发明内容
本发明的主要目的在于提供一种数字光纤直放站及其信号传输方法,以解决现有技术中数字光纤直放站传输信号实时性差的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种数字光纤直放站的信号传输方法。
本发明数字光纤直放站的信号传输方法包括:数字光纤直放站的近端机将下行网络信号转换为中频信号;近端机根据CPRI协议将中频信号封装为CPRI帧信号;近端机发送CPRI帧信号到数字光纤直放站的远端机;远端机检测与近端机之间的数据链路是否已经连接;若远端机与近端机之间的数据链路已经连接,则远端机获取CPRI帧信号中的中频信号;以及远端机将获取到的中频信号填放到IQ数据段。
进一步地,远端机检测与近端机之间的数据链路是否已经连接包括:在数字光纤直放站上电后,远端机检测hyp帧头;当检测到连续的256个hyp帧头时,确定远端机与近端机之间的数据链路已经连接。
进一步地,若远端机与近端机之间的数据链路已经连接,则该方法还包括:远端机在其寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据。
为了实现上述目的,根据本发明的另一个方面,提供了另一种数字光纤直放站的信号传输方法。
本发明的数字光纤直放站的信号传输方法包括:数字光纤直放站的远端机将上行网络信号转换为中频信号;远端机根据CPRI协议将中频信号封装为CPRI帧信号;远端机发送CPRI帧信号到数字光纤直放站的近端机;近端机检测与远端机之间的数据链路是否已经连接;若近端机与远端机之间的数据链路已经连接,则近端机获取CPRI帧信号中的中频信号;以及近端机将获取到的中频信号填放到IQ数据段。
进一步地,近端机检测与远端机之间的数据链路是否已经连接包括:在数字光纤直放站上电后,近端机检测hyp帧头;当检测到连续的256个hyp帧头时,确定近端机与远端机之间的数据链路已经连接。
进一步地,若近端机与远端机之间的数据链路已经连接,则该方法还包括:近端机在其寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和wlan数据。
为了实现上述目的,根据本发明的再一个方面,提供了一种数字光纤直放站。
本发明的数字光纤直放站包括相互通信的近端机和远端机,其中,近端机由施主天线、第一射频接口模块、第一模数/数模转换模块、第一变频模块、第一滤波模块、第一CPRI接口模块和第一光电转换模块组成,其中,第一变频模块用于将下行网络信号转换为中频信号,还用于将中频信号转换为上行网络信号,第一CPRI接口模块用于将中频信号封装为CPRI帧信号后传输至第一光电转换模块;远端机由重发天线、第二射频接口模块、第二模数/数模转换模块、第二变频模块、第二滤波模块、第二CPRI接口模块和第二光电转换模块组成,其中,第二变频模块用于将上行网络信号转换为中频信号,还用于将中频信号转换为下行网络信号,第二CPRI接口模块用于将中频信号封装为CPRI帧信号后传输至第二光电转换模块;其中,第一CPRI接口模块还用于在接收到CPRI帧信号时,获取CPRI帧信号中的中频信号,并将获取到的中频信号填放到近端机的IQ数据段;第二CPRI接口模块还用于在接收到CPRI帧信号时,获取CPRI帧信号中的中频信号,并将获取到的中频信号填放到远端机的IQ数据段。
进一步地,在数字光纤直放站上电后,第一CPRI接口模块与第二CPRI接口模块分别还用于检测hyp帧头;当第一CPRI接口模块检测到连续的256个hyp帧头时,第一CPRI接口模块用于接收远端机的CPRI帧信号;以及当第二CPRI接口模块检测到连续的256个hyp帧头时,第二CPRI接口模块用于接收近端机的CPRI帧信号。
进一步地,近端机还用于在接收到远端机的CPRI帧信号时,在近端机寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据;以及远端机还用于在接收到近端机的CPRI帧信号时,在远端机寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据。
进一步地,第一变频模块、第一滤波模块和第一CPRI接口模块采用第一FPGA单元实现,第二变频模块、第二滤波模块和第二CPRI接口模块采用第二FPGA单元实现。
