CN101695192A - 实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的方法及系统 - Google Patents

实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的方法及系统,所述系统包括基带处理单元(BBU)和射频单元(RRU);所述方法包括:所述BBU在接收到通过其上各通道并行输入的基带数据后,将该并行数据转换成串行数据,然后根据交换配置表将该串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并按照公共无线接口(CPRI)协议对交换后得到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU;所述RRU对接收到的串行数据进行解封装后,再进行解串行处理,将解出来的各通道数据通过对应通道输出。与现有技术相比较,本发明采用一种完全串行的交换方法,实现BBU与RRU之间的资源分配和数据传输,大大减小了交换单元的规模。

Description

实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的方法及系统
技术领域
本发明涉及数字移动通信技术,尤其涉及一种实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的方法及系统。
背景技术
随着数字移动通信的高速发展,对基站的性能与成本提出了越来越高的要求。
目前,主要采用并行交换的方法来实现基带处理单元(Base band Unite,BBU)与射频单元(Radio Remote Unit,RRU)之间的资源分配,即BBU侧各扇区的基带数据经过调制处理后,需要经过一个硬件开关矩阵选路后再输送到相应的RRU侧进行处理。在并行交换的方式下,各扇区数据并行传输,并且相互独立,互不相关。这样在交换部分需要为每一个扇区分配一个交换单元。由于交换单元完全由硬件实现,因此对硬件资源消耗非常大。
对于现有的无线通信系统,假设BBU支持n个扇区的基带信号处理能力,RRU支持m个扇区的处理能力,BBU与RRU之间采用公共无线接口(Common Public Radio Interface,CPRI)传输协议。为了完成扇区交换,该系统需要一个规模为n×m扇区的交换网络。对于一个典型的无线通信系统,n一般为60,m一般为21,这样该系统就需要一个60×21扇区的庞大交换网络。当一个BBU下挂有多个RRU时,交换网络的规模将会成倍的增加。
现有的并行交换的方案如图1所示。在并行交换方式下,各通道的数据(包括X0、X1、X2、...、Xn通道数据)经过输入数据接口101,并行的被送入并行交换单元102;并行交换单元102根据交换配置表105中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将BBU侧每一通道的数据交换到对应的RRU侧通道上,完成BBU侧数据到RRU侧数据的交换,然后将交换后的各通道数据并行地传送给BBU侧无线射频接口103;BBU侧无线射频接口103根据CPRI协议对接收到的各路数据进行封装后,发送到RRU侧无线射频接口106;RRU侧无线射频接口106收到后,对接收到的数据进行解封装,然后将得到的各通道数据并行的发送给输出数据接口104,由输出数据接口104发送到各对应通道上(包括Y0、Y1、Y2、...、Ym通道)。
由于并行交换单元不可预知数据要交换到哪一个通道上,因此必须为每路数据分配送往各个通道上的路径。假设交换前有n路数据,交换后有m路数据,这样交换网络的规模就是n×m。由于交换网络网络完全由硬件实现,因此需要消耗极大的硬件资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的方法及系统,以解决现有采用并行交换方法时硬件资源开销过大的问题。
为解决上述问题,本发明提供了一种实现基带处理单元(BBU)与射频单元(RRU)之间资源分配的方法,包括:
所述BBU在接收到通过其上各通道并行输入的基带数据后,将该并行数据转换成串行数据,然后根据交换配置表将该串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并按照公共无线接口(CPRI)协议对交换后得到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU;所述RRU对接收到的串行数据进行解封装后,再进行解串行处理,将解出来的各通道数据通过对应通道输出。
