專利名稱：一種基于tdma的多級中繼同步實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及TDMA技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TDMA(Time Division Multiple Access，時分多址)系統(tǒng)的同步實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
TDMA技術(shù)是一種通信中常用的基本多址技術(shù)，它把時間分割成周期性的幀，每一個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。同時，基站發(fā)向多個移動終端的信號都按順序安排在特定的時隙中傳輸，各移動終端只要在指定的時隙內(nèi)接收，就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。在應(yīng)用TDMA系統(tǒng)進行組網(wǎng)時，組網(wǎng)中的各個基站可以通過GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))的時間系統(tǒng)實現(xiàn)互相同步；網(wǎng)絡(luò)中的其他中繼或終端設(shè)備也需要和基站保持同步，如果是中繼設(shè)備，也需要和基站保持同步，否則會對周圍的基站造成干擾；如果是終端設(shè)備，只有同步以后才能和基站或中繼保持正常的通訊。但是經(jīng)常出現(xiàn)由于GPS天線安裝位置不當(dāng)，或者強干擾存在，導(dǎo)致GPS失步，使得 GPS時鐘沒有輸出，造成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能使用。TDMA系統(tǒng)還會遇到覆蓋盲區(qū)的問題，因為在信號傳輸過程中，經(jīng)常會遇到阻擋物， 在阻擋物的背面以及各種地下建筑物的內(nèi)部，由于信號不能覆蓋而產(chǎn)生盲區(qū)。盲區(qū)問題可以通過架設(shè)基站解決，但是架設(shè)基站成本太高，所以中繼設(shè)備的選用就有重要意義。由于中繼設(shè)備需要把基站的信號放大后進行盲區(qū)覆蓋，又要把原盲區(qū)的終端信號放大送往基站， 整個過程受TDMA時序控制，所以中繼設(shè)備必須和基站的時序保持同步，才能保證基站和終端的正常通信。但是在需要使用中繼設(shè)備的環(huán)境往往是比較復(fù)雜的，GPS會經(jīng)常失步，造成中繼和基站不能同步，所以采用無線信號同步的方法具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于TDMA的多級中繼同步實現(xiàn)方法，該方法利用無線信號來實現(xiàn)TDMA系統(tǒng)中的中繼、終端與基站的同步。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種基于TDMA的多級中繼同步實現(xiàn)方式方法，包括以下步驟
1)每一個時幀分為多個控制時隙和數(shù)據(jù)時隙；
2)基站在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步信息的無線信號；
3)中繼或終端根據(jù)接收到的同步信號進行同步跟蹤并產(chǎn)生本地時隙。該方法的步驟2、進一步包括以下步驟 2.1)基站復(fù)位后初始化；
2. 2)基站根據(jù)外部配置參數(shù)產(chǎn)生本地時隙；
2. 3)基站在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步信息的無線信號。
該方法的步驟3)進一步包括以下步驟 3.1)中繼或終端復(fù)位后初始化(進入INI狀態(tài))；
3. 2)等待信號到達(檢測到signaldetect)，若檢測到signaldetect有效進入 VERIFICATION 狀態(tài)；
3. 3)等待外部同步確認(rèn)(ARM_Verified)，開始計時并驗證接收到的數(shù)據(jù)包是否正確以及是否合法；
3.4)若該數(shù)據(jù)包不正確或非法，則返回步驟c2 (回到INI狀態(tài))，否則，進入步驟c5; 3. 5)進入VERI_PR0CESS狀態(tài)，根據(jù)同步數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息和至今為止的計時情況確定當(dāng)前時隙位置；
