《(最新)td_scdma射频延伸设备基带同步技术的研究》

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1、TD-SCDMA射频延伸设备基带同步技术的研究福建邮科通信技术有限公司赖克中1前言TD-SCDMA网络中可使用干放、无线手机伴侣、五类线直放站等多种射频延伸设备，这些设备需保持与网络射频信号的同步，即：手机下行信号到达时，延伸设备工作在下行通道状态；上行信号到达时，延伸设备工作在上行通道状态。获得同步的方法有多种，包括：包络检波同步、GPS同步、基带解码同步。由于包络检波同步只能适应频谱纯净的信号，动态范围小，通常在室内干放中使用；GPS同步需要卫星天线，一般适合在室外使用；唯有基带解码同步具有很强的抗干扰能力、动态范围大，适合于各种TD-SCDMA射频延伸设备。本文结合

2、实际项目经验，提出了一种基于DSP芯片（DigitalSignalProcessor，数字信号处理器）与FPGA（FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列）芯片的基带同步设计方案。2TD-SCDMA基带同步技术的研究2.1射频延伸设备基带同步原理（1）射频延伸设备工作原理图1TD-SCDMA射频延伸设备工作原理如图1所示，TD-SCDMA基站发射的下行信号通过空中传播或馈线耦合输入延伸设备，经过滤波器、环行器、低噪放、选频器、功放、环行器、滤波器，最后由重发天线发射；上行信号处理过程与下行相同。延伸设备的上下行链路依靠基带同步模块进行状态切换

3、：即每一帧的下行信号通过延伸设备时，上行链路保持关断状收稿日期：2010年1月19日【摘要】文章针对TD-SCDMA射频延伸设备的同步技术提出了一种新的解决方案，详细研究了该方案基带同步的基本原理、设计方法及其关键算法，最后对实用产品进行了测试，得到了优异的测试表现。【关键词】TD-SCDMA射频延伸设备基带同步DSPFPGA{S图2TD-SCDMA子帧与同步控制信号的时序关系S与下行导频时隙的起始时刻是步。基带同步方案通过SYNC_DL的相关算法来获得与DwPTS时隙的同步。相关算法的原理是：首先根据TD-SCDMA系统波形特征，对DwPTS的GP时隙进行锁定，获得大概

4、的DWPTS时隙时刻；然后设定一个略大于64个chips的搜索窗口，以一个chip为步长对32个可能的SYNC_DL码组一一进行相关运算，其相关峰值最大的码2.2基带同步模块设计如图3所示，基带同步模AGC、DSP、FPGA等部分组成射频信号从延伸设备的施主天器后输入零中频解调单元，直模拟IQ高速AD交的数字数字IQ用恢复出立叶变换步相关置，在D沿给FPG功放的开关信号。为了提高同步动态范围，由FPGA单元编程设计AGC控制电路。（1）下变频解调器下变频解调器单元内部采用了独特的零中频方案，如图4所示，它包含了RFLNA、直接变换混频器、TD-SCDMA信道滤波的基带滤波

5、器、VCO及合成器，能够实现从RF信号到模拟基带信号的直接转换。根据这个特征，可以通过特征窗匹配的粗同步技术在时域上估算出DwPTS在时域上的大致位置，完成粗同步流程。为了加快粗同步的速度，A/D采样的转换时间设置成8chips的周期，在DSP芯片内部编程一个高速比较器，每接收到一个采样数据后，先将数据与预制的阀值相比，大于阀值的数据输出“1”，反之则为“0”，在连续输出“00000011111111”的码流时便在最后一个“1”结束时输出一个高电平触发信号，并且进入下一阶段的匹配滤波器相关检测的细同步阶段。◆设计匹配滤波相关检测器实现细同步通过特征窗匹配的粗同步，同步精度

6、可以达到8chips，但由于在空中无线环境中，距离不同的各个TD-SCDMA基站信号交叠在一起，功率检测芯片输出的检波波形中特征窗是模糊的，特征不明显，无法实现1个chip级别的精确同步。匹配滤波相关检测器的细同步方法和前面阐述的相关算法是一致的，如图5所示，I、Q支路的运算求和结果为：图4下变频解调器原理（2）高速模数变换单元ADC本方案采用了零中频方案，直接从RF信号下变频到模拟基带信号s(t)，采用了双通道高速AD，用12.8M的采样速率对s(t)进行10倍抽样。该单元的内部有两个独立的采样保持通道可以同时工作，采样的最高频率为20MHz，输入模拟量端口支持差分输入

7、，单端输入，转换数据在对应的5个时钟周期后输出，输出的数字量为10位。（3）高速数字信号处理单元DSPDSP单元是一个具有高速运算能力的处理器，该单元负责完成实时的基带同步算法。本设计方案中采用两级同步的方式，第一级采用特征窗匹配的粗同步技术，第二级采用匹配滤波器相关检测的细同步技术。通过两级同步的方式，可以在保证良好同步精度的前提下大幅压缩同步搜索的时间。◆设计特征窗匹配实现粗同步DwPTS在TD-SCDMA子帧中的位置如图2所示。TSO的有效数据长度为848码片长度（662.5μs），右侧是16chips的保护时隙，DwP