專利名稱：基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種解決無線通信基站/收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)的基站射頻拉遠(yuǎn)后的時延校準(zhǔn)方法，以及該方法的用途。
背景技術(shù)：
隨著包括WCDMA和TD-SCDMA等第三代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展，受其2GHz工作頻段電波傳播特性的限制，必然要大大增加基站的數(shù)量，并要求其實(shí)現(xiàn)三維覆蓋，因此其無線基站設(shè)備無法沿用由分立元件及集成度很小芯片設(shè)計的射頻收發(fā)信機(jī)，和用低損耗射頻電纜連接收、發(fā)天線與射頻收發(fā)信機(jī)等傳統(tǒng)的設(shè)計方法。隨著收發(fā)信機(jī)數(shù)量的增加，分立元件間的特性差異及使用又粗又長的射頻電纜將造成人工調(diào)測時的難度與低效率，其結(jié)果將導(dǎo)致可生產(chǎn)性、成本及工程安裝上的問題。而且，連接天線和室內(nèi)射頻收發(fā)信機(jī)之間的射頻電纜在2GHz以上頻段的損耗比較大，射頻電纜的損耗已經(jīng)不能容忍，特別對使用智能天線的移動通信系統(tǒng)來說，因?yàn)樘炀€數(shù)量大大增加，其饋線損耗、電纜成本及安裝等方面的問題都將是難以克服的。
為此，ZL 01201473.7的中國專利中公開了一種名為“用于無線通信系統(tǒng)的塔放式智能天線陣”的第三代移動通信無線基站設(shè)計方案，將收、發(fā)信機(jī)中接收通道的低噪聲放大器和發(fā)射通道中的大功率放大器置于室外單元中，并位于收、發(fā)天線附近與天線短距離連接，將射頻收、發(fā)信機(jī)除低噪聲放大器和大功率放大器之外的部分安裝在室內(nèi)單元中，用較長的射頻電纜將室外單元中的低噪聲放大器與室內(nèi)單元中的射頻收信機(jī)連接，和用較長的射頻電纜將室外單元中的大功率放大器與室內(nèi)單元中的射頻發(fā)信機(jī)連接。在室內(nèi)單元中，將接收的射頻轉(zhuǎn)換為中頻信號，再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號和經(jīng)數(shù)字中頻電路處理后，送至數(shù)字基帶處理單元(DSP)；由DSP輸出的待發(fā)射數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字中頻處理電路處理和數(shù)/模轉(zhuǎn)換為中頻模擬信號后送射頻模擬發(fā)射機(jī)，再轉(zhuǎn)換為射頻信號送室外單元發(fā)射。該方案通過用射頻電纜連接室內(nèi)單元與室外單元，以避免電纜損耗導(dǎo)致的接收機(jī)噪聲系數(shù)增加及犧牲發(fā)射功率的問題。
由于該方案沒有從根本上解決射頻電纜損耗較大及射頻電纜成本較高的問題，使基站設(shè)備設(shè)計成本居高不下。而且天線及其室外單元距離室內(nèi)單元也不允許太遠(yuǎn)，通常在60米之內(nèi)，難以完成第三代移動通信系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的三維覆蓋。例如在大樓內(nèi)，因?yàn)樯漕l電纜比較粗，將室外單元連接到室內(nèi)單元上的工程會很困難。
此外，目前在3G FDD系統(tǒng)(如WCDMA)中已有使用的是一種使用光纖傳輸?shù)幕驹O(shè)備方案。該方案雖然可以解決上述射頻電纜傳輸距離及靈活布線上的困難，但由于增加了一套光傳輸電路，導(dǎo)致成本增加，特別在多天線的系統(tǒng)，例如使用智能天線的系統(tǒng)中，此成本增加會是相當(dāng)明顯的。
而且，上述技術(shù)中的每一套室外單元必須使用一對如射頻電纜或者光纖等雙向傳輸媒質(zhì)與室內(nèi)單元連接。此一對傳輸媒質(zhì)對TDD系統(tǒng)(如TD-SCDMA)來說可以理解為一根射頻電纜并加上多條控制線；對FDD系統(tǒng)來說，則上下行必須分別使用一根光纖或電纜，如果使用一根光纖傳輸，則需占用兩個光波波長。上述兩種方案中多個室外單元與一個室內(nèi)單元間都只能采用星形連接，即多套收、發(fā)天線及其室外單元必須通過各自的電纜或者光纖直接連接到室內(nèi)單元，工程安裝不方便。
由于第三代移動通信2GHz工作頻段的電波傳播特性，其通信網(wǎng)中每個宏小區(qū)基站(一套天線)的覆蓋半徑只能有1-3公里，在城市內(nèi)高樓大廈林立的地區(qū)、樹木遮擋的區(qū)域、樓房內(nèi)等，此覆蓋半徑還要小得多。而且在此覆蓋區(qū)域內(nèi)可能還會存在很多無法通信的陰影區(qū)域。由于每個無線基站的覆蓋區(qū)域太小，因此要在一個城市內(nèi)實(shí)現(xiàn)完好的覆蓋，就必須架設(shè)大量的基站，其中站址的選擇和建設(shè)成本都是非常困難的問題。
使用目前的基站設(shè)備設(shè)計方案，每個小區(qū)都必須有自身完整的基站設(shè)備配置，包括從數(shù)字基帶信號處理到模擬射頻收發(fā)的全部部件，導(dǎo)致基站成本太高，而且，很多基站設(shè)備無法使用Iub接口方便地接入系統(tǒng)，使每小區(qū)承擔(dān)的無線基站設(shè)備的成本太高。
