專利名稱：一種td-scdma射頻拉遠(yuǎn)模塊應(yīng)用gps的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在TDD時分系統(tǒng)，TD — SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU中應(yīng)用GPS 技術(shù)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來，無線通信系統(tǒng)的架構(gòu)逐漸向分布式基站方向發(fā)展。光纖射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)的應(yīng) 用，使得射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU分布距離基站單級達(dá)到10公里，級連情況下，可以達(dá)到 40公里以上，如圖l。如此大范圍的分布，提高了工程中網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)的選址難度和維護(hù)難 度。實際布址位置和理想選址位置不同，導(dǎo)致實際效果存在誤差。根據(jù)實際位置信息和 實際效果，需要重新進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化。
同時，在ip — SCDMA系統(tǒng)中采用TDD模式，收發(fā)分時隙工作，系統(tǒng)內(nèi)所有模塊 必須同時同步切換，避免收發(fā)互相干擾。全球GPS模塊輸出的秒脈沖信號理論上都是 同頻同相位的，應(yīng)用這種特性，以秒脈沖信號邊沿作為參考信號，可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各個 模塊分時隙同步切換。因此，系統(tǒng)內(nèi)各個TD — SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU，需嚴(yán)格正 確地分時隙同步工作。其中，射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU需要保證與基站時隙同步，還要保證 與TD—SCDMA系統(tǒng)中其他模塊時隙同步，整個系統(tǒng)最終同步到GPS上面。不同步情 況下，下行發(fā)送大功率信號時隙進(jìn)入其他設(shè)備的上行接收時隙，從而干擾系統(tǒng)其他設(shè)備 工作。目前，RRU采用與基站同步的方式工作，然而，布網(wǎng)初期或者系統(tǒng)故障，不能 保證射頻模塊RRU同步到GPS上面，存在干擾其他設(shè)備的可能。因此，射頻拉遠(yuǎn)模塊 RRU需要同步監(jiān)測功能，保障其處于同步工作狀態(tài)，失步狀態(tài)時，停止發(fā)射功率信號。
鑒于以上描述，在各個TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU中應(yīng)用GPS技術(shù)可以很好 的滿足定位和同步監(jiān)測的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU中應(yīng)用GPS的方法和 裝置，該裝置包括光接口單元，其通過光纖與上一級設(shè)備連接，傳輸基帶數(shù)據(jù)，光接 口恢復(fù)時鐘輸出給主控單元內(nèi)的邏輯器件；中頻單元，用于在基帶數(shù)據(jù)信號與中頻信號 之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；射頻單元，其外接天線，收發(fā)空口射頻信號，用于在中頻信號與空口射 頻信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；GPS模塊，接收GPS空口射頻信號，將當(dāng)前坐標(biāo)位置信息輸出 給主控單元，并將秒脈沖信號輸出給主控單元內(nèi)的邏輯器件；主控單元，分別與光接口 單元、中頻單元、射頻單元連接，其包括處理器和邏輯器件，用于查詢GPS模塊當(dāng)前 坐標(biāo)位置信息并上報位置信息，以及通過邏輯器件內(nèi)部邏輯計數(shù)器測量GPS秒脈沖信 號上升邊沿和本地同步信號上升邊沿之間的時鐘脈沖個數(shù)、讀取測量結(jié)果，將時鐘脈沖 個數(shù)轉(zhuǎn)換為時間參數(shù)，判斷時間差是否在設(shè)置的最小位置T1和設(shè)置的最大位置T2之間， 當(dāng)時間差不在Tl和T2之間時，控制射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU上報失同步告警。
