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TDSCDMA直放站系统的同步控制

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来源: 作者: 2019-03-21 11:34:36

TD-SCDMA第三代移动通信系统经过紧张的建设,在不久的将来能为广大的移动通信用户提供更加快速和优质的络服务。相对于大家熟知的第二代通信系统,TD系统提供了众多吸引人的络特性,包括动态信道配置、联合检测、同步、智能天线等技术。这些新技术的引进带来了一些技术的变革和更高的要求,系统设备设计的复杂度也大大增加了。

对于直放站和干放设备,不同于传统的2G设备的是,TD设备双工方式不能简单地依靠双工器实现,能否稳定精确实现与基站同步成为设备的设计难点。TD系统与PHS系统的双工方式都是TDD(时分双工),但是实际的情况又有着很大的差别,主要体现在两个方面:一是PHS系统的切换点只有一个,而且固定,TD系统的切换点有两个,其中第一个为固定的,第二个可以滑动,第二个时隙切换点可以根据业务量的不同进行变化;二是PHS系统的发射功率峰均比大约为2~3dB,而TD系统的发射峰均比能达到10dB以上。TD信号的能量包络比较杂乱,不能直接通过能量变化控制功放的开关,如果这样做,在TD系统的时隙内部就会出现大量的有误动作导致信号失真。

目前对于TD系统双工控制的解决方案主要有以下三个办法。

(1)GPS同步,采用与TD基站一致的同步方式,按照GPS的标准时刻进行业务标定,此种方式虽然可行,但是现场使用时,需要进行信源信号到设备的延时测定,通过设置来抵消基站到设备的传输延时。

(2)检波同步,又称特征窗搜索同步,通过检波分析信号的包络形式,搜索到特征窗口后进行同步输出(如图1所示)。

图1 TD系统时隙特征窗

(3)基带解码同步,对下行导频时隙信号进行相关运算,当出现相干峰时,代表同步。

针对室内覆盖的低成本解决方案,检波同步干线放大器成为了第一选择,其采用的方式如图2所示。

图2 TD检波同步系统框图

下行的射频信号经过耦合器进入检波芯片检波,检波芯片的输出电压一路通过高速AD及MCU(这里采用FPGA嵌入式软核CPU)进行运算,CPU通过DA设置合理的下行开启电平。这样检波芯片的另一路输出进入比较器与开启门限进行比较,以滤除时隙内的抖动峰值输出一个相对纯净的同步开关信号。同步捕获部分电路根据DwPTS时隙功率特征进行捕获,DwPTS时隙的两端各有一个零功率区,它们是TS0时隙的拖尾保护GP1、DwPTS自身的GP2和上行保护GP,然后通过逻辑器件(CPLD或者FPGA)进行处理,输出功放开关控制序列方波。

实际使用时,检波同步确定第一转换点的位置后,需要人工设置第二转换点的位置,在长时间的使用过程中,如果第二时隙转换点发生变化,需要进行及时调整。有关TD系统同步设计的探讨是直放站系统中的重要课题,在实际的通信络发展过程中必将持续深入研究。

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