CN101160925A - 传输多体制无线业务数据的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传输无线业务数据的方法及装置，所述方法包括步骤：设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；根据所述多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置无线设备的各种业务所对应的帧定时机制；根据所配置的帧定时机制和/或IQ数据填充规则进行多体制无线业务数据传输。所述装置包括：确定单元、配置单元和传输单元。所述系统包括：发送单元、传输单元和接收单元。以解决现有技术中在REC和RE之间的通用无线接口不能够统一传送不同体制无线IQ数据并实现帧同步。

Description

传输多体制无线业务数据的方法及装置 本申请要求于 2006 年 2 月 6 日提交中国专利局、 申请号为 200610023754.4, 发明名称为 "通用无线接口传输多体制无线业务数据的 方法"的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域

本发明涉及移动通信技术领域， 特别是涉及通用无线接口上传送多种 不同制式无线业务数据的方法及装置。

背景技术

通用公共无线接口 （Common Public Radio Interface, 筒称 "CPRI" )是 由行业合作多家公司公开发表的关于移动通信无线基站内部关键接口的规 范。 CPRI规范是业界关于这个关键接口的第一个公共规范， 提供了一套基 站内部关键接口的通用标准。 CPRI 负责定义无线设备控制器 （Radio Equipment Controller, 筒称 " REC" )与无线设备（ Radio Equipment, 简称 "RE" )之间的无线基站的内部关键接口， 其中， 无线设备控制器包括基 带处理单元， 无线设备包括射频处理单元。 制定该标准的目的在于创建一 个面向蜂窝基站的开放型市场， 从而大幅度地减少长期以来一直与基站设 计相伴的庞大的开发工作量和 贵的成本。

CPRI行业合作专注于一个关于第三代（3rd Generation, 筒称 "3G" ) 移动通信系统基站的设计， 该设计通过指定一个新的接口把无线基站分成 一个无线部分和一个控制部分， 这个接口是基站内部仅仅并且唯一由无线 驱动的互连点。 这使得基站的各个部分都能更好地从各自领域的技术进步 中获益。 为使整个无线产业受益， CPRI规范可以被通过公开的渠道获得。 对网络运营商而言， 关键的好处是可以获得更丰富的无线基站产品系列， 并且以更短推向市场的时间适应于所有网絡部署规划。 CPRI规范同时也使 得基站制造商和部件供应商可以专注于其核心竟争力相关的研究和开发活. 动中。 CPRI规范也可用于新架构， 而且不受限于模块尺度或者预先定义的 功能划分。

CPRI行业合作不仅能使基站制造商能够把精力集中在核心技术能力 的研发上， 并且能够实现不同厂商制造的设备。 该规范带来最主要的益处 是， 让被引入的新技术得以更快的发展， 并且使基站制造商能够为运营商 提供更加丰富的产品系列， 以更短的时间将产品投向市场。 同时运营商也 会受益于更加广泛的产品选择、 更加灵活的解决方案和网络部署效率的进 一步提高。

CPRI的创始企业开创了一个竟争性的移动网络零部件行业 ,并且通过 开放 CPRI接口， 使整个无线行业受益。 CPRI将对现有的标准化组织， 如 第三代移动通信合作伙伴项目 （3rd Generation Partnership Project, 简称 "3GPP" )起到补充作用， 其开发的通用接口将被应用于移动系统的无线 基站产品中。

对于 3G移动通信系统， 比如宽带码分多址（ Wideband Code Division Multiple Access, 筒称 "WCDMA" ), CPRI规范用于实现基带控制单元和 射频单元之间的第一、 二层（Ll、 L2 )通信协议。 基于 CPRI规范， 可以 提高基带单元和射频单元之间接口的通用性， 也有利于不同厂商的基带和 射频模块之间实现互联。 在 CPRI成功推出后， 如何更新改进 3G无线基站 的系统结构及组网方式是当前迫切需要解决的问题， 对于一个通用的基带 与射频之间的接口， 需要提出对应的能够充分利用其优势的系统结构和組 网方式。 同时在此系统构造上还要给出网络传输可靠性解决方案， 在通用 接口架构下以及多个不同厂商制造设备协作的情况下， 能够保证基站系统 的整体性、 兼容性和可靠性。

从第二代全球移动通信系统 ( Global System of Mobile Communication, 筒称 "GSM" )和 WCDMA的发展历程来看， 基站的演变在四到五年内将 会有一次比较大的更新。 加上计算技术和微电子技术的飞速发展， 移动通 信更新换代换代将更加迅速。 在各个阶段的演变过程中， 各种各样的不同 制式的无线标准层出不穷， 并将长期共存， 如第二代的 GSM、 第三代的 WCDMAs CDMA2000, 时分同步码分多址（ Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access, 简称 " TD-SCDMA" )、 国际电气电子工程 师协会 ( Institute of Electrical and Electronic Engineers, 筒称 "IEEE" ) 的 802.16d和 802.16e :波接入全球互通（ Worldwide Interoperability Microwave Access, 筒称 "WiMAX" )标准等。 CPRI作为一种行业通用的无线接口， 必须适应各种制式的通用传输， 这样才能实现通用接口的内涵。 各种不同阶段不同标准的无线制式的无线帧定时和无线帧号组织、 数 据率都有所不同。 所述无线帧定时标识无线基站无线帧周期起始的指示信 号。 对于不同的无线制式， 其帧周期往往不同， 如 WCDMA R6及以前版 本的帧周期为 10毫秒； GSM的帧周期为 60/13毫秒； 而 802.16e的帧周期 则有 4艮多选项， 包括 2毫秒、 5 毫秒等等。 所述无线帧号是指无线帧的序 列号。 不同的体制， 其帧号标识的方法不同， 需要的二进制位数可能也不 相同， 如 WCDMA R6及以前的版本为 12位无线帧号； 而 GSM的无线帧 号则复杂的多。

