CN103327654B - 可配置集成无线电处理器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及可配置集成无线电处理器。在基站中，可配置无线电单元允许与满足CPRI标准的基带处理器通信，同时允许终端用户的个性化和定制以防止被其他用户/竞争者的不期望的使用和/或访问。无线电模块是可编程的，以允许在CPRI基本帧内特别指定信号的位置、长度以及类型以及控制信息。通过被配置为允许调整这些参数，无线电模块可被通常地且大量地生产同时允许处理器的终端用户在无需附加的硬件组件（诸如FPGA电路）的情况下个人化其使用。另外，通过产生容器帧，无线电模块可允许CPRI标准与所采用的通信方案之间的异步通信。

Description

可配置集成无线电处理器

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年3月23日提交的美国临时专利申请第61/615,017号以及于2012年6月18日提交的美国专利申请第13/526,237号的优先权，将其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本公开涉及无线通信，更具体地，涉及能够被通常地制造并且在之后被编程为用户规格的可配置无线电单元。

背景技术

无线通信装置，例如移动电话，在个人的和商业的设置中变得常见。无线通信装置向用户提供对各种信息的访问以及与其他这种装置跨长距离通信的能力。例如，用户可通过在装置上的因特网浏览器来访问因特网，从数字市场下载微型应用软件（例如，应用“app”），发送并接收电子邮件，或通过由网络协议话音传送（VoIP）打电话。因此，无线通信装置向用户提供了相当大的灵活性，同时允许他们保持“连接”至通信信道和信息。

无线通信装置与一个或多个其他无线通信装置或无线接入点通信以发送和接收数据。通常，第一无线通信装置产生并且传输用编码的信息调制的无线电频率信号。此无线电频率信号被传输至无线环境并且被第二无线通信装置接收。第二无线通信装置解调并且解码所接收的信号以获得该信息。第二无线通信装置然后可以以类似的方式响应。无线通信装置可利用任意所知调制方案（包括：幅度调制（AM）、频率调制（FM）、正交幅度调制（QAM）、相移键控（PSK）、正交相移键控（QPSK）和/或正交频分复用（OFDM））以及现在或将来所知的任意其他通信方案彼此或者与访问点通信。

在许多无线通信环境中，第一或第二无线通信装置中的一个用作提供在用户装置与中央通信设施之间的通信的基站。在这种基站中，无线电单元通常被定位在蜂窝塔的物理高点以与用户装置通信。然而，信号处理的重要部分通过通信设施实际发生在被定位在距离该无线电单元相当距离处（例如，在地下掩体中或在附近）的基带处理器中。

在传统的基站中，基带模块和无线电模块在通用公共无线电接口（CPRI）或其他接口下彼此通信。然而，在许多基站中，每个服务提供者可具有以专有方式操作的其自己的基带处理器从而允许服务提供者垄断其自己的装备。为了便于无线电单元与服务提供者的唯一基带处理器之间的通信，服务提供者因而必须提供FPGA（现场可编程门阵列）或其他可编程电路，其将通过无线电单元接收的信息通信转换成可通过其自己的基带处理器处理的信息，并且反之亦然。

发明内容

本公开提供了一种可配置无线电单元，能够经由通用公共无线电接口（CPRI）标准从基带处理器接收信息，该无线电单元包括：CPRI成帧模块，被配置为根据从基带处理器接收的信息产生基于用户定义的线速率和用户定义的帧长度中的至少一个的CPRI基本帧的流；协议泵模块，被配置为从对应于正交信号信息的CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取用户定义的第一子集的连续位；以及控制信道模块，被配置为从对应于控制信道信息的CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取用户定义的第二子集的连续位。

优选地，CPRI成帧模块被配置为在用户定义的线速率而不是由CPRI标准定义的标准线速率下进行操作，并且其中，CPRI成帧模块被配置为在用户定义的帧长度而不是由CPRI标准定义的标准帧长度下进行操作。

优选地，协议泵模块包括：位泵模块，被配置为提取用户定义的第一子集的连续位；以及协议成帧模块，被配置为将提取的第一子集的连续位组织成正交数据信号的同相和正交采样。

优选地，位泵模块被配置为通过用于定义用户定义的第一子集的连续位的开始位和长度来编程，并且其中，位泵模块被配置为从在编程开始位开始并且具有等于编程长度的多个位的每个CPRI基本帧提取第一子集的连续位。

优选地，位泵模块通过从每个连续的CPRI基本帧提取第一子集的连续位来产生恒定带宽连续数据流。

优选地，协议成帧模块被配置为，当无线电单元采用以基本帧流的基本帧速率的整数倍的采样速率操作的通信方案时，使得位泵模块从每个连续CPRI基本帧提取整数个同相和正交采样。