3. 6)進入IN_SL0T狀態(tài)，產(chǎn)生本地時隙，根據(jù)配置的參數(shù)進行發(fā)送控制。該方法進一步包括每一個基站、中繼或終端設(shè)備都預(yù)先知道每一個控制時隙或數(shù)據(jù)時隙的時間長度，還需要接收外部配置的參數(shù)，包括每一個時幀的總時隙數(shù)目、控制時隙數(shù)目、數(shù)據(jù)時隙數(shù)目以及分配給本地的時隙標(biāo)號?；镜膮?shù)本地設(shè)置，中繼和終端的參數(shù)由外部從接收到的同步信息包內(nèi)提取。本發(fā)明方法的關(guān)鍵在于中繼或終端首先進行初始化并搜索同步信號，在收到同步信號后，開始計時并等待外部對信號的驗證，在等待結(jié)束時間點以內(nèi)，察看確認(rèn)信號是否到來，如果確認(rèn)信號到來就進入同步跟蹤狀態(tài)，根據(jù)外部配置參數(shù)，產(chǎn)生本地時隙，完成時隙同步。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明利用無線信號實現(xiàn)中繼、終端和中心站的同步，能夠避免GPS信號失步的困擾，為實現(xiàn)復(fù)雜安裝環(huán)境下和地形復(fù)雜地區(qū)的盲區(qū)覆蓋提供了便利條件。


圖1是時幀結(jié)構(gòu)的示意圖2是中繼或終端設(shè)備時隙同步的流程圖； 圖3是計時器值和狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系的示意圖； 圖4是IN_SL0T狀態(tài)控制的流程圖； 圖5是終端同步過程實例的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。本發(fā)明提供了一種適用于TDMA系統(tǒng)的中繼同步實現(xiàn)方法，該方法首先利用TDMA 的結(jié)構(gòu)特點把每一個時幀分成若干個控制時隙和數(shù)據(jù)時隙，如圖1所示，基站占用一個控制時隙，每一個中繼設(shè)備或終端設(shè)備也分配一個控制時隙，基站自動產(chǎn)生本地時隙并在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步信息的無線信號，中繼或終端設(shè)備通過接收的無線信號中的同步信息進行時隙同步。本發(fā)明基于TDMA的多級中繼同步實現(xiàn)方法，包括以下步驟 1、每一個時幀分為多個控制時隙和數(shù)據(jù)時隙。2、基站在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步信息的無線信號。
BS(Base Mation，基站)的工作流程包含以下步驟
2.1、復(fù)位后初始化(進入INI狀態(tài))。2. 2、根據(jù)外部配置參數(shù)(每一個時幀的總時隙數(shù)目、控制時隙數(shù)目、數(shù)據(jù)時隙數(shù)目)產(chǎn)生本地時隙。2. 3、基站根據(jù)配置的參數(shù)(分配給本地的時隙標(biāo)號)在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步包信息的無線信號。3、中繼或終端根據(jù)接收到的同步信號同步產(chǎn)生本地時隙，并進行發(fā)送控制。SS (Subscriber Station,中繼或終端)的工作流程如圖2所示，其包含以下步驟
3.1、初始化狀態(tài)為INI ；
3. 2、搜索信號，通過對接收到的無線信號進行檢測，如果檢測到一串已知的同步包信息，就把信號達到標(biāo)志signaldetect置為有效；
3. 3、若檢測到signaldetect有效進入VERIFICATION狀態(tài)，計時器開始計時，并等待外部對同步信息包的驗證標(biāo)志ARM_verified，假設(shè)當(dāng)前信號是同步包，以這個信號產(chǎn)生同步時隙，稱為假想時隙，因為信號到達檢測標(biāo)志的產(chǎn)生，相對于信號位置是基本確定的，于是能得到一個大致固定的位置，計時器以此確定初值T=cnt_get_Signal，計時器值和各狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系如圖3所示；
3. 4、外部對接收到的信息包進行解析確認(rèn)，如果是所需要的同步包，就反饋有效的 ARM_verified信號，并配置從接收數(shù)據(jù)包中提取到的配置參數(shù)(每一個時幀的總時隙數(shù)目、 控制時隙數(shù)目、數(shù)據(jù)時隙數(shù)目以及分配給本地的時隙標(biāo)號)。3. 5、在等待結(jié)束時間點(等待結(jié)束時間是外部反饋確認(rèn)信號的最長耗時)，檢測 ARM_verified是否有效，如果ARM_Verified有效，則進入步驟(6)，否則返回步驟(1)；
3.6、進入同步跟蹤狀態(tài)(VERI_PR0CESS)，根據(jù)同步數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息和至今為止的計時情況確定當(dāng)前時隙位置；
3. 7、進入IN_SL0T狀態(tài)，產(chǎn)生本地時隙，時隙的產(chǎn)生主要依靠計時器和計數(shù)器實現(xiàn)，其工作流程如圖4所示；
3. 8、根據(jù)配置參數(shù)進行發(fā)送控制。圖5是一級中繼點和基站同步的實例，在圖中，中繼點連續(xù)收到兩個無線信號，但第一個無線信號在同步等待時間內(nèi)，外部未給出同步確認(rèn)信號，所以中繼點未能同步，第二個無線信號，外部給出了同步確認(rèn)信號，中繼點和基站完成了同步。在實現(xiàn)多級中繼的同步時，只要外部在收到上一級中繼點的同步包信息時才給出同步確認(rèn)信號，就能保證本級中繼能和上一級中繼正確同步。本發(fā)明利用無線信號實現(xiàn)中繼、終端和中心站的同步，能夠避免GPS信號失步的困擾，為實現(xiàn)復(fù)雜安裝環(huán)境下和地形復(fù)雜地區(qū)的盲區(qū)覆蓋提供了便利條件。
