CN102833765B - 信号发送方法及接收方法、射频拉远单元及室内基带单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号发送方法及接收方法、射频拉远单元及室内基带单元,该方法包括步骤:射频拉远单元获得待发送给室内基带单元的时域基带信号;从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。本发明技术方案提出了一种既保证通信系统性能,又有效减少量化等级的具体实现方案。

Description

信号发送方法及接收方法、射频拉远单元及室内基带单元
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种信号发送方法及接收方法、射频拉远单元及室内基带单元。
背景技术
自动增益控制(AGC,Automatic Gain Control)是无线通信系统重要的组成部分,可以动态调整无线接收机的增益以适应接收不同强度的无线信号。发射机产生的射频信号经过无线信道传输到接收机,由于多径及阴影衰落等影响,接收机接收到的信号会在一个很大的范围内变化,为了使进入接收机中模数转换器的信号在一个可以接收的范围内,需要合理设置射频中放大器的增益,以保证进入模数转换器(ADC,Analog-to-DigitalConverter)的信号既不会饱和,还要能充分利用ADC的量化范围。
在现有的无线通信系统中,接入网的基站(NodeB)通常是由室内基带单元(BBU,Building Base band Unit)和射频拉远单元(RRU,Radio Remote Unit)组成,BBU和RRU之间通过光纤或者电缆连接,并采用通用公共射频接口(CPRI,Common Public RadioInterface)或者开放的无线接口(ORI,Open Radio Interface)等协议进行信号交互。
以带宽为20兆字节(M,Megabyte)、4天线接收的长期演进(LTE,Long TermEvolution)系统为例,假设I信号和Q信号的位宽都为15比特(bit),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×30.72米每秒(m/s)×4×10/8×16/15=4.9152千兆比特每秒(Gbps)
在上述公式中,10/8是编码带来的光口冗余,16/15是控制字带来的冗余。
随着LTE系统带宽或者天线数的增加,光口速率将按照正比例增加,这将极大的增加设备的硬件成本,因此需要减少RRU和BBU之间传输的数据量,为了减少BBU和RRU之间传输的数据量,一个有效的思路是减少RRU中的ADC的量化等级,即减少RRU发送给BBU的信号的位宽,以LTE系统为例,如果能把RRU发送给BBU信号的位宽从15bit减少到9bit,那么BBU与RRU之间传输的数据量就会下降40%,但是,在原信号保持不变的情况下,减少量化等级就意味着增大量化误差,这势必引起通信系统性能的下降。
由上可见,如何既保证通信系统性能,又有效减少量化等级,是现有技术丞待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种信号发送方法及接收方法、射频拉远单元及室内基带单元,用以提出一种既保证通信系统性能,又有效减少量化等级的具体实现方案。
本发明实施例技术方案如下:
一种信号发送方法,该方法包括步骤:射频拉远单元RRU获得待发送给室内基带单元BBU的时域基带信号;从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。
一种射频拉远单元,包括:信号获得单元,用于获得待发送给室内基带单元BBU的时域基带信号;信号提取单元,用于从信号获得单元获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;增益控制单元,用于针对信号提取单元提取出的每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;信号合并单元,用于将增益控制单元进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;信号发送单元,用于将信号合并单元合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。
一种信号接收方法,该方法包括步骤:室内基带单元BBU接收射频拉远单元RRU发送的时域基带信号;从接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理。
一种室内基带单元,包括:信号接收单元,用于接收射频拉远单元RRU发送的时域基带信号;信号提取单元,用于从信号接收单元接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;增益恢复处理单元,用于对信号提取单元提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理。
本发明有益效果如下:
本发明实施例技术方案中,RRU获得待发送给BBU的时域基带信号后,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号,然后针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制,再将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理,将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。由上可见,本发明实施例中RRU不再对待发送给BBU的时域基带信号统一进行自动增益控制,而是对每个用户的时域基带信号分别进行自动增益控制后再进行合并,从而有效地降低了时域基带信号的变化范围,这样不仅保证了通信系统的性能,又有效地减少了量化等级。
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为本发明实施例中,信号发送方法流程示意图;
图2为本发明实施例一中,信号发送方法具体实现流程示意图;
图3为本发明实施例二中,信号发送方法具体实现流程示意图;
图4为本发明实施例中,RRU结构示意图;
图5为本发明实施例中,信号接收方法流程示意图;
