CN101588653A - 射频拉远的远端模块、近端模块、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频拉远系统，该系统包括：远端模块用于模拟射频信号和基带信号之间的转换，并处理基带信号中的冗余；近端模块用于对远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理。本发明还提供了一种上述射频拉远系统中的远端模块和近端模块以及一种射频拉远的方法。通过本发明提供的射频拉远系统、方法以及射频拉远系统中的远端模块和近端模块，可以减少远端模块和近端模块之间传输的数据，减少远端模块和近端模块之间的有线传输的数量，进而降低射频拉远技术的成本和设计难度。

Description

射频拉远的远端模块、近端模块、系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及射频拉远的远端模块、近端模块、系统及方法。

背景技术

目前蜂窝无线通信网络系统中，多数无线基站都需要安装在机房内，通过有线传输，如光纤或射频电缆将射频信号传输到位于附近室外的发射塔上的天线以发射信号。以射频电缆为例，如果基站到天线之间的距离较大，信号的衰减也会较大。随着新的无线通信技术中信号带宽越来越宽，所需的载波频率也变得越来越高，而在更高的频率下，射频电缆对信号的衰减会更大。并且，射频电缆价格较高。为了降低成本，提高射频效率，无线基站广泛采用射频拉远的方法，将无线设备靠近天线侧的一部分电路放置在邻近天线的位置，以减少射频电缆的使用量。这部分放置在邻近天线的位置的电路构成的模块被称为远端模块，而仍然被放置在机房中的电路构成的模块被称为近端模块。远端模块和近端模块之间通过有线方式进行连接。

现有技术中射频拉远较多采用的是中频拉远或基带拉远的方式。图1是现有技术中的中频拉远方案的系统结构示意图。如图1所示，在上行链路中，远端模块中的射频处理单元将天线接收到的射频信号进行低噪声放大和下变频变换成模拟中频信号，通过有线传输接口传输到远端模块。远端模块中的中频处理单元用模数(Analog-Digital，AD)变换对模拟中频信号进行采样得到数字中频信号，对数字中频信号做变频以及滤波得到基带信号。基带信号冗余处理单元将基带信号中的冗余信息，如用于保证无线信道传输质量的循环段前缀(CyclePrefix，CP)去除，然后传输到基带单元(Base Band Unit，BBU)进行物理层基带处理。

在下行链路中，近端模块中基带信号冗余处理单元将基带单元调制后的符号经快速傅立叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)运算变换到时域，并添加循环段前缀(Cycle Prefix，CP)以克服由于信道的多径延迟造成符号间干扰，中频处理单元通过数字上变频、插值和滤波将基带信号变换成数字中频信号，通过数模(Digital-Analog，DA)变换将数字中频信号变换成模拟中频信号，然后通过有线传输接口发送到远端模块。在远端模块内，射频处理单元将模拟中频信号进行上变频变换成射频信号，射频信号经过高功率放大器(HighPower Amplifier，HPA)进行功率放大，通过天线发射出去。

在中频拉远中所采用的数字中频多数采用低中频采样，采样速率较高，相应的从远端模块传输到近端模块的信号数据量依然很高。为了降低有线传输的传输数据量，可以通过变换将低中频信号变成基带信号，在基带信号输出之后进行拉远。由于基带信号频率与中频信号相比会低很多，因此这种方法可以降低采样率，节约传输带宽。

图2是现有技术中的基带拉远方案的系统结构示意图。如图2所示，基带拉远方案中将中频处理单元放置在远端模块中，远端模块将接收到的模拟射频信号转换成基带信号后发送到近端模块进行处理，并接收近端模块发送的基带信号，转换成模拟射频信号发射出去。

即使是使用基带拉远的方式，在新的通信技术中，远端模块和近端模块之间仍然需要传输庞大的数据。以长期演进(Long Time Evolution，LTE)20MHz带宽系统为例，在LTE 20MHz带宽系统中，基带信号采样率为30.72Mhz，量化分辨率为16bit，那么，上行IQ信号的总比特率为30.72Mhz×16bit×2＝983.04Mbps。如果采用8天线接收，所需基带传输速率为983.04Mbps×8＝7864.32Mpbs。下行的采样速率与上行相同，也需要同样的传输速率才能传输基带处理所需的数据。远端模块传输到近端模块的高数据量使得必须增加远端模块和近端模块之间的有线传输线路，从而导致了设计的复杂度和成本的增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供射频拉远的远端模块、近端模块、系统以及方法，以减少远端模块和近端模块之间传输的数据量，从而减少远端模块和近端模块之间的有线传输线路，降低基站的成本和设计复杂度。

