[发明专利]一种下行同步系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及基于LTE-TDD下行同步码互相关性的下行同步系统及方法。

背景技术

目前，常规的无线同频直放站的LTE-TDD系统是应用了多种新技术的第四代移动通信系统，LTE-TDD系统中，采用了时分同步技术，上、下行链路信号处于同一频率，通过时分复用的方式区分上行和下行，而且根据不同业务的需要，还可以灵活配置上下行时隙来改变功率开关切换点，以满足上下行非对称业务的需求，因此要求系统内的设备在收发上必须同步，否则不能保证上下行通讯链路的正常建立。

现有技术的LTE-TDD系统的同步方式，主要有包络检波、基带解码、GPS同步等三种。

包络检波是一种最直接最简单的同步方式。优点：当有信号来时，检波器检测到信号的能量，当超过预先设定的值时，通过比较器或运放输出控制信号，完全由硬件产生同步，不需要MCU(微控制器)或FPGA(现场可编程门阵列)。缺点：控制信号总是滞后于待传输信号，对信号的完整性有一定影响。使用这种方式时输入的LTE-TDD信号必须有足够的强度，而且整个判断时间Δt要小于1个码片的时间，否则将严重影响传输质量，引起输出信号的削波，峰值矢量误差恶化。此种方式对于语音通信是可以的，但是对于高速率的数据通信难以成功。

基带解码是类似于终端的同步，及解调出LTE-TDD信号的同步子帧内容，通过对同步字的判读出同步字的起始或终了位置，在本地产生和同步字同步的信号作为帧同步信号。首先，对接受到的LTE-TDD信号进行初同步，就是利用能量检测等方式获得下行同步的大概位置。然后对同步子帧内容部分进行解调，由于同步子帧内容部分编码相对于其他时隙来说是很简单的，而且在同步子帧内容部分的扩频码是相对固定的。因此对该部分时隙的解调容易实现。对于完成解调的同步子帧内容信号，其中包含了下行同步字，利用同步字的相关性，使用本地预知的同步字和解调得到的码段进行运算，得到下行同步字的中心位置。其优点是可以实现位同步，同步精度高；缺点是对射频信号接受灵敏度不高，实现复杂，成本高。

GPS同步是直放站通过对GPS的秒脉冲分频或倍频使其转换成5ms信号，使直放站获得与基站相同的基准起点。当GPS不具备授时功能时，可以采用本地时钟(LO)，本地时钟是为了MCU(微控制器)可以获得准确的收发时隙控制，用来产生5ms内的两次切换控制信号，以保持长时间同步或GPS信号不稳定时自主同步。当选择的GPS具有授时功能时，本地时钟可以不要，而直接使用MCU(微控制器)内部的计数或计时器产生帧内的转换点。无论使用高稳定的外部时钟还是MCU(微控制器)内部的计数器，当收到GPS发出的5ms信号时，都要和这个5ms信号同步，及复位计时或计数装置。目前LTE-TDD系统大多使用这种方式。其优点是算法简单，同步精度高；缺点是对射频信号接受灵敏度不高，实现复杂，GPS需单独架设，成本高。

因此，本公司于申请公布日为2012.05.09、申请公布号CN102447509A的发明专利，公开了一种TD-SCDMA直放站的基于下行同步码自相关性的下行同步系统及方法，该系统包括第一天线、第二天线、第一TD上下行切换开关、第二TD上下行切换开关、模数转换处理单元、第一复混频处理单元、数字下变频处理单元、TD下行同步处理单元、TD上下行切换控制单元、数字上变频处理单元、第二复混频处理单元、数模转换处理单元和功放模块，通过TD下行同步处理单元对下行同步码进行自相关性处理，来得到对上下行切换开关的控制信号，再通过对上下行切换开关的控制从而实现上下行链路的选择。

该专利中，TD-SCDMA为下行主同步码其实就在0和1中间取值。而LTE-TDD的下行主同步码和辅同步码是频域上的Zadoff-Chu序列产生，但是这个序列产生的是一堆复数，就不能够简单的对接收到的信号进行硬判决然后和本地同步码进行互相关，因为已经不是0和1码了。这个时候，我们需要对接收到的数据进行归一化，用归一化的数据和本地的下行主同步码和辅同步码进行互相关运算，才能得到相应的峰值。另外，TD-SCDMA直放站的基于下行同步码自相关性的下行同步系统及方法与LTE-TDD下行同步系统及方法的应用系统不一样，两者的信号的产生方式不一样，所以导致了两者对天线接收的数据进行的处理不一样。而TD-SCDMA采用的是并行的处理方式，占用了太多FPGA的逻辑资源，大大增加了成本。

发明内容