所述无线数据主要是指经过调制后同相正交（In-Phase I Quadrature, 简称 "IQ" ) 两个分量的数据流。 因此 REC和 RE之间的用户面数据是以 IQ数据的方式来传送。 而 IQ数据往往在 IQ容器中传送， 在 CPRI中也称 为天线载波（Antenna xCarrier, 简称 "AxC" )容器， 详细信息可参见 CPRI 标准， 为了便于理解， 直接称为 IQ容器。

对于特定体制的无线 IQ数据， 由于其体制数率（数据率）的不同， 需 要进行 IQ容器映射。 影响不同制式 IQ数据在 CPRI IQ容器中映射复杂度 的主要因素是不同制式的体制速率。 对于码分多址方式说， 体制速率就是 码片速率（WCDMA为 3.84MHz、 CDMA2000为 1.2288MHz、 TD-SCDMA 为 1.28MHz ); 对于 GSM来说， 体制速率就是符号速率， 为 13/48MHz; 对于 WiMAX来说，体制速率就是采样频率（ Sampling frequency ), WiMAX 的体制速率本身就有很多种选项， 可以参见表 1。 所述体制速率并不是业 界的一种通用命名， 此处用来描述多种制式时假定的一个广义概念。 同时 定义体制周期为体制速率的倒数， 对于码分多址方式来说就是码片周期； 对于 GSM来说就是符号周期； 对于 WiMAX来说就是采样周期。

16d/e基带频率一览表

信道带宽 (MHz) 采样率 (MHz) 复用数 )

1. 75/3. 5/7/14/28 2. 0/4. 0/8. 0/16. 0/32. 0 8/7

1. 5/3/6/12/24 1. 72/3. 44/6. 88/13. 76/27. 52 86/75

1. 25/2. 5/5/10/20 1. 44/2. 88/5. 76/11. 52/23. 04 144/125 2. 75/5. 5/11/22 3. 16/6. 32/12. 64/25. 28 316/275

2. 0/4/8/16/32 2. 28/4. 56/9. 12/18. 24/36/48 57/50

其他 1 8/7 所述 CPRI作为 REC和 RE之间的通用接口标准， 致力于提供能够传 送多种制式的无线 IQ 数据的模式。 最新的 CPRI 版本为 V2.0 是针对 WCDMA R5及以前的标准而制定的，不适用于其他体制，如 IEEE 802.16e、 GSM等，甚至可能不适用于 WCDMA后续的版本如 WCDMAR7等。为了 适应移动通信界技术发展， 急需提供一种方便有效的传输多体制无线业务 数据的无线通用接口。

基于当前无线通信的发展， 趋向于将基站的无线设备控制器（REC ) 和无线设备 ( RE )在物理实现上分开， 独立发展， 它们之间的接口通过标 准协议或者厂商自定义协议定义。 CPRI就是 REC和 RE之间的接口标准。 而无法应用于其他制式。

由于 CPRI V2.0是面向 WCDMA制定的，适用于 WCDMA的 R6及以 前的版本。 在 CPRI标准中确定的基本帧速率就是 WCDMA 的码片速率

( 3.84MHz ), 而 WCDMA CPRI接口 IQ数据的速率是 WCDMA码片速率 的整数倍， 因此在 CPRI IQ容器中很容易承载 WCDMA的 IQ数据。

请参阅图 1 ,为现有技术中在 CPRI V2.0接口上传送 WCDMA的 IQ数 据的基本原理图。 如果 CPRI接口线速率是 1.2288Gbps, 其每个基本帧的 IQ容器大小则是 15 X 16 = 240比特。 设 WCDMA的上行 IQ数据的采样倍 数是 2倍， 上行 IQ数据的位宽是 12位（即 12比特）， 上行天线数是 2根， 载波数是 4载波， 从而在每个码片时间 （也就是每个 CPRI基本帧的时间） 里需要传送 12 (位） χ 2 ( Ι和 Q ) χ 2 (采用倍数） χ 2 (天线根数） 2

(载波数） = 192 比特。 如果设每个基本帧的帧头携带着定时信息， 对应 该基本帧载荷区携带的 IQ数据， 这个定时信息就是 CPRI定义的 HPN和 BFN字段， 其中 BFN是 WCDMA定义的基站定时帧号。 也就是说只要在 上行的 CPRI基本帧的 240比特的 IQ容器中， 把 192比特的上行数据在放 进去， 同时将它对应的定时信息放到帧头中， 在组帧和解帧时， 都要注意 定时信息和 /或 IQ数据的同步对应关系。

可见， 由于 CPRI V2.0的特殊帧构造， 对于 WCDMAR6版本 IQ数据 承载， IQ码片数据率和 CPRI帧速率基本匹配， 可以简单的通过 BFN等控 制字实现帧同步， 也不需要进行 IQ容器映射设计。