为了达到上述目的，本发明提出的射频拉远的远端模块包括以下单元：射频处理单元用于实现中频信号和射频信号之间的转换。中频处理单元用于实现基带信号和中频信号之间的转换。基带信号冗余处理单元用于处理基带信号中的冗余。有线传输接口用于基带信号冗余处理单元与近端模块之间的基带信号传输。

本发明提出的射频拉远的近端模块包括以下单元：有线传输接口用于传输在远端模块中进行冗余处理的基带信号。基带单元用于对有线传输接口传输的基带信号进行基带处理。

本发明提出的射频拉远的系统包括以下装置：远端模块用于模拟射频信号和基带信号之间的转换，并处理基带信号中的冗余。近端模块用于对远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理。

本发明提出的射频拉远的方法包括以下步骤：远端模块实现基带信号和模拟射频信号的转换，并处理基带信号中的冗余。近端模块对远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理。

综上所述，本发明提出的射频拉远的远端模块、近端模块、系统以及方法在远端模块设置有用于去除基带信号中的冗余的基带信号冗余处理单元，使得在上行链路上通过远端模块可以将接收到的信号中所包含的在基带物理层处理中用不到的冗余信息除去，因此大大降低了远端模块发送到近端模块的信号数据量；相应地，在下行链路上从近端模块发送到远端模块的数据中不包含冗余信息或只包含部分冗余信息，而在远端模块上通过基带信号冗余处理单元将用于保证无线空间中的信号传输质量的冗余信息插入数据中，使得远端模块和近端模块之间传输的数据量明显下降。由于远端模块和近端模块之间传输的数据量大幅减少，远端模块和近端模块之间的有线传输的数量也将大大减少，从而降低了设计的压力和制造的成本。

附图说明

图1是现有技术中的中频拉远方案的系统结构示意图。

图2是现有技术中的基带拉远方案的系统结构示意图。

图3是本发明中在远端模块去除时域冗余和频域冗余的拉远方案的系统结构示意图。

图4是本发明中OFDM符号的时域结构示意图。

图5是本发明中OFDM符号的频域结构示意图。

图6是本发明中在远端模块只去除时域冗余的拉远方案的系统结构示意图。

图7是本发明中在远端模块去除上行随机接入信道的冗余的方案的系统结构示意图。

具体实施方式

在正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)通信系统的上行链路中，基站天线接收到的模拟射频信号经过模拟射频的处理变换为模拟中频信号，通过A/D转换将模拟中频信号变换成数字中频信号，通过数字中频处理将数字中频信号变换为数字基带信号，截取数字基带信号的时域符号，去除符号中的CP，已去除CP的时域符号通过FFT变换转变成频域信号，在频域信号中剔除不携带有效数据的空子载波，然后进行后续的基带物理层处理，如信道估计、均衡、解调以及信道解码。

在现有技术中，远端模块将通过数字中频处理后的数字基带信号发送到近端模块进行基带处理，截取时域符号、去除CP以及剔除子载波等动作都是在近端模块完成。经研究发现，在远端模块中进行AD转换的采样点中，并非所有的采样信息都是有效的。采样信息的冗余有两部分。首先，在时域为了防止信号混叠，每个OFDM符号都有循环段前缀，这段信息是OFDM符号的一个片段的重复，作为克服符号间干扰的冗余。其次在频域上，为了防止相邻射频信号的干扰，快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)所能分辨的带宽往往大于有用信号的带宽，体现在频域上就是存在很多空子载波，这就是频域的冗余。插入这些时域或频域的冗余是为了保证信号在无线空间中传输的质量，在无线基站接收到信号后，这些冗余已经没有用了，在远端模块去除这些冗余不会对后续的信号处理造成影响。因此，在远端模块去除这些冗余后再将信号发送到近端模块能够降低近端模块发送到远端模块的数据量。此外，经研究还发现在量化比特选择上，为了克服模拟自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)的误差，基站的AD量化比特会高于所需要的比特，同时为了提高对大信号和小信号的分辨能力，往往采用很高的分辨率，也导致采样点的量化比特较高。因此如果压缩采样点的量化比特，也能够降低近端模块发送到远端模块的数据量。

