Td-scdma直放站時隙功率檢測控制系統的製作方法
2023-06-19 13:16:01 2
專利名稱：Td-scdma直放站時隙功率檢測控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直放站領域，特別是一種TD-SCDMA直放站時隙功率檢測控制系統。
背景技術：
全球移動通信的發展經歷了第一代模擬技術，第二代數字窄帶技術——2G (GSM和 CDMA)和第三代數字寬帶技術——3G(CDMA2000、 WCDMA和TD-SCDMA)。 CDMA2000 是美國主導的3G標準，WCDMA是歐洲主導的3G標準，而TD-SCDMA是我國自主提出的 3G國際標準。在國際3G技術日益普及的的形勢下，為了使我國的3G標準TD-SCDMA在未來 的市場競爭中佔有一席之地，必須儘早解決TD-SCDMA系統網絡覆蓋及優化問題。直放站是 解決通信網絡延伸覆蓋能力的一種優選方案，它與基站相比有結構簡單、投資較少和安裝方 便等優點，可廣泛用於難於覆蓋的盲區和弱區，如商場、賓館、機場、碼頭、車站、體育館、 娛樂廳、地鐵、隧道、高速公路、海島等各種場所，提高通信質量，解決掉話等問題。TD-SCDMA 採用TDD雙工方式，它的上下行信息在同一載頻的不同時隙上進行傳輸。為了提高直放站 功率放大器的效率，進而擴大直放站覆蓋範圍，需要對每個時隙的功率進行有效控制。
實用新型內容
本實用新型的目的正是為了實現上述功能，而提供一種TD-SCDMA直放站時隙功率檢測
控制系統，該系統能對TD-SCDMA信號的每個時隙的功率進行有效控制。
本實用新型解決其技術問題採用的技術方案。這種TD-SCDMA直放站時隙功率檢測控
制系統，該系統包括功率採集單元、控制邏輯單元、微控制器單元和控制接口單元，功率採
集單元由2選1開關和A/D轉換器組成；控制邏輯單元採用單片現場可編程邏輯器件FPGA，
其內部邏輯包括衰減器設置定時模塊、功率採集定時模塊、功率採集控制模塊、採集數據讀
取模塊、採集數據處理模塊，衰減器設置控制模塊和數據通信模塊；微控制器單元包含一片
普通微控制器MCU，控制接口單元用於實現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/下行輸出功率通過功率採集單元與功率採集控制模塊的輸入端相連接。
本實用新型有益的效果是1、控制邏輯採用單晶片結構，成本低；2、用硬體FPGA實 現所有邏輯控制功能，可靠性和實時性好3、通過2選1開關上/下行功率採用1路A/D轉 換器完成採集；4、全部採用RTL代碼編寫，可移植性好。綜上所述，這種TD-SCDMA直放站 時隙功率檢測及控制方法能有效的解決TD-SCDMA直放站的隙功率檢測及控制，有助於提 高TD-SCDMA直放站覆蓋效果和覆蓋範圍，對優化TD-SCDMA網絡覆蓋具有重要意義， 並且更具有較高的實用價值。
圖1是本實用新型的系統原理示意圖2是本實用新型中控制邏輯單元內部邏輯示意圖3是本實用新型中控制邏輯單元內部邏輯信號時序圖4是本實用新型系統電原理附圖標記說明功率採集單元l、控制邏輯單元2、微控制器單元3、控制接口單元4。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步介紹
圖1是系統原理示意圖。這種TD-SCDMA直放站時隙功率檢測控制系統，主要包括功率 採集單元1、控制邏輯單元2、微控制器單元3和和控制接口單元4;功率採集單元1由2選 1開關和A/D轉換器組成；控制邏輯單元2由單片現場可編程邏輯器件FPGA和射頻(RF)模 塊接口組成，射頻(RF)模塊接口包含上/下行檢波信號和上/下行衰減器控制信號；微控制 器單元3隻包含一片普通微控制器MCU，控制接口單元4用於實現與射頻模塊的接口功能。
圖2是控制邏輯單元內部邏輯示意圖。控制邏輯單元包括衰減器設置定時模塊、功率採 集定時模塊、功率採集控制模塊、採集數據讀取模塊、採集數據處理模塊，衰減器設置控制 模塊和數據通信模塊。
圖3控制邏輯單元內部邏輯信號時序圖。包括a時隙結構圖、b幀結構圖、c衰減器設 置脈衝圖和d功率採集脈衝圖。DATA1和DATA2是時隙中的數據部分，用於承載用戶/信令數 據；Midamble是時隙中的訓練序列，用於信道估計和功率電平測量；G為保護間隔；TS(TTS6
為1個幀中的7個常規時隙，其中TSO為下行時隙，Tsr為上行對隙，^ 氽時咪可根據需要 靈活配置成上下或下行時隙；n表示第n幀，n+l表示第n+l幀；DwPTS、 GP和UpPTS是三個 特殊時隙，其中DwPTS為下行同步和小區搜索時隙，GP為上/下行保護間隔時隙，UpPTS為 上行同步和隨機接入時隙。 圖4是系統電原理圖。
功率採集單元1由J5 (檢波功率信號的輸入接口)、 U3 (2選1通道選擇器)、U4 (A/D 轉換器)和C19 (電源濾波電容)組成。U2-5 (通道選擇腳Psel)受控於FPGA， FPGA根據 上下行的時隙切換信號控制U3的通道，當在下行時隙時控制U3選擇下行輸出功率，當在上 行時隙時控制U3選擇上行輸出功率。U4受控於FPGA的採集控制邏輯，根據釆集控制邏輯時 許進行A/D轉換，並把轉換結果輸出給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10圖z 的運行時鐘)、Jl (幀同步信號輸入接口)、 J4 (射頻模塊接口，用於衰減器控制信號輸出) 和若干電阻電容組成。
