射频通道同步系统及方法

xiaoxiao2020-9-10  20

专利名称:射频通道同步系统及方法
技术领域
本发明涉及通信领域,并且特别地,涉及一种射频通道同步系 纟充及方法。
背景技术
3G才支术规范才几构3GPP ( 3rd Generation Partnership Project:第 三代合作伙伴项目)给出的技术报告25.814 "演进的陆地通用无线 接入的物理层(Physical layer aspects for evolved Universal Terrestrial Radio Access(UTRA )) (Release 7),,的第7.1.1节规定:LTE (长期 演进)系统基于OFDM (正交频分复用)才支术的空中4妄口的短循环 前缀的持续时间是4.7jas。另夕卜,3GPP给出的技术报告25.913 "演进 的通用无线接入(Universal Telecommunication Radio Access , UTRA )和演进的通用无线4姿入网的需求(Requirements for Evolved UTRA, E-UTRA ) and Evolved UTRAN ( E-UTRAN )"的第8.2节对 频i普〗吏用的灵活性确定了如下原则系统应该支持在一组资源集合 上提供相同或不同的内容发送,这组资源集合包括处于相同和不 同频段上的无线电频带资源(Radio Band Resources, RBR)、上行/ 下行链路的相邻和非相邻信道的安排等。RBR是指一个运营商可获 4寻的所有频"i普。作为技术报告25.913给出的频镨使用原则的 一个体现,在爱立 信公司提交给3GPP的技术提案中,提案号为R1-062268、提案名称 "Dedicated MBMS Carrier Using Common Transmitted Waveforms (使用7>共发射波形的专用多々某体广4番多4番业务(MBMS)栽波),,的 提案给出的一种MBMS方法是在宽带码分多址(WCDMA)系统 中,指定专用的MBMS栽波来4是供多个MBMS物理信道,例如,提 供辅公共控制物理信道(Secondary Common Control Physical Channels, S-CCPCH ),其和传统的WCDMA物理4言道的差别是 MBMS专用栽波上使用的是7>共扰码,而不是针对具体小区的专用 才尤石马(cell-specific scrambling codes )。不同的基^占4吏用#目同的4言道 化码,并且不同的基站在码片级实现同步。这种方法可以通过分集 增益提高WCDMA系统的MBMS频镨效率。当专用MBMS载波与通信载波使用不同的射频通道时,为了实 现终端在这两种载波间的同步切换(例如,终端从驻留在通信载波 状态快速转换为驻留在广播载波状态、或者进行相反过程的状态转 换),需要在专用MBMS载波的无线帧与通信载波的无线帧之间保 持严格的同步,根据前述的LTE系统中基于正交频分复用(OFDM) 才支术的空中4娄口的承豆循环前乡叕(cyclic prefix, CP)的持续时间是 4.7|as,要求专用MBMS载波的无线帧与通信载波的无线帧之间的同 步误差远小于CP的持续时间,例如,要求同步误差小于ljas。目前,的,通常是根据GPS时间来控制基带信号的发送时间,但是,这样 的同步方法无法实现不同射频通道在天线口平面处的同步。这是因 为,当系统4吏用不同的射频通道时,需要在不同通道间4吏用不同的 滤波器,这些滤波器具有不同的时延,且滤波器时延值的离散分布 范围可以达到数个微秒,这会导致不同的射频通道上的无线帧到达 天线口面的时间有凄t个孩t秒的差,此时,天线口面处的数个孩t秒的 同步"i吴差4务对纟4 带来困难,由于发射机射频通道之间在滤波时延、馈线时延等环节的差 异,所以即〗更在共站址安装的情况下,也将导致广^"专用栽波的射 频通道与移动通信的射频通道之间存在專交大的时延误差,并且这个 时延误差可以达到数个微秒的量级。目前,正在努力寻求对该问题 的解决方案,但是已经提出的技术方案中需要广播专用载波的射频 通道与移动通信的射频通道之间保持严格的同步关系(例如,广播 专用栽波的射频通道与移动通信的射频通道之间在天线口面上的时间差要小于士l微秒),而目前的基于GPS时间控制的基带信号发送 方法无法到达天线口面处误差小于± 1微秒的同步精度,因此实用性 很低。