CN101248689A - 通过cpri接口传输以太网分组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行基站的方法，其中基站包括第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)。通过CPRI接口(CPRI)在基站的第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)之间传输数据。根据本发明，CPRI数据作为以太网分组来传输。此外本发明还涉及用于执行本发明的基站。

Description

通过CPRI接口传输以太网分组
技术领域
本发明涉及一种用于运行基站的方法，其中该基站包括第一单元和第二单元之间的CPRI接口。此外本发明还涉及用于执行该方法的基站。
背景技术
在无线通信系统中，借助电磁波通过发送站和接收站之间的无线接口传输例如具有语音信息、图像信息、视频信息、SMS(短消息服务)、MMS(多媒体消息收发服务)或其它数据的消息。这些发送站和接收站例如可以根据无线通信系统的具体实施方式而涉及不同类型的用户端的无线站，或是网络一方的基站。在移动无线通信系统中，用户端的无线站的至少一部分是移动无线站。电磁波的辐射是用位于为各系统而设计的频带中的载波频率来进行的。
移动无线通信系统通常实施为例如按照GSM(全球移动通信系统)标准或UMTS(通用移动电信系统)标准的蜂窝系统，具有例如由基站、用于检查和控制基站的装置以及其它网络一方的装置组成的网络基础结构。除了该松散组织的(超局部的)蜂窝式、分层无线网络之外，还存在无线的局域网络(WLAN，无线局域网)，后者具有通常空间上明显受到更强限制的无线覆盖区域。WLAN的各种标准的例子是HiperLAN、DECT、IEEE802.11、蓝牙和WATM。
在无线通信系统的基站中存在不同的单元，这些单元通过合适的接口彼此连接。基站通常包括用于处理基带的单元，其中在用于处理基带的单元内处理用于用户站或属于用户站的数据。此外存在发送与接收单元，它们将基带处理所提供的基带数据调制到载波频率并发送给用户站，或将从用户站在载波频率上接收的数据转换到基带并传递给基带处理。用于基带处理的单元和发送与接收单元之间的连接例如可以通过按照CPRI标准(目前：CPRI Specification V2.0(2004-10-01)，Common PublicRadio Interface(CPRI)；Interface Specification，通过http：//www.cpri.info/获得)的接口进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是给出一种用于运行基站的有效方法和这样的基站，在该基站中采用CPRI接口。
该技术问题通过具有权利要求1的特征的方法以及具有并列权利要求的特征的装置来解决。优选实施方式和扩展是从属权利要求的内容。
在按照本发明的用于运行基站的方法中，通过CPRI接口在基站的第一单元和第二单元之间传输数据。按照本发明，CPRI数据作为以太网分组来传输。
在基站的两个单元之间存在CPRI接口。由此这两个单元在它们的协议堆栈中具有处理按照CPRI标准的数据的层。该CPRI数据按照本发明经过分组并按照分组的方式传输，其中为了按照分组方式传输而采用以太网标准。由此在第一和第二单元之间不传输连续的信息位，而是按照分组方式传输，其中在各个分组之间可能存在传输间歇。以太网分组包含CPRI数据意味着，第一单元和第二单元都在处理该CPRI数据时完全按照以太网协议、即按照IEEE802.3标准设计。尤其是并非只采用该标准的一部分。
在本发明的扩展中，第一单元和第二单元在于最底层的协议层上处理CPRI数据时使用以太网协议。该协议层在此是ISO/OSI层模型的协议层。在位于以太网层上方的层中，第一单元和第二单元处理按照CPRI预定参数的数据。
按照本发明的一个优选实施方式，要在发送器一方添加给CPRI数据的管理编码(Leitungskodierung)只对应于按照以太网协议的管理编码。发送器在此可以是第一单元或第二单元。在此不向CPRI数据添加其它并非在传输以太网分组时按照标准使用的管理编码位。
按照本发明的另一个实施方式，CPRI数据仅包含与制造商无关的信息。通过该实施方式，在传输作为以太网分组的CPRI信息时排除了对与制造商有关的信息的传输。
优选地，CPRI数据不包含为将来扩展而保留的位。这样的位提高了数据率，因此为了减小数据率可以放弃这样的位。以太网分组因此只包含实际用于传送信息的位。
在本发明的扩展中，对于包含在CPRI数据中的天线信号只传送已接收的或要发送的天线信号。所接收的天线信号是指已经由基站的天线接收并应当接着在基站的第一单元和第二单元之间传输的信号。要发送的天线信号是指将在基站的第一单元和第二单元之间传输并接着由基站的天线发射出去的信号。按照该扩展，只有所采用的天线信号才通过CPRI接口传输。当前未使用的天线信号的填充位不传输。这与通过CPRI接口传输特定数量的天线信号但是该天线信号中只有一部分包含待发射或已接收的信息的情况相比，导致了数据率的减小。