因此本发明提供了如下的技术方案，通过减少冗余信息的传输来降低有线传输接口所传输的数据量。

针对上行链路，远端模块在对接收到的射频信号进行射频处理和中频处理后得到基带信号后，将首先去除基带信号中的冗余，然后再将去除冗余后的基带信号发送到近端模块，从而可以大大降低远端模块和近端模块之间传输的数据量。在OFDM通信系统中，远端模块去除基带信号中冗余的操作具体可以包括去除符号的循环段前缀，降低时域冗余。还可以进一步去除基带信号中的频域冗余，具体包括：对已去除时域冗余的基带信号进行FFT变换，提取出符号中的有效子载波，丢弃空子载波。此外，还可以进一步通过数字AGC对接收信号幅度做调整，降低接收信号的动态范围，可以降低量化位数，进一步降低需要传输的数据量。由于为了克服模拟AGC的误差，基站AD量化比特会高于所需要的比特。经过AD转换之后，可以在FFT之前或之后再做数字AGC，降低所需要的量化级数，进一步降低所需要的信号速率。

同理，针对下行链路，由于上述时域冗余和/或频域冗余只是当信号在无线空间传输时才会使用到，因此，为了降低近端模块发送到远端模块的数据量，可以在远端模块上进行填充空子载波，IFFT变换，增加CP等处理来增加时域和频域的冗余以保证信号在无线空间中的传输质量。在这种情况下，近端模块将自身基带单元调制后的基带信号发送到远端模块，由远端模块在所接收的基带信号中填充保证信号无线空间传输的质量所需的冗余。在OFDM系统中，远端模块可以完成增加CP等处理，或一并完成填充空子载波，IFFT变换，增加CP等处理。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

图3是本发明实施例1所述射频拉远的系统结构图。如图3所示，远端模块310包括：射频处理单元311、中频处理单元312、基带信号冗余处理单元313和有线传输接口314。近端模块320包括：有线传输接口321和基带单元322。

其中远端模块310中的射频处理单元311用于实现中频信号和射频信号之间的转换；中频处理单元312用于实现基带信号和中频信号之间的转换；基带信号冗余处理单元313用于处理基带信号中的冗余；有线传输接口314用于基带信号冗余处理单元313与近端模块320之间的基带信号传输。

近端模块320中的有线传输接口321用于传输在远端模块中310中进行冗余处理的基带信号；基带单元322用于对有线传输接口321传输的基带信号进行基带处理。

下面针对上行链路和下行链路分别对上述技术方案进行详细阐述。

在上行链路中的远端模块中，当接收到的射频信号经过射频处理单元311的处理，如LNA放大、混频和射频滤波后，进行数字AD转换得到数字中频信号。中频处理单元312对射频处理单元311得到的数字中频信号进行下变频和滤波，得到基带信号。

其中，基带信号冗余处理单元313，用于从中频处理单元312接收基带信号，并去除基带信号中的冗余。基带信号冗余处理单元313包括：时域冗余处理模块和频域冗余处理模块。

上述时域冗余处理模块对中频处理单元312得到的基带信中号的符号进行时域符号截取，获得一个符号采样以便于去除符号中的时域冗余信息。

在获取符号前首先要对符号进行同步。符号同步主要是指获得OFDM符号起始时刻采样点位置的过程。在基于正交频分多址(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex Access，OFDMA)的系统中，上行链路如果允许多个用户通过频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)的方式复用，系统会通过闭环的方式控制终端发射信号的时机，使得终端信号在基站期望的时刻到达。

