TD-SCDMA直放站系統(tǒng)的同步控制

TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)過緊張的建設(shè)，在不久的將來(lái)能為廣大的移動(dòng)通信用戶提供更加快速和優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。相對(duì)于大家熟知的第二代通信系統(tǒng)，TD系統(tǒng)提供了眾多吸引人的網(wǎng)絡(luò)特性，包括動(dòng)態(tài)信道配置、聯(lián)合檢測(cè)、同步、智能天線等技術(shù)。這些新技術(shù)的引進(jìn)帶來(lái)了一些技術(shù)的變革和更高的要求，系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)的復(fù)雜度也大大增加了。

對(duì)于直放站和干放設(shè)備，不同于傳統(tǒng)的2G設(shè)備的是，TD設(shè)備雙工方式不能簡(jiǎn)單地依靠雙工器實(shí)現(xiàn)，能否穩(wěn)定精確實(shí)現(xiàn)與基站同步成為設(shè)備的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。TD系統(tǒng)與PHS系統(tǒng)的雙工方式都是TDD（時(shí)分雙工），但是實(shí)際的情況又有著很大的差別，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是PHS系統(tǒng)的切換點(diǎn)只有一個(gè)，而且固定，TD系統(tǒng)的切換點(diǎn)有兩個(gè)，其中第一個(gè)為固定的，第二個(gè)可以滑動(dòng)，第二個(gè)時(shí)隙切換點(diǎn)可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的不同進(jìn)行變化；二是PHS系統(tǒng)的發(fā)射功率峰均比大約為2～3dB，而TD系統(tǒng)的發(fā)射峰均比能達(dá)到10dB以上。TD信號(hào)的能量包絡(luò)比較雜亂，不能直接通過能量變化控制功放的開關(guān)，如果這樣做，在TD系統(tǒng)的時(shí)隙內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)大量的有誤動(dòng)作導(dǎo)致信號(hào)失真。

目前對(duì)于TD系統(tǒng)雙工控制的解決方案主要有以下三個(gè)辦法。

（1）GPS同步，采用與TD基站一致的同步方式，按照GPS的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻進(jìn)行業(yè)務(wù)標(biāo)定，此種方式雖然可行，但是現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，需要進(jìn)行信源信號(hào)到設(shè)備的延時(shí)測(cè)定，通過設(shè)置來(lái)抵消基站到設(shè)備的傳輸延時(shí)。

（2）檢波同步，又稱特征窗搜索同步，通過檢波分析信號(hào)的包絡(luò)形式，搜索到特征窗口后進(jìn)行同步輸出（如圖1所示）。

圖1  TD系統(tǒng)時(shí)隙特征窗

（3）基帶解碼同步，對(duì)下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，當(dāng)出現(xiàn)相干峰時(shí)，代表同步。

針對(duì)室內(nèi)覆蓋的低成本解決方案，檢波同步干線放大器成為了第一選擇，其采用的方式如圖2所示。

圖2  TD檢波同步系統(tǒng)框圖

下行的射頻信號(hào)經(jīng)過耦合器進(jìn)入檢波芯片檢波，檢波芯片的輸出電壓一路通過高速AD及MCU（這里采用FPGA嵌入式軟核CPU）進(jìn)行運(yùn)算，CPU通過DA設(shè)置合理的下行開啟電平。這樣檢波芯片的另一路輸出進(jìn)入比較器與開啟門限進(jìn)行比較，以濾除時(shí)隙內(nèi)的抖動(dòng)峰值輸出一個(gè)相對(duì)純凈的同步開關(guān)信號(hào)。同步捕獲部分電路根據(jù)DwPTS時(shí)隙功率特征進(jìn)行捕獲，DwPTS時(shí)隙的兩端各有一個(gè)零功率區(qū)，它們是TS0時(shí)隙的拖尾保護(hù)GP1、DwPTS自身的GP2和上行保護(hù)GP，然后通過邏輯器件（CPLD或者FPGA）進(jìn)行處理，輸出功放開關(guān)控制序列方波。

實(shí)際使用時(shí)，檢波同步確定第一轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置后，需要人工設(shè)置第二轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中，如果第二時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)發(fā)生變化，需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。有關(guān)TD系統(tǒng)同步設(shè)計(jì)的探討是直放站系統(tǒng)中的重要課題，在實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中必將持續(xù)深入研究。