一種主從設(shè)備同步的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本技術(shù)屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種LTE(Long Term Evolution system,長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)）的主從設(shè)備時(shí)隙同步和頻率同步的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LTE系統(tǒng)被廣泛的認(rèn)為是準(zhǔn)4G無線通信系統(tǒng)，其具有下行IOOM上行50M的傳 輸速率。國(guó)內(nèi) LTE 采用 TOD燈ime Division Duplexing,時(shí)分雙工）和（FDM(0rthogonal 化equen巧Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用）技術(shù)，接收和傳送在同一頻率信道 (即載波）的不同時(shí)隙，用來保證時(shí)間分離接收和傳送信道，并且要求子載波頻譜相互重 疊，并且有嚴(yán)格的正交性。對(duì)于基于TDD技術(shù)的LTE無線通信系統(tǒng)來說，信號(hào)的上下行切換 有嚴(yán)格的時(shí)間精度要求，一旦上下行切換出現(xiàn)大的時(shí)間誤差，整個(gè)TDD系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)擁痕。 對(duì)于來自發(fā)射機(jī)與接收機(jī)本地振蕩器化0，local oscillator)之間的頻率偏差，稱之為載 波頻偏（CF0, carrier化equen巧offset)。CFO不但造成解調(diào)星座點(diǎn)的相位旋轉(zhuǎn)從而影響 符號(hào)判決，并且還會(huì)使得0抑M系統(tǒng)子載波之間的正交性遭到破壞，從而導(dǎo)致子載波間的相 互干擾（ICLInter carrier inte;rference)，造成系統(tǒng)性能的嚴(yán)重下降。因此，對(duì)于采用 TDD和(FDM技術(shù)的LTE通信系統(tǒng)來說，要進(jìn)行嚴(yán)格的時(shí)間估計(jì)和頻率估計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種主從設(shè)備同步的裝置和方法，在 進(jìn)行時(shí)間估計(jì)的同時(shí)進(jìn)行主從設(shè)備的時(shí)隙同步W及頻率同步。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種主從設(shè)備同步的裝置，包 括：接收天線、主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊、主機(jī)本振發(fā)射模塊、主機(jī)混頻模塊、從機(jī)本振提取模塊、 從機(jī)比較模塊和發(fā)送天線； 陽〇化]所述接收天線的輸出端分別與與主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊的輸入端及主機(jī)混頻模塊的 輸入端相連；所述主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊的輸出端與主機(jī)本振發(fā)射模塊的輸入端相連；所述主 機(jī)本振發(fā)射模塊的輸出端與分別與主機(jī)混頻模塊的輸入端及從機(jī)本振提取模塊的輸入端 相連；所述主機(jī)混頻模塊的輸出端與從機(jī)本振提取模塊的輸入端相連；所述從機(jī)本振提取 模塊的輸出端與從機(jī)比較模塊的輸入端相連；所述從機(jī)比較模塊的輸出端與發(fā)送天線的輸 入端相連。
[0006] 優(yōu)選的，所述主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊包括采樣單元和主同步信號(hào)相關(guān)單元；所述采樣 單元的輸入端作為主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊的輸入端，采樣單元的輸出端與主同步信號(hào)相關(guān)單元 的輸入端相連；所述主同步信號(hào)相關(guān)單元的輸出端作為主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊的輸出端。
[0007] 優(yōu)選的，主機(jī)本振發(fā)射模塊包括本振生成單元和本振信號(hào)處理單元；所述本振生 成單元的輸入端作為主機(jī)本振發(fā)射模塊的輸入端，本振生成單元的輸出端與本振信號(hào)處理 單元的輸入端相連；所述本振信號(hào)處理單元的輸出端作為機(jī)本振發(fā)射模塊的輸出端。
[0008] 優(yōu)選的，所述從機(jī)比較模塊包括從機(jī)比較單元和從機(jī)混頻單元；所述從機(jī)本振提 取模塊的輸出端分別與從機(jī)比較單元的輸入端及從機(jī)混頻單元的輸入端相連；所述從機(jī)比 較單元的輸出端與從機(jī)混頻單元的輸入端相連；所述從機(jī)混頻單元的輸出端作為從機(jī)比較 板塊的輸出端。
[0009] 一種主從設(shè)備同步的方法：主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊對(duì)接收天線傳輸?shù)幕鶐盘?hào)進(jìn)行處 理W獲取主同步信號(hào)的位置信息，生成上下行時(shí)隙切換開關(guān)信號(hào)，并傳輸至主機(jī)本振發(fā)射 模塊；