第二代移動通信(GSM及IS-95CDMA)系統(tǒng)中，是通過使用直放站來解決覆蓋盲區(qū)問題的。但在第三代移動通信系統(tǒng)內(nèi)，由于必須保證系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量(QoS)，而引入直放站必然導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降，故第三代移動通信系統(tǒng)在原則上不能簡單地使用直放站。而且，當(dāng)室內(nèi)單元和室外單元之間無法架設(shè)射頻電纜或者光纖時(例如在城市內(nèi)需要跨越街道)，將無法實(shí)現(xiàn)射頻拉遠(yuǎn)，即無法實(shí)現(xiàn)射頻或者中頻信號之間的無線連接。
為有效又相對方便地解決小區(qū)覆蓋半徑小和覆蓋盲區(qū)，解決大量室內(nèi)覆蓋提供無線數(shù)據(jù)服務(wù)的問題并降低無線基站成本的問題，本申請人曾在申請?zhí)枮?00510001653.2中提出了一種將遠(yuǎn)端的模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備與無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分室內(nèi)設(shè)備在模擬中頻部分分開，并經(jīng)各種有線和無線的雙向傳輸手段與無線基站相連接的中頻傳輸方法及相應(yīng)的中頻接口。對多只遠(yuǎn)端射頻模擬收發(fā)信機(jī)單元可以使用一對傳輸媒質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)星形和/或串行連接(其中更具有實(shí)際工程應(yīng)用價值的是依次串行的鏈形連接方式)。遠(yuǎn)端的射頻前端設(shè)備中包括模擬射頻收發(fā)單元和中頻接口，室內(nèi)單元中包括中頻接口和基帶數(shù)字信號處理單元，室內(nèi)單元的中頻接口與遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備的中頻接口間通過中頻傳輸媒介連接。其中頻接口可將多個業(yè)務(wù)中頻信號、多個實(shí)時控制與非實(shí)時監(jiān)測控制信號和參考時鐘合路成一個寬帶中頻信號發(fā)送到所述的中頻傳輸媒介上傳輸；同時還可將來自中頻傳輸媒介上的一個寬帶中頻信號分路成多個業(yè)務(wù)中頻信號、多個實(shí)時控制與多個非實(shí)時監(jiān)測控制信號和參考時鐘。其中在基站設(shè)備的室內(nèi)單元與遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備間的該中頻傳輸媒介，可以是采用有線連接方式的中頻電纜或光纖，也可以是采用無線連接方式的微波接力設(shè)備。由于在中頻傳輸媒介上傳輸?shù)氖前M中頻傳輸技術(shù)和數(shù)字中頻傳輸技術(shù)在內(nèi)的中頻信號，有利于降低基站設(shè)備成本和實(shí)現(xiàn)多個遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備與一個室內(nèi)單元間的連接。
其對多個遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備子系統(tǒng)進(jìn)行鏈型連接的結(jié)構(gòu)方式可如圖1所示。圖中的無線基站100實(shí)現(xiàn)了基站所有基帶部分的功能，其地理位置可以用經(jīng)緯度及海拔高度來表示。圖中將此位置作為參考，表示為參考原點(diǎn)(0，0，0)。通過接口電路110和多(n)只遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)連接以實(shí)現(xiàn)拉遠(yuǎn)。圖中僅標(biāo)出了其中的一只遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)120，其地理位置相對與參考原點(diǎn)為(x，y，z)。此遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)通過長度為L的傳輸線路130和室內(nèi)基站100連接，此傳輸線路可以是中頻電纜、光纖、也可以是無線方式，如微波。此外，在遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)120支持的小區(qū)內(nèi)還有m只用戶終端150至15m，其中，終端150與15m與此遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)的直線距離分別為d0及dm。此相對地理位置(x，y，z)是已知或者可以測量出來的。
