CN101932002A

CN101932002A - 实现上下行传输速率匹配的方法及bbu和rru

Info

Publication number: CN101932002A
Application number: CN 200910087379
Authority: CN
Inventors: 周敏; 王永贵
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-06-19
Filing date: 2009-06-19
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-06-19
Also published as: CN101932002B

Abstract

本发明提供了一种分布式基站实现上下行传输速率匹配的方法及室内基带处理单元(BBU)和射频拉远单元(RRU)，以及一种RRU发送上行数据的方法和BBU接收上行数据的方法。在RRU发送上行IQ数据之前，对上行IQ数据先进行了压缩处理，以减少上行传输的数据量，使压缩后的上行传输速率和下行传输速率相匹配，保证了以下行光纤传输速率为标准选择的光模块同样适用于上行光纤传输速率，从而降低了光模块成本，同时也提高了硬件电路设计的可靠性。

Description

实现上下行传输速率匹配的方法及BBU和RRU

技术领域

本发明涉及分布式基站传输技术，尤指一种分布式基站实现上下行传输速率匹配的方法及室内基带处理单元(BBU，Building Baseband Unit)和射频拉远单元(RRU，Remote Radio Unit)，以及RRU发送上行数据的方法和BBU接收上行数据的方法。

背景技术

目前，BBU+RRU的分布式基站广泛应用于微波接入全球互操作性WIMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)系统中，而且该分布式基站也将在下一代宽带移动通信长期进化标准(LTE，Long Term Evolution)系统中得到推广应用。

BBU和RRU间基带数据即IQ数据(其中，I为同向分量，Q为正交分量)传输速率的计算方法如公式(1)所示：

传输速率＝采样速率×采样精度×2(I/Q两路)×天线数÷编码效率(1)

由公式(1)可得，在n发m收(nTmR)，即下行天线数为n，上行天线数为m，而且m＝2n的配置下，按照公式(1)计算出的上行IQ数据传输速率是下行的两倍。

以WIMAX的典型配置2T4R(两发四收)和4T8R(四发八收)的10M带宽、16比特(bit)传输系统为例，并假设考虑80％的编码效率，那么，

图1为现有WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的下行IQ数据传输示意图，图2为现有WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的上行IQ数据传输示意图，如图1、图2所示，BBU中包括基带模块、光口传输编码/解码模块、串并转换器(SERDES)和2.5G光模块，RRU中包括2.5G光模块、串并转换器、光口传输编码/解码模块和中频模块。对于下行，如图1所示，其中，基带模块输出16bit的IQ数据(其中I两路I0和I1，Q两路Q0和Q1)，经过光传输编码后为16bit下行IQ数据；16bit下行IQ数据经光传输解码后得到16bit的IQ数据(其中I两路I0和I1，Q两路Q0和Q1)，并输出给中频模块。对于上行，如图2所示，中频模块输出16bit的IQ数据(其中I四路I0～I3，Q四路Q0～Q3)，经过光传输编码后为16bit上行IQ数据；16bit上行IQ数据经光传输解码后得到16bit的IQ数据(其中I四路I0～I3，Q四路Q0～Q3)，并输出给基带模块。

对于2T4R的配置情况，按照公式(1)可得下行IQ数据传输速率为：11.2Mbps(采样速率)×16(采样精度)×2(I/Q两路)×2(天线数)÷80％(编码效率)＝896Mbps。上行IQ速率为1792Mbps。而光纤链路上传输的数据90％以上都是IQ数据，只有少量的是信令数据，也就是说，该配置下，1.2288Gbps的光纤传输速率就能满足下行传输要求，即使用1.25G的光模块即可，但是，按照上述公式计算上行需要2.4576Gbps的光纤传输速率，需要使用2.5G的光模块，显然，如果按照计算结果下行采用1.25G的光模块而上行采用2.5G的光模块，必然导致了上下行传输速率不匹配(或不相等，或不一致)的问题。目前，为了同时完成上下行IQ数据的传输，如图1和图2所示，在BBU和RRU中均需要采用2.5Gbps的光纤传输速率，使用2.5G光模块。

对于4T8R的配置情况，按照公式(1)可得，下行IQ数据传输速率为1792Mbps，上行IQ数据传输速率为3584Mbps，同样地，要同时完成上下行IQ数据的传输，就需要采用6.144G的光纤传输速率，使用更高速率的光模块。