优选地，协议成帧模块被配置为，当无线电单元采用以不是基本帧流的基本帧速率的整数倍的采样速率操作的通信方案时，产生用于基于通过位泵模块提取的第一子集的连续位来组织整数倍的同相和正交采样的容器帧。

优选地，控制信道模块包括：位泵模块，被配置为从作为虚拟控制信道帧的控制信道信息的连续CPRI基本帧提取用户定义的第二子集的连续位；多个数据模块，被配置为处理包含在虚拟控制信道帧内的不同组信息；以及子信道解复用器，被配置为通过在虚拟控制信道帧内的特定组信息的位置可编程，并且被配置为将特定组信息在它们从位泵模块被接收到时引导至多个数据模块中的对应的那些。

本公开还提供了一种可配置无线电单元，能够经由通用公共无线电接口（CPRI）标准从基带处理器接收信息并且利用所选择的通信方案处理用于传输至无线通信环境的所接收的信息，该无线电单元包括：CPRI成帧模块，被配置为根据从基带处理器接收的信息产生具有标准CPRI基本帧速率的CPRI基本帧的流；协议泵模块，被配置为从表示正交信号信息的CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取一个子集的连续位；其中，所选择的通信方案采用不是标准CPRI基本帧速率的整数倍的采样速率。

优选地，协议泵包括：协议成帧模块，被配置为产生用于正交信号信息的整数个同相和正交采样并且识别要从CPRI基本帧流的每个CPRI基本帧提取的多个位的容器帧；以及位泵模块，被配置为等于位的数量的上限的每个CPRI基本帧提取多个位。

优选地，协议成帧模块被配置为通过确定通信方案采样速率与CPRI基本帧速率的最小公倍数，基于确定的最小公倍数改变容器帧的尺寸并且将所提取的子集的连续位组织成多个同相/正交符号来产生容器帧。

优选地，协议成帧产生具有挡住多个同相/正交符号的多个前面填充位和多个后面填充位的容器帧，其中，协议成帧器将所提取的子集的连续位组织成多个同相/正交符号使得多个同相/正交符号中的每一个包括至少一个符号填充位。

优选地，多个同相/正交符号中的每一个包括至少一个指定用于第一通信信道的数据采样和至少一个指定用于第二通信信道的数据采样。

优选地，协议成帧模块被配置为，当检测到通信方案采样速率与CPRI基本帧速率之间的滑移时，将容器帧的尺寸修改至少一个CPRI基本帧的尺寸。

本公开还提供了一种用于当采用采样速率不是CPRI基本帧流的CPRI基本帧速率的整数倍的通信方案时传输包含在CPRI基本帧流内的信号数据的方法，该方法包括：计算通信方案采样速率和所CPRI基本帧速率的最小公倍数；基于所计算的最小公倍数产生容器帧；从CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取一个子集的位；将所提取的子集的位组织成在容器帧内的多个同相/正交符号；以及缓冲容器帧用于传输。

优选地，将所提取的子集的位组织成多个同相/正交符号包括将至少一个符号填充位放置在每个同相/正交符号中，并且其中，产生容器帧包括将多个前面填充位放置在容器帧的开始并且将多个后面填充位放置在容器帧末端，以挡住多个同相/正交符号。

优选地，将提取的子集组织成在容器帧内的多个同相/正交符号包括将指定于第一通信信道的至少一个数据采样和指定于第二通信信道的至少一个数据采样放置在多个同相/正交符号中的每一个中。

优选地，该方法进一步包括针对时钟滑移而监控与通信方案相关联的时钟以及与CPRI基本帧流相关联的时钟；以及当已检测到时钟滑移时，补偿时钟滑移。

优选地，该方法进一步包括将时钟滑移情形确定为是当通信方案时钟运行得比期望的更慢和CPRI时钟运行得比期望的更快中的至少一种时的溢出情形或者是当通信方案时钟运行得比期望的更快和CPRI时钟运行得比期望的更慢中的至少一种时的下溢情形。