而在实际应用中， 上述方案存在以下问题： 如果把 CPRI标准扩充到 支持其他制式， 而又要维持 CPRI的线速率不变、 帧结构不变， 则 IQ数据 的映射方式就不会像在 WCDMA中的数据映射那么简单。 由于体制速率和 CPRI基本帧速率不是简单的倍数关系， 因此不同制式的 IQ数据映射就会 比 WCDMA在 CPRI接口上的映射复杂。 而现有的 CPRI V2.0无线数据传 输架构上无法实现对于其他体制 IQ数据的传输和帧同步，尤其是各种不同 帧体制的无线 IQ数据的同时传输。 因此， 对于目前 CPRI V2.0主要针对 WCDMAR6标准设计，其通用帧长、控制字结构都无法适用于其他体制的 IQ数据， 特别是体制速率的不匹配将带来帧同步、 IQ容器映射等缺陷， 所 述缺陷比如 CPRI2.0只支持 3.84整数倍的 IQ数据速率以及 1/( 3.84MHz )、 10ms这样的定时帧同步， 对其它的 IQ数据、 帧同步无设计支持。

发明内容

本发明一实施例所要解决的技术问题是提供一种实现传输多体制无线 业务数据的方法， 以解决现有技术中通过通用无线接口不能够统一传输多 种体制的无线业务数据 (比如 IQ数据 ), 并实现帧同步的问题。

本发明另一实施例所要解决的技术问题是提供一种传输多体制无线业 务数据的装置， 以解决现有技术中通过通用无线接口不能够统一传输多种 体制的无线业务数据（比如 IQ数据）， 并实现帧同步的问题。

为解决上述技术问题， 本发明一实施例提供的一种传输多体制无线业 务数据的方法， 包括步骤：

设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规则；

根据所述设计的多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规则配 置无线设备的各种业务所对应的帧定时信息和 IQ容器映射方式；

根据所配置的帧定时信息和 IQ容器映射方式进行多体制无线业务数 据传输。 另外，本发明另一实施例还提供一种传输多体制无线业务数据的装置， 包括：

设计单元， 用于设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规 则；

配置单元， 用于根据所述设计单元设计的多体制无线业务帧定时机制 和 /或 IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器填充 方式;

传输单元， 用于根据配置单元配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器填充方式进行多体制无线业务数据传输。

本发明的实施例通过一种通用的无线接口实现 REC和 RE (或其它电 子设备）之间的多种体制无线数据的统一传输， 并对该接口的控制信道统 一配置， 协商通知对端所^载的无线体制类型和所采用的体制， 以实现不 依赖具体体制类型的统一 IQ数据传输和帧同步。即实现通用接口传送任意 体制速率的数据， 使得 CPRI标准可以扩充到支持其他多种制式， 大大增 强了现有 CPRI无线接口的通用性。

附图说明

图 1是现有技术 CPRI V2.0传送 WCDMA R6数据帧和帧同步的原理 示意图；

图 2是本发明一实施例所述传输多体制无线业务数据的方法流程图； 图 3是本发明一实施例所述传输多体制无线业务数据的方法中基于公 倍数周期帧定时原理示意图；

图 4是本发明一实施例中不同体制的帧定时和公共定时信息同步对齐 的示意图；

图 5是本发明实施例所述方法中上行信道帧定时原理示意图； 图 6是本发明实施例所述传输多体制无线业务数据的装置的结构示意 图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步地描述。

为了实现多种制式或一种体制的无线帧在一个通用无线接口上传输， 必须将各个不同帧长的业务帧承载在统一的基本帧上， 而该问题的关键在 于如何实现帧定时和帧号的传送和 /或 IQ数据在通用帧上的填充。 由于帧 长及制式的变化， 依靠原有的基本帧的同步机制和帧号传输是无法实现不 同体制的帧同步和帧定时的， 而且也无法实现相同数据率的 IQ数据填充。 因此， 本发明一实施例通过设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据 填充规则； 然后根据所设计的多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填 充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和 IQ容器映射方式；最后根据所 配置的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式进行多体制无线业务数据传输 为了实现多种不同体制业务帧的传送， 本发明一实施例还给出一种通 用的与体制无关的统一配置方案， REC将才艮据业务处理需求和运营商预设 条件所设计的 IQ容器映射方式和帧定时机制（即帧定时信息）配置给通信 电子设备（比如无线设备 RE, 但并不限于此， 下面以 RE为例） 的各种业 务， 即所述各种业务由 RE来承载， 每个 RE对应的每一种业务， 其 IQ容 器映射方式和帧定时机制都可能不同， 但是对于同一个 RE 的同一种业务 都是固定的。

此外， 本发明实施例所配置的是业务帧的帧定时机制， 该帧定时机制 实际上就是给出一种才艮据统一定时信息来恢复具体某种体制的无线帧的帧 定时信息。 接收端根据该信息就可以从接收到的统一定时信息中恢复具体 各种体制业务帧的帧定时信息， 从而达到传送多体制的无线业务的目的。

除此之外， 在对于级联 RE的上下级传输的情况， 本发明实施例采用 接口层面上的透传机制， 即 RE之间的透传不涉及 IQ容器映射方式和业务 帧帧同步的处理。对于上下行信道的 IQ容器映射方式本发明采用相同的设 计。 而对于上下行信道的帧定时， 其中下行信道 REC可以根据帧定时规则 传送， RE根据同样的信息恢复帧定时实现帧同步， 而在上行信道上， 则由 REC根据固定的处理时延和传输时延， 可以根据下行信道发送时刻的帧定 时恢复上行信道接收的帧定时。

请参阅图 2,为本发明实施例基于 CPRI的通用无线接口上传输多种体 制无线业务的方法的流程图。 所述方法包括步骤：

步骤 S21: 设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规则； 步骤 S22:根据所设计的多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充 规则配置各种业务所对应的帧定时信息和 IQ容器映射方式；