进一步地,上述方法还可具有以下特征:
所述BBU将所述并行数据转换成串行数据是指:所述BBU对所述并行数据进行时隙复用,利用时隙来承载各通道上的数据,且每个时隙上仅承载一个通道的数据。
进一步地,上述方法还可具有以下特征:
所述BBU根据所述交换配置表将所述串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上是指:所述BBU根据交换配置表中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中。
进一步地,上述方法还可具有以下特征:
所述BBU将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中是指:
所述BBU为各时隙上的数据分别分配写地址,并根据所述交换配置表对应的得到所述RRU侧各时隙上的数据的读地址;
所述BBU按照所述写地址将BBU侧时隙上的数据写入其上缓存单元,并按照所述RRU侧的时隙顺序从相应的读地址中读出数据。
进一步地,上述方法还可具有以下特征:
所述RRU对所述串行数据进行解串行处理是指:所述RRU将各时隙上承载的数据发送到所述RRU上的各对应通道上。
本发明还提供了一种实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的系统,包括基带处理单元(BBU)和射频单元(RRU);
所述BBU用于在接收到通过其上各通道并行输入的基带数据后,将该并行数据转换成串行数据,然后根据交换配置表将该串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并按照公共无线接口(CPRI)协议对交换后得到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU;
所述RRU用于对接收到的串行数据进行解封装后,再进行解串行处理,将解出来的各通道数据通过对应通道输出。
进一步地,上述系统还可具有以下特征:
所述BBU中包括依次相连的输入数据接口、串行化处理单元、串行化交换单元及BBU侧无线射频接口;
所述输入数据接口用于将接收到的通过各通道并行输入的基带数据发送到所述串行化处理单元;
所述串行化处理单元用于将输入的并行数据转换成串行数据后发送给所述串行化交换单元;
所述串行化交换单元用于根据交换配置表将所述串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并将得到的串行数据发送到所述BBU侧无线射频接口;
所述BBU侧无线射频接口用于按照公共无线接口(CPRI)协议对接收到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU。
进一步地,上述系统还可具有以下特征:
所述RRU中包括依次相连的RRU侧无线射频接口、解串行处理单元及输出数据接口;
所述RRU侧无线射频接口用于对从所述BBU接收到的封装后的串行数据进行解封装,并将解封装后的饿串行数据发送到所述解串行处理单元;
所述解串行处理单元用于对接收到的串行数据进行解串行处理,将所述串行数据分别转换到所述RRU侧的各对应通道上并输出给所述输出数据接口;
所述输出数据接口用于输出所述RRU侧各通道上的数据。
进一步地,上述系统还可具有以下特征:
所述串行化处理单元用于将输入的并行数据转换成串行数据是指:所述串行化处理单元用于对所述并行数据进行时隙复用,利用时隙来承载各通道上的数据,其中,每个时隙上仅承载一个通道的数据。
进一步地,上述系统还可具有以下特征:
所述串行化交换单元用于根据交换配置表将所述串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上是指:所述串行交换单元用于根据所述交换配置表中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中。
进一步地,上述系统还可具有以下特征:
所述解串行处理单元用于对所述接收到的串行数据进行解串行处理是指:所述解串行处理单元用于将各时隙上承载的数据发送到所述RRU的各对应通道上。
进一步地,上述系统还可具有以下特征:
所述串行交换单元包括:交换配置表解析单元、数据缓存单元、读地址控制单元及写地址控制单元;
所述交换配置表解析单元用于为各时隙上的数据分别分配写地址,并根据所述交换配置表对应的得到所述RRU侧各时隙上的数据的读地址,并将所述写地址发送到所述写地址控制单元,将所述读地址发送到所述读地址控制单元;