优选地，补偿时钟滑移包括根据已检测到溢出情况还是下溢情况而将容器帧的尺寸增大或减小至少一个CPRI基本帧的尺寸。

附图说明

将参照附图描述实施方式。在附图中，相同的参考标号指示相同或功能类似的元件。另外，参考标号最左边的数字（或多个数字）标识其中参考标号首先出现的附图。

图1示出了示例性无线通信环境的框图；

图2示出了可在无线通信环境内实现的示例性可配置无线电模块的框图；

图3示出了可在可配置无线电模块内实现的示例性协议泵模块的框图；

图4示出了示例性容器帧结构/分解；

图5示出了可被包括在该容器帧内的示例性符号；

图6示出了可在可配置无线电模块内实现的示例性控制信道模块的框图；

图7示出了可通过控制信道模块处理的示例性控制信道帧；

图8示出了用于从CPRI信号提取信号和控制数据的示例性方法；以及

图9示出了用于补偿时钟滑移的示例性方法。

具体实施方式

下面的详细描述参阅附图，以示出与公开一致的示例性实施方式。在详细描述中参阅“一种示例性实施方式”、“示例性实施方式”、“实例示例性实施方式”等指示所描述的示例性实施方式可包括特定特征、结构或特性，但每个示例性实施方式并不是必须包括特定特征、结构或特性。此外，这种术语并不一定参考相同的示例性实施方式。另外，当结合示例性实施方式描述特定的特征、结构或特性时，在本领域技术人员的知识范围内的是无论是否明确地描述都能结合其他示例性实施方式来影响这种特征、结构或特性。

提供本文所描述的示例性实施方式是为了示出的目的，而不是限制。其他示例性实施方式是可能的，并且在公开的思想和范围内科对示例性实施方式进行变形。因此，具体实施方式并不意在限制发明。更准确地，仅结合下列的权利要求和其等价物来定义发明的范围。

实施方式可以以硬件（例如，电路）、固件、软件或其任意结合来实现。实施方式还可被实现为被存储在机器可读介质中的指令，其可通过一个或多个处理器被读取并执行。机器可读介质可包括用于存储或传输以通过机器（例如，计算装置）可读取的形式的信息的机构。例如，机器可读介质可包括只读存储器（ROM）；随机存取存储器（RAM）；磁盘存储介质；光存储介质；闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号（例如，载波、红外信号、数字信号灯）以及其他。此外，固件、软件、程序、指令在本文中可被描述为执行特性动作。然而，应理解的是这种描述仅是为了方便并且这种动作实际上由执行固件、软件、程序、指令等的装置、处理器、控制器或其他装置产生。此外，如下所述，可通过通用计算机来执行任意的实现方式的变形。

为了该讨论的目的，术语“模块”应被理解成包括软件、固件、以及硬件中的至少一个（诸如，一个或多个电路、微芯片或装置，或其任意结合）以及其任意结合。另外，应理解的是，每个模块可包括在实际装置内的一个或多于一个的组件，并且形成所述模块的一部分的每个组件可协同地或独立地起到形成该模块的一部分的任意其他组件的作用。反过来，本文所描述的多个模块可表示在实际装置内的单个组件。此外，在模块内的组件可以是在单个装置中或以有线或无线方式分布在多个装置之间。

示例性实施方式的下列描述将如此充分地揭示发明的一般属性以至于在不背离公开的思想和范围的情况下，在不存在过度实验的情况下，其他人可通过应用在本领域技术人员的知识来针对各种应用容易地修改和/或改编这种示例性实施方式。因此，这种改编和修改意在在基于本文所给出的教导和指导的示例性实施方式的含义和多个等价物内。应理解的是，本文的措辞和术语是为了描述的目的并且并不是限制性的，使得本说明书的措辞和术语可被本领域技术人员关于本文的教导来解释。

尽管下列描述按照无线通信（具体地，移动通信）来描述，但本领域技术人员将认识到在不背离本公开的思想和范围的情况下此描述还可被应用于使用有线的、光的或其他的无线通信方法的其他通信。

示例性无线通信环境

图1示出了无线通信环境100的示例性框图。无线通信环境100在无线通信装置之间提供信息（诸如，一个或多个命令和/或数据）的无线通信。无线通信装置可均被实现为单独的或分立的装置（诸如，移动电话），或者可以被结合进或耦接至另一电装置或主机装置，诸如，便携计算装置、照相机、或全球定位系统（GPS）单元或其他计算装置，诸如个人数字助理、视频游戏装置、膝上型电脑、台式机、或平板电脑、例如打印机或便携的音频和/或视频播放器，和/或在不背离本公开的思想和范围的情况下对本领域技术人员显而易见的任意其他合适的电子装置。

示例性无线通信环境100包括第一无线通信装置110和第二无线通信装置120。第一无线通信装置110和第二无线通信装置120中的每一个可被包括在均能够无线传输和无线接收的对应无线传输通信装置。为了该讨论的目的，第一无线通信装置110可表示基站的示例性实施方式，而第二无线通信装置120可表示在无线通信网络内的用户装置/订户站的示例性实施方式。

基站可包括专有基带模块116和可配置无线电模块114。基带模块116对发出的信号在将这些信号转发至可配置无线电模块114之前执行各种信号处理功能。如上面所讨论的，传统基站要求用于便于专用基带模块与无线电单元之间的通信的附加FPGA。为了避免要求这种FPGA，基站110包括可配置无线电模块114。

