CN100364250C - 用于移动通信中的延迟补偿方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信，公开了一种用于移动通信中的延迟补偿方法及其系统，能够保证基站各小区的无线帧在天线口的同步。这种用于移动通信中的延迟补偿方法中，首先获取从基带处理单元到天线口的各个小区数据发送通路的各自的总延迟，此后分别通过基带处理单元和中频处理单元，对通过相应通路传输的小区数据进行整数级和分数级的延迟补偿。

Description

用于移动通信中的延迟补偿方法及其系统

技术领域

本发明涉及移动通信，特别涉及移动通信系统中保持基站各小区的无线帧在天线口的同步技术。

背景技术

随着以通信技术和计算机技术为标志的高科技的发展，人们的生活发生了日新月异的巨大变化，人与人之间的信息传递越来越密切、方式也越来越多样化。移动通信就是人们带来诸多便利的主要信息传递方式之一，目前其仍然在迅猛发展，以适应人们日益增长的高速数据接入的需要。

在移动通信系统中，往往要求基站各小区的无线帧在天线口能保持同步，其原因在于同步准确度的高低将可能会影响手机对多个小区的同步接收性能、发射分集一致性及环路传输延时(Round Trip Time，简称“RTT”)测量等。熟悉本领域的技术人员都知道，以宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，简称“WCDMA”)通信系统为例，无线帧是该协议中规定的码片组合，码片是衡量WCDMA系统中的物理信道时间长度的一种基本标识，WCDMA系统中的物理信道时间长度通常以整数个码片来标识。例如，一个无线帧通常包含15个时隙，每个时隙包含2560个码片，由此可见一个无线帧通常由38400个码片构成。

但是，一般基站各小区的无线帧在天线口不能保证完全同步，主要原因是数据的下行发送可能经由不同路由通道，各个路由通道中的各处理单元和处理单元间通道的延迟不一致，导致最后总的无线帧延迟不一致。为了更加清楚地说明这个问题，下面将参照图1进行解释。

图1是基站各处理单元以及它们之间的通道的延迟示意图。如图所示，一般由定时总线10控制整个系统的起始同步时间，然后由基带处理单元11、数据转发单元12、中频处理单元120、射频处理单元121、天线122组成第一个小区数据发送通路。基带处理单元11、数据转发单元12、中频处理单元123、射频处理单元124、天线125组成第二个小区数据发送通路。

其中T1表示的是基带处理单元11和数据转发单元12间的单元通道延迟时间，T5是数据转发单元12和中频处理单元120间的单元通道延迟时间，T9是中频处理单元120与射频处理单元121间的单元通道延迟时间，T13为射频处理单元121与天线122间的单元通道延迟时间。

T6是数据转发单元12和中频处理单元123间的单元通道延迟时间，T10是中频处理单元123与射频处理单元124间的单元通道延迟时间，T14为射频处理单元124与天线125间的单元通道延迟时间。

T17表示数据转发单元12的延迟时间，T18和T20分别表示中频处理单元120与中频处理单元123的延迟时间，T19和T21分别表示射频处理单元121与射频处理单元124的延迟时间。

第三个小区数据发送通路由基带处理单元13、数据转发单元14、中频处理单元140、射频处理单元141、天线142组成，第四个小区数据发送通路由基带处理单元13、数据转发单元14、中频处理单元143、射频处理单元144、天线145组成。

与前两个小区数据发送通路类似，T4表示的是基带处理单元13和数据转发单元14间的单元通道延迟时间，T7是数据转发单元14和中频处理单元140间的单元通道延迟时间，T11是中频处理单元140与射频处理单元141间的单元通道延迟时间，T15为射频处理单元141与天线142间的单元通道延迟时间。

T8是数据转发单元14和中频处理单元143间的单元通道延迟时间，T12是中频处理单元143与射频处理单元144间的单元通道延迟时间，T16为射频处理单元144与天线145间的单元通道延迟时间。

T22表示数据转发单元14的延迟时间，T23和T25分别表示中频处理单元140与中频处理单元143的延迟时间，T24和T26分别表示射频处理单元141与射频处理单元144的延迟时间。