[0010] 所述主機(jī)本振發(fā)射模塊根據(jù)主同步信號(hào)的位置信息進(jìn)行上下行時(shí)隙切換，并根據(jù) 上下行時(shí)隙切換生成主機(jī)信號(hào)處理用的主機(jī)本振信號(hào)和從機(jī)本振信號(hào)；
[0011] 所述從機(jī)本振信號(hào)分兩路發(fā)送，一路通過主機(jī)混頻模塊與接收天線接收的基帶信 號(hào)進(jìn)行混頻后發(fā)送至從機(jī)本振提取模塊，另一路直接發(fā)送至從機(jī)本振提取模塊；
[0012] 所述從機(jī)本振提取模塊將接收到的信號(hào)發(fā)送至從機(jī)比較模塊進(jìn)行信號(hào)比較來進(jìn) 而控制從機(jī)進(jìn)行上下行時(shí)隙切換。
[0013] 優(yōu)選的，所述主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊中的采樣單元對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng) 的數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行濾波處理得到主同步信號(hào)的時(shí)域數(shù)據(jù)；所述主同步信號(hào)相關(guān)單元對(duì)主同 步信號(hào)的時(shí)域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到主同步信號(hào)的位置信息。
[0014] 優(yōu)選的，所述主機(jī)本振發(fā)射模塊中的本振生成單元根據(jù)主同步信號(hào)的位置信息進(jìn) 行上下行時(shí)隙切換，并生成主機(jī)信號(hào)處理用的主機(jī)本振信號(hào)和從機(jī)本振信號(hào)；所述本振信 號(hào)處理單元將從機(jī)本振信號(hào)進(jìn)行濾波和放大。
[0015] 優(yōu)選的，所述從機(jī)本振提取模塊將接收到的信號(hào)一路發(fā)送至從機(jī)比較模塊中的從 機(jī)混頻單元進(jìn)行混頻；一路進(jìn)入從機(jī)比較單元進(jìn)行檢波得到從機(jī)本振信號(hào)的電平值，并與 基準(zhǔn)電平進(jìn)行比較后得到開關(guān)信號(hào)，進(jìn)而控制從機(jī)混頻單元進(jìn)行上下行時(shí)隙切換；所述基 準(zhǔn)電平是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換忍片將數(shù)字基準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成模擬基準(zhǔn)電平。
[0016] 優(yōu)選的，主機(jī)本振發(fā)射模塊通過主同步信號(hào)相關(guān)單元控制從機(jī)本振信號(hào)在下行時(shí) 隙過程中發(fā)送至從機(jī)本振提取模塊，在信號(hào)上行時(shí)隙過程中停止發(fā)送。
[0017] 優(yōu)選的，所述主同步信號(hào)為R9協(xié)議規(guī)定的S組信號(hào)P。、Pi、P2;主同步信號(hào)的過程 為接收到信號(hào)R，先分別與本地的S組同步信號(hào)P。、Pi、P2進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算,三*兮，"=化I，2， 將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果的最大值95%作為口限值，并記錄得到最大值的已知主信號(hào)Pk;接下來進(jìn) 行相關(guān)運(yùn)算U嫁*部，《=化當(dāng)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果大于口限值時(shí)，表示已經(jīng)確定了主同步信 號(hào)的位置。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 本發(fā)明一種LTE系統(tǒng)的主從設(shè)備同步裝置及方法，通過主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊和主機(jī) 本振發(fā)射模塊在主同步信號(hào)相關(guān)過程中的得到的定時(shí)信息進(jìn)行上下行時(shí)隙切換，W及通過 主機(jī)上下行時(shí)隙切換信息，生成本振信號(hào)發(fā)送給從機(jī)。從機(jī)接收本振信號(hào)后分成兩路，一路 經(jīng)過檢波管和比較器產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)從機(jī)上下行時(shí)隙切換的目的，另一路進(jìn)入混頻器 混頻，實(shí)現(xiàn)載波同步的目的。
[0020] W下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的一種主從設(shè)備同 步的裝置不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】
[0021] 圖1本發(fā)明實(shí)施例提供的主機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；
