GSM時(shí)延估計(jì)及時(shí)延校正詳細(xì)設(shè)計(jì)模塊

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1、1.1時(shí)延估計(jì)基本原理在GSM光纖主從系統(tǒng)中，針對(duì)下行鏈路，為了確保所有RE能夠同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，需要通過(guò)測(cè)量所有遠(yuǎn)程RE與REC間的鏈路時(shí)延來(lái)建立兩者間的同步；而針對(duì)上行，為了確保每個(gè)RE接收的下變頻數(shù)據(jù)和其從機(jī)通過(guò)光模塊傳輸?shù)幕鶐?shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行發(fā)送，需要測(cè)量相鄰兩個(gè)RE之間的時(shí)延建立兩者間的同步。GSM光纖主從系統(tǒng)級(jí)聯(lián)方式如圖1所示：圖1GSM光纖主從系統(tǒng)級(jí)聯(lián)方式圖1中，k，l，m，n。又由級(jí)聯(lián)方式可知，圖2中，各時(shí)間值關(guān)系如下：，，=t3+t4，，圖2REC與RE時(shí)延估計(jì)值關(guān)系以圖2中、為例說(shuō)明各RE需要測(cè)量到的時(shí)延估計(jì)值，、需要分別

2、測(cè)量出t1、t值，t1值可以通過(guò)算法直接測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是t值只能由t=t1+t2來(lái)完成。以圖3中的為例說(shuō)明具體的測(cè)試方法。圖3時(shí)延估計(jì)具體測(cè)試方法框圖假設(shè)REC與RE1的系統(tǒng)的工作頻率為Fs，時(shí)鐘周期Ts=1/Fs，Tf為基站幀的時(shí)間周期，CPRI一個(gè)基站幀的時(shí)鐘周期為10ms，則Tf=10ms。系統(tǒng)每次上交流電并且CPRI鏈路正常工作后，在接收到REC發(fā)送的第n個(gè)基站幀的幀頭時(shí)，將一個(gè)計(jì)數(shù)器清0并且開(kāi)始計(jì)數(shù)，并在最近一次向REC發(fā)送基站幀（假設(shè)此時(shí)的幀號(hào)為m）時(shí)，該計(jì)數(shù)器停止；這樣，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值乘以計(jì)數(shù)器時(shí)鐘周期Ts就可以得到端接收和

3、發(fā)送端口的基站幀時(shí)間差Trx-tx；也可以得到接收和發(fā)送端口的幀號(hào)差(n-m)。將本端的基站幀時(shí)間差Trx-rx和幀號(hào)差(n-m)通過(guò)上行數(shù)據(jù)鏈路傳送到REC。同樣，REC在發(fā)送幀號(hào)為n幀的基站幀時(shí)，將一個(gè)計(jì)數(shù)器清0并開(kāi)始計(jì)數(shù)，并在最近一次收到發(fā)送來(lái)的基站幀（假設(shè)此時(shí)的幀號(hào)為k）時(shí)，該計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)；這樣，該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值乘以計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)周期Ts就可以得到REC端發(fā)送和接收端口的基站幀時(shí)間差Ttx-rx；也可以得到REC端發(fā)送和接收的幀號(hào)差(n-k)。這樣，有下面的等式成立：Ttx-rx+(n-k)×Tf=Tcable-delay+Trx-

4、tx+Tcable-delay＋(n-m)×Tf式（1）所以光纖時(shí)延為：Tcable-delay＝(Ttx-rx+(n-j)×Tf-Trx-tx-(n-m)×Tf)/2＝(Ttx-rx-Trx-tx+（m-k）×Tf)/2式（2）REC接收傳送來(lái)的Trx-tx和(n-m)，與本端測(cè)量的Ttx-rx和(n-k)一起，使用上面的公式進(jìn)行計(jì)算即可得到鏈路傳輸?shù)臅r(shí)延值Tcable-delay。在GSM數(shù)字光纖系統(tǒng)中，主從機(jī)之間的時(shí)延最大值在150us左右，而基站幀的時(shí)間為10ms，因此，式（2）中的m、k一定相當(dāng)，即主機(jī)發(fā)送出的第m幀基站幀，經(jīng)過(guò)

