻器下變頻到不同頻率，其中上行信號調(diào)制到90士7. 5 MHz,下行信號調(diào)制到135士7. 5 MHz, TD-SCDMA中頻信號通過近端單元的接口板通過網(wǎng)線到達各個五類線遠端單元，遠端單元內(nèi)部首先通過LC濾波器區(qū)分出各個頻率的GSM上、下中頻信號和TD-SCDMA上、下行中頻信號，將TD-SCDMA上、下行中頻信號通過混頻器電路上變頻恢復成同頻的TD-SCDMA射頻信號，為了保證頻率誤差最小，近端單元也通過五類線的7/8線芯傳送IOMHz的參考時鐘信號到遠端單元，遠端單元和近端單元使用一樣的時鐘參考作為頻率綜合器的參考時鐘，獲得相同頻率的本振信號，降低了設備的頻率誤差。通過遠端單元的解調(diào)電路上變頻恢復成射頻信號的TD-SCDMA信號，只需要通過環(huán)形器連接，利用環(huán)形器器件的對信號選擇的方向性，將下行的TD-SCDMA射頻信號輸出給終端天線，將終端天線接收的TD-SCDMA射頻上行信號送入遠端單元的上行鏈路。三、GSM模擬壓擴、解擴電路
之前單模的GSM和TD-SCDMA五類線產(chǎn)品的設計，GSM上行中頻信號工作在 70士9. 5MHz,下行中頻工作在115士9. 5MHz，TD-SCDMA上行中頻信號工作在90士7. 5MHz,下行中頻信號工作在135士7. 5MHz，如圖6所示，其中GSM上行信號70+9. 5=79. 5MHz頻率與
6TD-SCDMA上行信號90-7. 5=82. 5MHz頻率相近，兩者之間只有3MHz的頻率間隔，現(xiàn)有LC濾波器的技術(shù)無法在這么小的頻率保護間隔內(nèi)過濾區(qū)分出兩個系統(tǒng)的不同信號，但是五類線的工作頻率范圍僅為0 150MHz，工作頻率空間又有限，無法通過改變調(diào)制中心頻率來拉開系統(tǒng)的頻率保護間隔。針對這個問題在GSM/TD-S⑶MA雙模五類線分布系統(tǒng)中引入模擬壓擴解擴技術(shù)， 通過這項技術(shù)將原本占用帶寬19MHz的GSM信號壓縮到3MHz，增大GSM信號和TD-SCDMA信號之間的頻率保護間隔，降低LC濾波器要求，主要工作原理是中國移動GSM網(wǎng)絡中每個載波信道占用200KHZ帶寬，19MHz帶寬中一共有95個載波信道，但是正常情況下GSM信源基站的一個扇區(qū)通常只會配置小于等于6載波的載頻板，最多發(fā)射6個載波信道，這就為模擬壓擴的實現(xiàn)提供了可能。在模擬壓擴技術(shù)中，通過監(jiān)控網(wǎng)管平臺輸入信源基站的GSM載波信道號，五類線近端單元的處理器自動根據(jù)輸入GSM載波的信道數(shù)量計算最大的頻率間隔，分配中頻工作信道號。為了抑制鄰頻的互調(diào)干擾，兩載波信號之間至少要錯開400KHz，載波頻率間隔為
f= ^^，N為載波數(shù)量，f取400KHZ的整數(shù)倍，在3MHz的中頻工作帶寬內(nèi)最多支持8 Μ-Λ
載波信號，中頻載波信號自動錯開800KHZ，若只輸入4載波信號，則中頻載波信號自動錯開 800KHz,以此類推。如下圖7所示，在五類線近端單元壓擴時，混頻器的本振LO頻率等于GSM射頻工作頻率-中頻工作頻率，通過不同的本振LO頻率，將輸入的GSM信號下變頻到指定的中頻工作信道上；在遠端單元解擴時，遠端單元的處理器通過近端單元向遠端單元傳送的 RS485監(jiān)控信息中獲知各載波的本振LO頻率，直接設置遠端單元各混頻器的本振LO頻率做上變頻處理，就可以恢復成原始的GSM射頻信號。如下圖8所示，經(jīng)過壓擴解擴處理，GSM 信號和TD-SCDMA信號之間的中頻頻率明顯增大，最小頻率也達到了 11MHz，只需要設計最普通的LC濾波器就可以區(qū)分過濾出GSM和TD-SCDMA中頻信號。四、統(tǒng)一網(wǎng)管單元
之前單模的GSM五類線分布系統(tǒng)和TD-SCDMA五類線分布系統(tǒng)兩種產(chǎn)品都有獨自的網(wǎng)管上位機軟件、下位機監(jiān)控程序、監(jiān)控電路板和無線MODEM，很顯然在GSM/TD-SCDMA雙模五類線分布系統(tǒng)使用兩套監(jiān)控單元很不經(jīng)濟，也造成了設備體積過大，功耗高。針對這個問題，首先在硬件設計上，諸如溫度傳感器、電源模塊、MODEM、監(jiān)控電路板這些硬件設備都只安裝一套，不再重復；其次在下位機監(jiān)控程序設計上，設備管理數(shù)據(jù)諸如設備編號、設備類別等參量都使用統(tǒng)一參量，只區(qū)分設備采樣數(shù)據(jù)和設備設置數(shù)據(jù)，GSM單元和TD-SCDMA單元各自一套設備采樣數(shù)據(jù)和設備設置數(shù)據(jù)。