在第三代移動通信系統(tǒng)中，都有一個用戶定位的要求。其中比較準(zhǔn)確的定位，是為獲得激活的用戶終端的具體位置(對地面系統(tǒng)，只考慮在水平面的位置)。傳統(tǒng)使用的獲得用戶位置的技術(shù)可如圖2所示。圖中的2A是在有多個小區(qū)的系統(tǒng)中，通過測量終端與多個基站之間的距離來獲得終端位置的方法，此距離是在基站內(nèi)通過數(shù)字信號處理了獲得的，使用兩個或者3個基站，可以在等距離園的交點(diǎn)上確定用戶終端的具體位置，其誤差是距離的測量精度。這一方法在FDD系統(tǒng)或者TDD系統(tǒng)中都能使用。圖中的2B是在使用了智能天線的TD-SCDMA系統(tǒng)中用單個基站對用戶進(jìn)行定位的方法，基站可以通過智能天線獲得用戶終端所處的方位角(DOA)及距離的測量值來獲得用戶的位置，其精度取決于距離測量精度及角度的分辨率。
在目前的無線通信系統(tǒng)中，只需知道對信號在基站及射頻收發(fā)信機(jī)中的轉(zhuǎn)換時延(此轉(zhuǎn)換時延可由常規(guī)方法測量得到)即可獲得信號從基站(基帶數(shù)字信號處理部分)到天線的傳播和轉(zhuǎn)換時延。此時延通常很小，并不影響系統(tǒng)的定時及距離測量，故一般均忽略不計。在TDD(TD-SCDMA)系統(tǒng)中，是通過求相關(guān)的方法，獲得基站發(fā)射和終端接收的時延差，再根據(jù)系統(tǒng)同步的方法，用這一方式所獲得的時延對與該天線連接的射頻收發(fā)信機(jī)的接收和發(fā)射定時進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得全網(wǎng)絡(luò)的同步。在進(jìn)行用戶終端定位時，同樣也采用此方式測量獲得的時延對前述用傳統(tǒng)的用戶終端定位方法獲得的用戶終端位置進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得準(zhǔn)確的用戶終端位置。
由于目前已經(jīng)在工程中使用的通信系統(tǒng)中，其基站設(shè)備的室內(nèi)單元與遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備間所能實(shí)現(xiàn)的拉遠(yuǎn)距離很短，一般僅僅幾十米，故其相對地理位置差及電波傳播過程中時延造成的距離測量誤差等問題并不明顯而可被忽略，也尚未引起重視。
隨著基站設(shè)備室內(nèi)單元與遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備間拉遠(yuǎn)距離的增大，這種因相對地理位置差及電波傳播過程中時延造成的距離測量誤差的影響等問題就突顯出來而不能再被忽略。例如，TDD系統(tǒng)(如TD-SCDMA)的工作要求全網(wǎng)同步，即在網(wǎng)內(nèi)每個小區(qū)的發(fā)射時間，例如發(fā)射下行導(dǎo)引時隙的時間是相同的。當(dāng)圖1中的射頻拉遠(yuǎn)距離比較長(例如L為幾百米至幾公里)時，由于電波在傳輸線路上的傳輸時延加上遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)中的轉(zhuǎn)換時延(此轉(zhuǎn)換時延可由常規(guī)方法測量得到)將達(dá)到數(shù)或者數(shù)十微秒，全網(wǎng)同步將被破壞，系統(tǒng)內(nèi)干擾將比較嚴(yán)重，以至不能正常工作。另一方面，系統(tǒng)對用戶和基站距離的測量是在基站(如圖1中的100)內(nèi)進(jìn)行的，即是通過測量用戶的發(fā)射提前量來完成的。也就是說，此時所測到的時延(即距離)除電波在空間的傳播距離(圖1中的d)所造成的時延(所需要的數(shù)值)外，還包括了電波在傳輸線路上的傳輸時延加上遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)中的轉(zhuǎn)換時延，將是錯誤的結(jié)果。在使用了智能天線的系統(tǒng)中，如再以用戶方位的估計來進(jìn)行用戶定位的話，則將導(dǎo)致完全不可接受的錯誤。
對于FDD系統(tǒng)(如WCDMA)，為實(shí)現(xiàn)用戶定位，必須測量用戶與基站的相對距離。由于系統(tǒng)對用戶與基站間的距離測量是在基站(如圖1中的100)內(nèi)進(jìn)行的，因此隨著射頻拉遠(yuǎn)距離的增大，會因出現(xiàn)與上述TDD系統(tǒng)中同樣的情況而得到錯誤的距離數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對第三代移動通信系統(tǒng)(如WCDMA和TD-SCDMA等)即將大規(guī)模商用及所面臨的問題，在上述以中頻傳輸方式實(shí)現(xiàn)“射頻拉遠(yuǎn)”技術(shù)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明將提出一種解決基站及遠(yuǎn)端射頻前端設(shè)備子系統(tǒng)之間的定時和定時校準(zhǔn)的方法。在此基礎(chǔ)上，即可獲得全網(wǎng)絡(luò)同步；和/或?qū)崿F(xiàn)對用戶終端位置進(jìn)行校準(zhǔn)而獲得準(zhǔn)確的用戶終端位置，從而使射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)更加完善。
