CN102291855A - 一种降低Ir接口带宽的方法及分布式基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低Ir接口带宽的方法，应用于引入了波束赋形功能的基带拉远系统，该方法包括：在下行发送时，室内基带处理单元BBU通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给射频拉远单元RRU，RRU根据所述下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；在上行接收时，BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给RRU，RRU根据所述上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。本发明还提供了对应于上述方法的一种分布式基站。应用本发明能够大大降低Ir接口的带宽需求，并提高Ir接口有效数据的占用比例。

Description

一种降低Ir接口带宽的方法及分布式基站

技术领域

本发明涉及基带拉远系统技术，特别涉及一种降低Ir接口带宽的方法及分布式基站。

背景技术

在3G系统中，BBU+RRU(室内基带处理单元+射频拉远单元)的基带拉远组网方式已经得到了大规模的应用，该组网方式也将应用于LTE系统、TD-SCDMA系统等。BBU与RRU之间通过光纤传输基带IQ信号，BBU与RRU之间的接口称为Ir接口，Ir接口的带宽取决于基带信号的传输速率。

以LTE系统为例，在20MHz带宽下，天线配置为2×2MIMO(多输入多输出)时，单扇区的Ir接口带宽计算如下：

Ir接口带宽＝30.72MHz(采样速率)×16(采样精度)×2(I/Q两路)×2(天线数)/80％(传输效率)＝2457.6Mbps

因此，两天线LTE配置下，一般采用带宽为2.5GHz带宽的光纤传输Ir接口数据。

在3GPP Release 8中，LTE系统引入了端口5的单流波束赋形，在3GPPRelease 9中，引入了端口7、8的双流波束赋形。在LTE中，波束赋形是在频域上通过对调制后的数据乘上1×8维(对应于单流波束赋形，并假设波束赋形天线数为8)或2×8(对应于双流波束赋形，并假设波束赋形天线数为8)维的加权矩阵，然后将波束赋型之后的信号转换成时域信号。业内通常的做法是将该波束赋形过程在BBU上完成，因此，天线数的增加将导致Ir接口带宽成倍的增加。

以LTE系统的PDSCH(物理下行共享信道)信号为例，下行波束赋形的相关过程如下：

1、生成UE-Specific(UE专用)本地参考信号；

2、对UE的PDSCH数据和UE-Specific本地参考信号做波束赋形；

3、根据控制信号将波束赋型后的UE-Specific参考信号和PDSCH数据映射到相应的时频资源上；

4、对每个OFDM符号的数据分别做IFFT(快速傅立叶逆变换)，并添加CP(循环前缀)。

上行接收过程如下：

1、对接收到的每个OFDM符号分别进行去CP和FFT(快速傅立叶变换)；

2、解子载波映射，从时频资源中按照控制信号的指示提取UE-Specific参考信号和UE的PDSCH数据；

3、生成UE-Specific本地参考信号和SRS(信道探测参考信号)，并完成信道估计；

4、根据信道估计的结果对接收到的PDSCH(8天线)数据进行均衡，获得有效的PDSCH数据(双流)；

5、根据信道估计的结果采用GOB(固定波束赋形算法)或EBB(特征分解赋形算法)等算法获得下行加权矩阵。

对于支持波束赋形功能的网络设备来说，业内通常的做法是将下行波束赋形相关模块和上行均衡处理相关模块全部放在BBU侧实现，图1为现有下行波束赋形相关模块和上行接收均衡相关模块的实现位置示意图，对于本发明不涉及的模块不在该图示意。图1中各模块所执行的操作如前所述，在此不再赘述。

以双流波束赋形、天线数等于8为例，单扇区Ir接口带宽计算如下：

波束赋形后Ir接口带宽需求＝30.72MHz(采样速率)×16(采样精度)×2(I/Q两路)×8(天线数)/80％(传输效率)＝9830.4Mbps

而波束赋形前实际有效的Ir接口数据速率为：

波束赋形前Ir接口数据速率＝30.72MHz(采样速率)×16(采样精度)×2(I/Q两路)×2(双流)＝1966.08Mbps

由上面数据可以看到，下行发送侧，波束赋形后相对于波束赋形前Ir接口所需带宽成倍增加(增加4倍)，传输数据的带宽效率大大降低(降低到20％，降低4倍)，从而导致对传输网络成本的大幅度增加。