步骤 S23:根据所配置的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式进行多体制 无线业务数据传输。

本实施例在 CPRI V2.0的基础上， 扩展控制字实现多种体制的无线数 据传输。 关键技术在于以公倍数周期为单位进行传送， 并通过控制信道配 置 RE实现多种体制统一传输。 其具体的实现过程如图 3所示。

在步骤 T31中要确定公倍数周期， 可以根据基本帧长和业务帧长的最 小公倍数关系确定公倍数周期， 使其等于基本帧长的整数 N倍或业务帧长 的整数 M倍， 并以每一个连续 N个基本帧构成基本帧组承载每 M个所述 业务帧的 IQ数据。

在 N个 CPRI基本帧中传送无线制式的 M个体制周期的完整的数据， M和 N的确定方法是: M、N均为整数且 M和 N无公约数，或者 M/N=fl/f0, 其中 fl为体制速率， f0为 CPRI基本帧速率 ( 3.84MHz )。 表 2给出了一些 对于不同体制速率， M和 N的数值的例子， 包括一些常用的无线业务标准 如 WCDMA、 GSM、 WiMAX等。 后文称这样的传送 M个体制周期完整数 据的 N个基本帧为 "基本帧组"。

表 2 不同体制速率所对应的] 、 N取值

在步驟 T32中， REC在通用无线接口的控制信道上向各个 RE配置各 种业务所对应的 IQ容器映射方式， 其中， 所述 IQ容器映射方式是指按照 本发明实施例给出的 IQ数据填充规则，具体确定的该 IQ业务数据在 IQ容 器中的映射方式， 包括映射参数、 映射同步关系以及 IQ数据在每个基本帧 中的放置等。 具体过程为： 先才艮据相应 RE或相应业务的处理需求和预设 条件来设计其业务帧 IQ数据在基本帧组中的填充规则， 并由 REC通过 CPRI的控制信道采用信令或控制字的方式向对应 RE进行配置。 其中每个 RE的各种业务对应有固定的 IQ数据填充规则或 IQ容器映射方式，这里必 须使填充后 IQ数据与公倍数周期对齐， 这是为了 IQ数据获取时符合帧同 步要求。

比较简单的一种映射方法就是在每个 CPRI基本帧的 IQ容器中给每个 RE留出 K比特， 用于传送该 RE的 IQ数据。 设 A为 RE的天线数， C为 RE的载波数， S为 CPRI接口传送的 IQ数据的过采样倍数， D (每个 I/Q 数据的位宽）。 A、 S和 D对于上行和下行来说， 可能有不同的取值。 K的 大小和 M个 IQ数据在连续 N个基本帧中的分配有关， 并且 IQ数据在基 本帧中的放置方式有很多种，这对于本领域的技术人员来说已为公知技术, 在此不再赘述， 本发明只要求 M个 IQ数据在连续 N个基本帧中的放置方 式是固定的， 即任一个连续 N个基本帧的循环的第 L个基本帧中， IQ数据 的放置都一样， L是小于 N的正整数。 其中 K可以是固定值， 也可以根据 每个基本帧中 IQ数据的大小而不同。

在步骤 T33中， REC在通用无线接口的控制信道通过命令或控制字上 向每个 RE配置各种业务所对应的帧定时信息（即帧定时机制）。 系统根据 所述统一定时信息、 相应无线设备的处理需求和预设条件或所述统一定时 信息、 各种业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧在基本帧组中的帧 定时信息， 由 REC通过通用无线接口的控制信道采用信令或控制字的方式 向对应 RE 的各种业务进行配置。 其中， 各无线设备对应的每一种业务， 所配置的 IQ容器映射方式、 帧定时机制可以相同或不同， 但对于同一个无 线设备的同一业务对应有固定的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式， 且使得 填充后 IQ数据与统一定时信息对齐。

由于每个 RE的各种业务对应有固定的帧定时信息， 而且帧定时信息 必须基于公倍数周期实现， 这样才能够既在基本帧基础上完成， 又能实现 业务帧的帧同步。

因为每种体制中的业务帧，通常是 ms級的，一个业务帧周期必然包括 整数个 IQ采样数据， 所以业务帧定时的起始时刻， 就对应某个 IQ数据的 起始时刻。 例如， 在 WCDMA中， 帧定时周期是 10ms， 包含了 38400个 IQ采样数据。在 REC的接口处理中， CPRI帧的定时 ( HFN )是按照 10/150ms 为周期的， 每个 HFN包含 150个基本帧， 每 150个 HFN为一个 10ms。 因 此，设计业务帧和 HFN在定时关系上，要保证同步对齐关系， 即某个 HFN 的起始时刻、 或某个基本帧的起始时刻和业务帧的起始时刻对齐， 这就实 现了业务帧和 CPRI传输帧的同步对齐关系。 并且， 由于业务帧和 CPRI帧 的周期重复特性， 这个同步对齐关系也是周期重复的。 本发明在业务帧定 时和同步对齐时刻的信息传递时， CPRI依赖每个基本帧帧头构成的子信 道， 即通过子信道来传递 HFN同步信息和信令。 在本发明中， 这部分信息 和 CPRI定义的一致。 所述控制信道是 C&M ( Control and Management )信 令信道， 可以由 CPRI基本帧帧头的控制字节构成控制子信道， 本身的部 分控制字如逗点 Comma、 超帧号 （ Hyper Frame Number, 筒称 "HFN" )、 基本帧号（Basic Frame Number, 简称 "BENT )等， 占用 CPRI的控制信 道容量； 当然也可以是接口上传输的其它 C&M信令信道。

