TD－SCDMA直放站自动获取第2转换点的方法

摘要

本发明涉及TD－SCDMA系统中直放站获取第2转换点的方法。TD－SCDMA直放站自动获取第2转换点的方法包括如下步骤：1.直放站自动读取下行输入导频功率P

说明书

技术领域

本发明涉及TD-SCDMA系统，尤其涉及TD-SCDMA系统中直放站获取第2转换点的方法。

背景技术

TD-SCDMA是3G三大标准之一，也是中国政府准备强力打造的民族品牌。它集CDMA、TDMA、FDMA等优势技术于一体，具备系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强等优点。

TD-SCDMA直放站由于TDD制式的缘故，其上、下行信号处于同一频率，靠时隙加以区分。在上行时隙，直放机对上行信号接收、放大和发射；反之，在下行时隙，直放机对下行信号接收、放大和发射。因此，为了正确地实现上述功能，TD-SCDMA直放机必须准确知道系统的上/下行切换时间。

TD-SCDMA的物理信道采用4层结构：系统帧、无线帧、子帧、时隙/码片，具体详见图1。

如图1所示，每个TDMA帧的长度为10mS，分成两个5mS子帧，每个子帧包含7个长度均为675μS的常规时隙(TS0～TS6)和3个特殊时隙(下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)和上行导频时隙(UpPTS)，它们的时间长度分别为75μs、75μs、125μs)。在一个子帧中，同时存在上、下行时隙，除了时隙TS0必须用于下行方向，时隙TS1必须用于上行方向外，其余时隙的方向可以变化。上行方向是指在该时隙里传输的无线信号由用户终端设备(UE)发射，基站(NodeB)接收；下行方向是指在该时隙里传输的无线信号由NodeB发射，UE接收。

TD-SCDMA系统中，有两个上/下行转换点，分别为第1转换点和第2转换点。其中第1转换点固定位于下行导频时隙DwPTS和上行导频时隙UpPTS之间。而第2转换点位置就不固定了。在TD-SCDMA系统中，如果时隙分配比为3:3，则第2转换点位于TS3和TS4之间。当TD-SCDMA系统升级到HSDPA时，时隙分配比可能为1:5、2:4、3:3、4:2、5:1等，第2转换点就可能位于TS1～TS5任意时隙之后。因此，TD-SCDMA直放站需要自动控制设备内的射频开关，完成上/下行切换。第1转换点的位置较为固定，获取不是难事。但第2转换点位置会根据业务需要发生变化，如何获取已成为TD-SCDMA直放站的关键技术。

目前，获取第2转换点主要有以下方法：

第一种：切换信息获取方法。TD-SCDMA系统将包含第2转换点位置及激活时间的切换信息添加到广播信道的空闲扩展比特位，通过广播方式发送到直放站，直放站解析所述切换信息获取第2转换点位置及激活时间。该方法能够通过无线方式与基站精确同步切换第2转换点信息，使得直放站、干放和基站之间无需通过有线连接，降低了施工成本和难度；同时相比较GPS定时方案，大大降低了设备成本。缺点：直放站需要对基带信号进行解码，成本依旧不低。

第二种：网管或人工设置方法。TD-SCDMA基站通过网管OMC-R或人工设置告知直放站第2转换点位置。优点：无需对基带信号进行解码，节约了成本。缺点：这种方法需要基站的配合，安装麻烦，成本较高，且不同厂家设备之间兼容困难；同时如果基站由于业务复杂而时隙分配比变化频繁，则TD-SCDMA直放站便很难及时响应。

第三种：定时同步偏差比较方法。TD-SCDMA直放站获取TS0至TS6各个时隙的定时信息；分别计算TS2至TS6相对于TS0的定时同步偏差；分别将TS2至TS6的定时同步偏差与判决门限进行比较：如果存在大于判决门限的时隙，则确定大于判决门限且具有最大时隙号的时隙，那么TS2至该时隙均为上行时隙，该时隙至TS6均为下行时隙；如果不存在大于判决门限的时隙，则TS2至TS6均为下行时隙。优点：能够简单而有效的判断所有时隙的上下行方向，并根据判断结果判断第2转换点的位置。缺点：在判断过程中会失步。

发明内容

本发明的目的是提供一种TD-SCDMA直放站自动获取第2转换点的方法，使用该方法无需施主基站配合，能自动捕获第2转换点，时时保持与基站同步，能适应上下时隙分配方式处于不断变化的系统；而且无需对基带信号进行解码，成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

TD-SCDMA直放站自动获取第2转换点的方法，

其包括如下步骤：

步骤1、开机后，直放站自动读取内置的TD-SCDMA无线Modem的下行输入导频功率P_{CPICH_REP}，根据预先设置的基站导频功率P_CPICH和下述公式计算出Δt；所述公式为：$\mathrm{\Delta t}={10}^{((P_{\mathrm{CPICH}}-P_{\mathrm{CPICH}\_\mathrm{REP}}-78.5)/20)}/3\left(\mathrm{\mu s}\right);$

步骤2、直放站切换到下行，接收下行信号；

步骤3、直放站通过捕获下行导频信号到达直放站的时间，找到第1转换点，实现第1次由下行转换到上行，同时推算出每一个时隙开始和结束的时间；

步骤4、从TS1时隙结束开始，假设后面相邻时隙为可能的第2转换点，计算2Δt内上行信号的强度；

步骤5、通过判断步骤4的上行信号强度来决定是否为真实的第2转换点：若2Δt内无上行信号则第2转换点已到，立即切换到下行；若2Δt内有上行信号则第2转换点未到，继续返回步骤4判断下一时隙。