终端在进行正常通信之前会发起初始接入测距过程，发送特定的测距信号，基站接收此测距信号后进行测量，给出终端初始发射时间修正信息，终端根据此信息调整发射时刻。通过初始测距之后，保证上行各用户的信号等能在基站预期时刻到达基站。在以后的通信过程中，基站不断测量上行接收信号的到达时刻，并根据测量结果向终端反馈发射时刻修正信息，维持上行信号的时间同步。

可以在时域，也可以在频域对上行信号接收时刻进行测量。因为在时域处理需要计算滑动相关，而在频域处理时仅需要做差分运算即可，计算量相对于时域处理小很多，因此在本发明中在频域上进行处理。

在上行链路每次仅允许单个用户发射的系统中，或在半双工系统及其他不方便采用闭环方式进行同步控制的系统中，也可以采用测量反馈的方法进行采样符号同步。基站通过测量前一个OFDM符号的定时偏差，随时调整后一个符号的截取起始位置。具体步骤为：首先根据接收到的信号测量当前已经截取的信号的偏差信息，然后将测量到的信息反馈到时域信号截取处理单元，调整时域符号截取位置，以更加合理地截取下一个符号。

在截取到一个完整的符号后，时域冗余处理模块去除所获取的符号的时域冗余。

图4为根据上述方法截取到的一个OFDM符号的时域结构示意图。如图4所示，因为已经知道了符号的起始位置、CP以及有效时域信号的长度，因此可以容易地确定有效时域信号的初始位置，从而获取有效时域信号，去除CP。

频域冗余处理模块接收时域冗余处理模块中已去除时域冗余的信号，去除其中的频域冗余。

OFDM系统中，几乎业务信道和控制信道所有的物理层处理都可以在频域完成，而且和时域信息相比，频域信息冗余更小，在频域进行处理运算复杂度至少低一个数量级，因此，远端模块可以仅向近端模块传输频域信息。在本发明中，频域冗余处理模块对截取的一个时域符号，即OFDM符号做FFT变换。经过FFT变换之后，符号从时域变换到频域，但是采样点数目并没有变化。符号变换到频域以后，采样点分成两部分：有效信号占用的有效子载波和作为冗余的空子载波。去掉空子载波即可以去除频域冗余信息。

图5为本发明中OFDM符号的频域结构示意图。如图5所示，FFT的分辨带宽减去实际占用的带宽后剩余的部分都是可以去除的。例如，在LTE20MHz带宽系统中，系统采样频率为30.72Mhz，采用2048点FFT，其中有效子载波为1200个，其余的2048-1200＝848个子载波都是不包含调制信息的空子载波，这部分子载波在基带处理中不会用到，不必传输到近端模块。在本发明中，按照LTE20MHz带宽系统的定义，一个符号的有效子载波位置为-600～-1，1～600。空子载波的位置为-1024～-601，0，601～1023。在对时域符号进行FFT处理得到频域信号后，频域冗余处理模块通过从子载波中提取并只传输信号实际占用的有效子载波，即可去除一个符号的频域冗余。

进一步地，在进行AD变换后，在FFT处理前或处理后，还可以通过量化比特压缩的方式降低信号的传输速率。

在多用户系统中，由于功率控制误差和节电等因素，接收信号的动态范围比较大，采用更高量化比特数的AD有助于提高基站性能，因此基站的AD转换的量化比特往往比较高。信号动态范围扩大主要有3方面原因：模拟AGC误差，功率控制误差，和干扰信号过强。

FFT变换可以去除带外干扰信号，降低信号的动态范围。经过FFT变换以后，还可以对接收信号做进一步处理，降低动态范围，从而降低AD转换时所需的量化比特数。如，功率控制误差和模拟AGC误差可以通过数字AGC处理消除。在多用户系统中，如果上行不同用户之间功率存在较大误差，可以根据用户资源分配，对用户的OFDMA信号逐个做AGC处理，进一步降低动态范围。例如，采用14bit量化的原始采样信号，经过FFT，除去带外信号，并对每个用户逐个进行AGC处理之后，可以将量化比特降低到10bit，进而有效降低远端模块到近端模块的信号传输速率。