該方法包括通過以下步驟來實現(xiàn)定位(1)啟動GPS模塊；(2)查詢GPS模塊 是否穩(wěn)定搜到3顆以上衛(wèi)星；(3)主控單元查詢GPS模塊當(dāng)前坐標(biāo)位置信息；(4)上 報坐標(biāo)位置信息；通過以下步驟來實現(xiàn)同步監(jiān)控(a)啟動GPS模塊；(b)查詢GPS 模塊是否穩(wěn)定搜到3顆以上衛(wèi)星；(C)GPS模塊輸出秒脈沖信號到主控單元邏輯器件內(nèi)， 邏輯測量GPS秒脈沖信號上升邊沿和本地同步信號上升邊沿之間的時鐘脈沖個數(shù)；讀 取測量結(jié)果，將時鐘脈沖個數(shù)轉(zhuǎn)換為時間參數(shù)，判斷時間差是否在設(shè)置的最小位置Tl 和設(shè)置的最大位置T2之間；(e)如果在T1和T2之間，則說明當(dāng)前RRU與GPS處于 同步工作狀態(tài)，返回步驟(b); (f)如果時間差不在T1和T2之間，則說明當(dāng)前RRU 與GPS處于失同步工作狀態(tài)，射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU上報失同步告警，關(guān)斷發(fā)送大功率信 號，返回步驟(b)。
對于TDD時分系統(tǒng)，TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU中應(yīng)用GPS，可以實時在 線準(zhǔn)確獲得位置信息，方便査詢，有利于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化；維修人員根據(jù)位置坐標(biāo)信息， 可以快速到達(dá)現(xiàn)場，加快維護(hù)速度；同步監(jiān)測功能，當(dāng)RRU處于GPS失步狀態(tài)時，可 以上報告警，停止發(fā)射功率信號，減少干擾事件的發(fā)生，提高系統(tǒng)的可靠性。


圖1是TD — SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊4級級連拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖2是TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3是TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊GPS位置信息査詢流程示意圖4是TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊同步狀態(tài)查詢流程示意圖5是秒脈沖與5ms同步開關(guān)信號時序示意圖6是秒脈沖與5ms同步開關(guān)信號時序放大示意圖7TD-SCDMA時隙示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖2，此裝置包括以下功能單元，光接口單元、中頻單元、射頻單元、主控單元、 GPS模塊。
本發(fā)明在RRU中應(yīng)用GPS技術(shù)，用來實現(xiàn)定位和同步監(jiān)測功能。 參照圖3， GPS定位功能由以下步驟實現(xiàn)
1、 啟動GPS模塊；
2、 查詢GPS模塊是否穩(wěn)定搜到3顆以上衛(wèi)星；
3、 主控單元査詢GPS模塊當(dāng)前坐標(biāo)位置信息；
4、 上報坐標(biāo)位置信息。
參照圖4、圖5、圖6， GPS同步監(jiān)控功能由以下步驟實現(xiàn)
1、 啟動GPS模塊；
2、 査詢GPS模塊是否穩(wěn)定搜到3顆以上衛(wèi)星；
3、 GPS模塊輸出秒脈沖信號到主控單元邏輯器件內(nèi)，邏輯測量GPS秒脈沖信號上 升邊沿和本地同步信號上升邊沿之間的時鐘脈沖個數(shù)；
4、 讀取測量結(jié)果，將時鐘脈沖個數(shù)轉(zhuǎn)換為時間參數(shù)，判斷時間差是否在T1和T2 之間；
5、 如果在T1和T2之間，則說明當(dāng)前RRU與GPS處于同步工作狀態(tài)，返回第2步。
6、 如果時間差不在Tl和T2之間，則說明當(dāng)前RRU與GPS處于失同步工作狀態(tài)， RRU上報失同步告警，返回第2步。