由信令配置给 RE信息包括以下两个部分：

a. M个 IQ数据在 N个基本帧中的放置规则；

b. 帧定时关系， 包括业务帧号和统一定时信号的关系， 以及同步关系 的重复周期， 包括业务帧号和统一的同步信号的同步关系的重复周期， 还 有业务帧号、 统一定时信号、 N个基本帧的同步关系的重复周期。 使 RE 根据这些配置利用统一定时信号可以恢复出业务帧定时， 和 N个基本帧中 的 M个 IQ采样 ：据。

例如， 如果在下一个 BFN=100的时刻， 业务帧定时是 16, 同时是 N 个基本帧的起始时刻， 这个同步对齐的重复周期是 1390个 BFN， 那么， REC将提前把这些信息发送给 RE, RE在下个 BFN=100的 CPRI帧中， 恢 复出帧定时 16, 并从以后的 N个基本帧中恢复出 M个 IQ采样数据， 然后 利用帧定时和 N个基本帧的重复特性， RE进行业务帧定时的建立和 /或 IQ 数据的恢复， 在此后的第 1390个 BFN到来时， RE可以检测这个同步对齐 关系是否出现故障。

在步骤 T34中， 发送端（以 REC或 RE为例， 下同）在上下行信道上 根据所配置的 IQ数据填充规则和帧定时信息进行多体制无线业务数据的 传送， 当然也包括统一的定时信息， 即公倍数周期定时信息， 接收端依据 统一的定时信息， 然后 #居配置的帧定时机制可以恢复业务帧的帧定时， 再根据 IQ容器映射方式可以进一步恢复出 IQ业务数据。

在步骤 T35中， 接收端 ( RE或 REC为例， 下同）就可以在上下行信 道上根据统一的定时信息和配置的帧定时机制恢复帧定时信息， 这些帧定 时信息对应每种体制都不相同， 但是所传送的统一定时信息是相同的， 由 此达到了不依赖于体制类型的通用帧定时传送方法。

在步 T36中， REC或 RE在上下行信道上根据前面设计的 IQ数据填充 规则和上面恢复的帧定时信息恢复数据进行多体制无线业务数据， 由于在 步骤 T35中已经恢复具体无线业务体制的帧定时信息，通过 IQ容器映射方 式， 就可以从通用帧中恢复出 IQ数据。

事实上， 上下行信道分别指： 上行从用户设备（User Equipment, 简称 "UE" )到 RE到 REC的方向； 下行从 REC到 RE到 UE的方向。 通过前 面的步骤， REC 已经获知 IQ容器映射方式和帧定时信息， 并且将其通过 控制管理信道配置到 RE上， 因此上下行信道的两端 REC和 RE均知道各 种体制无线业务帧传送的必要信息。

本发明在上述实施方式的基础上，给出了具体的 IQ填充方式和帧定时 机制等实现方法。 上下行信道的整个传送过程如下：

REC根据已知填充方式将 M个业务帧的 IQ数据填充在 N个基本帧组 的载荷区中， 并在控制子信道指示按公倍数周期的帧同步信息。

然后， RE根据配置的信息进行帧同步， 并恢复下行 IQ数据， 经过业 务处理后在上行信道上按同样的方式发送上行数据， 包括填充和同步。

REC在上行信道接收到 RE发来的信息后， 进行帧定时， 并恢复上行 IQ数据。 上述过程中， IQ数据填充规则满足均匀对齐填充的基本要求。 REC或 RE根据对应的 IQ数据填充规则将每 M个业务帧的 IQ数据按固定的方式 均匀填充在每个基本帧組的连续 N个基本帧的载荷区中， 且使得 IQ数据 对齐基本帧组的帧定时时刻， 这样在接收端则按对应的方式获取 IQ数据。

如果 RE是同时支持多种制式的 RE，则为该 RE的不同制式的 IQ数据 分配的 IQ容器位置也是分开的。 所有的 IQ容器的比特位置的分配对所有 的基本帧都是一致的， 不随不同基本帧的变化而变化。

另外， 帧定时信息可以按公倍数周期帧定时， 发送端根据对应的帧定 时机制以基本帧组的公倍数周期为周期进行帧定时， 在接收端获取公倍数 周期的帧定时后， 通过自身计数获取每个业务帧的帧定时。

CPRI依赖每个基本帧帧头构成的子信道（比如 C&M信道）， 来传递 定时信息和信令， 信令信息和 CPRI定义的一致。 本实施方式对 CPRI帧的 定时信息， 重新定义为公共同步定时信息， 含义是多种体制共同参考的公 共定时信息， 可以是 lpps (每秒 1个脉冲， 来自全球定位系统或者系统时 钟产生）， 也可以是 CPRI已定义的 HFN和 BFN, 也可以是其它类型的、 用以给多种体制进行公共参考的定时信息。 因为不同体制的帧定时信号和 上述公共同步定时信息， 都是周期重复的， 所以它们必然在某个公共的周 期上有同步对齐关系。 如图 4所示， 描述了不同体制的帧定时和公共定时 信息同步对齐的示意图。

这个公共同步定时信息， 在 CPRI的子信道中定义。 如果依赖 HFN和 BFN,则可以完全沿用 CPRI的已有定义；如果是其它定义的公共同步定时 信息， 可以在 CPRI的基础上补充这个信息的定义。