如上述，本發(fā)明的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法是以在此之前的以中頻傳輸方式實(shí)現(xiàn)“射頻拉遠(yuǎn)”技術(shù)為基礎(chǔ)，即將無線基站中的射頻收發(fā)信機(jī)與無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分分開，將遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)拉遠(yuǎn)至天線附近，通過模擬和/或數(shù)字中頻傳輸技術(shù)，用各種有線和無線傳輸手段與無線基站相連接。所說的連接傳輸媒質(zhì)可以是雙向傳輸?shù)闹蓄l電纜、微波接力設(shè)備，以及光纖等。本發(fā)明的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法，是此種形式的通信系統(tǒng)中，在基站的基帶數(shù)字信號處理部分和遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備的天線接口間分別設(shè)置有對應(yīng)配合的接口單元，在使其處于工作狀態(tài)時，由基站的基帶數(shù)字信號處理部分向遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備發(fā)出一個測試信號，并接收經(jīng)遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備發(fā)射的返回信號，通過對所發(fā)射和接收的信號的比較而得到在整個收發(fā)環(huán)路上的傳輸總時延值，與模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備和無線基站設(shè)備的轉(zhuǎn)換時延共同作為基站與模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備間的定時和定時校準(zhǔn)的提前量。
上述所說的基站的基帶數(shù)字信號處理部分發(fā)射和接收的為頻率相同的短脈沖信號，也可以是不同頻率的短脈沖信號。例如，對于TDD系統(tǒng)，接收和發(fā)射可以使用相同頻率的短脈沖信號，因而無需再配置如耦合電路等特殊附加電路結(jié)構(gòu)，只需控制適當(dāng)?shù)陌l(fā)射電平即可。基站的基帶數(shù)字信號處理部分在發(fā)射脈沖信號時同時將接收機(jī)開啟，就可以接收到從天線端口反射回來的時延校準(zhǔn)信號，經(jīng)基站的接收基帶數(shù)字信號處理電路就可以檢測到此接收信號相對于發(fā)射信號之間的時延，完成此時延測量。對于FDD系統(tǒng)，則由于接收和發(fā)射的頻率不相同，且接收和發(fā)射通常使用不同的天線，因而就需配置或使用一個相應(yīng)的耦合電路，將發(fā)射信號耦合一部分出來，經(jīng)過變頻后將發(fā)射載波頻率改變?yōu)榻邮蛰d波頻率。在進(jìn)行時延校準(zhǔn)時也開啟此耦合電路，然后以與上述TDD系統(tǒng)相同的方法進(jìn)行時延校準(zhǔn)。
本發(fā)明的上述的時延校準(zhǔn)方法，可以用于實(shí)現(xiàn)TDD系統(tǒng)全網(wǎng)的同步。采用本發(fā)明的上述方式對基站基帶數(shù)字信號處理器與和收發(fā)天線相連接的遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備之間的接收和發(fā)射進(jìn)行定時校準(zhǔn)后，無論遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備的拉遠(yuǎn)距離有多大，均可以方便地實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)的同步。例如，定時校準(zhǔn)提前量可由整個收發(fā)環(huán)路傳輸總時延值1/2的時延校準(zhǔn)測量確定，與基站中的相應(yīng)設(shè)備及遠(yuǎn)端模擬器件開關(guān)的轉(zhuǎn)換時延之和共同作為系統(tǒng)定時校準(zhǔn)的提前量，并使基站在發(fā)射數(shù)據(jù)時比信號空間同步所需要的時間提前一個提前量，同時使基站接收數(shù)據(jù)則比空間同步所需要的時間延遲一個時間提前量，即遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)的時序和基站基帶數(shù)字信號處理具有不同的時序，則不論在使用射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)時用何種傳輸技術(shù)及拉遠(yuǎn)距離，都能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格地保證全網(wǎng)同步。
