一種td-scdma系統時隙上下行方向的檢測方法及裝置的製作方法
2023-04-26 12:54:11
專利名稱：一種td-scdma系統時隙上下行方向的檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種TD-SCDMA系統時隙上下行方向的 檢測方法及裝置。
背景技術：
在時分-同步碼分多址(TD-SCDMA, Time-Division Synchronization Code Division Multiple Access)系統中， 一個無線幀長為10ms,分成兩個5ms子幀。 這兩個子幀的結構完全相同。如圖1所示，為TD-SCDMA系統的子幀結構。 每個子幀包括7個常規時隙(TS0 ~ 6 )和3個特殊時隙(DwPTS、 GP和UpPTS )。 其中時隙0(TS0， Time Slot 0 )和下行導頻信道(DwPCH， Downlink Pilot Channel)固定為下行時隙；上行導頻信道(UpPCH, Uplink Pilot Channel) 和TS1固定為上行時隙；TS2至TS6均可以配置為上行時隙或下行時隙，上 行和下行時隙之間由轉換點(Switch Point)分隔。
一個子幀有且僅有兩個轉換點，第一轉換點(Switch Point 1)固定位於 DwPCH和UpPCH之間，第二轉換點(Switch Point 2 )位置可以在TS1至TS6 中任何一個時隙的末尾。由於第二轉換點的位置可變，因此，上下行時隙數 可以靈活地根據需要進行對稱分配或者非對稱分配。然而，正是因為第二轉 換點的位置是可變的，所以如果不能準確的知道第二轉換點的位置，則就無 法判斷TS2至TS6的上下行方向。
目前，現有方案無法獲得所有時隙的上下行方向，除非解析無線網絡空口 信令來獲知某相鄰的兩個時隙正好是前一個為上行、後一個為下行，則可以 斷定第二轉換點在該相鄰時隙之間，且TS1至該轉換點之前的時隙均為上行 方向，該轉換點至TS6均為下行方向。
此外，作為一種有效的網絡優化產品，直放站為移動通信網近十年的發展 作出了巨大貢獻。同樣，對於TD-SCDMA系統的優化，直放站也起到了很重 要的作用。然而，現有直放站無法獲知第二轉換點的位置，只能支持第二轉 換點位置固定的情況。這樣，現有直放站用於TD-SCDMA系統，不僅無法體 現系統本身上下行業務可以靈活分配的重要特性；而且對於支持可變第二轉 換點位置的網絡而言，還會對系統性能產生限制。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種TD-SCDMA系統時隙上下行方 向的檢測方法，能夠簡單而有效的判斷所有時隙的上下行方向，並根據判斷 結果判斷第二轉換點的位置。
此外，本發明要解決的技術問題還在於提供TD-SCDMA系統時隙上下行 方向的檢測裝置，能夠使應用於TD-SCDMA系統的直放站準確地判斷所有時 隙的上下行方向，很好地支持第二轉換點位置的動態變化。
實現本發明目的的技術方案如下
一種TD-SCDMA系統時隙上下行方向的檢測方法，包括如下步驟 獲取TS0至TS6各個時隙的定時信息； 分別計算TS2至TS6相對於TS0的定時同步偏差； 分別將TS2至TS6的定時同步偏差與判決門限進行比較 如果存在大於判決門限的時隙，則確定大於判決門限且具有最大時隙號 的時隙，那麼TS2至該時隙均為上行時隙，該時隙至TS6均為下行時隙； 如果不存在大於判決門限的時隙，則TS2至TS6均為下行時隙。 其中按照以下步驟獲取TS0至TS6各個時隙的定時信息 提取相應時隙的中間碼數據； 通過信道估計獲得信道衝激響應； 計算得到相應時隙的定時信息。
優選的，按照以下步驟計算得到相應時隙的定時信息 在信道沖激響應峰值位置附近通過插值以獲得1/8碼片精度的峰值位置， 從而得到相應時隙的定時位置。
所述判決門限是根據實際環境確定一定的時間提前量。 優選的，所述時間提前量為3/8碼片。
此外，本發明也提供一種TD-SCDMA系統時隙上下行方向的檢測裝置， 包括
信息處理單元，用於從接收信號獲取TS0至TS6各個時隙的定時信息； 同步偏差計算單元，用於利用取得的定時信息計算TS2至TS6相對於TS0 的定時同步偏差；
方向判斷單元，用於分別將TS2至TS6的同步偏差與判決門限進行比較， 判斷各個時隙的上下行方向