基于其配置，无线电模块114能够在无介入的FPGA的情况下与专用基带模块116通信。在从基带模块116接收到发出的信号之后，无线电模块114对发出的信号执行附加的处理并且将该信号经由天线111传输至无线通信环境110。本领域技术人员将认识到天线111可包括整个天线阵列，并且天线111可能够传输和接收信号。

第二无线通信装置120经由其天线121从无线通信环境100接收信号。再次，本领域技术人员将认识到天线121可包括整个天线阵列，并且天线121可能够传输和接收信号。第二无线通信装置120可通过将信号传输回基站110来进行响应，该基站接收和处理该信号。

下面关于相关附图讨论基站和可配置无线电模块114的详细功能。

示例性可配置无线电模块

图2示出了可在无线通信环境内实现的示例性可配置无线电模块200的框图。无线电模块200包括协议泵模块230和控制信道模块240，并且可表示可配置无线电模块114的示例性实施方式。无线电模块可包括各种其他物理层装置（例如，放大器、混频滤波器、数字/模拟转换器等）以进一步提供当需要无线信号传输时的信号处理，正如本领域中的这些技术人员所理解的。

将关于下行通信方向进行下面的可配置无线电模块200的描述，其中无线电模块200为了至无线通信环境100的通信而从基带模块116接收信息。然而，本领域技术人员将容易地认识到为了在上行通信方向中操作可以相反的顺序类似地执行下列功能，其中无线电模块200将从通信环境100接收到的信息提供至基带处理器116。

无线电模块200包括能够经由数据总线245与彼此通信的控制器模块250和存储器模块260。存储器模块250可被配置为存储可通过无线电模块200的终端用户编程的各种操作配置，包括允许控制器模块250控制无线电模块200的各种组件以实现专用通信和处理方案的这种指令。控制器模块250可能够控制一个或多个无线电模块200的元件以实现这些被编程的通信和处理方案。

无线电模块200包括被配置为将数据发送至基带模块116/从基带模块116接收数据的通信接口210。通信接口210可包括用以将到来/发出的信号转换成适当的传输格式的必要功能，诸如，一个或多个串行器/解串行器（SERDES）。一旦从基带模块116接收到信号，通信接口210将接收到的信息转发至CPRI成帧模块220。

CPRI成帧模块220从接收到的数据流内部识别CPRI基本帧并且将得到的基本帧数据流转发至协议泵模块230和控制信道模块240中的每一个。协议泵模块230从基本帧数据流提取同相（I）以及正交（Q）的信号信息，并且将提取到的I/Q信息转发至I/Q总线235用于诸如上数字上转换、数字下转换和/或传输至无线通信环境100的进一步处理。控制信道模块240从基本帧数据流提取控制信道信息并且将此信息转发至数据总线245。然后，提取到的控制信道信息可被控制器模块250处理和/或从那里得到的信息可被存储到存储器模块260中。

1.可编程的帧长度

当与基带模块116通信时，CPRI标准规定了几种标准线速率和帧长度，包括：

线速率(Mbps)	帧长度(字节)
		614.4	16
1228.8	32
		2457.6	64
3072.0	80
		4915.2	128
6144.0	160
		9830.4	256

然而，许多专用系统采用落在此标准值列表之外的线速率和帧长度。因此，可配置无线电模块200的CPRI成帧模块220可被编程以实现非标准的线速率/帧长度。这可以通过设定在CPRI成帧模块220内的一个或多个数据寄存器，或者通过根据被存储在存储器模块260中的信息来控制CPRI成帧模块220的控制器模块250来执行。

利用被编程的线速率/帧长度，CPRI成帧模块220产生包含从基带模块116接收的信息的CPRI基本帧流，然后其转发至协议泵230和控制信道模块240用于进一步的处理。

2.协议泵模块

图3示出了可在可配置无线电模块200内实现的示例性协议泵模块300的框图。协议泵模块300包括位泵模块310和协议成帧模块320，并且可表示协议泵模块230的示例性实施方式。图4示出了示例性容器帧结构/分解，并且将被用于描述协议泵模块300的功能。

协议泵模块300从CPRI成帧模块220接收CPRI基本帧的流410。CPRI基本帧流410包括多个CPRI基本帧412。位泵模块310从每个CPRI基本帧412提取连续编号的位415以产生虚拟数据流。通常，此连续编号的位在位置和长度上都通过CPRI基本帧标准预定义。然而，位泵模块310可根据终端用户的设计意向被编程，这规定了有意义的定制。

例如，在传统系统中，可要求位泵提取在每个CPRI基本帧的位32处开始的12个连续的位，这明显不允许定制和/或个性化，并且因此不会有助于使芯片专用。通过允许位泵模块310可被编程，CPRI基本帧可以实际上以任意方式被构造，使得在那些基本帧内的位布局可被定制。例如，位泵模块310可提供开始位以及长度被编程。然后位泵模块310将从每个基本帧412提取等于该长度的开始于开始位的连续编号的位。