经频域冗余处理模块已去除频域冗余的信号通过有线传输接口314发送到近端模块320。

近端模块320中的基带单元322通过有线传输接口321接收到远端模块310发送的没有冗余的基带信号后，对该基带信号进行基带物理层处理。

以20MHz带宽系统为例，LTE 20MHz带宽系统需要采用30.72MHz采样率，若采用14bit量化，8天线，按照现有技术的技术方案，远端模块发送I路和Q路数据到近端模块所需的数据传输速率为：30.72×2×14×8＝6881.28Mbps。

而采用本发明所提供的技术方案，在LTE 20MHz带宽系统中，有效子载波的数目为1200，量化比特可以降到10bit，去除循环段前缀的有效符号的符号周期为71.35u，仍然采用8天线。远端模块发送I路和Q路数据到近端模块所需的总数据传输速率下降到1200×2×10×8/71.35us＝2690.96Mbps。可以看出，在有线传输，如光纤中传输的数据量下降了将近三分之二，有线传输的压力得到了有效减轻。

在下行链路上，近端模块320的基带单元322生成不含冗余的基带信号，通过有线传输接口321发送到远端模块310。

远端模块310通过有线传输接口314接收来自近端模块的基带信号。在OFDM系统中，每一个基带信号中的符号是一个调制星座点。

在远端模块310，基带信号冗余处理单元313中的频域冗余处理模块在接收到的基带信号中填充频域冗余。

以20Mhz带宽LTE系统为例，频域冗余处理模块每次从有线传输接口模块接收1200个数据，一个OFDM符号共有2048个子载波，其中数据占据的有效子载波位置分别是-600～-1，1～600。空子载波的位置分别是-1024～-601，0，601～1023，频域冗余处理模块将这些空子载波的位置填充0。完成填充空子载波后，1200个数据点变成了2048个数据点。

基带信号冗余处理单元313中的时域冗余处理模块接收在频域冗余处理模块中填充了空子载波的基带信号，在其中填充时域冗余。

时域冗余处理模块将填充了空子载波的数据做IFFT变换，从频域变换到时域。IFFT变换之后信号采样点数不变。对于20Mhz带宽的LTE系统来说，采样点仍然是2048个。为了克服符号间干扰，需要对IFFT变换之后的结果增加循环段前缀保护。在LTE系统短CP的情况下，将2048个采样点的最后144个采样点复制，并粘贴到符号的最开始，形成2192采样点的OFDM符号。

为了有效降低带外辐射对其他系统的干扰，需要对此信号进行成型滤波，插值等处理，这里不再详细描述。

在基带信号冗余处理单元313中填充了冗余的信号被发送到中频处理单元312进行数字上变频得到数字中频信号，射频处理模块311通过DA变换将数字中频信号变换成模拟中频信号，通过上变频将模拟中频信号变换成射频信号，经由高功率放大器放大后通过天线发射出去。

在下行链路中，由于从近端模块320传输到远端模块310的数据中不包含时域冗余和频域冗余，减少了有线传输的数据量，进一步降低了下行链路的设计难度和制造成本。

基于图3所示的装置，本实施例还给出了实现射频拉远的方法，主要包括：远端模块实现基带信号和模拟射频信号的转换，并处理基带信号中的冗余；近端模块对远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理。

其中，远端模块将来自天线的模拟射频信号转换成基带信号后去除接收到的信号中的时域冗余和频域冗余；并将已去除时域冗余和频域冗余的信号发送到近端模块。近端模块对远端模块发送的已去除时域冗余和频域冗余的信号进行处理。

进一步地，该方法还包括近端模块生成基带信号；远端模块接收近端模块生成的基带信号，在所接收的基带信号中填充时域冗余和频域冗余，并将填充了所述冗余的基带信号转换成模拟射频信号，通过天线发射出去。该方法还进一步包括远端模块压缩模数转换的量化比特。具体来说，远端模块通过数字自动增益控制降低输入信号的动态范围，并根据降低的输入信号的动态范围减少模数转换所需的量化比特。