根据本发明的优选实施方式，CPRI数据在第一单元和多个第二单元之间传输，其中所述第一单元与以太网交换机连接，而且该以太网交换机星形地与多个第二单元连接。在此，第一单元可以利用采用电的或光学的传输方法的以太网导线，如利用1GBit(千兆位)或100GBit的以太网导线与以太网交换机连接，每个第二单元可以利用采用电传输方法的以太网导线，如利用1MBit(兆位)或100MBit的以太网导线与以太网交换机连接。该配置尤其适用于已经铺设了兆位以太网导线的大楼内的应用，这些兆位以太网导线可以由基站使用。此外，第一单元可以利用采用光学传输方法的以太网导线，如利用1GBit或100GBit的以太网导线与以太网交换机连接，每个第二单元可以利用采用电传输方法的以太网导线，如利用1GBit或100GBit的以太网导线与以太网交换机连接。该配置由于使用了光学传输方法而尤其适用于跨越基站的两个单元之间的很大的距离。
在本发明的实施方式中，第一单元和/或至少一个第二单元通过多个以太网导线与以太网交换机连接，其中为了通过该多个以太网导线传输而采用链路聚合(Link Aggregation)方法。
特别有利的是，所述以太网分组通过一个或多个以太网导线在第一单元和第二单元之间传输，其中这些以太网导线也用于传输其它数据。在这种情况下以太网导线不只是用于CPRI接口，而是CPRI数据可以与其它应用的分组来分摊该传输介质。为此有利的是，为了由CPRI接口传输以太网分组而采用VLAN技术(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)。
本发明的基站包括第一单元和第二单元，在第一单元和第二单元之间通过CPRI接口传输数据。该CPRI接口具有用于将CPRI数据作为以太网分组传输的装置。
附图说明
下面借助实施例详细解释本发明。在此示出：
图1是根据现有技术的基站系统，
图2是根据本发明的第一基站系统，
图3a是根据本发明的针对室内应用的第二基站系统，
图3b是根据本发明的针对都市应用的第三基站系统。
具体实施方式
图1所示的基站系统包括基带处理装置REC(Radio EquipmentController，无线电设备控制器)，该基带处理装置REC通过在UMTS中称为Iub的接口与无线网络控制装置RNC(Radio Network Controller，无线电网络控制器)连接。基带处理装置REC分别通过CPRI接口CPRI与发送和接收单元RE1、RE2和RE3(RE：Radio Equipment，无线电设备)连接。由发送和接收单元RE1、RE2、RE3向用户站发射用户站数据或者从用户站接收用户站数据。在图1中示例性示出用户站MS，该用户站通过在UMTS中称为Uu的无线接口与发送和接收单元RE1连接。每个发送和接收单元RE1、RE2、RE3负责发射处于某个无线电频率或在一个频带内和/或在一个区域内的无线电信号。
CPRI接口描述在目前还有效的标准版本CPRI Specification V2.0中，在此参照其内容，而且该标准版本属于本申请的公开内容。CPRI接口在物理层上采用电的和/或光学的传输方法。通过CPRI接口，在采用时间多路复用方法的条件下传输不同的数据类型，即同步信息、检查信息和有用数据。CPRI标准定义CPRI接口的ISO/OSI协议堆栈的层1和层2。根据现有技术，通过CPRI接口传输的信息是连续的同步数据流，该数据流由时间上多路复用的数据类型组成。
按照本发明，CPRI数据，即通过CPRI接口CPRI在基带处理装置REC与发送和接收单元RE1、RE2、RE3之间传输的信息，作为以太网分组传输。为此，按照图2基带处理装置REC与以太网交换机ETHERNET SWITCH连接，该以太网交换机与发送和接收单元RE1、RE2、RE3连接。这意味着，对于CPRI数据在ISO/OSI协议堆栈的最底层上使用以太网协议ETHERNET。与现有技术相反，通过CPRI接口传输的不是连续的同步数据流，而是以太网分组。通过以太网层给出根据CPRI规范的层用于处理CPRI数据。
按照目前的CPRI标准，在物理层上可以实现614.4Mbit/s、1228.8Mbit/s或者2457.6MBit/s的数据率。为了通过以太网导线传输，可以采用10MBit/s、100MBit/s、1GBit/s或者10GBit/s的数据率。因此，对于614.4Mbit/s的CPRI连接必须采用1GBit/s的以太网导线，对于1228.8Mbit/s的CPRI连接必须采用两个1GBit/s的以太网导线，对于2457.6Mbit/s的CPRI连接必须采用三个1GBit/s的以太网导线。为了减少传输CPRI数据所需要的以太网导线的数量或带宽，并因此可以将CPRI数据有效地作为以太网分组传输，可以进行以下的修正：
·去掉管理编码：
对于CPRI管理编码来说，在物理层上对每8位补充2位的冗余。