对于上行接收侧，为了估计用户的上行信道，以用于上行均衡及下行的波束赋形，上行接收侧也需要采用多天线接收，例如下行波束赋形采用8天线发送，那么上行接收也需要采用8天线接收，因此与下行类似，上行的Ir接口带宽要求也将成倍增加，传输网络成本大幅度增加。

由上述可见，现有基带拉远系统中由于引入波束赋形，导致上下行Ir接口数据带宽成几倍的增加，而有效数据并没有增加，由此导致Ir接口带宽需求成本大大增高，且传输效率不高等问题。

发明内容

本发明提供了一种降低Ir接口带宽的方法及分布式基站，应用于引入了波束赋形功能的基带拉远系统中，以降低Ir接口的传输成本。

本发明提供的一种降低Ir接口带宽的方法，应用于引入了波束赋形功能的基带拉远系统，该方法包括：

在下行发送时，室内基带处理单元BBU通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给射频拉远单元RRU，RRU根据所述下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；

在上行接收时，BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给RRU，RRU根据所述上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。

较佳地，所述下行波束赋形处理可以包括：

生成UE专用本地参考信号；

对UE的下行用户数据和UE专用本地参考信号进行波束赋形；

根据下行控制信号将波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据映射到相应的时频资源上；

对每个OFDM符号的数据分别做快速傅立叶逆变换，并添加循环前缀。

较佳地，所述上行均衡处理可以包括：

对接收到的每个OFDM符号分别进行去循环前缀和快速傅立叶变换；

解子载波映射，从时频资源中按照上行控制信号的指示提取UE专用参考信号和UE的上行用户数据；

生成UE专用本地参考信号和信道探测参考信号，并完成信道估计；

根据信道估计的结果对接收到的上行用户数据进行均衡，获得有效的上行用户数据；

根据信道估计的结果获得下行加权矩阵。

本发明提供的一种分布式基站，应用于引入了波束赋形功能的基带拉远系统，包括：室内基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，其中：

在下行发送时，所述BBU用于通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给所述RRU，所述RRU用于根据所述下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；

在上行接收时，所述BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给所述RRU，所述RRU用于根据所述上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。

较佳地，RRU中进行下行波束赋形处理的模块可以包括：本地参考信号生成模块、波束赋形加权模块、资源映射模块和下行变换模块，其中：

所述本地参考信号生成模块，用于生成UE专用本地参考信号，并发送给波束赋形加权模块；

所述波束赋形加权模块，用于对UE的下行用户数据和UE专用本地参考信号进行波束赋形得到波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据，并发送给资源映射模块；

所述资源映射模块，用于根据下行控制信号将波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据映射到相应的时频资源上得到OFDM符号，并发送给下行变换模块；

所述下行变换模块，用于对每个OFDM符号的数据分别做快速傅立叶逆变换，并添加循环前缀。

较佳地，RRU中进行上行均衡处理的模块可以包括：上行变换模块、解资源映射模块、信道估计模块、均衡模块和加权矩阵计算模块，其中：

所述上行变换模块，用于对接收到的每个OFDM符号分别进行去循环前缀和快速傅立叶变换，并发送给解资源映射模块；

所述解资源映射模块，用于解子载波映射，从时频资源中按照上行控制信号的指示提取UE专用参考信号、信道探测参考信号和上行用户数据，将UE专用参考信号和信道探测参考信号发送给信道估计模块，将上行用户数据发送给均衡模块；

所述信道估计模块，用于根据UE专用本地参考信号、UE专用参考信号和信道探测参考信号完成信道估计，将信道估计的结果发送给加权矩阵计算模块；

所述均衡模块，用于根据信道估计的结果对接收到的上行用户数据进行均衡，获得有效的上行用户数据；

所述加权矩阵计算模块，用于根据信道估计的结果获得下行加权矩阵。

由上述技术方案可见，本发明提供的降低Ir接口带宽的方法及分布式基站，通过将下行波束赋形相关处理和上行均衡相关处理移至RRU上实现，在Ir接口上仅传输下行波束赋形前的下行用户数据、上行均衡后的上行用户数据以及上下行控制信号。由于控制信号占用带宽远小于上下行用户数据占用的带宽，因此采用本发明所提供的技术方案可以大大降低Ir接口的带宽需求，并提高Ir接口有效数据的占用比例。