目前,还没有提出能够有效同步射频通道的技术方案。 发明内容考虑到上述问题而做出本发明,本发明的主要目的在于提供一 种实现射频通道同步的才几制。根据本发明的一个实施例,提供了 一种射频通道同步系统。该系统包括发射时间调整单元,发射时间调整单元由基带处 理部分实现;第一发射通道和第二发射通道,在发射时间调整单元 的控制下,按照一定的时间关系将射频信号送到发射天线;以及时 间差测量单元,用于计算第一发射通道和第二发射通道的射频信号 到达的时间差。并且,该系统进一步包括发射天线,用于发射由第一发射通 道和第二发射通道送达的射频信号;以及4妻收天线,用于接收发射 天线发射的射频信号。其中,时间差测量单元分别对第一发射通道和第二发射通道送到发射天线的射频信号的到达时间进行测量,得到第 一到达时间和 第二到达时间,然后#4居第 一到达时间和第二到达时间计算第 一发 射通道和第二发射通道的射频信号到达的时间差。并且,时间差测量单元将第 一到达时间和第二到达时间的值发 送给发射时间调整单元,以及发射时间调整单元根据第一到达时间 和第二到达时间调整将基带信号送往第一发射通道和第二发射通 道的时间。根据本发明的另 一实施例,提供了 一种射频通道同步方法。该方法包括以下步骤第一步骤,分别测量第一射频通道和第 二射频通道的射频信号到达发射天线的时间,以获得第一和第二射 频通道间的时间差;第二步骤,将在第一步骤中获得的时间差与预 定阈值进行比较,并根据比较结果进行后续处理;其中,在时间差 的绝对值小于预定阈值的情况下,重新执行第一步骤,在时间差的 绝对值大于预定阈值的情况下,进行到以下的第三步骤,第三步骤, 调整将基带信号送往第一和第二射频通道的时间。其中,预定阈值是小于1孩丈秒的正凄丈。另外,在第三步骤中,在第一射频通道与第二射频通道的时间 差为正数的情况下,将4巴基带信号送往第一射频通道的时间提前上 述时间差,或者将4巴基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时 间差;在第 一射频通道与第二射频通道的时间差为负数的情况下, 将把基带信号送往第 一射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值, 或者将4巴基带信号送往第二射频通道的时间提前上述时间差的绝 对值。并且,在第三步骤中,在第二射频通道与第一射频通道的时间 差为正数的情况下,将把基带信号送往第二射频通道的时间提前上 述时间差,或者将4巴基带信号送往第 一射频通道的时间滞后上迷时间差;在第二射频通道与第 一射频通道的时间差为负数的情况下, 将把基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值, 或者将把基带信号送往第 一射频通道的时间提前上述时间差的绝 对值。此外,在第一步骤中,根据用于进行时间差测量的时间差测量 单元携带的编码方式进行相关计算,并且以首径到达时间作为射频 信号的到达时间。通过本发明的上述才支术方案,可以实现基站在不同的射频通道 上发送的信号天线口面处精确同步,从而能够使终端以时分的方式 方便地在不同的通道上进行数据接收以及在通道间的快速地切换。附图^L明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其il明用于解释本发明,并 不构成对本发明的不当限定。在附图中

图1是根据本发明实施例的射频通道同步系统的框图;以及图2是4艮据本发明实施例的射频通道同步方法的流程图;务本实施方式下面将参照附图详细il明本发明的实施例。第一实施例首先将描述本发明的第 一 实施例。根据本发明的第 一 实施例,提供了 一种射频通道同步系统。如图1所示,该系统包括发射时间调整单元IOI,该发射时 间调整单元101由基带处理部分实现;第一发射通道102和第二发 射通道103,在发射时间调整单元101的控制下,按照一定的时间 关系将射频信号经过馈线送到发射天线104,之后射频信号从发射 天线104的口面辐射到空中;以及时间差测量单元105,用于计算 第一发射通道102和第二发射通道103的射频信号到达的时间差 (time difference of arrival )。并且,该系统进一步包括发射天线104,用于发射由上述的 第一发射通道102和第二发射通道103送达的射频信号107;以及 接收天线106,用于接收发射天线104发射的射频信号107;其中, 射频信号107包含第一发射通道102和第二发射通道103送到发射 天线104的信号。