本發(fā)明上述的時延校準(zhǔn)方法同樣也可以用于實(shí)現(xiàn)對用戶終端位置進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得準(zhǔn)確的用戶終端位置定位。例如，在實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)同步后，TD-SCDMA系統(tǒng)用常規(guī)方法獲得的用戶終端位置就應(yīng)理解為相對與此遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)的位置，適當(dāng)?shù)牡乩砦恢棉D(zhuǎn)換，計可以獲得用戶終端的準(zhǔn)確定位。
以下通過由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是使用射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)的無線基站與遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)間連接關(guān)系的示意圖。
圖2是在目前無線通信系統(tǒng)中對用戶終端的定位方法示意圖。
圖3是本發(fā)明中基站射頻拉遠(yuǎn)時的定時和定時校準(zhǔn)方法的示意4是本發(fā)明的定時和定時校準(zhǔn)方法在TDD系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)同步定時的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2所示的分別是如前所述的使用射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)的無線基站與遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)間連接關(guān)系，以及在目前無線通信系統(tǒng)中對用戶終端的定位方法。
圖3所示的是本發(fā)明基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法示意。圖中的含有基帶數(shù)字信號處理部分的無線基站主體設(shè)備300，與位于收發(fā)天線附近的遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備380在模擬中頻部分分開?；局黧w設(shè)備300具有接口電路310，提供與遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)380的連接、發(fā)射基帶數(shù)字信號處理電路320及接收基帶數(shù)字信號處理電路330。遠(yuǎn)端的射頻收發(fā)信機(jī)380中包括有相應(yīng)的接口電路368，射頻發(fā)射機(jī)362、射頻接收機(jī)365及連接至天線端口370的雙工器363。遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)380和室內(nèi)基站300之間則通過一對雙向傳輸線路343及345連接，其傳輸線路可以是中頻電纜、光纖、也可以是無線方式，如微波，信號的傳輸方向如圖中箭頭所示一條線路將基站發(fā)射信號傳輸向遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)；另一條線路則將遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)所接收到的信號傳輸向基站。
在使基站主體設(shè)備300具有接口電路310和遠(yuǎn)端的射頻收發(fā)信機(jī)380中包括有相應(yīng)的接口電路368被開啟而處于接收與發(fā)射同時工作狀態(tài)時，由基站的基帶數(shù)字信號處理部分發(fā)射一個短脈沖信號或者一段已知的短碼信號，同時開啟射頻發(fā)射機(jī)和射頻接收機(jī)，在接收基帶數(shù)字信號處理部分接收到上述發(fā)射的短脈沖信號，通過比較處理而獲得信號在整個收發(fā)環(huán)路上的傳輸總時延，并可以認(rèn)為接收和發(fā)射的時延相等，都為上述總時延的一半，供基站射頻拉遠(yuǎn)后的時延校準(zhǔn)使用。
對于TDD系統(tǒng)，上述的雙工器363可以是一只射頻開關(guān)，也可以是一只環(huán)形器。由于接收和發(fā)射的頻率相同，故無需要特殊的耦合電路而只需要控制適當(dāng)?shù)陌l(fā)射電平，在發(fā)射時將接收機(jī)開啟，接收機(jī)就可以接收到時延校準(zhǔn)的發(fā)射信號，在基站的接收基帶數(shù)字信號處理電路330就可以檢測到此接收信號相對于發(fā)射信號之間的時延，完成此時延測量。對于FDD系統(tǒng)，則由于接收和發(fā)射的頻率不相同，且通常不使用雙工器，而是接收和發(fā)射使用不同的天線。這樣，就必須使用一個耦合電路，將發(fā)射信號耦合一部分出來，經(jīng)過變頻，將發(fā)射載波頻率改變?yōu)榻邮蛰d波頻率。在進(jìn)行時延校準(zhǔn)時開啟此耦合電路，然后用與上述TDD系統(tǒng)的相同方式進(jìn)行時延校準(zhǔn)。
