CN102821069B - 基站及基站侧上行数据压缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基站及基站侧上行数据压缩方法，上述基站包括射频拉远单元和基带处理单元；上述方法包括：射频拉远单元对收到的上行时域基带信号进行采样，得到采样后的信号序列，计算并生成增益因子，对上述信号序列中的每个信号进行自动增益控制，对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，将上述量化后的信号序列与上述增益因子一起发送给基带处理单元。本发明降低了基站侧的系统开销。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统领域，尤其涉及一种基站及基站侧上行数据压缩方法。
背景技术
在现有的无线通信系统中，接入网的基站(NodeB)通常是由室内基带处理单元(Building Base band Unit，BBU)和射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)构成，BBU和RRU之间通过光纤或者电缆连接，采用通用公共射频接口(Common Public RadioInterface，CPRI)或者开放的无线接口(Open Radio Interface，ORI)等协议进行数据交互。
在CPRI协议中，射频设备控制器(Radio Equipment Control，REC)对应于BBU，射频设备(Radio Equipment，RE)对应于RRU。CPRI协议规定了REC与RE之间的接口规范，属于基站内部接口，可以使用光纤或者电缆方式连接。目前，业界广泛使用此标准开发分布式基站系统。
以带宽为20M、4天线接收的长期演进(Long Term Evolution，LTE)无线通讯系统为例，假设I信号和Q信号位宽都为15bit，那么RRU和BBU之间的光口速率可以用下面的公式计算：
光口速率＝(I信号位宽+Q信号位宽)×采样速率×天线数×10/8×
16/15
＝30bit×30.72m/s×4×10/8×16/15
＝4.9152Gbps
上述公式中，10/8为编码带来的光口冗余，16/15位控制字带来的冗余。
随着LTE无线通讯系统的带宽或者天线数的增加，光口速率将按照正比例增加，将极大的增加设备的硬件成本，并且，随着光口速率的继续增加，将没有能够满足对应光口速率的硬件设备。因此，目前急需一种数据压缩方法，以降低光口速率。
发明内容
本发明的目的是，提供一种基站及基站侧上行数据压缩方法，以降低基站侧开销。
本发明提供了一种基站侧上行数据压缩方法，上述方法包括：
射频拉远单元对收到的上行时域基带信号进行采样，得到采样后的信号序列；
计算并生成增益因子，对上述信号序列中的每个信号进行自动增益控制；
对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，得到量化后的信号序列；
将上述量化后的信号序列与上述增益因子一起发送给基带处理单元。
优选地，上述方法还包括在上述所有步骤前，还包括：
预先设置自动增益控制时的信号幅度区间及量化时的信号量化等级。
优选地，上述对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化步骤后还包括：
对上述增益因子进行量化。
优选地，上述将上述量化后的信号序列与上述增益因子一起发送给基带处理单元步骤中，上述增益因子为量化后的增益因子。
优选地，上述射频拉远单元发送信号序列与增益因子的速率不大于其对上行时域基带信号的采样速率。
本发明还提供了一种基站，包括射频拉远单元和基带处理单元，
上述射频拉远单元，用于对上行时域基带信号进行采样，计算并生成增益因子，对采样得到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，以及对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，并将上述量化后的信号序列及上述增益因子发送给上述基带处理单元。
优选地，上述射频拉远单元，还用于为用户提供设置自动增益控制时的信号幅度区间及量化时的信号量化等级的接口。
优选地，上述射频拉远单元，还用于对生成的增益因子进行量化，并将上述量化后的增益因子以不大于对上行时域基带信号的采样速率的发送速率发送给上述基带处理单元。
优选地，上述射频拉远单元包括设置模块、采样模块、自动增益控制模块、量化模块以及发送模块；
上述设置模块，用于为用户提过设置上述自动增益控制模块设置自动增益控制时的信号幅度区间，以及设置上述量化模块设置量化时的信号量化等级的接口；
上述采样模块，用于对上行时域基带信号进行采样，并将采样得到的信号序列发送给上述自动增益控制模块；
上述自动增益控制模块，用于计算并生成增益因子，对收到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，并将经过自动增益控制后的信号发送给上述量化模块，将增益因子发送给上述发送模块；
上述量化模块，用于对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，并将量化后的信号序列发送给上述发送模块；
上述发送模块，用于将收到的增益因子及信号序列发送给基带处理模块。
优选地，上述自动增益控制模块，还用于将生成的增益因子发送给上述量化模块；
上述量化模块，还用于对上述自动增益控制模块生成的增益因子进行量化，并将量化后的增益因子发送给上述发送模块；
上述发送模块，还用于将收到的增益因子及信号序列以不大于上述采样模块的采样速率的发送速率发送给上述基带处理单元。
本发明通过对上行时域基带信号进行采样，并对采样得到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，有效的减小了上行时域基带信号的整体幅度变化范围，从而减少量化等级和量化比特数，使得光口速率降低。本发明适用于LTE、GSM(Global System ofMobile communication，全球移动通讯)、WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess，宽带码分多址)、CDMA(Code Division Multiple Access，又称码分多址)2000、WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access，全球微波互联接入)等无线通信系统。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明基站侧上行数据压缩方法的优选实施例流程图；
图2是本发明基站的优选实施例原理框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明基站侧上行数据压缩方法的流程图，本实施例包括以下步骤：
步骤S001：设置自动增益控制时的信号幅度区间及量化时的信号量化等级；
步骤S002：射频拉远单元对收到的上行时域基带信号进行采样，得到采样后的信号序列；