随着位泵模块310从CPRI基本帧412提取指定的位序列415，位泵模块310将提取的位序列415转发至协议成帧模块320。协议成帧模块320从位泵模块310接收固定带宽数据流并且从数据流提取要被提供至I/Q总线235的I/Q采样数据。

A．简单提取

CPRI标准定义了CPRI基本帧速率的频率为3.84MHz。当前使用的几个通信方案采用该频率的某些整倍数，其使得提取I/Q采样相对直接。

在最简单的实例中，通信方案可采用3.84MHz，意味着在每个CPRI基本帧412中有一个I/Q采样。如果每个采样由16位数据构成，则协议成帧模块320只从每个CPRI基本帧412接收32位数据（I采样的16位和Q采样的16位）并且把这些位转发至I/Q总线。在另一实例中，采用3.84MHz的CPRI标准频率的两倍的通信方案在每个CPRI基本帧412中将具有两个I/Q采样。在这种情况下，协议成帧模块320接收信息的64位（对应于2个I采样和2个Q采样的位）用于转发。即使在此简单的情况中，采样大小可以是可编程的。例如，尽管每个基本帧可存在两个采样，但用户可将采样构造成非16位的特定数量的位。

B．容器帧

然而，在许多情况中，被采用的通信方案将不使用通过CPRI标准定义的3.84MHz的整倍数的采样速率（例如，WIMAX、CDMA、GSM等）。当通信方案的频率不是3.84MHz的整倍数时，通信方案的采样速率将是这样，即，在每个CPRI基本帧412中并不存在整数个的I/Q采样。为了协调不同的频率，协议成帧模块320产生容器帧420，如下所述。

为了确保协议成帧模块320处理整数个I和Q采样，协议成帧模块320计算或接收通信方案的采样速率和CPRI标准的采样速率的最小公倍数N_sample。例如，此最小公倍数N_sample可以按50,000-60,000的规模大。在CPRI基本帧412的数量上，最小公倍数N_sample对应于容器帧420的长度。例如，最小公倍数可计算如下：

T_CPRI=1/3.84MHz， （1）

T_protocol=1/f_{sample_rate}， （2）

T_LCM=CLM(T_CPRI,T_protocol)， （3）

N_sample=T_LCM/T_protocol， （4）

其中，T_CPRI是CPRI采样周期，T_protocol是协议采样周期并且T_LCM是这些周期的最小公倍数。

既然已确定了容器帧420的长度，协议成帧模块320可确定多少通信方案采样将适合在容器帧420内，并且将结果除回到基本帧的数量以确定需要由位泵模块310从每个CPRI基本帧412提取的位序列415（N_{bits_per_frame}）。例如，每个帧的位数可计算如下：

N_basic=T_CLM/T_CPRI， （5）

N_bits=N_sample*bits_per_protocol_sample， （6）

其中，N_basic是基本帧的数量，并且N_bits是为了提取而计算的位的总数。

在实例中，协议成帧模块320在上面的计算已被执行之后确定来自每个CPRI基本帧412的1.8位需填充容器帧420。因为协议成帧模块320不能在容器帧中分配部分位，所以改为协议成帧模块320分配每个CPRI基本帧412的所计算位数的最高限度（在一个实例中，）。因此，容器帧420将经常具有大于通信方案协议所需的位数的大小。

为了容纳此额外的空间，当根据所提取的位序列415构造容器帧420时，协议成帧模块420添加填充位。换言之，在下面的情况中会需要填充位：

N_{container_bits}≥N_bits，其中 （8）

N_{container_bits}＝N_{bits_per_frame}*N_basic （9）

例如，如图4中所示，协议成帧模块320可添加挡住根据所提取的位序列415构造的多个符号440的前面填充位430和后面填充位450。另外，在每个符号440内，除了多个I/Q采样460以外，协议成帧模块320还可添加符号填充位470以有助于使所需缓冲器空间最小化并且降低系统延迟。

利用上面的配置向终端用户提供重要的可用定制。例如，前面填充位430的数量和后面填充位450的数量均可被定义。另外，可使得填充位包括由在基站110内的其他部件所使用“隐藏”信息。此外，容器帧420内所包含的符号440的格式可以是定制的。

图5示出了作为可被包括在该容器帧420内的符号440的实例的示例性符号500。作为可用定制的一部分，用户可定义块尺寸（A×C尺寸），

并且构成每个符号的块副本，以及符号填充位510的尺寸。

CPRI标准将A×C定义为天线载波的数量（一个天线载波是在一个天线上的一个载波的I/Q数据）。符号500由于其包括指定用于第一天线载波ch1和第二天线载波ch2的数据所以具有尺寸为2的A×C组。块尺寸识别指定用于单个天线载波的连续采样的数量。符号500具有为2的块尺寸，因此对于两个天线信道中的每一个包含两个连续采样的块（例如，ch1[0]和ch1[1]，ch2[0]和ch2[1]等）。最后，块副本可被配置为定义单个信道的块的倍数被包含在符号内。符号500具有等于2的块副本，因此包括两个信道1块和两个信道2块（例如，ch1[0]/ch1[1]和ch1[2]/ch1[3]信道1块等）。以这种方式，重要定制对用户而言是可用的。