实际上基带处理单元11和数据转发单元14间也有通道，T2就表示二者间的通道延迟时间，同理基带处理单元13和数据转发单元12间也有通道，T3就表示二者间的通道延迟时间。由此还可以组合成更多小区数据发送通路。

由此可见，由于数据下行发送可能有不同的通路，而且不同处理单元的延迟也可能会不同，即使是同一个基带处理单元和数据转发单元下面所连接的小区数据发送通路，各处理单元和处理单元间通道的延迟时间也不完全相同。举几个例子说明，图中的虚线表示的是数据的不同小区数据发送通路。小区数据发送通路15和小区数据发送通路17，虽然同时经过同一基带处理单元11和数据转发单元12，但小区数据发送通路15后面经过的是中频处理单元120、射频处理单元121、天线122，小区数据发送通路17后面经过的是中频处理单元123、射频处理单元124、天线125，两条不同的路由当中的任何一个处理单元或者处理单元间通道间的延迟不同，都会导致路由通道15与路由通道17的无线帧总的延迟不同。而共同经过基带处理单元13和数据转发单元12，又各自单独经过中频处理单元120、射频处理单元121、天线122的小区数据发送通路16和单独经过中频处理单元123、射频处理单元124、天线125的小区数据发送通路18，与前面两条小区数据发送通路相比同样也会遇到无线帧的总延迟不同的情况。

针对上面提出的问题，可以理解，需要采取一定的措施来达到在天线口各小区的无线帧同步，以确保手机对多个小区的同步接收性能以及发射分集一致性，并保障RTT测量，但是到目前为止尚未提出过较为令人满意的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于移动通信的延迟补偿方法及其系统，使得能够保证基站各小区的无线帧在天线口的同步。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于移动通信中的延迟补偿方法，包含以下步骤：

获取从基带处理单元到天线口的各个小区数据发送通路的各自的总延迟；基带处理单元和中频处理单元根据所述数据发送通路的各自的总延迟，对通过相应通路传输的小区数据进行延迟补偿。

其中，所述基带处理单元以码片为单位，对所述小区数据进行整数级的延迟补偿，所述中频处理单元以码片为单位，对所述小区数据进行分数级的延迟补偿。

所述基带处理单元通过移位寄存器组进行整数级的延迟补偿。

所述中频处理单元通过移位寄存器组进行分数级的延迟补偿，其中所述移位寄存器组的时钟高于码片的速率。

所述中频处理单元通过数字滤波器进行分数级的延迟补偿。

本发明还提供了一种延迟补偿系统，包含依次对小区数据进行处理的基带处理单元、数据转发单元、中频处理单元、射频处理单元以及天线，所述基带处理单元和所述中频处理单元还包含延迟补偿电路，用于补偿预先测量到的从所述基带处理单元到天线口的各个小区数据发送通路的总延迟。

其中，所述基带处理单元中的延迟补偿电路用于以码片为单位，进行整数级的延迟补偿；所述中频处理单元中的延迟补偿电路用于以码片为单位，进行分数级的延迟补偿。

所述基带处理单元中的延迟补偿电路由移位寄存器组构成。

所述中频处理单元中的延迟补偿电路由移位寄存器组构成，其中该移位寄存器组的时钟高于码片的速率。

所述中频处理单元中的延迟补偿电路由数字滤波器构成。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，根据预先确定的从基带处理单元到天线口的各个小区数据发送通路的总延迟，通过基带处理单元进行整数级的延迟补偿，通过中频处理单元进行分数级的延迟补偿。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即较好地实现基站各小区的无线帧在天线口的同步的目的。

附图说明

图1是现有技术基站各处理单元和处理单元间通道的延迟示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的延迟补偿流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