5、光纖時(shí)延后，從機(jī)收到的最近的基站幀必然也為第m幀。因此計(jì)算公式變?yōu)椋篢cable-delay＝(Ttx-rx-Trx-tx+（m-k）×Tf)/2＝(Ttx-rx-Trx-tx)/2式（3）同時(shí)，CPRI模塊輸出兩個(gè)周期為10ms的脈沖信號(hào)，一個(gè)脈沖信號(hào)的上升沿對(duì)應(yīng)的是發(fā)送基站幀的幀頭，一個(gè)脈沖信號(hào)的上升沿對(duì)應(yīng)的是接收基站幀的幀頭，在進(jìn)行時(shí)延測(cè)量時(shí)，可以利用該脈沖的上升沿觸發(fā)或者停止定時(shí)器。同樣，該方法可以測(cè)量出REC與網(wǎng)絡(luò)中所有RE的時(shí)延值。1.1時(shí)延估計(jì)模塊算法流程圖4以4個(gè)RE級(jí)聯(lián)的方式為例，表示第一級(jí)聯(lián)支路中的第x臺(tái)RE，該RE的

6、設(shè)備編號(hào)為1x，。該級(jí)聯(lián)支路的時(shí)延統(tǒng)計(jì)值，其它支路亦是。在整個(gè)GSM主從光纖系統(tǒng)中，需要在REC或者RE的本地監(jiān)控中都能夠查到REC和所有RE的兩個(gè)時(shí)間值：每臺(tái)RE到REC的時(shí)延值和每臺(tái)RE的時(shí)延校正值。如到REC的時(shí)延值，的時(shí)延校正值就等于，Ti表示每臺(tái)RE到REC的時(shí)延估計(jì)值。圖4GSM光纖主從系統(tǒng)中各時(shí)延值之間的關(guān)系因此，時(shí)延估計(jì)主要分為兩個(gè)部分：時(shí)延估計(jì)值的測(cè)量與時(shí)延校正值計(jì)算。主控程序完成對(duì)整個(gè)時(shí)延估計(jì)流程的控制與計(jì)算，時(shí)延估計(jì)值應(yīng)由REC或者RE共同完成測(cè)量后再上傳給主控程序，通過(guò)主從通訊將所有的時(shí)延估計(jì)值上傳給REC的主控程

7、序，由其統(tǒng)一進(jìn)行計(jì)算后將得到的結(jié)果設(shè)置到各RE的主控程序中。1.1.1模塊輸入對(duì)主機(jī)而言，模塊輸入包括：信號(hào)名描述備注時(shí)鐘FPGA的ＤＣＭ輸出76.8M復(fù)位信號(hào)ＦＰＧＡ芯片復(fù)位信號(hào)啟動(dòng)時(shí)延測(cè)量參數(shù)主控程序發(fā)出，用于啟動(dòng)REC對(duì)4個(gè)RE的時(shí)延估計(jì)測(cè)量REC發(fā)送的基站幀脈沖信號(hào)CPRI接口模塊輸出，用于指示REC發(fā)送的基本幀幀頭。REC接收的基站幀脈沖信號(hào)CPRI接口模塊輸出，用于指示REC接收的基本幀幀頭。級(jí)聯(lián)支路1的第1級(jí)RE發(fā)送的定時(shí)器值CPRI1第1級(jí)RE用于時(shí)延估計(jì)的定時(shí)器值定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘值，定時(shí)器時(shí)鐘為76.8M級(jí)聯(lián)支路2的第1級(jí)

8、RE發(fā)送的定時(shí)器值CPRI2第1級(jí)RE用于時(shí)延估計(jì)的定時(shí)器值定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘值，定時(shí)器時(shí)鐘為76.8M級(jí)聯(lián)支路3的第1級(jí)RE發(fā)送的定時(shí)器值CPRI3第1級(jí)RE用于時(shí)延估計(jì)的定時(shí)器值定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