以此方式装配容器帧提供了重要的有益效果。例如，如之前所提及，在每个符号中放置填充位降低了所需缓冲和系统延迟。具体地，不同于能够仅在包可用于发送时发送信息的基于包的通信，CPRI采用在指定用于传输的每个时隙期间要求要被发送的信息的时分复用。因此，如果填充位仅在容纳帧420的开始或结束处被提供，则将需要极大的缓冲器以存储足够大数量的信息，以确保信息位在指定的时隙被实际显现。这也相应地提高了系统的延迟。然而，通过将填充位添加至每个符号，填充位可散布于整个容器帧，其充分地降低了所需缓冲的量。另外，通过在每个符号内放置多个载波，那些载波可共享符号填充位，这甚至进一步降低了缓冲。

3．时钟滑移

在某些情形中，特别地，当通信方案频率并不是CPRI标准频率的整倍数时和/或当采样流的采样率时钟未被锁定至与CPRI时钟相同的基准时，会出现时钟滑移。具体地，尽管容器帧的尺寸已基于CPRI的期望频率和通信协议被预先地计算，实际频率可在特定的情形中从其期望值渐渐离开，这改变了与所计算的那些的界限。因为CPRI以TDM操作，所以滑移由于其会要求本质上无限的缓冲器以确保溢出（例如，如果通信协议运行更快）或下溢（例如，如果通信协议运行慢）不发生，所以会造成严重的问题。

为了抵消时钟滑移，并且为了降低缓冲要求，协议成帧模块320可添加一个或多个帧至特定容器帧420，或从该特定容器帧减少一个或多个帧。应当注意的是，通常可通过向/从特定容器帧420添加或减少仅单个CPRI帧来校正滑移，尤其是在多个容器帧之间执行时。

参照图4，提供了时钟滑移补偿的实例。如果通信方案（例如，GSM）比期望的运行更慢，协议成帧模块320可通过包括CPRI基本帧N的位两次来延长容器帧420的长度。反过来，如果通信方案比期望的运行得更慢，协议成帧模块320可通过在CPRI基本帧N-1结束容器帧420并且早开始下一容器帧来缩短容器帧420的长度。

由于上面的描述涉及可配置无线电单元200的配置，所以需要识别在不同容器帧420的尺寸上的对于用于合适的容器帧分解的基带模块116的变化。在实施方式中，协议成帧模块320可包括用于基带模块116的指令作为填充位的一部分（例如，前面填充位430）。以这种方式，一旦接收到特定容器帧420，基带模块116可分析填充位以确定对应的容器帧是否已被延长或缩短。在另一实施方式中，可构造的无线电单元200可关于帧是否被添加或减少而通过控制信道明确地通信。

3．控制信道模块

图6示出了可在被实现在可配置无线电模块200内的示例性控制信道模块600的框图。控制信道模块600包括位泵模块610、多个子信道解复用器620以及用于不同类型数据的对应多个数据模块630-650，并且可表示控制信道模块240的示例性实施方式。

位泵模块610对于下一泵模块300的位泵模块310用作第二位泵，并且从接收自CPRI成帧模块220的CPRI基本帧412中的每一个提取第二组位。由于通过位泵模块310，用户可对位泵模块610编程以根据用户自己的控制信道规格从每个CPRI基本帧412提取特定位置和数量的位。这些被提取的位然后通过作为控制信道的控制信道模块600被处理。

CPRI标准定义利用超帧结构（Hyper Frame construct）定义控制信道结构。每个CPRI基本帧412包含形成超帧的一部分的控制字。位泵模块610从每个CPRI基本帧412提取对应于控制字的位。在每个CPRI基本帧412内的这些控制字的位置和长度可通过用户来设定，并且位泵模块610可由此配置以提取对应于控制字的适当位。

图7示出了可通过控制信道模块600处理的示例性控制信道帧，并且其可表示示例性超帧。如图7中所示，控制信道帧包括256个控制字的阵列，通常具有64行4列的尺寸。然而，应当注意，控制信道帧的尺寸可被修改并且还被设定成不同于256的值作为用户的配置的一部分。该阵列具有与从CPRI基本帧412提取的控制字的字长相等的深度。

在控制信道帧中，第一列包括通过位泵模块610提取的控制字0-63，第二列包括下一64字（字64-127），第三列包括字121-191，而第四列包括字192-255。