微控制器單元3由U5 (LPC2103ARM7微控制器)、Yl (諧振晶體，為U5提供運行時鐘)、 U6 (為U5提供上電復位信號)、JP1 (LPC2103的JTAG調試接口)、 J3 (LPC2103的在系統編 程ISP跳線)、J2 (LPC2103的ISP接口)、 U7 (為系統提供3. 3V電源)、U8 (為系統提供1.8V 電源)、U9 (RS485電平轉換晶片)、J6 (RS485接口)、 J7 (電源接口)和若干電阻電容組成。
本實用新型實現了 TD-SCDMA直放站時隙功率檢測及控制功能，該功能主要在控制邏輯 單元內部實現，其實現原理步驟如下
1) 衰減器設置定時模塊根據幀同步信號產生每時隙的衰減器設置脈衝(圖3-c)，具體 在每時隙的保護間隔中間；
2) 功率採集定時模塊根據幀同步信號產生每時隙的功率採集脈衝(圖3-d)，具體在每 時隙中間的訓練序列開始處；
3) 功率採集控制模塊在功率採集脈衝有效時產生當前幀每時隙的功率釆集控制信號， 該控制信號滿足功率採集單元中的A/D轉換器的控制時序，不同的A/D轉換器需要有不同的 控制信號時序；
4) 釆集數據讀取模塊產生數據讀取邏輯，讀取當前幀每時隙&^力率值；
5) 採集數據處理模塊對每時隙的功率值與設定的門限值比較，根據比較結果設定下一 幀每時隙的衰減值，具體算法如下-
如果功率值大於門限值，衰減值就加l，衰減值最大為31，即衰減值加到31後，就
算功率值大於門限值也不再進行加1操作； *如果功率值小於門限值，衰減值就減l，衰減值最小為0，即衰減值減到0後，就算
功率值小於門限值也不再進行減1操作；
6) 衰減器設置控制模塊根據上一幀(第ri幀)的每時隙衰減值及衰減器設置脈衝來設 置當前幀(第n+l幀)每時隙的上/下行衰減器，即衰減器設置脈衝到來時，把上一幀的衰 減值寫入衰減器，衰減器設置控制模塊產生寫衰減器信號，包括數據信號和控制信號，其中 數據信號即衰減值，控制信號實際是衰減器設置脈衝的適當時延；
7) 循環1) ~6)步。 對以上步驟作如下說明
1) 每時隙的衰減器設置時間是在每時隙的保護間隔中間，使衰減器的設置對射頻鏈路
的影響降到最低；
2) 每時隙功率採集的是每時隙中間的訓練序列(Midamble)的功率；
3) 根據當前幀每時隙的功率值與門限比較得到的每時隙衰減值只對下一幀有效；
4) 比較門限值是微控制器單元通過FPGA的數據通信模塊設置的。
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成 的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
權利要求1、一種TD-SCDMA直放站時隙功率檢測控制系統，其特徵在於該系統包括功率採集單元(1)、控制邏輯單元(2)、微控制器單元(3)和控制接口單元(4)，功率採集單元(1)由2選1開關和A/D轉換器組成；控制邏輯單元(2)採用單片現場可編程邏輯器件FPGA，其內部邏輯包括衰減器設置定時模塊、功率採集定時模塊、功率採集控制模塊、採集數據讀取模塊、採集數據處理模塊，衰減器設置控制模塊和數據通信模塊；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)用於實現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/下行輸出功率通過功率採集單元(1)與功率採集控制模塊的輸入端相連接。
2、 根據權利要求1所述的TD-SCDMA直放站時隙功率檢測控制系統，其特徵在於該 控制系統中控制程序的流程如下1) 、衰減器設置定時模塊根據幀同步信號產生每時隙的衰減器設置脈衝；2) 、功率採集定時模塊根據幀同步信號產生每時隙的功率採集脈衝；3) 、功率採集控制模塊在功率採集脈衝有效時產生當前幀每時隙的功率採集控制信號；4) 、採集數據讀取模塊產生數據讀取邏輯，通過功率採集單元讀取當前幀每時隙的功率值；5) 、採集數據處理模塊對每時隙的功率值與設定的門限值比較，根據比較結果設定下一 幀每時隙的衰減值；6) 、衰減器設置控制模塊根據上一幀的每時隙衰減值及衰減器設置脈衝來設置當前幀每 時隙的上下行衰減器；7) 、循環l) 6)步。
專利摘要本實用新型涉及一種TD-SCDMA直放站時隙功率檢測控制系統，該系統包括功率採集單元、控制邏輯單元、微控制器單元和控制接口單元，功率採集單元由2選1開關和A/D轉換器組成；控制邏輯單元採用單片現場可編程邏輯器件FPGA，其內部邏輯包括衰減器設置定時模塊、功率採集定時模塊、功率採集控制模塊、採集數據讀取模塊、採集數據處理模塊，衰減器設置控制模塊和數據通信模塊；控制接口單元用於實現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/下行輸出功率通過功率採集單元與功率採集控制模塊的輸入端相連接。本實用新型有益的效果是能有效的解決TD-SCDMA直放站的隙功率檢測及控制，有助於提高TD-SCDMA直放站覆蓋效果和覆蓋範圍，對優化TD-SCDMA網絡覆蓋具有重要意義。
文檔編號H04B7/005GK201063624SQ200720111929
公開日2008年5月21日 申請日期2007年7月16日 優先權日2007年7月16日
發明者吳志堅, 曉 施, 洪杭迪, 賴敏福 申請人:浙江三維通信股份有限公司