由于目前分布式基站在nTmR(m＝2n)配置下，上下行传输速率不匹配，为了同时完成上下行IQ数据的传输，需要以高传输速率为标准选择高速率的光模块，无疑造成了光模块速率呈倍数增长，价格也相应呈倍数关系增长，使得产品成本无法得到有效控制，同时也降低了硬件设计的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现上下行传输速率匹配的方法，能够保证上下行传输速率的一致，降低光模块成本，同时提高硬件电路设计的可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种BBU，能够降低光模块成本，同时提高硬件电路设计的可靠性。

本发明的又一目的在于提供一种RRU，能够降低光模块成本，同时提高硬件电路设计的可靠性。

本发明的再一目的在于提供一种RRU发送上行数据的方法和BBU接收上行数据的方法，能够保证上下行传输速率的一致，降低光模块成本，同时提高硬件电路设计的可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现上下行传输速率匹配的方法，该方法包括：

射频拉远单元RRU压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数，将压缩后的上行IQ数据及压缩系数按照光传输协议进行编码后发送；

室内基带处理单元BBU按照光传输协议对接收到的压缩后的上行IQ数据进行解码，并根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据以获得上行IQ数据。

所述压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数为：

分别将所述RRU的系统预设比特数的上行I路数据和Q路数据进行分组，每组包括预设N个数据，N为大于1的整数；

对于每一组，找到预设N个数据中绝对值最大的一个，并获取该绝对值最大的一个数据所对应的原始数据的符号位，从该符号位开始截取数据，直至截取满预设位数位，同时得到压缩系数，如此循环直至处理完全部N个数据。

所述根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据为：

按顺序依次取预设N个数据为一组，并利用该组数据对应的压缩系数，对该组中每个数据先进行符号位扩展，变成系统预设比特数的数据，再根据压缩系数进行左移，低位补充数字0。

一种RRU，至少包括串并转换器、光口传输编码模块和中频模块，还包括压缩模块及光模块，其中，

压缩模块，用于对所述中频模块输出的上行IQ数据进行压缩，并将压缩后的IQ数据及压缩系数输出给所述光口传输编码模块；

所述光口传输编码模块。用于对压缩后的IQ数据及压缩系数进行编码，并经所述串并转换器后经由光模块发送；

所述光模块与BBU中的光模块相同。

一种BBU，至少包括基带模块、光口传输解码模块和串并转换器，还包括解压模块及光模块，其中，

所述光口传输解码模块，用于对光模块接收并经所述串并模块转换的、压缩后的IQ数据及压缩系数进行解码，并输出给解压模块；

解压模块，用于根据压缩系数，对压缩后的IQ数据进行解压缩处理得到上行IQ数据，并输出给所述基带模块；

所述光模块与RRU中的光模块相同。

一种RRU发送上行数据的方法，包括：射频拉远单元RRU压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数，并将压缩后的上行IQ数据及压缩系数按照光传输协议进行编码后发送。

所述压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数为：

分别将所述RRU的系统预设比特数的上行I路数据和Q路数据进行分组，每组包括预设个数个数据；

对于每一组，找到预设个数个数据中绝对值最大的一个，并获取该绝对值最大的一个数据所对应的原始数据的符号位，从该符号位开始截取数据，直至截取满预设位数位，同时得到压缩系数，如此循环直至处理完全部预设个数个数据。

一种BBU接收上行数据的方法，包括：室内基带处理单元BBU按照光传输协议对接收到的压缩后的上行IQ数据进行解码，并根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据以获得上行IQ数据。

所述根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据为：

按顺序依次取预设个数个数据为一组，并利用该组数据对应的压缩系数，对该组中每个数据先进行符号位扩展，变成系统预设比特数的数据，再根据压缩系数进行左移，低位补充数字0

从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明在RRU发送上行IQ数据之前，对上行IQ数据先进行了压缩处理，以减少上行传输的数据量，使压缩后的上行传输速率和下行传输速率相匹配，保证了以下行光纤传输速率为标准选择的光模块同样适用于上行光纤传输速率，从而降低了光模块成本，同时也提高了硬件电路设计的可靠性。