图6为本发明实施例中,BBU结构示意图。
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仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,为本发明实施例中信号发送方法流程图,其具体处理流程如下:
步骤11,RRU获得待发送给BBU的时域基带信号;
RRU接收到时域信号后,对接收到的时域信号进行降频转换处理,得到待发送给BBU的时域基带信号。
步骤12,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
其中,RRU可以根据时频资源信息提取各用户的时域基带信号,具体为:RRU接收BBU发送的各用户的时频资源信息;根据接收到的时频资源信息,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
RRU根据时频资源信息提取各用户的时域基带信号可以但不限于包含下述两种实施方式:
第一种实施方式,直接在时域上分别提取各用户的时域基带信号,具体为:根据接收到的各用户的时频资源信息,将转换得到的频域基带信号分离为各用户的频域基带信号,将各用户的频域基带信号分别转换为时域基带信号;
第二种实施方式,先将时域基带信号转换到频域,在频域上分别提取出各用户的频域基带信号后再分别转换到时域,具体为:将获得的时域基带信号转换为频域基带信号,通过接收到的时频资源信息对应的时域滤波器,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
步骤13,针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;
对各用户的信号进行自动增益控制是指通过自动调节接收机的增益将各用户的信号变化范围控制在一个给定的区间内,该区间大小由量化精度和量化等级决定。
其中,RRU对各用户的时域基带信号分别进行自动增益控制可以在采样前进行,也可以在采样后及量化前进行,因此进行自动增益控制的时域基带信号可以时模拟基带信号,也可以是数字基带信号。
步骤14,将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;
步骤15,将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。
若进行自动增益控制的时域基带信号为模拟基带信号,则在将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU时,还需要将合并处理后的时域基带信号进行模数转换处理,然后将模数转换处理后得到的信号发送给所述BBU。
此外,由于RRU针对每个用户的时域基带信号分别进行增益控制,然后合并处理后发送给BBU,也就是说RRU针对每个用户分别进行自动增益控制时的增益因子可能不同,因此RRU需要将各用户的增益因子通知给BBU,以使BBU能够正确对各用户的时域基带信号进行增益恢复处理。
由上述处理过程可知,本发明实施例技术方案中,RRU获得待发送给BBU的时域基带信号后,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号,然后针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制,再将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理,将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。由上可见,本发明实施例中RRU不再对待发送给BBU的时域基带信号统一进行自动增益控制,而是对每个用户的时域基带信号分别进行自动增益控制后再进行合并,从而有效地降低了时域基带信号的变化范围,这样不仅保证了通信系统的性能,又有效地减少了量化等级。
下面给出更为具体的实施方式。
实施例一
假设现有技术中,对RRU待发送给BBU的时域基带信号进行采样时,每个采样点的信号值用15bit表示,即量化等级为215,量化精度为m,假设在T时刻内,RRU接收到4个用户发送的信号,并假设接收到的用户1的信号值在(28*m~212*m)范围内变化,用户2的信号值在(211*m~215*m)范围内变化,用户3的信号值在(20*m~23*m)范围内变化,用户4的信号值在(24*m~27*m)范围内变化。
如图2所示,为本发明实施例一中,信号发送方法具体实现流程图,其具体处理流程如下:
步骤21,RRU将接收到的时域信号进行降频转换处理,得到待发送给BBU的时域基带信号;
步骤22,RRU接收BBU发送的各用户的时频资源信息;
步骤23,RRU将获得的时域基带信号转换为频域基带信号;
步骤24,RRU根据接收到的各用户的时频资源信息,将转换得到的频域基带信号分离为各用户的频域基带信号;
步骤25,RRU将各用户的频域基带信号分别转换为时域基带信号;
步骤26,RRU针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;
每个用户的时域基带信号的变化范围都被约束在(20*m~27*m)内。
步骤27,RRU将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;
步骤28,RRU将合并处理后的时域基带信号进行模数转换处理;
合并后的时域基带信号的变化范围在(20*m~29*m),这样保持原有量化精度不变的情况下,模数转换时只需要9bit量化就可以了,即量化精度为29
步骤29,RRU将模数转换处理后得到的信号发送给所述BBU。
实施例二
假设现有技术中,对RRU待发送给BBU的时域基带信号进行采样时,每个采样点的信号值用15bit表示,即量化等级为215,量化精度为m,假设在T时刻内,RRU接收到4个用户发送的信号,并假设接收到的用户1的信号值在(28*m~212*m)范围内变化,用户2的信号值在(211*m~215*m)范围内变化,用户3的信号值在(20*m~23*m)范围内变化,用户4的信号值在(24*m~27*m)范围内变化。
如图3所示,为本发明实施例二中,信号发送方法具体实现流程图,其具体处理流程如下:
步骤31,RRU将接收到的时域信号进行降频转换处理,得到待发送给BBU的时域基带信号;
步骤32,RRU接收BBU发送的各用户的时频资源信息;