如果弃用管理编码，则将CPRI数据率降低到491.520Mbit/s、983.040Mbit/s或者1966.080MBit/s。通过在物理层上采用以太网协议而添加了管理编码，从而尽管弃用CPRI管理编码，还是可以管理编码地传输CPRI数据。
按照现有技术，在接收器一端在CPRI传输时借助管理编码识别CPRI数据的哪一部分应当位于连续CPRI数据流内的什么位置。如果去掉CPRI管理编码，则应当在CPRI数据的结构和包含CPRI数据的以太网分组之间建立起对应。例如，可以在该以太网分组中加入显示CPRI帧和CPRI超帧的开始和结束的信息字段。
·去掉特定于制造商的信息和/或保留给未来扩展的位：
从CPRI数据中去掉特定于制造商的检查信息会导致CPRI数据率减小
16 16.256 = 0.0039 或 192 16.256 = 0.047 , 这取决于指针的使用。
从CPRI数据中去掉为将来扩展保留的位会导致CPRI数据率减小
52 16.256 = 0.013 .
·去掉未使用的天线信号：
根据基站的实施方式而需要不同数量的天线信号，其中天线信号应理解为由天线发射或接收的信号。通常，UMTS基站具有6个天线，而微型基站只具有1个天线。由于所采用的天线的数量不同，在CPRI中可以不使用为天线信号设置和保留的传输资源。对于未使用的天线信号，在基带处理装置REC与发送和接收单元RE1、RE2、RE3之间传输0。通过从CPRI数据中去掉未使用的资源，进一步减小了传输CPRI数据所需要的带宽。
采用上述措施，可以通过1GBit/s的以太网导线传输最初需要1228.8MBit/s的针对CPRI数据的连接，通过两个1GBit/s的以太网导线传输2457.6MBit/s的CPRI连接，通过若干100MBit/s的以太网导线传输614.4MBit/s的CPRI连接.
如果CPRI数据通过以太网分组传输，则为了将基带处理装置REC与发送和接收单元RE1、RE2、RE3连接可以采用现有的以太网导线。图3a和3b示出采用现有以太网连接作为基带处理装置REC与发送和接收单元RE1、RE2、RE3之间的连接的例子。
根据图3a的配置尤其适用于室内应用，即适用于发送和接收单元RE1、RE2、RE3位于大楼内的情况。基带处理装置REC通过千兆位以太网导线GbE与以太网交换机ETHERNET SWITCH连接，而发送和接收单元RE1、RE2、RE3分别通过两个100MBit(兆位)以太网导线100MbE与以太网交换机ETHERNET SWITCH连接。当然还可以将发送和接收单元RE1、RE2、RE3分别通过不同数量的以太网导线与以太网交换机ETHERNET SWITCH连接。室内基站通常只供应一个无线小区，其中无线小区应当理解为特定的区域结合特定的频带。因此在室内基站中，不必从和向发送和接收单元RE1、RE2、RE3传输大的数据率，从而两个100MBit(兆位)以太网导线100MbE就足以分别向一个发送和接收单元RE1、RE2或RE3供电。在100MBit以太网导线中采用电传输方法，该连接的作用范围最大为几百米。很多大楼都具有采用100MBit以太网导线的电缆铺设，因此可以用已经存在的导线来传输CPRI数据。
按照图3b的实施方式尤其适用于都市应用，即适用于发送和接收单元RE1、RE2、RE3分布在大致具有城市大小的地域内的情况。基带处理装置REC通过千兆位以太网导线GbE与以太网交换机ETHERNETSWITCH连接，而且发送和接收单元RE1、RE2、RE3也分别通过千兆位以太网导线GbE与以太网交换机ETHERNET SWITCH连接。为了无线覆盖城市区域，发送和接收单元RE1、RE2、RE3与室内情况相比必须覆盖更大的地理范围，在这种情况下基站通常供应多个无线小区。因此，与室内情况相比，从发送和接收单元RE1、RE2、RE3向用户站发送更多的信息，或者从用户站接收更多的信息，从而通过千兆位以太网导线GbE提供发送和接收单元RE1、RE2、RE3的连接。对于千兆位以太网导线GbE使用光学传输方法，从而千兆位以太网导线可以延伸到几千米。还可以用10千兆位以太网导线来代替千兆位以太网导线GbE。CPRI数据通过千兆位以太网导线传输是有利的，因为该连接不贵，而且以不断增加的规模铺设。
有利的是，通过以太网导线不只是传输CPRI数据，而且还传输其它数据。以太网导线的传输资源因此可以在CPRI应用和其它应用之间分配。由于必须实时地传输CPRI数据，有利的是采用以太网公知的VLAN(虚拟局域网)技术。由此可以向CPRI数据分配高于其它应用的数据的优先权。VLAN例如描述在：
IEEE：Carrier sense multiple access with collision detection(CSMA/CD)access method and physical layer specification，IEEEStandards IEEE 802.3，2002，第一部分，尤其是42至43页，以及802.1Q，IEEE Standards for Local and metropolitan area networks，Virtual Bridged Local Area Networks，2003年5月7日。