附图说明

图1为现有WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的下行IQ数据传输示意图；

图2为现有WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的上行IQ数据传输示意图；

图3为本发明实现上下行传输速率匹配的方法的流程图；

图4为本发明WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的上行IQ数据传输示意图；

图5为本发明WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的下行IQ数据传输示意图。

具体实施方式

图3为本发明实现上下行传输速率匹配的方法的流程图，如图3所示，包括以下步骤：

步骤300：RRU压缩上行IQ数据并得到压缩系数。

本步骤中对上行IQ数据进行压缩的方法很多，比如已有的无损压缩算法和有损压缩算法等压缩方法，只要能够保证压缩后的上行IQ数据的传输速率与目前下行IQ数据的传输速率相匹配，即保证分布式基站中的上下行传输速率相等，同时系统性能指标又能满足要求即可。具体如何实现压缩以及如何得到压缩系数属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述，也不用于限制本发明的保护范围，本发明方法强调的是，上行IQ数据是经过压缩之后再进行光传输的。

这里以一种简单的分组压缩的有损压缩算法为例进行说明，RRU分别将系统预设bit数(比如16bit)的上行I路数据和Q路数据进行分组，每组包括预设个数N个(比如8个)数据；对于每一组，找到预设个数N个数据中绝对值最大的一个，并获取该绝对值最大的一个数据所对应的原始数据的符号位，从该符号位开始截取数据，直至截取满预设位数(假设为8位)位，同时得到压缩系数，如此循环直至处理完全部预设个数N个数据。

步骤301：RRU将压缩后的上行IQ数据及压缩系数按照光传输协议进行编码后发送。

步骤302：BBU按照光传输协议对接收到的压缩后的上行IQ数据进行解码。

步骤303：BBU根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据以获得上行IQ数据。

本步骤中解压缩是压缩的逆过程，解压缩方法与步骤300中采用的压缩方法相对应，具体实现属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。

对应步骤300中的分组压缩实例，解压缩方法大致为：按顺序依次取预设个数个数据为一组，并利用该组数据对应的压缩系数，对该组中每个数据先进行符号位扩展，变成系统预设bit数的数据，再根据压缩系数进行左移(压缩系数为多少就左移多少位)，低位补充数字0。

根据本发明方法，RRU和BBU的组成如图4和图5所示，图4为本发明WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的上行IQ数据传输示意图，图5为本发明WIMAX 16bit传输系统、10M带宽、2T4R配置下的下行IQ数据传输示意图。如图4和图5所示，BBU中包括基带模块、解压模块、光口传输编码/解码模块、串并转换器(SERDES)和1.25G光模块，RRU中包括1.25G光模块、串并转换器、光口传输编码/解码模块、压缩模块和中频模块。

对于上行，如图4所示，中频模块输出16bit的IQ数据(其中I四路I0～I3，Q四路Q0～Q3)，经过压缩模块压缩后输出8bit的IQ数据及压缩系数，其中I0～I3，Q0～Q3分别表示上行天线0，1，2，3的IQ数据，I0a～I3a，Q0a～Q3a分别是天线0，1，2，3的对应I，Q数据的压缩系数；压缩后的IQ数据及压缩系数经光传输编码后为16bit上行IQ数据；16bit上行IQ数据经光传输解码后得到压缩后的8bit的IQ数据即I0～I3，Q0～Q3以及I0a～I3a，Q0a～Q3a，压缩后的IQ数据被解压模块解压后得到16bit的IQ数据(其中I四路I0～I3，Q四路Q0～Q3)，并输出给基带模块。由于在RRU发送上行IQ数据之前，对上行IQ数据先进行了压缩，将中频模块输出的数据位宽压缩至原来的一半即从16bit转换至8bit，这相当于将四天线的数据量压缩至两天线，所以，图4中仅需要1.25G的光模块就能完成数据传输。

对于下行，如图5所示，其中，基带模块输出16bit的IQ数据(其中I两路I0和I1，Q两路Q0和Q1)，经过光传输编码后为16bit下行IQ数据；16bit下行IQ数据经光传输解码后得到16bit的IQ数据(其中I两路I0和I1，Q两路Q0和Q1)，并输出给中频模块。图5与图1不相同的是，采用的是1.25G的光模块。