其中,时间差测量单元105分别对第一发射通道102和第二发 射通道103送到发射天线104的射频信号的到达时间(time of arrival, TOA )进4亍测量,得到第 一到达时间TOA—102和第二到达 时间TOAJ03,然后才艮才居第一到达时间TOA—102和第二到达时间 TOA—103计算第 一发射通道102和第二发射通道103的射频信号到 达的时间差,即TDOA - TOA—102 — TOA—103。并且,时间差测量单元105将第 一到达时间TOA_102和第二 到达时间TOA—103的值发送给发射时间调整单元101,以及发射时 间调整单元101才艮据第一到达时间TOA—102和第二到达时间 TOA—103调整将基带信号送往第一发射通道102和第二发射通道103的时间,以保i正发射第 一发射通道102和第二发射通道103传 送到天线口面的无线帧之间保持所需要的同步精度。第二实施例根据本发明的第二实施例,提供了一种射频通道同步方法,该 方法可以在上一实施例才是供的射频通道同步系统中实现。如图2所示,该方法包括以下步骤步骤S202,分别测量第一 射频通道(例如,射频通道102)和第二射频通道(例如,射频通 道103)的射频信号到达发射天线的时间(例如,TOA一102、 TOAJ03 ),以获得第一和第二射频通道间的时间差(TDOA-TOA—102-TOA—103 );步骤S204,将在步骤S202中获得的时间 差与预定阈值(用THR表示)进行比较,并根据比较结杲进行后 续处理;其中,在时间差的绝对值小于预定阈值的情况下 (|TDOA|<THR ),重新扭^亍步骤S202,否则,在时间差的绝对值 大于子贞定阈〗直的'l"青况下(即,|TDOA|>THR),进4亍到以下的步驶《 S206,步骤S206,调整将基带信号送往第一和第二射频通道的时间。其中,预定阈值是小于1樣史秒的正#:。负责时间调整的发射时间调整单元根据在步骤S202中获得的 时间差TDOA调整将基带信号送往第一射频通道和第二射频通道 的时间,以保证第 一射频通道和第二射频通道传送到天线口面的无 线帧之间保持所需要的同步精度。另外,在步骤S206中,在第一射频通道与第二射频通道的时 间差为正^:的情况下(即,上述的TOA—102-TOA—103为正),将 把基带信号送往第一射频通道的时间提前上述时间差,或者将把基 带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差;在第一射频通道 与第二射频通道的时间差为负凄t的情况下(即,上述的TOA—102-TOA—103为负),将对巴基带信号送往第一射频通道的时间滞后上 述时间差的绝对值,或者将4巴基带信号送往第二射频通道的时间才是 前上述时间差的绝对值。类似i也,在步骤S206中,在第二射频通道与第一射频通道的 时间差为正数的情况下(即,TOA一103-TOA一102为正),将把基 带信号送往第二射频通道的时间提前上述时间差,或者将把基带信 号送往第一射频通道的时间滞后上述时间差;在第二射频通道与第 一射频通道的时间差为负数的情况下(TOA—103 - TOA—102为负), 将4巴基带信号送往第二射频通道的时间滞后上述时间差的绝对值, 或者将把基带信号送往第一射频通道的时间提前上述时间差的绝 对值。此外,在步骤S202中,4艮据用于进行时间差测量的时间差测 量单元携带的编码方式(例如,伪随才几码)进行相关计算,并且以 首径到达时间作为射频信号的到达时间。综上所述,本发明提供了一种不同射频通道上的无线帧在天线 口面处高精度同步的机制。通过使用该机制,可以使基站方便地以 时分的方式在不同的通道上进行^t据4妄收以及在通道间快速地切 换,例如,终端可以4艮据已知的两个射频通道间的同步关系和帧结 构,从其驻留的某个射频通道直接快速地切换到另 一个射频通道 上。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发 明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进 等,均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种射频通道同步系统,其特征在于,包括发射时间调整单元,所述发射时间调整单元由基带处理部分实现;第一发射通道和第二发射通道,在所述发射时间调整单元的控制下,按照一定的时间关系将射频信号送到发射天线;以及时间差测量单元,用于计算所述第一发射通道和所述第二发射通道的所述射频信号到达的时间差。