其中，远端模块去除接收到的信号中的时域冗余包括：远端模块对接收到的信号进行符号同步，根据已同步的符号的起始时刻获取符号，去除该符号中的循环段前缀。

其中，远端模块去除接收到的信号中的频域冗余包括：对已去除循环段前缀的信号做快速傅立叶变换得到频域符号，在该频域符号中选取有效子载波。

其中，远端模块在所接收的基带信号中填充频域冗余包括：远端模块在近端模块生成的数据中插入空子载波。

其中，远端模块在所接收的基带信号中填充时域冗余包括：将插入空子载波的数据通过快速傅立叶逆变换变换成时域符号；在该时域符号中增加循环段前缀。

实施例2：

图3所示的技术方案在远端模块对信号中所包含的时域冗余和频域冗余进行处理，然而在实际的操作中，在远端模块上也可以只处理除时域冗余或频域冗余，图6为本发明实施例2所述只在远端模块上处理时域冗余，而在近端模块上处理频域冗余时的系统结构示意图。如图6所示，在上行链路时，远端模块310中的基带信号冗余处理单元313在中频处理单元312变换得到的基带信号中去除时域冗余，并通过有线传输接口314发送到近端模块320。近端模块320中的频域冗余处理模块323在通过有线传输接口321接收到的基带信号中去除频域冗余并发送到基带单元322进行基带物理层处理。在下行链路上，频域冗余处理模块323在基带单元322生成的不含冗余的数据中插入频域冗余，通过有线传输接口发送到远端模块310，远端模块310中的基带信号冗余处理单元313在通过有线传输接口314接收到的包含频域冗余的基带信号中插入时域冗余，中频处理单元312和射频处理单元311将基带信号冗余处理单元313中插入冗余的基带信号变换成模拟射频信号通过天线发射出去。通过这种方式，可以在一定程度上降低远端模块和近端模块之间传输的数据量，从而降低设计的复杂度和制造成本。

基于图6所示的装置，本实施例还给出了实现射频拉远的方法，主要包括：远端模块将来自天线的模拟射频信号转换成基带信号后去除接收到的信号中的时域冗余，并将已去除时域冗余的信号发送到近端模块。近端模块在进行基带物理层处理之前，首先要去除来自远端模块的去除了时域冗余的信号中的频域冗余。

该方法进一步包括：近端模块生成不含冗余的数据；近端模块在不含冗余的数据中填充频域冗余；远端模块在近端模块填充了频域冗余的数据中填充时域冗余，并将填充了所述冗余的基带信号转换成模拟射频信号，通过天线发射出去。

图3和图6各自阐述的技术方案中，都同时在远端模块中包括了上行链路对冗余的处理和下行链路对冗余的处理，然而在实际操作中，也可以在远端模块只包括上行链路对冗余的处理，或者只包括下行链路对冗余的处理。这种处理方式在一定程度上也能减少远端模块和近端模块之间传输的数据量。

实施例3：

在图3所示的本发明的一个技术方案中，远端模块310仅传输频域除去空子载波以后的数据，因此，近端模块320的物理层处理仅限于频域处理，所有基带算法必须在频域完成。在有些OFDM体制的无线通信系统中，初始接入信道的处理不能统一在频域处理，如LTE系统的上行随机接入信道。对于这类无线通信系统，需要将涉及随机接入信道的信息中的冗余单独去除，将已去除冗余的数据传输到基带单元322进行物理层处理。下面以LTE系统为例对此情况下的解决方案进行说明。

在LTE标准中，上行随机接入信道中传输的符号占用1M带宽，符号长度与业务信道中传输的符号长度不同，因此不能和业务信道一起处理。

图7是本发明中在远端模块去除上行随机接入信道的冗余时的系统结构示意图。如图7所示，和图3所示的技术方案相比较，除了远端模块310中的基带信号冗余处理单元313，其余单元的功能都相同。在远端模块310的基带信号冗余处理单元313中，符号获取模块对中频处理单元312变换得到的基带时域信号做混频，将随机接入信道中传输的符号变换到低频，通过低通滤波提取出该符号。抽取模块对所获取的符号进行抽取。在LTE 20MHz带宽系统中，输入的时域信号的采样率为30.72MHz。经过低通滤波后，信号的带宽降低为1Mhz。然后可以通过抽取去除冗余，以此降低系统采样频率而不影响信息内容，从而达到降低上行随机接入信道在远端模块和近端模块之间传输的数据量的目的。以LTE 20MHz带宽系统为例，本发明中采用24倍抽取，即在上行随机接入信道传输的每24个时域抽样点中抽取一个抽样点做后续处理，而舍弃其它的23个抽样点。在抽取前传输上行随机接入信号所需的数据传输速率与业务信道传输业务信号所需的数据传输速率相同，为6881.28Mbps，经过24倍抽取后，所需的数据传输速率下降到286.72Mbps。