圖4所示的是在上述TDD(TD-SCDMA)系統(tǒng)中，用本發(fā)明測量獲得的時延校準(zhǔn)值對與天線連接的遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)的接收和發(fā)射定時進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得全網(wǎng)絡(luò)同步工作的定時關(guān)系原理。圖中的Tf為TDD周期，Txa為基站發(fā)射期間，Td為定時提前量，就是由前述時延校準(zhǔn)方法測試得到的射頻拉遠(yuǎn)后信號在傳輸途徑及變換所產(chǎn)生的時延；圖中，401表示基站對遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)收發(fā)轉(zhuǎn)換的時序，402表示全網(wǎng)在空間實(shí)現(xiàn)TDD收發(fā)同步的時序，403為基站基帶發(fā)射數(shù)字信號處理的時序，而404為基站基帶接收數(shù)字信號處理的時序。按傳統(tǒng)的方法，以上時序應(yīng)當(dāng)是基本相同的，在射頻拉遠(yuǎn)距離較大時，系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)同步。本發(fā)明則是根據(jù)時延校準(zhǔn)測量得到的定時提前量Td，并根據(jù)此提前量由基站發(fā)出控制時序401，它必須比完全同步所需要的時間(時序402)提前一個定時提前量Tad。以保證全網(wǎng)在空間實(shí)現(xiàn)TDD收發(fā)轉(zhuǎn)換的同步(時序402)。此外，基站發(fā)射數(shù)據(jù)(403)要比空間同步所需要的時間提前一個提前量Td，而基站接收數(shù)據(jù)(404)要比空間同步所需要的時間延遲一個時間Td。這樣，遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)的時序和基站基帶數(shù)字信號處理的時序是不同的，因而不管在使用射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)時用何種傳輸技術(shù)及拉遠(yuǎn)的距離，都嚴(yán)格地保證了全網(wǎng)的同步。
利用上述方法的獲得的時延校準(zhǔn)值，也可以對前述采用傳統(tǒng)的用戶終端定位方法獲得的用戶終端位置進(jìn)行校準(zhǔn)，從而能獲得準(zhǔn)確的用戶終端的位置。對于TDD系統(tǒng)，由于已經(jīng)通過上述為獲得全網(wǎng)同步而進(jìn)行的時延校準(zhǔn)，故在距離測量時獲得的已經(jīng)是用戶終端距離遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)(天線)之間的距離，故只需要以此遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)(天線)的已知的地理位置(圖1中(x，y，z))為原點(diǎn)，直接使用傳統(tǒng)的方法來進(jìn)行定位。而對于FDD系統(tǒng)，在用戶終端定位時，則需對無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分與用戶終端間進(jìn)行所說的時延測量后，在每個小區(qū)(遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)及天線)中還需以同樣的方式也進(jìn)行時延測量，由這一測量獲得的用戶終端距離減去上述基帶數(shù)字信號處理部分與該相應(yīng)的遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備間時延測量值所相對應(yīng)的距離，從而即可獲得用戶終端距離此遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)(天線)的準(zhǔn)確距離。進(jìn)行此校準(zhǔn)后，就可以獲得用戶終端相對于這幾個鄰近遠(yuǎn)端射頻收發(fā)信機(jī)(天線)的準(zhǔn)確位置。
由此可以理解，本發(fā)明的上述基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法有效并滿意地解決了使用射頻拉遠(yuǎn)時，在拉遠(yuǎn)傳輸和轉(zhuǎn)換電路中造成的時延測量問題。并可進(jìn)一步徹底解決如TDD系統(tǒng)在使用射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)時的全網(wǎng)同步問題，使拉遠(yuǎn)距離不再受到限制，以及解決了射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)中獲得準(zhǔn)確的用戶終端定位的問題。