可以看出， IQ容器映射方式中需要满足 IQ数据放置的同步关系， 因 为在某个业务帧和 CPRI帧的同步对齐时刻， 也对应着某个 IQ数据的起始 时刻， 所以要求 N个基本帧的起始时刻也和这个时刻对齐。 业务帧、 CPRI 帧、 N个基本帧都有周期重复特性， 因此， 这个同步对齐时刻必然以某个 周期重复出现。 当然， 也可以与其他固定的时刻对齐， 比如每个基本帧组 的结束时刻。

在上述实施方式的基础上， 本发明实施例还针对级联 RE 的情况给出 上下级 RE之间的透传方法，即上下级 RE之间通过通用无线接口传输基本 帧组， 透传其所承载业务帧 IQ数据。

多级 RE级联时中间级 RE对下级 RE数据 (包括上行和下行数据 )的 处理与 CPRI V2.0中的一致。需要特别说明的是，不同 RE可能是同一体制， 也可能是不同体制， 这样会出现不同的 RE的业务帧定时不同、 同步对齐 关系不同， N个基本帧循环不同， 在同一个基本帧中的 K的大小不同。 为 简化处理， 约束 M个 IQ数据在 N个基本帧中的每个基本帧中， 分配给相 同大小的 bit空间， 以保证多级 RE级联时， 组帧和解帧方便， 即固定 K的 值。

REC在和每个 RE交互信令时， 将不同的同步对齐关系、 不同的业务 帧定时、 不同的 N、 不同的 M、 不同的 K, 以及不同 RE的 IQ数据在基本 帧的起始位置， 分别配置给不同的 RE。 这样， 每个 RE在下行的解帧就和 上述步骤中相同， 并相互独立。 这里所说的下级 RE指的是在一条链中多 个级联的 RE中相对离 REC更远的 RE。

对于单级 RE， 在上行组帧的原则， 和下行相同， 即利用业务帧、 CPRI 帧、 N个基本帧的对齐、 重复循环的关系。 上行基本帧中携带的 HFN帧定 时， 和下行有固定的延迟关系， 这与 CPRI协议定义的方法一致。 这样， 利用和下行相同的原则， 才艮据上下行的延迟关系， 得到同步对齐点， 就能 恢复出上行 IQ数据。

在本发明所述的实施方式中， 对于多级级联的 RE, 其 IQ数据在基本 帧中占据位置和下行相同。 如果上下行数据的流量大小不同， 则导致 K的 取值不同， 其上下行中的 K是分别确定的， 相互没有关系。 下级 RE在本 级 RE上的上行数据合路， 遵循 CPRI 2.0协议的定义。

另外对于上下行信道的处理，本发明的第三实施方式考虑到相同的 RE 在上下行信道处理的筒单起见， 对于每个 RE按其上下行信道中最大的数 据率配置 IQ数据填充规则， 然后 RE设备的上下行信道按相同的 IQ数据 填充规则进行 IQ数据填充和获取。

本发明实施例还针对上下行信道给出上行信道的帧同步解决方法。 如 前所述， RE收到并获取下行信道上的业务数据后， 经过固定时延处理后， 在上行信道上传送上行业务数据。此后， REC根据下行信道的发送帧定时、 RE处理的固定时延和上下行信道的传输时延，恢复上行信道上接收到的业 务帧的帧定时。

REC获取上行的 "N个基本帧组" 的起始位置的方法具体描述如下， 其上下行组帧关系原理如图 5所示。上行方向上中间级 RE对于第 G级 RE (最靠近 REC的为第 1 个基本帧，其中 表示第 i级 RE对下级 RE的上行组帧延迟。

RE在向上级 RE (或 REC )发送上行 CPRI帧时， 使得上行 IQ数据在 上行 CPRI帧中的关系与其接收到的下行 IQ数据与下行 CPRI帧的关系一 致， 只是有一个 T。_ffset的延迟。 因此 REC根据中间级 RE的组帧延迟之和， 采用类似于 RE获取下行 IQ数据位置信息的方法， 完全可以知道 RE的上 行 IQ数据的位置信息， 包括 "N个基本帧组" 的起始位置。

上述实施方式大多以现有 CPRI接口标准为例说明，通过划分 CPRI的 基本帧的载荷区和控制信道区，可以分别实现 IQ数据的填充承载和控制信 道承载。 当然在以后的发展中， 可以重新设计一个通用的无线接口， 采用 本发明的发明思想和方法可以实现多体制业务帧的统一传送。

还请参考图 6, 为本发明传输多体制无线业务数据的装置实施例的示 意图。 所述装置包括： 设计单元 61、 配置单元 62和传输单元 63。 其中所 述设计单元 61 , 用于设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规 则； 而所述 IQ填充规则为： 将每 M个所述业务帧的 IQ数据按固定的方式 填充在每个所述基本帧组的 N个基本帧的载荷区中， 且使得所述 IQ数据 对齐所述基本帧组的帧定时时刻。 所述配置单元 62, 与设计单元 61相连， 用于根据所述设计单元设计的多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填 充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器填充方式； 所述传 输单元 63 , 与配置单元 62相连， 用于 居配置单元配置各种业务所对应 的帧定时信息和 /或 IQ容器填充方式进行多体制无线业务数据传输。

所述设计单元 61包括： 周期确定子单元 611和业务设计子单元 612, 所述周期确定子单元 611 , 用于确定统一定时信息， 所述统一定时信息为 公倍数周期， 利用通用无线接口的基本帧长和业务帧长的公倍数关系确定 公倍数周期， 使其等于所述基本帧长的整数 N倍， 且等于所述业务帧长的 整数 M倍； 所述业务设计子单元 612, 根据周期子单元 611所确定的公倍 数周期设计多体制无线业务帧定时机制， 并以每 N个所述基本帧构成基本 帧组， 以承载每 M个所述业务帧的 IQ数据来设计 IQ数据填充规则。