如果存在大於判決門限的時隙，則確定大於判決門限且具有最大時隙號 的時隙，那麼TS2至該時隙均為上行時隙，該時隙至TS6均為下行時隙；
如果不存在大於判決門限的時隙，則TS2至TS6均為下行時隙。
優選的，所述信息處理單元更進一步包括
射頻接收單元，用於接收射頻信號並將其下變頻為模擬基帶信號；
基帶接收單元，用於將所述模擬基帶信號轉換為數字基帶信號，並分別 送至信道估計單元和下行同步單元；
信道估計單元，用於根據數字基帶信號提取相應時隙的中間碼數據，執 行信道估計獲得信道衝激響應，並得到相應時隙的定時信息；
下行同步單元，用於獲得並維持與基站的下行同步。
優選的，所述信道估計單元獲得信道衝激響應，在信道沖激響應峰值位 置附近通過插值以獲得1/8碼片精度的峰值位置，從而得到相應時隙的定時位 置。
所述判決門限是根據實際環境確定一定的時間提前量。 優選的，所述時間提前量為3/8碼片。
與現有技術相比，本發明提供的技術方案具有如下有益效果 本發明充分利用TD-SCDMA系統上下行時隙固有的定時差異特性，簡單 而有效的判斷所有時隙的上下行方向。通過獲取TS0至TS6各個時隙的定時 信息，用以分別計算TS2至TS6相對於TS0的定時同步偏差；再分別將TS2 至TS6的定時同步偏差與判決門限進行比較，從而有效的判斷各個時隙的上 下行方向，還能根據各個時隙上下行方向的判斷結果，準確斷定第二轉換點 在具有最大時隙號的上行時隙與具有最小時隙號的下行時隙之間。
此外，應用本發明技術方案的TD-SCDMA系統直放站不僅能夠支持第二 轉換點位置固定的情況，還可以很好地支持第二轉換點位置的動態變化，從 而更好的滿足TD-SCDMA系統上下行業務可以非對稱配置這一重要特性的 需求。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步描述。
圖1是TD-SCDMA系統的子幀結構示意圖； 圖2是TD-SCDMA系統上下行時隙定時差異示意圖； 圖3是本發明TD-SCDMA系統時隙上下行方向的鬥企測流程圖； 圖4是本發明TD-SCDMA系統的直放站架構圖； 圖5是本發明直放站的控制裝置結構示意圖。
具體實施例方式
對於TD-SCDMA系統，第一轉換點位置固定，TS0固定為下行時隙，TS1 固定為上行時隙，只有第二轉換點的位置可變，因此，只要判斷或已知TSn 為上行時隙，則TS2至TSn均為上行時隙；或只要判斷或已知TSm為下行時 隙，則TSm至TS6均為下行時隙，n和m的可能取值均為[2，3，4，5,6]。
目前，只有網絡側可以準確地知道第二轉換點的位置，因此也知道TS2 至TS6的上下行方向。網絡側為上下行公共信道，如物理隨機接入信道 (PRACH， Physical Random Access Channel)、前向物理接入信道(FPACH , Forward Physical Access Channel )、 尋呼指示信道(PCH， Paging Indicator Channel)等分配的時隙可以從基站廣播的系統消息中獲得，如果這些時隙不 是分配在TSO和TS1,則相應的時隙方向可以當作已知信息。
不失一般性，下面的描述均假定為公共信道分配的時隙不在TS2至TS6 範圍內，即網絡側將TS2至TS6分配為業務時隙，而採用本發明技術方案檢 測這些時隙的上下行方向。
本發明利用上下行時隙固有的定時差異來判斷時隙的上下行方向。基本原 理^口下
TD-SCDMA系統對定時的要求非常嚴格，上下行同步精度要求保持在 1/8chip以內。 一般，TD-SCDMA系統以TSO起始位置為幀定時參考點。當直 放站獲得與基站之間的下行同步後，各下行時隙的定時和幀定時是完全同步 的，即各下行時隙的相對位置完全固定，定時偏差恆定為0。然而，在實際應 用中，直放站和基站之間總是存在一定的傳播距離，所以上行時隙的定時總 是相對於以下行時隙定時為參照的標準上行時隙位置有一定的時間提前量 (0 ... 255.875 chips,參考3GPPTS25.123 )。
TD-SCDMA系統上下行時隙定時差異如圖2所示TS3和TS4為上行時 隙，TS5為下行時隙，根據下行定時，TS4的起始位置在t0,而TS4的實際 發送時刻在tl,比以下行定時為參考的標準時刻tO有一定的提前量。即上下 行時隙的定時存在固有偏差(發送提前量)，而且，當直放站和基站之間的傳 播距離越遠，上行發送提前量越大，即上下行定時偏差越大，本發明充分利 用TD-SCDMA系統上下行信號的這個特徵用於區分各個時隙的上下行方向。