通過上述的實(shí)施例可以對本發(fā)明有更清楚的理解，但不應(yīng)將這些實(shí)施例理解為是對本發(fā)明主題范圍的限制。在不脫離和改變本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和/或慣用手段，顯然還可以做出多種形式的替換或變更，并均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法，其特征是在由模擬中頻部分分開并經(jīng)其間設(shè)置的有線和/或無線雙向傳輸手段連接的無線基站與位于收發(fā)天線附近的遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備的通信系統(tǒng)中，在基站的基帶數(shù)字信號處理部分和遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備的天線接口間分別設(shè)置有對應(yīng)配合的接口單元，在使其處于工作狀態(tài)時，由基站的基帶數(shù)字信號處理部分向遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備發(fā)出一個測試信號，并接收經(jīng)遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備發(fā)射的返回信號，通過對所發(fā)射和接收的信號的比較而得到在整個收發(fā)環(huán)路上的傳輸總時延值，與模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備和無線基站設(shè)備的轉(zhuǎn)換時延共同作為基站與模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備間的定時和定時校準(zhǔn)的提前量。
2.如權(quán)利要求1所述的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法，其特征是所說定時校準(zhǔn)的提前量(Tad)是由所說整個收發(fā)環(huán)路傳輸總時延值1/2的時延校準(zhǔn)測量(Td)與模擬器件開關(guān)的轉(zhuǎn)換時延(Tb)之和。
3.如權(quán)利要求1所述的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法，其特征是所說的測試信號為短脈沖信號，或者是一段已知的短碼信號。
4.如權(quán)利要求3所述的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法，其特征是所說的基站的基帶數(shù)字信號處理部分發(fā)射和接收的短脈沖信號為頻率相同的短脈沖信號。
5.如權(quán)利要求3所述的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法，其特征是所說的基站的基帶數(shù)字信號處理部分發(fā)射和接收的短脈沖信號為不同頻率的短脈沖信號，在基站的基帶數(shù)字信號處理部分中設(shè)置有用于對接收與發(fā)射的脈沖信號進(jìn)行比較的耦合電路。
6.以權(quán)利要求1的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)同步的用途。
7.以權(quán)利要求1的基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法實(shí)現(xiàn)對用戶終端位置進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得準(zhǔn)確的用戶終端位置的用途。
8.如權(quán)利要求7所述的獲得準(zhǔn)確的用戶終端位置的用途，其特征是對無線基站的基帶數(shù)字信號處理部分與用戶終端間進(jìn)行同樣形式的時延測量，并由這一測量獲得的用戶終端距離減去上述基帶數(shù)字信號處理部分與該相應(yīng)的遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備間時延測量值所相對應(yīng)的距離，獲得用戶終端與該遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備或天線間的準(zhǔn)確定位距離。
全文摘要
基站射頻拉遠(yuǎn)的定時和定時校準(zhǔn)的方法及其用途。在由模擬中頻部分分開并經(jīng)其間設(shè)置的有線和/或無線雙向傳輸手段連接的無線基站與位于收發(fā)天線附近的遠(yuǎn)端模擬射頻收發(fā)信機(jī)前端設(shè)備的通信系統(tǒng)中，在基站的基帶數(shù)字信號處理部分和射頻收發(fā)信機(jī)前端的天線接口間分別設(shè)置有接口單元，在其處于工作狀態(tài)時由基站向射頻收發(fā)信機(jī)前端發(fā)出一測試信號，并接收返回信號，通過對收發(fā)信號的比較得到在整個收發(fā)環(huán)路上的傳輸總時延值，與射頻收發(fā)信機(jī)前端和無線基站的轉(zhuǎn)換時延共同作為基站與射頻收前端設(shè)備間的定時和定時校準(zhǔn)的提前量，可用于解決包括實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)的同步，以及獲得準(zhǔn)確的用戶終端定位等問題。
文檔編號H04Q7/30GK1753329SQ20051002195
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者李睿, 李軍, 張曉麗, 紀(jì)寶 申請人:芯通科技(成都)有限公司