步骤33,RRU通过接收到的时频资源信息对应的时域滤波器,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
步骤34,RRU将各用户的频域基带信号分别转换为时域基带信号;
步骤35,RRU针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;
每个用户的时域基带信号的变化范围都被约束在(20*m~27*m)内。
步骤36,RRU将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;
步骤37,RRU将合并处理后的时域基带信号进行模数转换处理;
合并后的时域基带信号的变化范围在(20*m~29*m),这样保持原有量化精度不变的情况下,模数转换时只需要9bit量化就可以了,即量化精度为29
步骤38,RRU将模数转换处理后得到的信号发送给所述BBU。
相应的,本发明实施例还提供一种RRU,其结构如图4所示,包括信号获得单元41、信号提取单元42、增益控制单元43、信号合并单元44和信号发送单元45,其中:
信号获得单元41,用于获得待发送给BBU的时域基带信号;
信号提取单元42,用于从信号获得单元41获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
增益控制单元43,用于针对信号提取单元42提取出的每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;
信号合并单元44,用于将增益控制单元43进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;
信号发送单元45,用于将信号合并单元44合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。
较佳地,所述信号获得单元41具体包括信号接收子单元和信号降频子单元,其中:
信号接收子单元,用于接收时域信号;
信号降频子单元,用于将信号接收子单元接收到的时域信号进行降频转换处理,得到待发送给BBU的时域基带信号。
较佳地,所述信号提取单元42具体包括信息接收子单元和信号提取子单元,其中:
信息接收子单元,用于接收BBU发送的各用户的时频资源信息;
信号提取子单元,用于根据信息接收子单元接收到的时频资源信息,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
更佳地,所述信号提取子单元具体包括第一信号转换模块、信号分离模块和第二信号转换模块,其中:
第一信号转换模块,用于将信号获得单元41获得的时域基带信号转换为频域基带信号;
信号分离模块,用于根据信息接收子单元接收到的各用户的时频资源信息,将第一信号转换模块转换得到的频域基带信号分离为各用户的频域基带信号;
第二信号转换模块,用于将信号分离模块分离出的各用户的频域基带信号分别转换为时域基带信号。
更佳地,所述信号提取子单元具体包括通过信息接收子单元接收到的时频资源信息对应的时域滤波器,从信号获得单元41获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
较佳地,所述信号发送单元45具体包括信号转换子单元和信号发送子单元,其中:
信号转换子单元,用于将信号合并单元44合并处理后的时域基带信号进行模数转换处理;
信号发送子单元,用于将信号转换子单元进行模数转换处理后得到的信号发送给所述BBU。
较佳地,所述RRU还包括增益因子通知单元,用于将各用户的增益因子通知给所述BBU。
与上述信号发送方法对应,本发明实施例还提出一种信号接收方法,如图5所示,其具体处理流程如下:
步骤51,BBU接收RRU发送的时域基带信号;
其中,RRU向BBU发送信号的方法如图1所示,RRU针对每个用户的时域基带信号分别进行增益控制,然后合并处理后发送给BBU,也就是说RRU针对每个用户分别进行自动增益控制时的增益因子可能不同。
步骤52,从接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
其中,BBU可以采用信号发送方法中的第一种实施方式或第二种实施方式从接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号,即,可以直接在时域上分别提取各用户的时域基带信号,也可以先将时域基带信号转换到频域,在频域上分别提取出各用户的频域基带信号后再分别转换到时域。
步骤53,对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理。
BBU对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理之前,还需要接收所述RRU发送的各用户的增益因子,用户的增益因子是指RRU在对该用户的时域基带信号进行自动增益控制时的增益因子,由于RRU针对每个用户分别进行自动增益控制时的增益因子可能不同,因此RRU需要将各用户的增益因子发送给BBU,BBU在对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理时,针对每个用户,分别根据接收到的该用户的增益因子,对提取出的该用户的时域基带信号进行增益恢复处理。
相应的,本发明实施例还提供一种BBU,其结构如图6所示,包括信号接收单元61、信号提取单元62和增益恢复处理单元63,其中:
信号接收单元61,用于接收RRU发送的时域基带信号;
信号提取单元62,用于从信号接收单元61接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
增益恢复处理单元63,用于对信号提取单元62提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理。
较佳地,所述BBU还包括增益因子接收单元,用于在增益恢复处理单元63对信号提取单元62提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理之前,接收所述RRU发送的各用户的增益因子;
增益恢复处理单元63针对每个用户,分别根据增益因子接收单元接收到的该用户的增益因子,对信号提取单元62提取出的该用户的时域基带信号进行增益恢复处理。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例,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 (18)