附图说明

图1为现有下行波束赋形相关模块和上行接收均衡相关模块的实现位置示意图；

图2为本发明分布式基站的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的主要思想是：在引入了波束赋形功能的基带拉远系统中，将下行波束赋形相关模块和上行均衡处理相关模块从BBU移至RRU上实现，从而在不增加设备BBU+RRU总成本和复杂度的前提下，大大降低上下行Ir接口的带宽需求，进而降低Ir接口的传输成本。

基于上述主要思想，本发明提供了一种降低Ir接口带宽的方法，该方法包括：

在下行发送时，BBU通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给RRU，RRU根据下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；

在上行接收时，BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给RRU，RRU根据上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。

上述方法中，下行波束赋形处理包括：

生成UE专用本地参考信号；

对UE的下行用户数据和UE专用本地参考信号进行波束赋形；

根据下行控制信号将波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据映射到相应的时频资源上；

对每个OFDM符号的数据分别做快速傅立叶逆变换，并添加循环前缀。

上述方法中，上行均衡处理包括：

对接收到的每个OFDM符号分别进行去循环前缀和快速傅立叶变换；

解子载波映射，从时频资源中按照上行控制信号的指示提取UE专用参考信号和UE的上行用户数据；

生成UE专用本地参考信号和信道探测参考信号，并完成信道估计；

根据信道估计的结果对接收到的上行用户数据进行均衡，获得有效的上行用户数据；

根据信道估计的结果获得下行加权矩阵。

基于上述主要思想，本发明还提供了一种分布式基站，该分布式基站的组成结构示意图如图2所示。参见图2，本发明提供的分布式基站包括：BBU和RRU，其中：

在下行发送时，所述BBU用于通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给RRU，所述RRU用于根据下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；

在上行接收时，所述BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给RRU，所述RRU用于根据上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。

上述分布式基站的RRU中进行下行波束赋形处理的模块包括：本地参考信号生成模块、波束赋形加权模块、资源映射模块和下行变换模块，其中：

所述本地参考信号生成模块，用于生成UE专用本地参考信号，并发送给波束赋形加权模块；

所述波束赋形加权模块，用于对UE的下行用户数据和UE专用本地参考信号进行波束赋形得到波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据，并发送给资源映射模块；

所述资源映射模块，用于根据下行控制信号将波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据映射到相应的时频资源上得到OFDM符号，并发送给下行变换模块；

所述下行变换模块，用于对每个OFDM符号的数据分别做快速傅立叶逆变换，并添加循环前缀。

上述分布式基站的RRU中进行上行均衡处理的模块包括：上行变换模块、解资源映射模块、信道估计模块、均衡模块和加权矩阵计算模块，其中：

所述上行变换模块，用于对接收到的每个OFDM符号分别进行去循环前缀和快速傅立叶变换，并发送给解资源映射模块；

所述解资源映射模块，用于解子载波映射，从时频资源中按照上行控制信号的指示提取UE专用参考信号、信道探测参考信号和上行用户数据，将UE专用参考信号和信道探测参考信号发送给信道估计模块，将PDSCH数据发送给均衡模块；

所述信道估计模块，用于根据UE专用本地参考信号、UE专用参考信号和信道探测参考信号完成信道估计，将信道估计的结果发送给加权矩阵计算模块；

所述均衡模块，用于根据信道估计的结果对接收到的上行用户数据进行均衡，获得有效的上行用户数据；

所述加权矩阵计算模块，用于根据信道估计的结果获得下行加权矩阵。

对于LTE系统而言，本发明所述下行用户数据可以是PDSCH信道上的数据，本发明所述上行用户数据可以是PUSCH信道上的数据；对于TD-SCDMA系统而言，本发明所述下行用户数据可以是：DPCH(专用物理信道)上的数据、HS-PDSCH(高速-物理下行共享信道)上的数据或FPACH(快速物理接入信道)上的数据，本发明所述上行用户数据可以是：E-PUCH(E-DCH物理上行信道)上的数据、DPCH(专用物理信道)上的数据或PRACH(物理随机接入信道)上的数据。