權(quán)利要求
1.一種基于TDMA的多級中繼同步實現(xiàn)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)每一個時幀分為多個控制時隙和數(shù)據(jù)時隙；(2)基站在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步信息的無線信號；(3)中繼或終端根據(jù)接收到的同步信號同步產(chǎn)生本地時隙，并進行發(fā)送控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)進一步包含以下子步驟 (2.1)基站復(fù)位后初始化；(2. 2)根據(jù)外部配置參數(shù)產(chǎn)生本地時隙；(2. 3)在分配給本地的控制時隙發(fā)送包含同步信息的無線信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)進一步包含以下子步驟 (3. 1)中繼或終端復(fù)位后進入INI狀態(tài)；(3. 2)等待 signal_detect，若檢測到 signal_detect 有效進入 VERIFICATION 狀態(tài)；(3.3)等待ARM_verified，開始計時并驗證接收到的該數(shù)據(jù)包是否正確以及是否合法；(3.4)若該數(shù)據(jù)包不正確或非法，則返回步驟c2(回到INI狀態(tài))，否則，進入步驟c5 ； (3. 5)進入VERI_PR0CESS狀態(tài)，根據(jù)同步數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息和至今為止的計時情況確定當(dāng)前時隙位置；(3. 6)進入IN_SL0T狀態(tài)，產(chǎn)生本地時隙，根據(jù)配置的參數(shù)進行發(fā)送控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述mi狀態(tài)是系統(tǒng)復(fù)位后的初始狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述signaldetect是物理層的信號檢測標(biāo)志，當(dāng)設(shè)備收到一串已知的同步信號，就認(rèn)為檢測到無線信號，把signaldetect置為有效。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述VERIFICATION是終端或中繼的同步跟蹤狀態(tài)，是在中繼或終端未同步的情況下，終端或中繼收到一個幀時，等待上層回復(fù)是否為同步包的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述ARlLverified是外部對接收到的同步數(shù)據(jù)包內(nèi)容解析后給出的該同步包是否合法的標(biāo)志。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述VERI_PR0CESS是收到外部反饋的有效ARM_Verified標(biāo)志后，本地進行幀位置的定位狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述IN_SL0T是模塊正常工作時的狀態(tài)， 表示模塊正在周期性地重現(xiàn)時幀結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的方法，其特征在于所述外部配置的參數(shù)包括每一個時幀的總時隙數(shù)目、控制時隙數(shù)目、數(shù)據(jù)時隙數(shù)目以及分配給本地的時隙標(biāo)號。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于TDMA的多級中繼同步實現(xiàn)方法，該方法中，基站自動產(chǎn)生本地時隙并發(fā)送包含同步信息的無線信號，中繼或終端首先進行初始化并搜索同步信號，在收到同步信號后，開始計時并等待外部對信號的驗證，在等待結(jié)束時間點，察看確認(rèn)信號是否到來，如果確認(rèn)信號到來就進入同步跟蹤狀態(tài)，根據(jù)外部配置參數(shù)，產(chǎn)生本地時隙，完成時隙同步。本發(fā)明所述的方法可以根據(jù)所接收到的無線信號有效實現(xiàn)中繼或終端設(shè)備與基站之間的同步，避免復(fù)雜環(huán)境下GPS失步的困擾。
文檔編號H04W56/00GK102510575SQ20111040663
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者儲昭才, 宋征衛(wèi), 陳翔 申請人:杭州宏睿通信技術(shù)有限公司