下面，結合圖3詳細說明在TD-SCDMA系統檢測時隙上下行方向的過程， 具體如下
步驟301、獲得TS0至TS6各個時隙的定時信息
具體而言，TSO至TS6各個時隙的定時信息可以通過信道衝激響應(CIR， Channel Impulse Response )來獲得，可以按照以下步驟獲取 首先，提取相應時隙的中間碼數據； 然後，執行信道估計，獲得信道衝激響應；
最後，在信道沖激響應峰值位置附近通過插值以獲得1/8碼片精度的峰值 位置，該位置即為計算出來的1/8碼片精度的定時位置信息。
步驟302、根據獲得的各個時隙的定時信息，分別計算TS2至TS6相對 於TSO的定時同步偏差；
步驟303、分別將TS2至TS6的定時同步偏差與判決門限進行比較如 果存在大於判決門限的時隙，則繼續步驟304，否則轉入步驟305;
步驟304、確定大於判決門限且具有最大時隙號的時隙，那麼TS2至該 時隙均為上行時隙，該時隙至TS6均為下行時隙；
步驟305、不存在大於判決門限的時隙，則只有TS1為上行時隙，餘下 的TS2至TS6均為下行時隙。
其中，在上述步驟303至305中，若計算的定時位置相對於以下行幀定時 為參考的標準位置有一定的時間提前量，則該時隙為上行，故TS2至該時隙 均為上行時隙；若沒有時間提前量或基本一致則該時隙為下行，故TS2至TS6 均為下行時隙。這裡考慮到測量誤差可能帶來的影響，取一定的時間提前量 作為判決門限，該判決門限值可以根據仿真或者現場試驗得出。判決門限越 大，則判決結果越可靠，但要求檢測點(如直放站位置)與基站之間的傳播
距離越遠。 一般，該判決門限可以定為3/8chip。 TD-SCDMA系統中，1/8chip 對應傳播距離為29.3m， 3/8chip對應傳播距離為87.9m。
此外，根據上述時隙上下行方向的判斷結果，可以斷定第二轉換點在具 有最大時隙號的上行時隙與具有最小時隙號的下行時隙之間。如果在已經判 斷出來的最大時隙號上行時隙和最小時隙號下行時隙之間，存在沒有信號的 時隙，則假定為下行時隙對直放站性能也沒有影響，故本發明假定最大時隙 號上行時隙之後至TS6的所有時隙均為下行時隙。
採用本發明判斷方法的直放站的架構如圖4所示，其中包括
控制單元(CU, Control Unit) 401 ，為直放站的核心部件，本發明的時 隙上下行方向判斷主要是在直放站的控制單元中實現；該控制單元可以復用 施主天線，也可以使用獨立的檢測天線405來接收雙向信號，圖中假定使用 獨立的檢測天線。
以及單刀雙擲開關402，在圖中表示為SW1和SW2;
單向放大電路403，在圖中表示為P1和P2。
當控制單元401衝企測出時隙上下行方向後，控制兩個開關402和兩個放 大電路403完成雙向信號的轉發工作。
再如圖5所示，為控制單元401的內部主要結構示意圖。該控制單元401 包括射頻接收機501、基帶接收機502、信道估計單元503、下行同步單元 504、同步偏差計算單元505、方向判斷單元506、以及控制信號產生單元507。
其中首先，射頻接收機501將檢測天線405接收下來的射頻信號下變 頻為模擬基帶信號，經由基帶接收機502轉換為數字基帶信號；然後，送至 信道估計單元503和下行同步單元504，獲得下行同步並維持與基站的下行同 步；時隙同步偏差計算單元505利用信道估計和下行同步的結果計算各個時 隙的同步偏差，通過方向判斷單元506判斷各個時隙的上下行傳播方向，最 後由控制信號產生單元507產生控制信號控制直放站的開關及放大電路工作。
控制直放站的開關及放大電路工作中
對於下行信號，開關SW1和SW2均接通Pl側，直放站通過施主天線404 將基站發送的下行信號接收下來，經P1放大後由重發天線406發送給終端； 對於上行信號，開關SW1和SW2均接通P2側，直放站通過重發天線406 將來自終端的上行信號接收下來，經P2放大後由施主天線404發送給基站。 由於這兩個開關始終是同時動作，所以這兩個單刀雙擲開關也可以用一 個雙刀雙擲開關代替。
此外，各個時隙的定時信息是通過信道沖激響應來獲得的，具體是通過 上述信道估計單元503,根據數字基帶信號提取相應時隙的中間碼數據，執行 信道估計獲得信道衝激響應，在信道衝激響應峰值位置附近通過插值以獲得 1/8碼片精度的峰值位置，從而得到相應時隙的定時位置信息。