如圖2，此裝置包括以下功能單元，光接口單元、中頻單元、射頻單元、主控單元、 GPS模塊。其中，光接口單元通過光纖與上一級設(shè)備連接，傳輸基帶數(shù)據(jù)，光接口單元 恢復(fù)上級時鐘61.44Mhz，輸出給主控單元內(nèi)的邏輯器件；中頻單元完成基帶數(shù)據(jù)信號 與中頻信號之間的轉(zhuǎn)換；射頻單元外接天線，收發(fā)空口射頻信號，用于實現(xiàn)中頻信號與 空口射頻信號之間的轉(zhuǎn)換；GPS模塊接收GPS空口射頻信號，將當(dāng)前坐標(biāo)位置信息輸 出給主控單元，并將1PPS秒脈沖信號輸出給主控單元內(nèi)的邏輯器件；主控單元包括處 理器和邏輯器件，主控單元分別與光接口、中頻單元、射頻單元連接，以對其進(jìn)行控制。
本發(fā)明應(yīng)用GPS，需要GPS模塊必須搜索到3顆以上衛(wèi)星才能夠可靠工作，所以 應(yīng)用GPS模塊信息之前，需要確認(rèn)搜索衛(wèi)星數(shù)量不少于3顆。衛(wèi)星數(shù)量滿足要求后，
就可以通過控制接口査詢到當(dāng)前GPS天線所在位置坐標(biāo)的信息。
GPS模塊搜到3顆星后，模塊可靠輸出1PPS秒脈沖信號，全球GPS模塊輸出的秒 脈沖信號理論上都是同頻同相位的，應(yīng)用這種特性，以秒脈沖信號作為參考信號，能夠 保證整個系統(tǒng)同步。模塊同步狀態(tài)監(jiān)控功能由邏輯器件實現(xiàn)。主控單元包括高速邏輯器 件，工作時鐘來源于光接口恢復(fù)時鐘，頻率61.44Mhz，采樣精度16ns。將本地5ms同 步脈沖信號和GPS輸出的秒脈沖信號都引入到邏輯器件中，邏輯捕獲秒脈沖信號上升 沿和秒脈沖上升沿之后的5ms同步脈沖信號上升沿，通過邏輯器件內(nèi)部邏輯計數(shù)器測量 兩個邊沿之間的時鐘脈沖個數(shù)。查詢測量脈沖個數(shù)，將脈沖個數(shù)轉(zhuǎn)換為時間差測量結(jié)果。 參照圖6，系統(tǒng)要求RRU與GPS同步在一定時間位置范圍內(nèi)就可以滿足要求，允許存 在一定的誤差范圍，設(shè)置最小時間位置Tl和最大時間位置T2。將時間差測量結(jié)果與 T1和T2進(jìn)行比較，如果結(jié)果在兩者之間，則當(dāng)前RRU與GPS處于同步狀態(tài)，如圖6 中的模塊A、模塊B;否則，則當(dāng)前RRU與GPS處于失同步狀態(tài)，觸發(fā)告警，關(guān)斷發(fā) 送大功率信號，如圖6中的模塊C、模塊D、模塊E。
在TD_SCDMA系統(tǒng)中，舉例說明同步監(jiān)控實現(xiàn)步驟。如圖7所示，TD—SCDMA 時隙示意圖。1PPS包含200幀，其中一幀的起始位置要和1PPS上升沿對齊。圖7中， 第一轉(zhuǎn)換點是下行發(fā)送信號和上行接收信號時隙切換位置，存在96chip的保護(hù)間隔；第 二轉(zhuǎn)換點是上行接收信號和下行發(fā)送信號時隙切換位置，存在16chip的保護(hù)間隔。 TD—SCDMA系統(tǒng)中，同步工作表示，系統(tǒng)內(nèi)部模塊同時在轉(zhuǎn)換點進(jìn)行切換，尤其要保 證第二轉(zhuǎn)換點同步，因為只有16個chip間隔。
在TD—SCDMA中，碼片速率1.28Mhz， 1個chip為0.78125us;
GPS秒脈沖精度100ns，相當(dāng)于1/8 chip碼片精度；
光接口恢復(fù)時鐘61.44Mhz，時鐘寬度16ns，相當(dāng)于1/48 chip碼片精度； 一個碼片 相當(dāng)于48個時鐘脈沖。
第二轉(zhuǎn)換點處于第3792 chips和3808chips之間，需要去除GPS脈沖精度誤差 1/8chip。
Tl時隙位置在3792+1/8 chips, 2962.6us，相當(dāng)于(3792+1/8) *48 = 182022個時鐘 脈沖；
T2時隙位置在3808-1/8 chips, 2974.9us，相當(dāng)于(3808-1/8) *48 = 182778個時鐘 脈沖；
邏輯器件內(nèi)部計數(shù)器計數(shù)測量1PPS秒脈沖上升沿和5ms同步脈沖信號上升沿之間
脈沖個數(shù)，判斷脈沖個數(shù)是否在T1 (182022)和T2 (182778)之間。即Tl和T2為在
具有最小間隔的上下行轉(zhuǎn)換點處的臨界碼片值去除GPS脈沖精度誤差之后所對應(yīng)的時 間位置。
權(quán)利要求