本发明公开了移动通信领域中一种从本发明上述描述可见，本发明方法简单可靠，有效地降低了光纤链路的传输速率，保证了上下行传输速率相等，降低了产品成本，从而大大降低了硬件设计成本和难度。

下面结合图4和图5，以WIMAX 16bit传输系统、10M带宽为例，即系统预设bit数为16bit，对本发明方法进行详细描述。需要说明的是，这里仅仅是一个实例，并不用于限定本发明的压缩、解压缩方法。假设每组包括的数据的预设个数为8个；对于每个数据，截取的预设位数为8位。

RRU中的压缩模块对上行IQ数据进行并得到压缩系数具体实现为：

首先，分别将RRU侧上行16bit的I路数据和Q路数据进行分组，按顺序依次取8个数据为一组。这里，多少个数据为一组可根据实际需求设置，只要确定出的个数能被系统规定的一个符号所包含的个数整除即可，这里以WIMAX系统为例，其一个符号的个数为1152，并以一组包括8个数据为例。

接着，对于每一组，找到8个数据中绝对值最大者，并获取绝对值最大者所对应的原始数据的符号位，从该符号位开始截取数据，直至截取满8位，同时得到压缩系数即每一组的截位信息(0～8之间的任何一个整数)，该组中的其余7个数据按照同样的截位方式截取8bit数据，至此就完成了对一组数据的压缩。这里，对于本实施例，绝对值越大的数据更具有价值，因此采用从绝对值最大的开始截取数据，对于其它应用场景，对于数据的截取方式可以根据实际需要选择，又可以是小的，也有可能是随机的。

最后，RRU通过光口传输编码模块，按照光传输协议的帧格式，将压缩后的8bit IQ数据和压缩系数进行组帧后发送给BBU。

BBU接收到上行数据后，BBU中的光口传输解码模块，按照光传输协议，对接收到的数据进行解码，解码后的数据与RRU侧压缩模块输出的数据一致。

BBU中的解压模块对接收到的压缩后的上行IQ数据进行解压具体实现为：

根据BBU中的光口传输解码模块输出的IQ数据和压缩系数，分组对数据进行解压，该解压过程是压缩的一个逆过程。按顺序依次取8个数据为一组，并利用该组数据对应的压缩系数，对该组中每个数据先进行符号位扩展，变成16bit数据，再根据压缩系数进行左移，压缩系数为多少就左移多少位，低位填0，最后输出16bit的IQ数据，这样就完成了对一组数据的解压缩。

从本实施例可以看出，RRU压缩时，将IQ数据位宽从16bit降为8bit，减少了IQ数据量，有效降低了光纤链路的传输速率。虽然本发明方法在压缩时会丢弃一些低位字节，解压缩后的数据与RRU侧压缩前的数据会有一定差异即压缩损耗，但是，经过仿真和验证，本发明方法带来的压缩损耗对信号质量损失不大，完全能够满足系统性能指标要求。

本实施例中，在单光口情况下(如图1、图2、图4和图5所示)，BBU和RRU分别只需要使用1.25G光模块。

进一步地，在分布式基站采用级联组网的情况下，即多光口情况下，利用本发明方法同样能够大大节约光模块成本，降低产品成本。

以上所述，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种实现上下行传输速率匹配的方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据为：

4.一种RRU，至少包括串并转换器、光口传输编码模块和中频模块，其特征在于，还包括压缩模块及光模块，其中，

所述光模块与BBU中的光模块相同。

5.一种BBU，至少包括基带模块、光口传输解码模块和串并转换器，其特征在于，还包括解压模块及光模块，其中，

所述光模块与RRU中的光模块相同。

6.一种RRU发送上行数据的方法，其特征在于，包括：射频拉远单元RRU压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数，并将压缩后的上行IQ数据及压缩系数按照光传输协议进行编码后发送。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压缩上行基带IQ数据并得到压缩系数为：

8.一种BBU接收上行数据的方法，其特征在于，包括：室内基带处理单元BBU按照光传输协议对接收到的压缩后的上行IQ数据进行解码，并根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据以获得上行IQ数据。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据压缩系数解压接收到的压缩后的上行IQ数据为：

按顺序依次取预设个数个数据为一组，并利用该组数据对应的压缩系数，对该组中每个数据先进行符号位扩展，变成系统预设比特数的数据，再根据压缩系数进行左移，低位补充数字0。