尽管通过CPRI标准来要求某些控制信息的位置，但可在此控制信道帧内定义几条其他不同控制信息的位置。例如，对于以太网控制信息，控制字19-60可由用户来指定。由于控制字是从对应的CPRI基本帧412提取，所以子信道解复用器620将那些控制字引导至其指定的目的地。在上面的实例中，子信道解复用器620a将控制字19-60路由至以太网数据模块630用于进一步的处理。类似的子信道解复用器620b和620c将对应于HDLC数据和原始数据（Raw data）的控制字分别路由至HDLC数据模块640和原始数据模块650。

应当注意，子信道解复用器620a-620c可构成将所有到来的控制字路由至其指定的目的地的单个解复用器。还应注意，可存在用于处理其他类型的控制数据的更多类型的数据模块，或者可存在如所期望的更少的数据模块。

通过允许各种控制信道信息的位置被唯一地配置，可向可配置无线电模块200的终端用户提供重要的定制。

反向通信

如之前所提到的，已关于下行通信进行了上面的讨论，其中，从基带模块116通过可配置的接收器模块114来接收CPRI信号。然而，可配置的无线电模块300可为了将信息发送至基带模块116对上面讨论的那些执行类似（但是相反的）的处理。

例如，协议泵模块230可以与图4中所示的基本是相反的方式从I/Q总线235接收I/Q数据并且从接收到的I/Q数据的不同信道产生容器帧。然后容器帧420可被提供至CPRI成帧模块220以产生CPRI基本帧流410。

类似地，控制信道模块240可从数据总线245和/或各种数据模块630-650接收信息,并且根据其重构控制信道帧。然后该控制信道帧可被提供至CPRI成帧模块220以产生CPRI基本帧流410。

从协议泵模块230和控制信道模块240接收到必要信息后，CPRI成帧模块220可产生CPRI基本帧流410以传输至基带模块116。基带模块116可具有类似于可配置接收器模块114的配置的配置，以适当地接收、分解以及处理CPRI基本帧流410。以此方式，可在可配置接收器模块114和基带模块116二者中在上行和下行两个方向上执行专用的CPRI通信。

译解CPRI信息的示例性方法

图8示出了用于从在无线电模块中的CPRI信号提取信号和控制数据的示例性方法。在该方法中，通过无线电模块接收CPRI基本帧流810。无线电模块计算3.84MHz的CPRI频率与当前通信方案的频率之间的最小公倍数820。然后无线电模块基于计算出的最小公倍数来创建包括多个前面填充位的容器帧830。应当注意的是，可产生这些填充位以包括指令和/或其他信号。

根据该最小公倍数，无线电模块能够确定必须从每个CPRI基本帧提取多少位，并且从每个连续的CPRI基本帧840提取等于此数的连续位组。利用这些位，无线电模块在容器帧850内构造I和Q信息的符号。每个符号可包括用于一个或多个信道的I/Q数据并且可包括符号填充位。一旦容器帧已用提取出的位填充，则附加后面填充位以完成容器帧860。然后，此容器帧被缓冲以用于通信870。

同时，与上面一样，可从对应于控制信道信息880的CPRI基本帧流的每个CPRI基本帧提取第二组连续位。这些提取出的位可对应于控制信道帧。通过在控制信道帧内配置有各种数据的特定位置，此数据可通过无线电模块被解复用以将不同条控制信息提供至对应的指定目的地用于进一步处理890。

本领域技术人员应认识到，上面的方法可附加地或可选地包括上面所讨论的可配置无线电模块300的功能中的任意一种，以及其修改的任意一种。此外，示例性方法的以上描述不应被理解成限制该方法以及可配置无线电模块300的描述。

补偿时钟滑移的示例性方法

图9示出了用于补偿无线电模块中的时钟滑移的示例性方法。如上所述，可存在某些情况，其中通信方案时钟和/或CPRI时钟将从彼此偏移开。在这种情况中，CPRI和通信方案的实际时钟速度与期望值900相比较。

如果比较指示了溢出情形（例如，通信方案时钟运行得比期望的更慢和/或CPRI时钟运行得比期望的更快）910Y，则容器帧的长度可增加一个或多个CPRI基本帧920。如果，另一方面910N，比较指示下溢情形（例如，通信方案时钟运行得比期望的更快和/或CPRI时钟运行得比期望的更慢）930Y，则容器帧的长度可减小一个或多个CPRI基本帧940。

一旦容器帧的长度已被调整，或者如果比较指示既没有溢出也没有下溢情形930N，则期望值频率和实际值频率再次比较900以连续监控可能的时钟滑移。

本领域技术人员将认识到上述方法可附加地或可选地包括上述可配置无线电模块300的功能中的任意一种以及其修改的任意一种。此外，示例性实施方式的以上描述既不应被理解为限制该方法也不应被理解为限制可配置无线电模块300的描述。