通过本发明,数字光纤直放站的近端机与远端机进行信号传输时,发送端首先将天线接收到的网络信号转换为中频信号,再根据CPRI协议将中频信号封装为CPRI帧信号,并发送CPRI帧信号到接收端,而接收端检测与发送端之间的数据链路是否已经连接,若已连接,则接收端获取CPRI帧信号中的中频信号,并将其填放到IQ数据段,从而实现了近端机与远端机之间直接传输中频信号,无需将信号混频后搬移到基带上,减少了传输前的处理步骤,解决了现有技术中数字光纤直放站传输信号实时性差的问题,达到了增强数据传输实时性的效果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。需要指出的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明中的CPRI协议是指通用公共无线接口协议, 英文全拼为Common Public Radio Interface;CPRI帧信号是指满足CPRI协议的信号。
本发明中的数字光纤直放站包括近端机和远端机,下行信号通过近端机传输到远端机后,到达通信终端,上行信号通过远端机传输到近端机后,到达基站。
下面对本发明所提供的数字光纤直放站的信号传输方法的实施例进行详细描述。
图1(a)是根据本发明第一实施例的数字光纤直放站的信号传输方法的流程图,如图1(a)所示,该方法包括如下的步骤S102至步骤S112。
步骤S102:数字光纤直放站的近端机将下行网络信号转换为中频信号。
数字光纤直放站的近端机通过施主天线耦合到基站发出的下行网络信号,并将耦合到的网络信号进行AD采样,采样后对数据域的信号进行数据处理,转换成30.72Mhz的中频信号。
步骤S104:近端机根据CPRI协议将中频信号封装为CPRI帧信号。
步骤S106:近端机发送CPRI帧信号到数字光纤直放站的远端机。
进行中频转换后的信号被封装为CPRI帧信号,从而通过CPRI接口把中频信号传送至远端机。
步骤S108:远端机检测与近端机之间的数据链路是否已经连接。
步骤S110:若远端机与近端机之间的数据链路已经连接,则远端机获取CPRI帧信号中的中频信号。
步骤S112:远端机将获取到的中频信号填放到IQ数据段。
在远端机上电之后,进行数据链路的检测,当检测到与近端机之间的数据链路已经连接好,在IQ数据段填放获取到的中频信号,也可同时在其寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据,从而实现了通过CPRI协议将中频信号由近端机传送到远端机,进而在远端机通过变频和滤波处理,恢复出原来的射频网络信号。
其中,下行网络信号可以为包括GSM、TD_SCDMA、TD_LTE、WLAN等网络信号的多网络信号,当下行网络信号为多网信号时,在步骤104之前,先进行模式选择。通过传输GSM、TD_SCDMA、TD_LTE、WLAN的中频信号,简化了信号传输的步骤,有利于多网络信号的传输,有利于多网融合的实现。
采用该实施例的数字光纤直放站的信号传输方法,实现了近端机向远端机直接传输中频信号,无需将信号混频后搬移到基带上,减少了传输前的处理步骤,从而增强数据传输实时性。
优选地,在步骤S108中,远端机通过检测hyp帧头来检测与近端机之间的数据链路是否已经连接,具体地,如图1(b)所示,在数字光纤直放站上电后,远端机检测hyp帧头,判断检测到的hyp帧头是否为连续的hyp帧头,若是,则将hyp帧头数自加1,否则清空hyp帧头数目;当检测到连续的256个hyp帧头时,确定远端机与近端机之间的数据链路已经连接,将获取到的中频信号填放到IQ数据段,同时进行控制字数据的处理。
采用该优选的检测方式,检测结果准确,实时性好。
图2是根据本发明第二实施例的数字光纤直放站的信号传输方法的流程图,如图2所示,该方法包括如下的步骤S202至步骤S212。
步骤S202:数字光纤直放站的远端机将上行网络信号转换为中频信号。
数字光纤直放站的远端机通过重发天线接收客户端发出的上行网络信号,并将接收到的网络信号进行AD采样,采样后对数据域的信号进行数据处理,转换成30.72Mhz的中频信号。
步骤S204:远端机根据CPRI协议将中频信号封装为CPRI帧信号。
步骤S206:远端机发送CPRI帧信号到数字光纤直放站的近端机。
进行中频转换后的信号被封装为CPRI帧信号,从而通过CPRI接口把中频信号传送至近端机。
步骤S208:近端机检测与远端机之间的数据链路是否已经连接。