1. 一種TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊應(yīng)用GPS的裝置，其特征在于包括光接口單元，其通過光纖與上一級設(shè)備連接，傳輸基帶數(shù)據(jù)，光接口恢復(fù)時鐘輸出給主控單元內(nèi)的邏輯器件；中頻單元，用于在基帶數(shù)據(jù)信號與中頻信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；射頻單元，其外接天線，收發(fā)空口射頻信號，用于在中頻信號與空口射頻信號之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；GPS模塊，接收GPS空口射頻信號，將當(dāng)前坐標(biāo)位置信息輸出給主控單元，并將秒脈沖信號輸出給主控單元內(nèi)的邏輯器件；主控單元，分別與光接口單元、中頻單元、射頻單元連接，其包括處理器和邏輯器件，用于查詢GPS模塊當(dāng)前坐標(biāo)位置信息并上報位置信息，以及通過邏輯器件內(nèi)部邏輯計數(shù)器測量GPS秒脈沖信號上升邊沿和本地同步信號上升邊沿之間的時鐘脈沖個數(shù)、讀取測量結(jié)果，將時鐘脈沖個數(shù)轉(zhuǎn)換為時間參數(shù)，判斷時間差是否在設(shè)置的最小位置T1和設(shè)置的最大位置T2之間，當(dāng)時間差不在T1和T2之間時，控制射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU上報失同步告警。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述邏輯器件的工作時鐘來源于光接口恢復(fù)時鐘，頻率61.44Mhz，采樣精度16ns。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于設(shè)置的最小時間位置T1和最大時間位置T2為在具有最小間隔的上下行轉(zhuǎn)換點處的 臨界碼片值去除GPS脈沖精度誤差之后所對應(yīng)的時間位置。
4. 一種TD—SCDMA射頻拉遠(yuǎn)模塊應(yīng)用GPS的方法，其特征在于 通過以下步驟來實現(xiàn)定位(1) 啟動GPS模塊；(2) 査詢GPS模塊是否穩(wěn)定搜到3顆以上衛(wèi)星；(3) 主控單元查詢GPS模塊當(dāng)前坐標(biāo)位置信息；(4) 上報坐標(biāo)位置信息； 通過以下步驟來實現(xiàn)同步監(jiān)控(a) 啟動GPS模塊；(b) 査詢GPS模塊是否穩(wěn)定搜到3顆以上衛(wèi)星；(c) GPS模塊輸出秒脈沖信號到主控單元邏輯器件內(nèi)，邏輯測量GPS秒脈沖信號 上升邊沿和本地同步信號上升邊沿之間的時鐘脈沖個數(shù)；(d) 讀取測量結(jié)果，將時鐘脈沖個數(shù)轉(zhuǎn)換為時間參數(shù)，判斷時間差是否在設(shè)置的 最小位置Tl和設(shè)置的最大位置T2之間；(e) 如果在Tl和T2之間，則說明當(dāng)前RRU與GPS處于同步工作狀態(tài)，返回步驟(b);(f) 如果時間差不在Tl和T2之間，則說明當(dāng)前RRU與GPS處于失同步工作狀 態(tài)，射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU上報失同步告警，關(guān)斷發(fā)送大功率信號，返回步驟(b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于設(shè)置的最小時間位置T1和最大時間位置T2為在具有最小間隔的上下行轉(zhuǎn)換點處的 臨界碼片值去除GPS脈沖精度誤差之后所對應(yīng)的時間位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在TDD時分系統(tǒng)，td-scdma射頻拉遠(yuǎn)模塊RRU中應(yīng)用GPS技術(shù)的方法和裝置。其中，GPS技術(shù)可提供兩種功能，一方面實現(xiàn)實時在線位置查詢，方便網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)系統(tǒng)管理和分析，同時方便維護(hù)人員根據(jù)定位信息快速找到故障RRU位置；另一方面實現(xiàn)監(jiān)測RRU模塊同步時隙收發(fā)切換功能，避免故障設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備不同步時造成干擾，提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H04B7/14GK101384024SQ20081022415
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者孫文法, 朱宇霞 申請人:北京北方烽火科技有限公司