基于图7所示的装置，本实施例还给出了实现射频拉远的方法，主要包括：远端模块将来自天线的模拟射频信号转换成基带信号后去除上行随机接入信道中传输的符号的冗余，近端模块对远端模块中已去除冗余的符号进行基带物理层处理。

其中，远端模块去除上行随机接入信道中传输的符号的冗余包括：远端模块对输入信号进行变频及低通滤波以获取符号，并对所获取的符号进行抽取以去除冗余。

在实施例1和实施例2中，上行链路中去除时域冗余的功能和下行链路中填充时域冗余的功能都是在同一个模块，即时域冗余处理模块中完成，但是在实际的应用中，去除时域冗余的功能和填充时域冗余的功能也可以在不同的模块中完成。同样地，去除频域冗余的功能和填充频域冗余的功能也可以在不同的模块中完成。更进一步地，FFT的功能也可以从频域冗余处理模块中分离出来单独用一个模块来完成，同理，IFFT的功能也可以分离出来单元单独用一个模块完成。

本发明所阐述的方法是以OFDM系统为例进行说明的，然而本领域的一般技术人员很容易推出，只要在符号的时域或频域存在冗余信息，都可以使用本发明所提供的技术方案来降低射频拉远的远端模块和近端模块之间的数据传输速率。这种情况不但在OFDM系统中存在，在其他通信系统，如单载波频分复用(Single Carrier-Frequency Division Multiplexing，SC-FDM)系统或全球微波接入互操作性(World Interoperability for Microwave Access，WiMAX)系统中也存在。同理，虽然本发明以符号为例来进行说明，但是本发明的发明思想并不限于符号，对所有包含冗余信息的信号，都可以使用本发明提供的射频拉远的方法进行处理以减少远端模块发送到近端模块的数据量。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1、一种射频拉远的远端模块，其特征在于，包括：