由于采用8天线波束赋形时，现有技术方案下，Ir接口需要传输数据的上下行带宽均为2天线MIMO时的4倍，因此大大增加Ir接口传输成本。为了避免或降低波束赋形功能的增加而导致的Ir接口带宽倍增的情况，本发明将下行波束赋形相关模块和上行均衡处理相关模块从BBU移至RRU上实现，Ir接口上仅传输有效数据，从而使得Ir接口传输效率达到80％。

由上述实施例可见，本发明通过将下行波束赋形相关处理和上行均衡相关处理移至RRU上实现，在Ir接口上仅传输下行波束赋形前的下行用户数据、上行均衡后的上行用户数据以及上下行控制信号。由于控制信号占用带宽远小于上下行用户数据占用的带宽，因此采用本发明所提供的技术方案可以大大降低Ir接口的带宽需求，并提高Ir接口有效数据的占用比例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种降低Ir接口带宽的方法，应用于引入了波束赋形功能的基带拉远系统，其特征在于：

在下行发送时，室内基带处理单元BBU通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给射频拉远单元RRU，RRU根据所述下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；

在上行接收时，BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给RRU，RRU根据所述上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行波束赋形处理包括：

生成UE专用本地参考信号；

对UE的下行用户数据和UE专用本地参考信号进行波束赋形；

根据下行控制信号将波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据映射到相应的时频资源上；

对每个OFDM符号的数据分别做快速傅立叶逆变换，并添加循环前缀。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行均衡处理包括：

对接收到的每个OFDM符号分别进行去循环前缀和快速傅立叶变换；

解子载波映射，从时频资源中按照上行控制信号的指示提取UE专用参考信号和UE的上行用户数据；

生成UE专用本地参考信号和信道探测参考信号，并完成信道估计；

根据信道估计的结果对接收到的上行用户数据进行均衡，获得有效的上行用户数据；

根据信道估计的结果获得下行加权矩阵。

4.一种分布式基站，应用于引入了波束赋形功能的基带拉远系统，包括：室内基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，其特征在于：

在下行发送时，所述BBU用于通过Ir接口将下行波束赋形前的下行用户数据和下行控制信号发送给所述RRU，所述RRU用于根据所述下行用户数据和下行控制信号进行下行波束赋形处理；

在上行接收时，所述BBU通过Ir接口将上行控制信号发送给所述RRU，所述RRU用于根据所述上行控制信号对接收到的上行用户数据进行上行均衡处理，并通过Ir接口将上行均衡处理后得到的均衡后上行用户数据发送给BBU。

5.根据权利要求4所述的分布式基站，其特征在于，RRU中进行下行波束赋形处理的模块包括：本地参考信号生成模块、波束赋形加权模块、资源映射模块和下行变换模块，其中：

所述本地参考信号生成模块，用于生成UE专用本地参考信号，并发送给波束赋形加权模块；

所述波束赋形加权模块，用于对UE的下行用户数据和UE专用本地参考信号进行波束赋形得到波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据，并发送给资源映射模块；

所述资源映射模块，用于根据下行控制信号将波束赋型后的UE专用参考信号和下行用户数据映射到相应的时频资源上得到OFDM符号，并发送给下行变换模块；

所述下行变换模块，用于对每个OFDM符号的数据分别做快速傅立叶逆变换，并添加循环前缀。

6.根据权利要求4所述的分布式基站，其特征在于，RRU中进行上行均衡处理的模块包括：上行变换模块、解资源映射模块、信道估计模块、均衡模块和加权矩阵计算模块，其中：

所述上行变换模块，用于对接收到的每个OFDM符号分别进行去循环前缀和快速傅立叶变换，并发送给解资源映射模块；

所述解资源映射模块，用于解子载波映射，从时频资源中按照上行控制信号的指示提取UE专用参考信号、信道探测参考信号和上行用户数据，将UE专用参考信号和信道探测参考信号发送给信道估计模块，将上行用户数据发送给均衡模块；

所述信道估计模块，用于根据UE专用本地参考信号、UE专用参考信号和信道探测参考信号完成信道估计，将信道估计的结果发送给加权矩阵计算模块；

所述均衡模块，用于根据信道估计的结果对接收到的上行用户数据进行均衡，获得有效的上行用户数据；

所述加权矩阵计算模块，用于根据信道估计的结果获得下行加权矩阵。

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