所述配置单元 62包括： 业务配置子单元 621和对齐子单元 622, 所述 业务配置子单元 621， 与业务设计子单元 612相连， 根据所述统一定时信 息， 通过通用无线接口的控制信道， 采用信令或控制字的方式配置各种业 务所对应的无线业务帧的 IQ数据在基本帧组中的帧定时信息和 /或 IQ容器 映射方式； 即无线设备控制器通过通用无线接口的控制信道采用信令或控 制字的方式， 根据业务设计子单元 612所设计帧定时机制和 /或 IQ数据填 充规则以及相应的业务处理需求来配置所述无线设备的各种业务的帧定时 信息和 /或 IQ容器映射方式； 所述对齐子单元 622, 与业务配置子单元 621 相连， 用于将所述无线设备的各种业务填充 IQ数据后与统一定时信息对 齐。

所述传输单元 63包括： 组帧发送子单元 631和接收恢复子单元 632, 所述组帧发送子单元 631 , 分别与业务配置子单元 621和对齐子单元 622 相连， 用于发送统一定时信息， 并根据所配置的帧定时信息和 /或 IQ容器 映射方式， 将填充 IQ数据的业务帧进行组帧发送； 所述接收恢复子单元 632, 对接收到组帧发送子单元 631的统一定时信息、 帧定时信息和 /或 IQ 容器映射方式分别进行恢复，得到无线业务的帧定时信息和无线业务数据。

所述装置中各个单元的具体功能和作用详见上述方法中各个步骤的具 体实现过程， 在此不再赘述。

此外， 该实施例不但可以应用于无线设备、 无线网络设备及其传输多 速率、 多定时的无线体制数据， 还可以应用于其它电子设备。

由此可见， 本发明的实施例只要基于统一配置的帧定时信息和 /或 IQ 容器映射方式， 在发送端进行帧定时信息填充和 /或 IQ数据填充构造通用 帧，在接收端根据同样的机制进行帧同步并解析获得 IQ数据； 对于多种不 同体制的无线数据， 采用通用帧长和体制周期的公倍数 (比如最小公倍数） 关系划分公倍数周期， 以公倍数周期为单位进行装载传输， 同时以该周期 实现帧定时， 接收端根据体制周期计数器实现对所有数据帧的同步； 在经 过传输后 REC根据 RE处理延时的先验知识完成上行信道帧同步， 实现上 下行信道的多体制 IQ数据的统一传输和帧同步。

事实上， REC通过信令配置帧定时（同步）机制和 /或 IQ数据填充规 则， 在传送时先传送统一定时信息（信号）， 然后填充 IQ数据， RE接收时 根据所配置的帧定时机制来根据统一定时信息恢复自身对应的帧定时信 息， 然后再根据 IQ填充规则或同步对齐关系来获得 IQ数据， 至于上行信 道， 则由 REC 居固定的时延来恢复帧定时 （同步）， 其中帧定时机制就 是指如何参照统一的定时信息来恢复具体某种体制类型的帧定时信息的方 法， 而 IQ填充规则也是指如何与统一的定时信息对齐， 如何填充等。

因此， 本发明的实施例不但通过统一配置的方式实现对于多种不同体 制无线 IQ数据的传输， 使得通用接口不依赖具体的体制类型， 增强接口兼 容性， 提高无线传输的灵活度， 简化无线接口传输机制； 还通过公倍数周 期为单位的 IQ容器映射和帧同步机制的实现， 将现有的 CPRI通用接口推 广为适用于同时传输多种体制无线数据的通用接口，适应技术发展的需求， 促进无线通信的推广； 给出不同制式 IQ数据在通用接口 IQ容器上的映射 方法以及上下行信道同步方法， 实现通用接口传送任意体制速率的数据， 使得 CPRI标准可以扩充到支持其他多种制式， 大大增强了现有 CPRI无线 接口的通用性。

熟悉本领域的技术人员可以理解， 上述实施方式中技术细节的描述中 以一些常用应用场景为例， 给出具体的参数设置等， 在实际应用中根据实 际情况可以灵活设置， 更好地实现发明目的， 并不影响本发明的实质和范 围。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式， 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， 在不脱离本发明原理的前提 下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护 范围。

Claims (1)

1. 权 利 要 求

   1. 一种传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在于， 包括步驟： 设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规则；

   根据所述设计的多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规则配 置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式；

   根据所配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式进行 多体制无线业务数据传输。

   2.根据权利要求 1所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 确定无线业务帧的统一定时信息， 并根据所述统一定时信息设计多体 制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规则。

   3.根据权利要求 1所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 所述统一定时信息为公倍数周期， 其中， 所述确定统一定时信息的过程为： 根据通用无线接口的基本帧长和业务帧长的公倍数关系确定公倍数周 期，使其等于所述基本帧长的整数 N倍，且等于所述业务帧长的整数 M倍； 所述设计多体制无线业务帧定时机制具体为： 根据所述公倍数周期设 计多体制无线业务帧定时机制；

   所述设计多体制 IQ数据填充规则具体为： 根据所述公倍数周期， 以连 续的 N个所述基本帧构成基本帧组，以每一基本帧组承载每 M个所述业务 帧的 IQ数据来设计 IQ数据填充规则。

   4.根据权利要求 3所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 所述公倍数周期为所述基本帧长和业务帧长的最小公倍数。

   5. 根据权利要求 1、 2、 3或 4所述传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在于， 所述各种业务由通信电子设备来承载。