以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的方法，其特征在于在五類線近端單元采用基帶同步實現(xiàn)輸入TD-SCDMA信號的同步，再通過控制射頻開關(guān)的開關(guān)時序，將TD-SCDMA的上、下行時隙信號分別送入兩個不同的射頻鏈路進行調(diào)制， 然后通過網(wǎng)線傳送到五類線遠端單元，再由五類線遠端單元的解調(diào)電路上變頻恢復成同頻的TD-SCDMA射頻信號；利用模擬壓擴解擴技術(shù)，將帶寬為19MHz的GSM信號壓縮到3MHz的頻率范圍內(nèi)在網(wǎng)線中傳輸，在五類線遠端單元再解擴恢復成19MHz。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA雙模移動信號的裝置， 其特征在于采用LC無源濾波器合路GSM和TD-SCDMA中頻信號，并在五類線的7/8線芯傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的方法，其特征在于所述的基帶同步采用兩級同步方式進行初始同步接入，第一級采用特征窗匹配進行粗同步， 第二級采用匹配濾波器相關(guān)檢測進行細同步。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的方法，其特征在于，進一步包括將所述通過解調(diào)電路上變頻恢復成同頻的TD-SCDMA射頻信號連接一環(huán)形器，利用環(huán)形器的對信號選擇的方向性，將下行的TD-SCDMA射頻信號輸出給終端天線，將終端天線接收的TD-SCDMA射頻上行信號送入遠端單元的上行鏈路。
5.一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的系統(tǒng)，包括由五類線連接的近端裝置和遠端裝置，其特征在于所述的近端裝置包括基帶同步電路、射頻開關(guān)、TD-SCDMA調(diào)制電路、第一濾波電路、壓擴電路以及統(tǒng)一網(wǎng)管單元；所述的基帶同步電路將的輸出端經(jīng)射頻開關(guān)與所述TD-SCDMA調(diào)制電路連接，所述的TD-SCDMA調(diào)制電路和壓擴電路的輸出信號經(jīng)濾波電路合路后由網(wǎng)線傳送到遠端裝置的第二濾波電路；所述的遠端裝置還包括合路單元、 TD-SCDMA解調(diào)電路、解擴電路以及環(huán)形器；所述第二濾波電路一路依次經(jīng)TD-SCDMA解調(diào)電路、環(huán)形器與合路單元連接，另一路經(jīng)解擴電路與所述合路單元連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的系統(tǒng)，其特征在于所述的第一濾波電路為LC無源濾波器，其將壓擴后的GSM信號和調(diào)制后的TD-SCDMA中頻信號合路后經(jīng)五類線的7/8線芯傳輸?shù)竭h端裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA信號的系統(tǒng)，其特征在于所述的近端裝置還包括一用于監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)的統(tǒng)一網(wǎng)管單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用五類線傳送GSM/TD-SCDMA雙模移動信號的方法及系統(tǒng)，其中TD-SCDMA信號鏈路是通過基帶同步電路和調(diào)制電路將時分的TD-SCDMA信號轉(zhuǎn)化成頻分信號,通過不同中頻頻率傳送TD-SCDMA的上、下行信號，同時使用了壓擴技術(shù)，減小GSM信號的占用帶寬，抑制了GSM信號和TD-SCDMA信號之間的頻域干擾，實現(xiàn)GSM信號和TD-SCDMA信號雙模信號的安全共傳。
文檔編號H04W16/20GK102404754SQ20111037363
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者張健榮, 江秀清, 譚金生, 賴克中, 陳群峰 申請人:福建郵科通信技術(shù)有限公司