步骤S003：根据上述信号幅度区间，计算并生成增益因子，并对上述信号序列中的每个信号进行自动增益控制，使每个信号的信号幅度变化不超过用户设置的幅度区间；
信号幅度的量化等级可使用预先设定的固定长度的比特序列来表示。
步骤S004：根据上述信号量化等级，对增益因子及经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，得到量化后的信号序列及增益因子；
步骤S005：将量化后的信号序列及增益因子以不大于对上行时域基带信号的采样速率的发送速率发送给基带处理单元。
基带处理单元收到信号后，对其进行常规的基带处理。
本实施对增益因子和经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号均进行了量化，这样做的好处是量化后的增益因子和信号序列都可以在光口上直接传输；在其他实施例中，还可以仅对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，可减少量化因子的量化误差，缺点是需要额外的模拟器件来传输增益因子。
以第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project，3GPP)LTE系统为例，在信号的上行方向上，假设每个采样点的信号幅度值用15比特表示，即量化等级为2^15，对采样得到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，使得幅度较大的信号的幅度值减小，幅度较小的信号幅度值增大，这样，信号序列的整体幅度变化更为平缓，每个信号的幅度值只需要8比特量化就足够了，且只需要每4个采样点计算一次该增益因子，这样平均下来每个采样点只需要1比特的增益因子开销。于是每个采样点共需要8+1＝9比特表示，与现有方法相比，节省了6个比特。
如图2所示，是本发明基站的原理框图，本实施例中，基站包括射频拉远单元01，基带处理单元02，其中，
射频拉远单元01，用于为用户提供设置自动增益控制时的信号幅度区间及量化时的信号量化等级的接口，对上行时域基带信号进行采样，计算并生成增益因子，根据上述信号幅度区间对采样得到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，以及根据信号量化等级对上述增益因子及经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，并将量化后的增益因子及信号序列以不大于对上行时域基带信号的采样速率的发送速率发送给基带处理单元02；
射频拉远单元01包括设置模块10、采样模块11、自动增益控制模块12、量化模块13以及发送模块14，其中，
设置模块10，用于为用户提供设置自动增益控制时的信号幅度区间以及量化时的信号量化等级的接口；
采样模块11，用于对上行时域基带信号进行采样，并将采样得到的信号序列发送给自动增益控制模块12；
自动增益控制模块12，用于计算并生成增益因子，并根据信号幅度区间对收到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，并将得到的信号序列及增益因子发送给量化模块13；
量化模块13，用于根据信号量化等级，对收到的增益因子及信号序列中的每个信号进行量化，并将量化后的增益因子及信号序列发送给发送模块14；
发送模块14，用于将收到的增益因子及信号序列以不大于上述采样模块11的采样速率的发送速率发送给基带处理单元02。
基带处理模块02，用于对收到的信号序列进行基带处理。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基站侧上行数据压缩方法，其特征在于，所述方法包括：
射频拉远单元对收到的上行时域基带信号进行采样，得到采样后的信号序列；
计算并生成增益因子，对所述信号序列中的每个信号进行自动增益控制；
对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，得到量化后的信号序列；
将所述量化后的信号序列与所述增益因子一起发送给基带处理单元，其中，发送信号序列与增益因子的速率不大于其对上行时域基带信号的采样速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述所有步骤前，还包括：
预先设置自动增益控制时的信号幅度区间及量化时的信号量化等级。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化步骤后还包括：
对所述增益因子进行量化。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述将所述量化后的信号序列与所述增益因子一起发送给基带处理单元步骤中，所述增益因子为量化后的增益因子。
5.一种基站，包括射频拉远单元和基带处理单元，其特征在于，
所述射频拉远单元，用于对上行时域基带信号进行采样，计算并生成增益因子，对采样得到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，以及对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，并将所述量化后的信号序列及所述增益因子发送给所述基带处理单元，其中，发送所述量化后的信号序列与所述增益因子的速率不大于其对上行时域基带信号的采样速率。
6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述射频拉远单元，还用于为用户提供设置自动增益控制时的信号幅度区间及量化时的信号量化等级的接口。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述射频拉远单元，还用于对生成的增益因子进行量化。
8.根据权利要求5-7任一项所述的基站，其特征在于，所述射频拉远单元包括设置模块、采样模块、自动增益控制模块、量化模块以及发送模块；
所述设置模块，用于为用户提过设置所述自动增益控制模块设置自动增益控制时的信号幅度区间，以及设置所述量化模块设置量化时的信号量化等级的接口；
所述采样模块，用于对上行时域基带信号进行采样，并将采样得到的信号序列发送给所述自动增益控制模块；
所述自动增益控制模块，用于计算并生成增益因子，对收到的信号序列中的每个信号进行自动增益控制，并将经过自动增益控制后的信号发送给所述量化模块，将增益因子发送给所述发送模块；
所述量化模块，用于对经过自动增益控制后的信号序列中的每个信号进行量化，并将量化后的信号序列发送给所述发送模块；
所述发送模块，用于将收到的增益因子及信号序列发送给基带处理模块。
9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，
所述自动增益控制模块，还用于将生成的增益因子发送给所述量化模块；
所述量化模块，还用于对所述自动增益控制模块生成的增益因子进行量化，并将量化后的增益因子发送给所述发送模块；
所述发送模块，还用于将收到的增益因子及信号序列以不大于所述采样模块的采样速率的发送速率发送给所述基带处理单元。
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