此外，還可以將本發明所述檢測方法應用到TD-SCDMA終端模塊中，再 將該終端模塊作為控制單元應用於TD-SCDMA直放站中。
Duplex)系統，比如第三代移動通信標準定義的高碼片速率選項TD-CDMA 系統。
以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在 本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1、一種TD-SCDMA系統時隙上下行方向的檢測方法，其特徵在於，包括如下步驟獲取TS0至TS6各個時隙的定時信息；分別計算TS2至TS6相對於TS0的定時同步偏差；分別將TS2至TS6的定時同步偏差與判決門限進行比較如果存在大於判決門限的時隙，則確定大於判決門限且具有最大時隙號的時隙，那麼TS2至該時隙均為上行時隙，該時隙至TS6均為下行時隙；如果不存在大於判決門限的時隙，則TS2至TS6均為下行時隙。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於按照以下步驟獲取TS0至 TS6各個時隙的定時信息提取相應時隙的中間碼數據； 通過信道估計獲得信道衝激響應； 計算得到相應時隙的定時信息。
3、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於按照以下步驟計算得到相應 時隙的定時信息在信道衝激響應峰值位置附近通過插值以獲得1/8碼片精度的峰值位置， 從而得到相應時隙的定時位置。
4、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於所述判決門限是根據實際環 境確定一定的時間衝是前量。
5、 如權利要求4所述的方法，其特徵在於所述時間提前量為3/8碼片。
6、 一種TD-SCDMA系統時隙上下行方向的檢測裝置，其特徵在於，包括信息處理單元，用於從接收信號獲取TS0至TS6各個時隙的定時信息； 同步偏差計算單元，用於利用取得的定時信息計算TS2至TS6相對於TS0 的定時同步偏差；方向判斷單元，用於分別將TS2至TS6的同步偏差與判決門限進行比較， 判斷各個時隙的上下行方向如果存在大於判決門限的時隙，則確定大於判決門限且具有最大時隙號 的時隙，那麼TS2至該時隙均為上行時隙，該時隙至TS6均為下行時隙； 如果不存在大於判決門限的時隙，則TS2至TS6均為下行時隙。
7、 如權利要求6所述的檢測裝置，其特徵在於，所述信息處理單元更進 一步包括射頻接收單元，用於接收射頻信號並將其下變頻為模擬基帶信號；基帶接收單元，用於將所述模擬基帶信號轉換為數字基帶信號，並分別 送至信道估計單元和下行同步單元；信道估計單元，用於根據數字基帶信號提取相應時隙的中間碼數據，執 行信道估計獲得信道衝激響應，並得到相應時隙的定時信息；下行同步單元，用於獲得並維持與基站的下行同步。
8、 如權利要求7所述的檢測裝置，其特徵在於，所述信道估計單元獲得 信道衝激響應，在信道衝激響應峰值位置附近通過插值以獲得1/8碼片精度的 峰值位置，從而得到相應時隙的定時位置。
9、 如權利要求6所述的檢測裝置，其特徵在於所述判決門限是根據實 際環境確定一定的時間提前量。
10、如權利要求9所述的檢測裝置，其特徵在於所述時間提前量為3/8 碼片。
全文摘要
本發明提供一種TD-SCDMA系統時隙上下行方向的檢測方法，包括步驟獲取TS0至TS6各個時隙的定時信息；分別計算TS2至TS6相對於TS0的定時同步偏差；分別將TS2至TS6的定時同步偏差與判決門限進行比較如果存在大於判決門限的時隙，則確定大於判決門限且具有最大時隙號的時隙，那麼TS2至該時隙均為上行時隙，該時隙至TS6均為下行時隙；如果不存在大於判決門限的時隙，則TS2至TS6均為下行時隙。本發明能夠簡單而有效的判斷所有時隙的上下行方向，並根據判斷結果判斷第二轉換點的位置。此外，本發明也相應提供一種檢測裝置，能夠使應用於TD-SCDMA系統的直放站準確地判斷所有時隙的上下行方向，很好地支持第二轉換點位置的動態變化。
文檔編號H04B7/26GK101114841SQ20061008889
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月24日 優先權日2006年7月24日
發明者波 戎 申請人:大唐移動通信設備有限公司;上海大唐移動通信設備有限公司