1.一种信号发送方法,其特征在于,包括:
射频拉远单元RRU获得待发送给室内基带单元BBU的时域基带信号;
从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
针对每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;
将进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;
将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,RRU获得待发送给BBU的时域基带信号,具体包括:
RRU将接收到的时域信号进行降频转换处理,得到待发送给BBU的时域基带信号。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,RRU从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号,具体包括:
RRU接收BBU发送的各用户的时频资源信息;
根据接收到的时频资源信息,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,根据接收到的时频资源信息,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号,具体包括:
将获得的时域基带信号转换为频域基带信号;
根据接收到的各用户的时频资源信息,将转换得到的频域基带信号分离为各用户的频域基带信号;
将各用户的频域基带信号分别转换为时域基带信号。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,根据接收到的时频资源信息,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号,具体包括:
通过接收到的时频资源信息对应的时域滤波器,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU,具体包括:
将合并处理后的时域基带信号进行模数转换处理;
将模数转换处理后得到的信号发送给所述BBU。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将各用户的增益因子通知给所述BBU。
8.一种射频拉远单元,其特征在于,包括:
信号获得单元,用于获得待发送给室内基带单元BBU的时域基带信号;
信号提取单元,用于从信号获得单元获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
增益控制单元,用于针对信号提取单元提取出的每个用户的时域基带信号,分别进行自动增益控制;
信号合并单元,用于将增益控制单元进行自动增益控制后的各用户的时域基带信号进行合并处理;
信号发送单元,用于将信号合并单元合并处理后的时域基带信号发送给所述BBU。
9.如权利要求8所述的射频拉远单元,其特征在于,所述信号获得单元具体包括:
信号接收子单元,用于接收时域信号;
信号降频子单元,用于将信号接收子单元接收到的时域信号进行降频转换处理,得到待发送给BBU的时域基带信号。
10.如权利要求8所述的射频拉远单元,其特征在于,所述信号提取单元具体包括:
信息接收子单元,用于接收BBU发送的各用户的时频资源信息;
信号提取子单元,用于根据信息接收子单元接收到的时频资源信息,从获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
11.如权利要求10所述的射频拉远单元,其特征在于,所述信号提取子单元具体包括:
第一信号转换模块,用于将信号获得单元获得的时域基带信号转换为频域基带信号;
信号分离模块,用于根据信息接收子单元接收到的各用户的时频资源信息,将第一信号转换模块转换得到的频域基带信号分离为各用户的频域基带信号;
第二信号转换模块,用于将信号分离模块分离出的各用户的频域基带信号分别转换为时域基带信号。
12.如权利要求10所述的射频拉远单元,其特征在于,所述信号提取子单元通过信息接收子单元接收到的时频资源信息对应的时域滤波器,从信号获得单元获得的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号。
13.如权利要求8所述的射频拉远单元,其特征在于,所述信号发送单元具体包括:
信号转换子单元,用于将信号合并单元合并处理后的时域基带信号进行模数转换处理;
信号发送子单元,用于将信号转换子单元进行模数转换处理后得到的信号发送给所述BBU。
14.如权利要求8所述的射频拉远单元,其特征在于,还包括:
增益因子通知单元,用于将各用户的增益因子通知给所述BBU。
15.一种信号接收方法,其特征在于,包括:
室内基带单元BBU接收射频拉远单元RRU发送的时域基带信号;
从接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理之前,还包括:
接收所述RRU发送的各用户的增益因子;
对提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理,具体包括:
针对每个用户,分别根据接收到的该用户的增益因子,对提取出的该用户的时域基带信号进行增益恢复处理。
17.一种室内基带单元,其特征在于,包括:
信号接收单元,用于接收射频拉远单元RRU发送的时域基带信号;
信号提取单元,用于从信号接收单元接收到的时域基带信号中提取出各用户的时域基带信号;
增益恢复处理单元,用于对信号提取单元提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理。
18.如权利要求17所述的室内基带单元,其特征在于,还包括:
增益因子接收单元,用于在增益恢复处理单元对信号提取单元提取出的各用户的时域基带信号分别进行增益恢复处理之前,接收所述RRU发送的各用户的增益因子;
增益恢复处理单元针对每个用户,分别根据增益因子接收单元接收到的该用户的增益因子,对信号提取单元提取出的该用户的时域基带信号进行增益恢复处理。
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