   6.根据权利要求 5所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 所述配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式的具体过程 为：

   根据所述统一定时信息、 无线设备的处理需求和预设条件或所述统一 定时信息、 各种业务的处理需求和预设条件， 通过通用无线接口的控制信 道，采用信令或控制字的方式来配置各种业务所对应的无线业务帧的 IQ数 据在基本帧组中的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式； 其中

   各无线设备对应的每一种业务， 所配置的 IQ容器映射方式、 帧定时机 制相同或不同， 但对于同一个无线设备的同一业务对应有固定的帧定时信息 和 /或 IQ容器映射方式， 且使得填充后 IQ数据与统一定时信息对齐。

   7.根据权利要求 2所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 所述多体制无线业务数据传输的具体实现过程为：

   发送端发送所述统一定时信息， 并根据所配置的帧定时信息和 /或所述 IQ容器映射方式组帧发送；

   接收端分别对接收到的统一定时信息、 帧定时信息和 /或 IQ容器映射 方式进行恢复， 得到无线业务帧的帧定时信息和无线业务帧数据。

   8.根据权利要求 Ί所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 所述发送端为： 无线设备控制器， 所述接收端为： 无线设备； 或者， 所述 发送端为： 无线设备， 所述接收端为： 无线设备控制器。

   9.根据权利要求 8所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于， 所述发送端根据对应的 IQ容器映射方式将每 M个业务帧的 IQ数据按 固定的方式填充在每个基本帧组的 N个基本帧的载荷区中，且使得所述 IQ 数据对齐所述基本帧组的帧定时信息；

   所述接收端则按对应的方式获取所述 IQ数据。

   10. 根据权利要求 9所述传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在 于，

   所述发送端根据对应的帧定时信息以基本帧组的公倍数周期为周期进 行帧定时；

   所述接收端获取所述公倍数周期的帧定时后， 通过自身计数获取每个 业务帧的帧定时信息。

   11. 根据权利要求 8 、 9或 10所述传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在于， 当所述无线设备存在级联时， 上下级无线设备或无线设备控 制器之间通过通用无线接口传输基本帧组， 透传其所承载业务帧的 IQ数 据。

   12. 根据权利要求 11所述传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在 于，对于所述无线设备，按其上下行信道中最大的数据率设计所述 IQ数据 填充规则， 并根据所设计的 IQ数据填充规则进行 IQ数据填充和获取。

   13. 根据权利要求 12所述传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在 于，

   所述无线设备收到并获取下行信道上的业务数据后， 经过固定时延处 理后， 在上行信道上发送上行业务数据；

   所述无线设备控制器根据所述下行信道的发送帧定时信息、 处理的固 定时延及上下行信道的传输时延， 恢复所述上行信道上接收到业务帧的帧 定时信息。

   14. 根据权利要求 1、 2、 3、 4、 7、 8、 9或 10所述传输多体制无线业 务数据的方法， 其特征在于， 所述通用无线接口为通用公共无线接口。

   15. 根据权利要求 14所述传输多体制无线业务数据的方法， 其特征在 于， 通过划分所述通用公共无线接口的基本帧的载荷区和控制信道区， 分 别实现 IQ数据的填充承载和控制 道承载。

   16. 一种传输多体制无线业务数据的装置， 其特征在于， 包括： 设计单元， 用于设计多体制无线业务帧定时机制和 /或 IQ数据填充规 则；

   配置单元， 用于根据所述设计单元设计的多体制无线业务帧定时机制 和 /或 IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器填充 方式；

   传输单元， 用于根据配置单元配置各种业务所对应的帧定时信息和 /或 IQ容器填充方式进行多体制无线业务数据传输。

   17. 根据权利要求 16所述传输多体制无线业务数据的装置， 其特征在 于， 所述设计单元包括：

   周期确定子单元， 用于确定统一定时信息， 所述统一定时信息为公倍 数周期， 所述周期确定子单元^^据通用无线接口的基本帧长和业务帧长的 公倍数关系确定所述公倍数周期， 使其等于所述基本帧长的整数 N倍， 且 等于所述业务帧长的整数 M倍；

   业务设计子单元， 与周期确定子单元相连， 用于根据所述公倍数周期 设计多体制无线业务帧定时机制， 并以连续的 N个所述基本帧构成基本帧 组，以每一基本帧组承载每 M个所述业务帧的 IQ数据来设计 IQ数据填充 规则。

   18. 根据权利要求 16所述传输多体制无线业务数据的装置， 其特征在 于， 所述配置单元包括：

   业务配置子单元， 与业务设计子单元相连， 居所述统一定时信息， 通过通用无线接口的控制信道， 釆用信令或控制字的方式配置各种业务所 对应的无线业务帧的 IQ数据在基本帧组中的帧定时信息和 /或 IQ容器映射 方式；

   对齐子单元， 与业务配置子单元相连， 用于将所述各种业务填充 IQ数 据后与统一定时信息对齐。

   19. 根据权利要求 16所述传输多体制无线业务数据的装置， 其特征在 于， 所述传输单元包括：

   组帧发送子单元， 分别与业务配置子单元和对齐子单元相连， 用于发 送统一定时信息， 并根据所配置的帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式， 将 填充 IQ数据的无线业务帧进行组帧发送；

   接收恢复子单元， 与组帧发送子单元相连， 对接收到组顿发送子单元 的统一定时信息、 帧定时信息和 /或 IQ容器映射方式分别进行恢复， 得到 无线业务的帧定时信息和无线业务数据。