如果如图3a中例如在以太网交换机ETHERNET SWITCH和发送和接收单元RE1、RE2、RE3之间采用多个并行的以太网导线，则提供由以太网公知的链路聚合方法的使用，该方法例如描述在：
IEEE：Carrier sense multiple access with collision detection(CSMA/CD)access method and physical layer specification，IEEEStandards IEEE 802.3，2002，第二部分，尤其是269页及以后。
在此数据交替地输入多个导线。

Claims (13)

1.一种用于运行基站的方法，其中基站包括第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)，通过CPRI接口(CPRI)在基站的第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)之间传输数据，其特征在于，CPRI数据作为以太网分组来传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)在于最底层的协议层上处理CPRI数据时使用以太网协议。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，要在发送器一方添加给CPRI数据的管理编码只对应于按照以太网协议的管理编码。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述CPRI数据仅包含与制造商无关的信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述CPRI数据不包含为将来的扩展而保留的位。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对于包含在CPRI数据中的天线信号只传送已接收的或要发送的天线信号。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述CPRI数据在第一单元(REC)和多个第二单元(RE1，RE2，RE3)之间传输，其中所述第一单元(REC)与以太网交换机(ETHERNET SWITCH)连接，而且该以太网交换机(ETHERNET SWITCH)星形地与多个第二单元(RE1，RE2，RE3)连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一单元(REC)利用采用光学传输方法的以太网导线(GbE)与以太网交换机(ETHERNET SWITCH)连接，每个的第二单元(RE1，RE2，RE3)利用采用电传输方法的以太网导线(100MbE)与以太网交换机(ETHERNET SWITCH)连接。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一单元(REC)利用采用光学传输方法的以太网导线(GbE)与以太网交换机(ETHERNET SWITCH)连接，每个第二单元(RE1，RE2，RE3)利用采用光学传输方法的以太网导线(GbE)与以太网交换机(ETHERNETSWITCH)连接。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一单元(REC)和/或至少一个第二单元(RE1，RE2，RE3)通过多个以太网导线(GbE，100MbE)与以太网交换机(ETHERNET SWITCH)连接，其中为了通过该多个以太网导线(GbE，100MbE)传输而采用链路聚合方法。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述以太网分组通过一个或多个以太网导线(GbE，100MbE)在第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)之间传输，其中所述以太网导线(GbE，100MbE)也用于传输其它数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为了传输以太网分组而采用VLAN。
13.一种包括第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)的基站，在第一单元(REC)和第二单元(RE1，RE2，RE3)之间通过CPRI接口(CPRI)传输数据，其特征在于，该基站具有用于将CPRI数据作为以太网分组传输的装置。
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