所述写地址控制单元按照所述写地址将所述BBU侧各时隙上的数据写入所述数据缓存单元;
所述读地址控制单元按照所述RRU侧的时隙顺序从相应的读地址中读出数据。
与现有技术相比较,本发明采用一种完全串行的交换方法,实现BBU与RRU之间的资源分配和数据传输,大大减小了交换单元的规模。
附图说明
图1为现有技术中并行交换系统的结构示意图;
图2为本发明实施例中串行交换系统的结构示意图;
图3为本发明实施例中串行交换单元的结构示意图;
图4为本发明应用实例中一个2x2端口交换单元的例子的示意图;
图5为本发明所述交换系统与原有并行交换系统的对比示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
本发明的基本构思是:BBU在接收到通过其上各通道并行输入的基带数据后,将该并行数据转换成串行数据,然后根据交换配置表将该串行数据交换到RRU侧各对应通道上,并按照CPRI协议对交换后得到的串行数据进行封装后,发送到RRU侧;RRU侧对接收到的串行数据进行解封装后,再进行解串行处理,将解出来的各通道数据通过对应通道输出。
其中,将并行数据转换成串行数据是指:对上述并行数据进行时隙复用,利用时隙来承载各通道上的数据,每个时隙仅用于承载一个通道的数据。
BBU根据交换配置表将该串行数据交换到RRU侧各对应通道上是指:BBU根据交换配置表中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中。而RRU对串行数据进行解串行处理是指:将各时隙上承载的数据发送到对应的通道上。
BBU中预设有一缓存单元;BBU根据交换配置表中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中具体通过以下方式实现:
在BBU侧,各通道与承载各通道上的数据的时隙的对应关系已经确定;在RRU侧,各通道与承载各通道上的数据的时隙的对应关系也已经确定且该对应关系已为BBU侧所知。由于交换配置表中保存有BBU侧通道和RRU侧通道的对应关系,因此BBU可通过交换配置表间接地得到各通道上的数据在BBU侧所占时隙与在RRU侧所占时隙的对应关系。
当要进行交换时,BBU可为各时隙上的数据分别分配写地址。由于各通道上的数据在BBU侧所占时隙与在RRU侧所占时隙的对应关系已确定,因此BBU就可对应地得到RRU侧各时隙上的数据的读地址信息。从而BBU就可按照上述写地址将BBU侧时隙上的数据写入上述缓存单元,并按照RRU侧的时隙顺序从相应的读地址中读出数据,从而实现数据从BBU侧时隙到RRU侧时隙的交换。
如图2所示,本发明所述的实现BBU与RRU之间资源分配的系统包括:BBU和RRU。其中,BBU中包括依次相连的输入数据接口201、串行化处理单元202、串行交换单元203及BBU侧无线射频接口204;RRU中包括依次相连的RRU侧无线射频接口206、解串行处理单元207及输出数据接口208。
输入数据接口201用于将接收到的通过各通道并行输入的基带数据发送到串行化处理单元202;
串行化处理单元202用于将输入的并行数据转换成串行数据后发送给串行化交换单元203;
串行化交换单元203用于根据交换配置表205将接收到的串行数据交换到RRU侧各对应通道上,并将得到的串行数据发送到BBU侧无线射频接口204;
BBU侧无线射频接口204用于按照CPRI协议对接收到的串行数据进行封装后,发送到RRU侧无线射频接口206;
RRU侧无线射频接口206用于对从BBU侧无线射频接口204接收到的封装后的串行数据进行解封装,并将解封装后的串行数据发送到解串行处理单元207;
解串行处理单元207用于对接收到的串行数据进行解串行处理,将串行数据分别转换到RRU侧的各对应通道上并输出给输出数据接口208;
输出数据接口208用于输出RRU侧各通道上的数据。
串行交换单元203为本发明中的核心处理单元,如图3所示,其中包括数据缓存单元301、写地址控制单元302、读地址控制单元303及交换配置表解析单元304。
数据缓存单元301,可以但不限于采用双端口随机访问存储器(DoublePort Random Memory,DPRAM)实现,用来缓存待交换的数据,以实现后续的数据交换。
写地址控制单元302,根据配置表解析单元304生成的写地址将各时隙承载的数据写入数据缓存单元301的对应位置,写地址是按照时隙进行复用的,每个时隙的写地址与时隙相对应。
读地址控制单元303,根据配置表解析单元304生成的读地址对数据缓存单元301中存储的数据读出,读地址也是按照时隙进行复用,每个时隙的读地址对应该时隙所要传送的交换后的通道。