上述方法据有如下优点：

无需施主基站配合，自动捕获第2转换点，时时保持与基站同步，能适应上下时隙分配方式处于不断变化的系统；

无需对基带信号进行解码，成本低廉，符合直放站的市场需求。

进一步的技术方案是：

还包括步骤6、为降低直放站对基站干扰，当直放站连续70～100s内没有捕获下行导频信号，即认为直放站服务区内的所有用户均为待机状态且没有被呼叫，直放站进入休眠状态，自动切换到下行，当直放站再次捕获下行导频信号，则迅速恢复到正常状态，执行步骤3～5。

附图说明

图1是TD-SCDMA物理层机构图；

图2是TD-SCDMA直放站系统示意图；

图3是直放站系统时隙提前/延后示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

首先介绍本发明TD-SCDMA直放站自动获取第2转换点方法的原理：

从工程的实际情况看，基站到直放站之间会有一段距离，而直放站同终端用户较近。则基站信号到直放站/终端(或直放站/终端信号到基站)都会经历一个传输时延Δt，具体见图2。

从图2可知，基站为了让每个终端发送的信号在其期望的时间收到，会要求终端提前Δt发送信号；相反，基站信号也必须经历Δt才能到达终端。

鉴于基站天线和直放站施主天线二者之间的可视性，无线信号在两者之间基本遵循空间损耗规律：

Ls＝32.45+20lg(f)MHz+20lg(d)Km      -------------------(1)

其中，空间损耗Ls＝基站导频功率PCPICH-直放站下行输入导频功率PCPICH_REP，信号频率f取2000MHz，则空间距离d为：

$d\left(\mathrm{Km}\right)={10}^{((P_{\mathrm{CPICH}}-P_{\mathrm{CPICH}\_\mathrm{REP}}-32.45-20\lg 2000)/20)}={10}^{((P_{\mathrm{CPICH}}-P_{\mathrm{CPICH}\_\mathrm{REP}}-98.5)/20)}---------\left(2\right)$

空间时延：

Δt＝d/c                 -----------------------(3)

其中无线信号在空间传播速率为c＝3*108m/S＝0.3Km/uS。将(2)式代入(3)式可得：

$\mathrm{\Delta t}={10}^{((P_{\mathrm{CPICH}}-P_{\mathrm{CPICH}\_\mathrm{REP}}-98.5)/20)}/0.3={10}^{((P_{\mathrm{CPICH}}-P_{\mathrm{CPICH}\_\mathrm{REP}}-78.5)/20)}/3\left(\mathrm{\mu s}\right)---------\left(4\right)$

以图2为例，假设基站在T＝0时刻开始发射一个下行导频信号。

如果TS2时隙是上行时隙，为了保证基站在TS2时隙准确的收到终端的上行信号，那么终端必须提前Δt，也就是在T＝(96+96+160+864)Tc-Δt(Tc为码片周期)时刻发射信号。由于直放机距离终端较近，可认为直放站会在T＝(96+96+160+864)Tc-Δt时刻收到终端的上行信号。

如果TS2时隙是下行时隙，基站会准时在T＝(96+96+160+864)Tc时刻发射下行信号，那直放站和终端将在T＝(96+96+160+864)Tc+Δt时刻收到下行信号。

因此，对直放站而言，可能的终端上行信号会比可能的基站下行信号提前2Δt到达，见图3。所以直放站可以在TS1后的每个时隙前先默认该时隙为上行时隙，在2Δt内搜索上行信号，如果没有收到上行信号，则认为是第2转换点到来，迅速切换到下行，便能赶上下行信号。

据此，本发明TD-SCDMA直放站自动获取第2转换点的方法包括如下步骤：

步骤1、开机后，直放站自动读取内置的TD-SCDMA无线Modem的下行输入导频功率P_{CPICH_REP}，根据预先设置的基站导频功率P_CPICH和前述公式(4)计算出Δt。

步骤2、直放站切换到下行，接收下行信号。

步骤3、直放站通过捕获下行导频信号到达直放站的时间，找到第1转换点，实现第1次由下行转换到上行，同时推算出每一个时隙开始和结束的时间。

步骤4、从TS1时隙结束开始，假设后面相邻时隙为可能的第2转换点，计算2Δt内上行信号的强度。

步骤5、通过判断步骤4的上行信号强度来决定是否为真实的第2转换点：若2Δt内无上行信号则第2转换点已到，立即切换到下行；若2Δt内有上行信号则第2转换点未到，继续返回步骤4判断下一时隙。

步骤6、为降低直放站对基站干扰，当直放站连续70～100s内没有捕获到下行导频信号，即认为直放站服务区内的所有用户均为待机状态且没有被呼叫，直放站进入休眠状态，自动切换到下行，当直放站再次捕获到下行导频信号，则迅速恢复到正常状态，执行步骤3～5。

当然，本发明TD-SCDMA直放站自动获取第2转换点的方法还可有其它变形。总之，根据上述实例的提示而做显而易见的变动，以及，其它凡是不脱离本发明实质的改动，均应包括在权利要求所述的范围之内。