总的来说，本发明的原理在于：通过在基带处理单元中进行整数级的延迟补偿，以及在中频处理单元中进行分数级的延迟补偿，实现基站的天线口的各小区无线帧同步。

为了保证基站各小区的无线帧在无线口的同步，本发明按照三个大的步骤来实施完整的技术解决方案。下面结合图1和图2来详细说明。

首先，在步骤200，获取从基带处理单元到天线口的总通道延迟。具体的说，又细分为两个子步骤。

第一个子步骤是通过设计约束、实时测量和数据配置等方式获取各处理单元及处理单元间传输通道的延迟。以图1为例，在本子步骤中，要精确获得从T1到T26的各个数值。

在接下来的第二个子步骤中，确定从基带处理单元到天线口的每个小区数据发送通路的总延迟。仍以图1为例，如果是小区数据发送通路15，则总延迟是T1、T17、T5、T18、T9、T19、T13之和；而小区数据发送通路16的总延迟则是T3、T17、T5、T18、T9、T19、T13之和；小区数据发送通路17的总延迟是T1、T17、T6、T20、T10、T21、T14之和；小区数据发送通路18的总延迟是T3、T18、T6、T20、T10、T21、T14之和。

如果还有其它的路由通道，按其经过的各处理单元及处理单元间传输通道的延迟相加就可以得到相应的小区数据发送通路总延迟。

在获得了从基带处理单元到天线口的每个小区数据发送通路的总延迟后，下一个步骤就是对各小区通道延迟的补偿。补偿需要由基带处理单元与中频处理单元一起完成，总的实现方法为在基带处理单元按需要提前发送各小区数据，提前量约等于各小区数据发送通道的总延迟，最后无线帧到达天线口的时间基本同步，即基带处理单元完成延迟补偿的粗调功能。此后，中频处理单元完成各小区延迟的微调功能。下面参照图2，进行详细说明。

在步骤210中，基带处理单元完成延迟补偿的粗调。在本步骤中，基带处理单元完成整数级的延迟补偿。下面参照图1，说明整数级的延迟补偿过程。在图1中，数据转发单元经常居于基带处理单元和中频处理单元中间，其工作于数据链路层，功能是将多个小区的数据进行组帧和解帧操作，因此以下行数据流为基准，位于其前面的基带处理单元进行时间调整的单位应该是数据转发单元对多小区组帧的数据组合的最小单位。

如上所述，以WCDMA系统为例，对于数据转发处理单元组帧的数据组合，一个码片是其最小单位，因此基带处理单元在延迟补偿提前发送时，补偿的单位也应该是一个码片的时间，这种以码片为单位的补偿通常认为是整数级的延迟补偿。

基带处理单元具体的整数级延迟补偿实现是通过时序逻辑处理，在本实施例中，是通过移位寄存器组完成延迟处理。上述移位寄存器具有存储功能和移位功能，由于在数字系统中经常使用移位操作，因此如果需要，移位寄存器可以通过存储和移位来实现对流入数据的控制，输出需要的数据流。

一般来说，位于基带处理单元上的移位寄存器采用的时钟周期等于码片周期，所以调整一个码片单位的时间长度只需要移位寄存器延迟输出一个时钟周期就可以实现了。在有些情况下，有可能移位寄存器使用时钟频率更高，一个码片周期等于好几个时钟周期，此时只要移位寄存器多延迟几拍就可以了。

此后进入步骤220，实现中频处理单元延迟补偿微调，即完成分数级的延迟补偿。

下面参照图1说明分数级的延迟补偿过程。首先需要说明，在一些情况下，上述基带处理单元的补偿单位不是一个码片的时间。具体的说，由于数据转发单元的组帧操作，很容易造成额外的误差，因为每个数据比特的承载信号脉冲时间并不等于一个码片，将多个数据比特组合成无线帧，就可能造成数据转发单元的单元处理时间延迟时间不是以码片为基本单位的时间值。

在这种情况下，分数级补偿需要放在数据单元其后的中频处理单元中完成。中频处理单元具体的分数级延迟补偿实现在精度要求不高的情况下，与基带处理单元整数级延迟补偿类似，都是通过各自上面的移位寄存器时序逻辑处理，即通过进行延迟处理实现的。二者不同的是，中频处理单元上的时移位寄存器的时钟速率一般是码片速率的10几倍，甚至是几十倍。显而易见，可控制延迟处理的时间度比基带处理单元高许多，所以可以实现比码片时间单位更小的分数级补偿。如果要求的补偿精度更高，中频处理单元还可以通过数字滤波器对数字信号进行滤波运算的方式来实现，此时延迟补偿的精度可以达到几百分之一的码片周期，可控制延迟处理的时间度就更加精准了。