2. 根据权利要求1所述的射频通道同步系统,其特征在于,进一 步包括所迷发射天线,用于发射由所述第一发射通道和所述第 二发射通道送达的所述射频信号;接收天线,用于接收所述发射天线发射的所述射频信号。
3. 冲艮据外又利要求2所述的射频通道同步系统,其特征在于,所述 时间差测量单元分别对所述第一发射通道和所述第二发射通 道送到所述发射天线的所述射频信号的到达时间进行测量,得 到第一到达时间和第二到达时间,然后4艮据所述第 一到达时间 和所述第二到达时间计算所述第一发射通道和所述第二发射 通道的所述射频信号到达的时间差。
4. 根据权利要求3所述的射频通道同步系统,其特征在于,所述 时间差测量羊元将所述第 一到达时间和所迷第二到达时间的 值发送给所迷发射时间调整单元,以及所述发射时间调整单元冲艮据所述第 一到达时间和所述第二到达时间调整将基带信号 送往所述第一发射通道和所述第二发射通道的时间。
5. —种射频通道同步方法,其4争4正在于,包4舌以下步骤第一步骤,分别测量第一射频通道和第二射频通道的射 频信号到达发射天线的时间,以获得所述第 一和第二射频通道 间的时间差;第二步骤,将在所述第一步骤中获得的所述时间差与预 定阈值进行比较,并根据比较结果进行后续处理;其中,在所述时间差的绝对值小于所述预定阈值的情况 下,重新扭J亍所述第一步骤,否则,进行到以下的第三步骤,第三步骤,调整将基带信号送往所述第一和第二射频通 道的时间。
6. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法,其特征在于,所述 预定阁值是小于1微秒的正数。
7. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法,其特征在于,在所 述第三步骤中,在所述第 一射频通道与所述第二射频通道的时间差为正 数的情况下,将把基带信号送往所述第一射频通道的时间提前 所述时间差,或者将^^基带信号送往所述第二射频通道的时间 滞后所述时间差;在所述第一射频通道与所述第二射频通道的时间差为负 数的情况下,将把基带信号送往所述第 一射频通道的时间滞后 所述时间差的绝对值,或者将把基带信号送往所述第二射频通 道的时间提前所述时间差的绝对值。
8. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法,其特征在于,在所 述第三步骤中,在所述第二射频通道与所迷第 一射频通道的时间差为正 数的情况下,将把基带信号送往所述第二射频通道的时间提前所述时间差,或者将^fe基带信号送往所述第 一射频通道的时间 滞后所述时间差;在所述第二射频通道与所述第 一射频通道的时间差为负 数的情况下,将把基带信号送往所述第二射频通道的时间滞后 所述时间差的绝对值,或者将把基带信号送往所述第一射频通 道的时间l是前所述时间差的绝对值。
9. 根据权利要求5所述的射频通道同步方法,其特征在于,在所 述第 一步骤中,根据用于进行时间差测量的时间差测量单元携 带的编码方式进行相关运算,并且以首径到达时间作为所述射 频信号的到达时间。
全文摘要
本发明公开了一种射频通道同步系统,该系统包括发射时间调整单元,发射时间调整单元由基带处理部分实现;第一发射通道和第二发射通道,在发射时间调整单元的控制下,按照一定的时间关系将射频信号送到发射天线;以及时间差测量单元,用于计算第一发射通道和第二发射通道的射频信号到达的时间差。另外,本发明还公开了一种射频通道同步方法。通过使用本发明,可以实现基站在不同的射频通道上发送的信号天线口面处精确同步,从而能够使终端以时分的方式方便地在不同的通道上进行数据接收以及在通道间的快速地切换。
文档编号H04Q7/38GK101237272SQ20071000328
公开日2008年8月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者刁心玺 申请人:中兴通讯股份有限公司

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