配置表解析单元304,根据交换配置表205中记录的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,解析成数据缓存区的读地址和写地址,并分别发送给写地址控制单元302和读地址控制单元303进行处理。
利用本发明进行串行交换的方法具体包括以下步骤:
步骤A.输入数据接口接收到各通道的基带数据后,将该数据发送到串行化处理单元;
步骤B.串行化处理单元对收到的各通道的并行数据进行串行化处理,最终合成一路串行数据并发送给串行交换单元;采用的串行化处理方法可以是将各通道的数据按照时隙进行复用,用时隙来承载各通道数据,其中,每个时隙仅能用于传送一个通道的数据;
步骤C.串行交换单元中的配置表解析单元接收交换配置表,并根据该交换配置表为输入的各时隙中的数据分配缓存单元地址(即写地址和读地址)。在实际应用中,因为需要根据实际情况在线更改BBU侧通道和RRU侧通道的对应关系,所以交换配置表支持后台通过软件进行更改配置,因此交换配置表可由软件来进行维护,具体的解析工作也由软件来完成,本单元提供与软件交互的接口,并通过该接口获得每个通道对应的缓存地址;
步骤D.写地址控制单元根据缓存单元的地址分配情况,对写入数据的地址按照时隙进行控制,每个时隙的数据对应相应BBU侧一个通道的数据,写地址对应需要交换到的RRU侧的一个通道;
步骤E.将串行处理后的数据按照已经分配好的写地址依次写入相应的数据缓存单元进行缓存;
步骤F.读地址控制单元根据地址分配情况,对需要读出的数据的地址按照时隙进行控制,每个读地址对应RRU侧的一路数据通道,这样就完成了数据交换。
为了更好的说明交换的过程,下面举一个例子来说明。如图6所示,对于一个简单的2x2端口的情况,假设输入数据X0、X1对应BBU侧的两个通道,Y0、Y1对应RRU侧的两个通道,且X0的数据需要交换到Y1,X1的数据需要交换到Y0。则该交换单元需要2个存储单元的缓存。写入时,通过写地址控制,将X0写入存储单元1,X1写入存储单元0。读出时,通过读地址控制,将存储在存储单元0的数据读出并送到Y0,将存储在存储单元1的数据读出并送到Y1。这样就完成了X0->Y1,X1->Y0的交换。
为保证输入和读出数据一致,防止双口RAM读写冲突,读写地址控制采用乒乓操作的方式,即将缓存区内部划分成2个完全相同的区域A和B,当写地址在区域A进行操作的时候,读地址在区域B操作,反之,当写地址在区域B操作的时候,读地址在区域A进行操作;
步骤G.将缓存内的数据按照已生成的读地址依次读出并通过无线射频接口发送至RRU;
步骤H.在RRU上将收到的各通道的数据进行解串行处理,恢复出各通道数据;
步骤I.输出数据接口将数据发送至各通道。
交换配置表解析单元在收到交换配置表后,对交换配置表进行解析,生成各通道数据的缓存地址后,分别由写地址控制单元和读地址控制单元对数据缓存单元进行读操作和写操作。写操作和读操作是同时进行的,整个串行交换的流程可以分成写操作流程和读操作流程,两个流程并行执行。具体执行流程已在上部分进行说明,在此不再进行赘述。
本发明串行交换系统与原有并行交换系统的对比如图5所示。左边表示并行交换方式,右边表示本发明的串行交换方式。可见,在原有的并行交换方式下,n个通道的数据交换到m个通道,需要n×m规模的交换网络。而在串行交换的方式下,只需要1个容量为m的双口RAM和1×1端口的交换网络。从而很大程度的节省了硬件资源,降低基站成本。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种实现基带处理单元(BBU)与射频单元(RRU)之间资源分配的方法,其特征在于,
所述BBU在接收到通过其上各通道并行输入的基带数据后,将该并行数据转换成串行数据,然后根据交换配置表将该串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并按照公共无线接口(CPRI)协议对交换后得到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU;所述RRU对接收到的串行数据进行解封装后,再进行解串行处理,将解出来的各通道数据通过对应通道输出。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述BBU将所述并行数据转换成串行数据是指:所述BBU对所述并行数据进行时隙复用,利用时隙来承载各通道上的数据,且每个时隙上仅承载一个通道的数据。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述BBU根据所述交换配置表将所述串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上是指:所述BBU根据交换配置表中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述BBU将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中是指:
所述BBU为各时隙上的数据分别分配写地址,并根据所述交换配置表对应的得到所述RRU侧各时隙上的数据的读地址;
所述BBU按照所述写地址将BBU侧时隙上的数据写入其上缓存单元,并按照所述RRU侧的时隙顺序从相应的读地址中读出数据。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述RRU对所述串行数据进行解串行处理是指:所述RRU将各时隙上承载的数据发送到所述RRU上的各对应通道上。
6.一种实现基带处理单元与射频单元之间资源分配的系统,包括基带处理单元(BBU)和射频单元(RRU),其特征在于,
所述BBU用于在接收到通过其上各通道并行输入的基带数据后,将该并行数据转换成串行数据,然后根据交换配置表将该串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并按照公共无线接口(CPRI)协议对交换后得到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU;
所述RRU用于对接收到的串行数据进行解封装后,再进行解串行处理,将解出来的各通道数据通过对应通道输出。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,
所述BBU中包括依次相连的输入数据接口、串行化处理单元、串行化交换单元及BBU侧无线射频接口;
所述输入数据接口用于将接收到的通过各通道并行输入的基带数据发送到所述串行化处理单元;
所述串行化处理单元用于将输入的并行数据转换成串行数据后发送给所述串行化交换单元;
所述串行化交换单元用于根据交换配置表将所述串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上,并将得到的串行数据发送到所述BBU侧无线射频接口;
所述BBU侧无线射频接口用于按照公共无线接口(CPRI)协议对接收到的串行数据进行封装后,发送到所述RRU。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,
所述RRU中包括依次相连的RRU侧无线射频接口、解串行处理单元及输出数据接口;
所述RRU侧无线射频接口用于对从所述BBU接收到的封装后的串行数据进行解封装,并将解封装后的饿串行数据发送到所述解串行处理单元;
所述解串行处理单元用于对接收到的串行数据进行解串行处理,将所述串行数据分别转换到所述RRU侧的各对应通道上并输出给所述输出数据接口;
所述输出数据接口用于输出所述RRU侧各通道上的数据。
9.如权利要求7所述的系统,其特征在于,
所述串行化处理单元用于将输入的并行数据转换成串行数据是指:所述串行化处理单元用于对所述并行数据进行时隙复用,利用时隙来承载各通道上的数据,其中,每个时隙上仅承载一个通道的数据。
10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,
所述串行化交换单元用于根据交换配置表将所述串行数据交换到所述RRU侧各对应通道上是指:所述串行交换单元用于根据所述交换配置表中保存的BBU侧通道与RRU侧通道的对应关系,将每一时隙中承载的数据交换到对应RRU侧通道所对应的时隙中。
11.如权利要求8或9所述的系统,其特征在于,
所述解串行处理单元用于对所述接收到的串行数据进行解串行处理是指:所述解串行处理单元用于将各时隙上承载的数据发送到所述RRU的各对应通道上。
12.如权利要求7、9或10中任意一项所述的系统,其特征在于,
所述串行交换单元包括:交换配置表解析单元、数据缓存单元、读地址控制单元及写地址控制单元;
所述交换配置表解析单元用于为各时隙上的数据分别分配写地址,并根据所述交换配置表对应的得到所述RRU侧各时隙上的数据的读地址,并将所述写地址发送到所述写地址控制单元,将所述读地址发送到所述读地址控制单元;
所述写地址控制单元按照所述写地址将所述BBU侧各时隙上的数据写入所述数据缓存单元;
所述读地址控制单元按照所述RRU侧的时隙顺序从相应的读地址中读出数据。
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