结论

应理解的是，具体实施方式部分而不是摘要部分意在用于解释权利要求。摘要部分可给出一种或多种，但不是所有的示例性实施方式，因此并不意在以任何方式限制本公开和所附权利要求。

已借助于示出具体功能和其关系的实现的功能模块在上面描述了本发明。为了方便描述了在本文中任意地定义了这些功能模块的界限。可定义替代界限，只要具体功能和其相互关系被适当执行即可。

对本领域技术人员显而易见的是，在不背离发明的思想和范围的情况下可在其中进行在形式和细节上的各种变化。因此，发明不应受限于上述的示例性实施方式，而应仅根据所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (10)

1.一种可配置无线电单元，能够经由通用公共无线电接口(CPRI)标准从基带处理器接收信息，所述无线电单元包括：

CPRI成帧模块，被配置为根据从所述基带处理器接收的信息产生基于用户定义的线速率和用户定义的帧长度中的至少一个的CPRI基本帧的流；

协议泵模块，被配置为从对应于正交信号信息的CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取用户定义的第一子集的连续位；以及

控制信道模块，被配置为从对应于控制信道信息的CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取用户定义的第二子集的连续位。

2.根据权利要求1所述的可配置无线电单元，其中，所述CPRI成帧模块被配置为在所述用户定义的线速率而不是由所述CPRI标准定义的标准线速率下进行操作，并且

其中，所述CPRI成帧模块被配置为在所述用户定义的帧长度而不是由所述CPRI标准定义的标准帧长度下进行操作。

3.根据权利要求1所述的可配置无线电单元，所述协议泵模块包括：

位泵模块，被配置为提取所述用户定义的第一子集的连续位；以及

协议成帧模块，被配置为将提取的所述第一子集的连续位组织成正交数据信号的同相和正交采样。

4.根据权利要求3所述的可配置无线电单元，其中，所述位泵模块被配置为通过用于定义所述用户定义的第一子集的连续位的开始位和长度来编程，并且

其中，位泵模块被配置为从在编程开始位开始并且具有等于编程长度的多个位的每个CPRI基本帧提取所述第一子集的连续位。

5.根据权利要求4所述的可配置无线电单元，其中，所述位泵模块通过从每个连续的CPRI基本帧提取所述第一子集的连续位来产生恒定带宽连续数据流。

6.根据权利要求3所述的可配置无线电单元，其中，所述协议成帧模块被配置为，当所述无线电单元采用以所述基本帧流的基本帧速率的整数倍的采样速率操作的通信方案时，使得所述位泵模块从每个所述连续CPRI基本帧提取整数个所述同相和正交采样。

7.根据权利要求6所述的可配置无线电单元，其中，所述协议成帧模块被配置为，当所述无线电单元采用以不是所述基本帧流的基本帧速率的整数倍的采样速率操作的通信方案时，产生用于基于通过所述位泵模块提取的所述第一子集的连续位来组织整数倍的所述同相和正交采样的容器帧。

8.根据权利要求1所述的可配置无线电单元，所述控制信道模块包括：

位泵模块，被配置为从作为虚拟控制信道帧的控制信道信息的连续CPRI基本帧提取所述用户定义的第二子集的连续位；

多个数据模块，被配置为处理包含在所述虚拟控制信道帧内的不同组信息；以及

子信道解复用器，被配置为通过在所述虚拟控制信道帧内的特定组信息的位置可编程，并且被配置为将所述特定组信息在它们从所述位泵模块被接收到时引导至所述多个数据模块中的对应的数据模块。

9.一种可配置无线电单元，能够经由通用公共无线电接口(CPRI)标准从基带处理器接收信息并且利用所选择的通信方案处理用于传输至无线通信环境的所接收的信息，所述无线电单元包括：

CPRI成帧模块，被配置为根据从所述基带处理器接收的信息产生具有标准CPRI基本帧速率的CPRI基本帧的流；

协议泵模块，被配置为从表示正交信号信息的CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取一个子集的连续位；

其中，所述所选择的通信方案采用不是所述标准CPRI基本帧速率的整数倍的采样速率。

10.一种用于当采用采样速率不是CPRI基本帧流的CPRI基本帧速率的整数倍的通信方案时传输包含在所述CPRI基本帧流内的信号数据的方法，所述方法包括：

计算所述通信方案的采样速率和所述CPRI基本帧速率的最小公倍数；

基于所计算的所述最小公倍数产生容器帧；

从所述CPRI基本帧流的连续CPRI基本帧提取一个子集的位；

将所提取的子集的位组织成在所述容器帧内的多个同相/正交符号；以及

缓冲所述容器帧用于传输。