[0022] 圖2本發(fā)明實(shí)施例提供的從機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；
[0023] 圖1-1本發(fā)明實(shí)施例提供的主機(jī)采樣單元結(jié)構(gòu)框圖；
[0024] 圖1-2本發(fā)明實(shí)施例提供的主機(jī)本振信號(hào)處理單元結(jié)構(gòu)框圖；
[0025] 圖2-1本發(fā)明實(shí)施例提供的從機(jī)本振提取模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[00%] 圖2-2本發(fā)明實(shí)施例提供的從機(jī)比較單元結(jié)構(gòu)框圖；
[0027] 圖3本發(fā)明實(shí)施例提供的主從設(shè)備同步的裝置工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 實(shí)施例，參見圖1至圖3所示，本發(fā)明的一種主從設(shè)備同步的裝置，包括：接收天線 107、主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊101、主機(jī)本振發(fā)射模塊102、主機(jī)混頻模塊108、從機(jī)本振提取模塊 201、從機(jī)比較模塊202和發(fā)送天線203 ;
[0029] 接收天線107 :用于獲取基帶信號(hào)；
[0030] 主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊101 :用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，獲取主同步信號(hào)位置信 息，生成上下行時(shí)隙切換開關(guān)信號(hào)；
[0031] 主機(jī)本振發(fā)射模塊102 :用于根據(jù)主同步信號(hào)的位置信息進(jìn)行上下行時(shí)隙切換， 并根據(jù)上下行時(shí)隙切換生成主機(jī)信號(hào)處理用的主機(jī)本振信號(hào)和從機(jī)本振信號(hào)；
[0032] 主機(jī)混頻模塊108 :用于對(duì)接收天線接收的基帶信號(hào)與本振發(fā)射模塊生成的本振 信號(hào)進(jìn)行混頻處理；
[0033] 從機(jī)本振提取模塊201 ;用于將接收到的信號(hào)發(fā)送至從機(jī)比較模塊202進(jìn)行信號(hào) 比較進(jìn)而控制從機(jī)進(jìn)行上下行時(shí)隙切換；
[0034] 從機(jī)比較模塊202 :用于進(jìn)行信號(hào)比較進(jìn)而控制從機(jī)進(jìn)行上下行時(shí)隙切換；
[0035] 所述接收天線107的輸出端分別與主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊101的輸入端及主機(jī)混頻模 塊108的輸入端相連；所述主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊101的輸出端與主機(jī)本振發(fā)射模塊102的輸 入端相連；所述主機(jī)本振發(fā)射模塊102的輸出端分別與主機(jī)混頻模塊108的輸入端從機(jī)本 振提取模塊201的輸入端相連；所述主機(jī)混頻模塊108的輸出端與從機(jī)本振提取模塊201 的輸入端相連；所述從機(jī)本振提取模塊201的輸出端與從機(jī)比較模塊202的輸入端相連； 所述從機(jī)比較模塊202的輸出端與發(fā)送天線203的輸入端相連。
[0036] 所述主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊101包括依次相連采樣單元106和主同步信號(hào)相關(guān)單元 105 ;所述采樣單元106包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器116、濾波模塊126。
[0037] 所述主機(jī)本振發(fā)射模塊102包括依次相連的本振生成單元104和本振信號(hào)處理單 元103 ;所述本振生成單元104包括晶振和VCO ;所述本振信號(hào)處理單元103包括信號(hào)選擇 器113、濾波器123。
[0038] 所述從機(jī)比較模塊202包括從機(jī)比較單元205和從機(jī)混頻單元204 ;所述從機(jī)本 振提取模塊201的輸出端分別與從機(jī)比較單元205的輸入端及從機(jī)混頻單元204的輸入端 相連；所述從機(jī)比較單元205的輸出端與從機(jī)混頻單元204的輸入端相連；所述從機(jī)混頻 單元204的輸出端作為從機(jī)比較模塊202的輸出端；所述從機(jī)比較單元205包括從機(jī)檢波 管215、從機(jī)比較器225、數(shù)模轉(zhuǎn)換忍片235。
[0039] 所述從機(jī)本振提取模塊201包括禪合器211、濾波器221、放大器231。
[0040] 一種主從設(shè)備同步的方法，參見圖1至圖3所示，主機(jī)時(shí)間估計(jì)模塊101對(duì)接收天 線107傳輸?shù)幕鶐盘?hào)進(jìn)行處理W獲取主同步信號(hào)的位置信息，生成上下行時(shí)隙切換開關(guān) 信號(hào)，并傳輸至主機(jī)本振發(fā)射模塊102 ;
[0041] 所述主機(jī)本振發(fā)射模塊102根據(jù)主同步信號(hào)的位