射频处理单元，用于实现中频信号和射频信号之间的转换；

中频处理单元，用于实现基带信号和所述中频信号之间的转换；

基带信号冗余处理单元，用于处理所述基带信号中的冗余；

有线传输接口，用于基带信号冗余处理单元与近端模块之间的基带信号传输。

2、根据权利要求1所述的远端模块，其特征在于，

射频处理单元用于将来自天线的模拟射频信号转换成中频信号；

中频处理单元用于将所述中频信号转换为基带信号；

基带信号冗余处理单元用于去除所述基带信号中的冗余；

有线传输接口用于将已去除冗余的基带信号发送到近端模块。

3、根据权利要求2所述的远端模块，其特征在于，所述基带信号冗余处理单元包括：

时域冗余处理模块，用于去除所述基带信号中的时域冗余。

4、根据权利要求3所述的远端模块，其特征在于，所述基带信号冗余处理单元进一步包括：

频域冗余处理模块，用于从已去除时域冗余的基带信号中去除频域冗余。

5、根据权利要求3或4所述的远端模块，其特征在于，

所述有线传输接口用于从近端模块接收时域符号；

所述时域冗余处理模块进一步用于在所述时域符号中填充时域冗余；

中频处理单元用于将填充了时域冗余的时域符号转换成中频信号；

射频处理单元用于将所述中频信号转换成模拟射频信号，通过天线发送出去。

6、根据权利要求4所述的远端模块，其特征在于，

所述有线传输接口用于从近端模块接收频域符号；

所述频域冗余处理模块进一步用于在所述频域符号中填充频域冗余；

所述时域冗余处理模块进一步用于将已填充频域冗余的频域符号经过快速傅立叶逆变换变成时域符号，并在所述时域符号中填充时域冗余；

中频处理单元用于将填充了时域冗余的时域符号转换成中频信号；

射频处理单元用于将所述中频信号转换成模拟射频信号，通过天线发送出去。

7、根据权利要求2所述的远端模块，其特征在于，所述基带信号冗余处理单元包括：

符号提取模块，用于提取在随机接入信道中传输的符号；

抽取模块，用于对所述符号提取模块提取到的符号进行抽取以去除冗余。

8、一种射频拉远的近端模块，其特征在于，包括有线传输接口和基带单元，其中：

有线传输接口，用于传输在远端模块中进行冗余处理的基带信号；

基带单元，用于对所述有线传输接口传输的基带信号进行基带处理。

9、一种射频拉远系统，其特征在于，包括：

远端模块，用于模拟射频信号和基带信号之间的转换，并处理所述基带信号中的冗余；

近端模块，用于对所述远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理。

10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

远端模块用于将来自天线的模拟射频信号转换成基带信号，并去除所述基带信号中的冗余；

近端模块用于从所述远端模块接收已去除冗余的基带信号，并对所接收的已去除冗余的基带信号进行基带处理。

11、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述近端模块用于产生基带信号，并发送到所述远端模块；

所述远端模块用于在从所述近端模块接收的基带信号中填充冗余。

12、一种射频拉远的方法，其特征在于，包括：

远端模块实现基带信号和模拟射频信号的转换，并处理所述基带信号中的冗余；

近端模块对所述远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述远端模块实现基带信号和模拟射频信号的转换，并处理所述基带信号中的冗余包括：

远端模块将来自天线的模拟射频信号转换成基带信号，并去除所述基带信号中的冗余；

所述近端模块对远端模块中进行冗余处理的基带信号进行基带处理包括：

近端模块对从所述远端模块接收的已去除冗余的基带信号进行基带处理。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

所述去除所述基带信号中的冗余包括：去除所述基带信号中的时域冗余；以及去除接收到的基带信号中的频域冗余；

所述对从所述远端模块接收的已去除冗余的基带信号进行基带处理包括：对从所述远端模块接收的已去除冗余的基带信号进行基带物理层处理。

15、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

所述去除所述基带信号中的冗余包括：去除所述基带信号中的时域冗余；

所述对从所述远端模块接收的已去除冗余的基带信号进行基带处理包括：去除已去除时域冗余的基带信号的频域冗余；以及对所述已去除频域冗余的基带信号进行基带物理层处理。

16、根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述去除所述基带信号中的时域冗余包括：

对所述基带信号进行符号同步；

根据已同步的符号的起始时刻获取符号；

去除所述符号中的循环段前缀。

17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述去除所述基带信号中的频域冗余包括：

对所述已去除循环段前缀的符号做快速傅立叶变换得到频域符号；

在所述频域符号中选取有效子载波。

18、根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：远端模块压缩模数转换的量化比特。

19、根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述压缩模数转换的量化比特包括：

通过数字自动增益控制降低输入信号的动态范围；

根据所述降低的输入信号的动态范围减少所述模数转换所需的量化比特。

20、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述去除所述基带信号中的冗余包括：

去除上行随机接入信道中传输的符号的冗余；

所述对从所述远端模块接收的已去除冗余的基带信号进行基带处理包括：对所述远端模块中已去除冗余的符号进行基带物理层处理。

21、根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述去除上行随机接入信道中传输的符号的冗余包括：

对输入的基带信号进行变频及低通滤波以获取所述符号；

将所述符号进行抽取以去除冗余。

22、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括：

所述远端模块接收所述近端模块生成的基带信号，在所述基带信号中填充冗余，并将填充了所述冗余的基带信号转换成模拟射频信号，通过天线发射出去。

23、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述在所述基带信号中填充冗余包括：

在所述基带信号中填充频域冗余；

在已填充了频域冗余的基带信号中填充时域冗余。

24、根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述基带信号已填充频域冗余；

所述在所述基带信号中填充冗余包括：在已填充了频域冗余的基带信号中填充时域冗余。

25、根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述在所述基带信号中填充频域冗余包括：在所述基带信号中插入空子载波。

26、根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，所述在已填充了频域冗余的基带信号中填充时域冗余包括：

将已填充了频域冗余的基带信号通过快速傅立叶逆变换变换成时域符号；

在所述时域符号中增加循环段前缀。

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