以上可以看出，有了步骤21和步骤22配合实现的时间延迟补偿，各小区数据发送通路不管出现哪一种基本时间单位的总延迟，整条通路上的基带处理单元和中频处理单元都能对其进行精确的补偿，提前发送数据，使到达各自天线口的无线帧同步，同步的基准最后都参照图1中的定时总线10的时间。

在根据本发明的原理的另一个实施例中，提出了一种延迟补偿系统。由于该系统的原理基本上与上述延迟补偿方法相同，因此本文中仅对该系统特有的技术进行说明和解释。

本实施例的延迟补偿系统包含依次对小区数据进行处理的基带处理单元、数据转发单元、中频处理单元、射频处理单元以及天线。本实施例与现有技术的区别在于，基带处理单元和中频处理单元中还分别包含用于补偿预先测量到的，从基带处理单元到天线口大各个小区数据发送通路的总延迟的延迟补偿电路。其中，基带处理单元中的延迟补偿电路进行整数级补偿，中频处理单元中的延迟补偿电路进行分数级补偿。

当小区数据经过时，基带处理单元中的延迟补偿电路以码片为单位进行整数级延迟补偿，其中，该延迟补偿电路由移位寄存器组构成；中频处理单元中的延迟补偿电路以码片为单位进行分数级的延迟补偿，其中，该延迟补偿电路由移位寄存器组构成，并且其时钟高于码片的速率。在本发明的另一个实施例中，移位寄存器组由数字滤波器构成。由此，本系统通过基带处理单元的整数级延迟补偿，以及中频处理单元的分数级延迟补偿，实现使基站各小区的无线帧在天线口同步的目的。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于移动通信中的延迟补偿方法，其特征在于，包含以下步骤：

获取从基带处理单元到天线口的各个小区数据发送通路的各自的总延迟；

基带处理单元和中频处理单元根据所述小区数据发送通路的各自的总延迟，对通过相应通路传输的小区数据进行延迟补偿。

2.根据权利要求1所述的用于移动通信中的延迟补偿方法，其特征在于，所述基带处理单元以码片为单位，对所述小区数据进行整数级的延迟补偿，所述中频处理单元以码片为单位，对所述小区数据进行分数级的延迟补偿。

3.根据权利要求2所述的用于移动通信中的延迟补偿方法，其特征在于，所述基带处理单元通过移位寄存器组进行整数级的延迟补偿。

4.根据权利要求2或3所述的用于移动通信中的延迟补偿方法，其特征在于，所述中频处理单元通过移位寄存器组进行分数级的延迟补偿，其中所述移位寄存器组的时钟高于码片的速率。

5.根据权利要求2或3所述的用于移动通信中的延迟补偿方法，其特征在于，所述中频处理单元通过数字滤波器进行分数级的延迟补偿。

6.一种用于移动通信的延迟补偿系统，包含依次对小区数据进行处理的基带处理单元、数据转发单元、中频处理单元、射频处理单元以及天线，其特征在于，

所述基带处理单元和所述中频处理单元还包含延迟补偿电路，用于补偿预先测量到的从所述基带处理单元到天线口的各个小区数据发送通路的各自的总延迟。

7.根据权利要求6所述的延迟补偿系统，其特征在于，所述基带处理单元中的延迟补偿电路用于以码片为单位，进行整数级的延迟补偿；所述中频处理单元中的延迟补偿电路用于以码片为单位，进行分数级的延迟补偿。

8.根据权利要求7所述的延迟补偿系统，其特征在于，所述基带处理单元中的延迟补偿电路由移位寄存器组构成。

9.根据权利要求7或8所述的延迟补偿系统，其特征在于，所述中频处理单元中的延迟补偿电路由移位寄存器组构成，其中该移位寄存器组的时钟高于码片的速率。

10.根据权利要求7或8所述的延迟补偿系统，其特征在于，所述中频处理单元中的延迟补偿电路由数字滤波器构成。

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