步骤S210:若近端机与远端机之间的数据链路已经连接,则近端机获取CPRI帧信号中的中频信号。
步骤S212:近端机将获取到的中频信号填放到IQ数据段。
在近端机上电之后,进行数据链路的检测,当检测到与远端机之间的数据链路已经连接好,在IQ数据段填放获取到的中频信号,也可同时在其寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据,从而实现了通过CPRI协议将中频信号由远端机传送到近端机,进而在近端机通过变频和滤波处理,恢复出原来的射频网络信号。
其中,下行网络信号可以为包括GSM、TD_SCDMA、TD_LTE、WLAN等网络信号的多网信号,当下行网络信号为多网信号时,在步骤204之前,先进行模式选择。通过传输GSM、TD_SCDMA、TD_LTE、WLAN的中频信号,简化了信号传输的步骤,有利于多网络信号的传输,有利于多网融合的实现。
采用该实施例的数字光纤直放站的信号传输方法,实现了远端机向近端机直接传输中频信号,无需将信号混频后搬移到基带上,减少了传输前的处理步骤,从而增强数据传输实时性。
优选地,在步骤S208中,近端机通过检测hyp帧头来检测与远端机之间的数据链路是否已经连接,具体检测过程与图1(b)所示的流程相同,此处不再赘述。采用该优选的检测方式,检测结果准确,实时性好。
进一步优选地,数字光纤直放站的近端机向远端机传输信号时,采用图1所示实施例的传输方法,远端机向近端机传输信号时,采用图2所示实施例的传输方法,从而直放站的近端机与远端机之间的信号传输均可实现无需混频的中频信号传输,增强数字光纤直放站中信号传输的实时性。
以上是对本发明所提供的数字光纤直放站的信号传输方法进行的描述。下面将对本发明提供的数字光纤直放站进行描述,需要说明的是,该数字光纤直放站可采用上述任意一种信号传输方法实现信号传输。
图3是根据本发明第三实施例的数字光纤直放站的框图,如图3所示,该数字光纤直放站包括相互通过光纤进行通信的近端机和远端机,其中,近端机靠近基站,由施主天线、射频接口模块、ADC模块、DAC模块、变频模块、滤波处理模块、CPRI接口模块和光电转换模块组成;远端机靠近通信终端,由重发天线、射频接口模块、ADC模块、DAC模块、变频模块、滤波处理模块、CPRI接口模块和光电转换模块组成。
其中,在下行链路中,施主天线耦合来自基站的下行网络信号,近端机的射频接口模块接收耦合到的射频信号,并经近端机的ADC模块将模拟信号转化为数字信号,再经近端机的变频模块将数字信号形式的下行网络信号转换为30.72Mhz的中频信号,再经近端机的CPRI接口模块将中频信号封装为CPRI帧信号,最后经近端机的光电转换模块转换为光信号传输给远端机。
远端机上电后,检测与近端机之间的数据链路是否已经连接,如果已经连接,则远端机的光电模块将接收到的光信号转换为电信号,也即CPRI帧信号,再由远端机的CPRI接口模块获取CPRI帧信号中的中频信号,并将获取到的中频信号填放到远端机的IQ数据段,在远端机寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据,再由远端机的滤波处理模块对中频信号进行滤波,再由远端机的变频模块将滤波后的中频模块变频为原始下行网络信号,最后通过DAC模块转换为数字信号,经由射频接口模块传输至重发天线与通信终端进行通信,至此,完成一次基站至通信终端的下行网络信号传输。
在上行链路中,重发天线耦合来自通信终端的上行网络信号,远端机的射频接口模块接收耦合到的射频信号,并经远端机的ADC模块将模拟信号转化为数字信号,再经远端机的变频模块将数字信号形式的上行网络信号转换为30.72Mhz的中频信号,再经远端机的CPRI接口模块将中频信号封装为CPRI帧信号,最后经远端机的光电转换模块转换为光信号传输给近端机。
近端机上电后,检测与远端机之间的数据链路是否已经连接,如果已经连接,则近端机的光电模块将接收到的光信号转换为电信号,也即CPRI帧信号,再由近端机的CPRI接口模块获取CPRI帧信号中的中频信号,并将获取到的中频信号填放到近端机的IQ数据段,在近端机寄存器的控制字位置填放CPRI帧信号中的寄存器数据、以太网监控数据和WLAN数据,再由近端机的滤波处理模块对中频信号进行滤波,再由近端机的变频模块将滤波后的中频模块变频为原始上行网络信号,最后通过DAC模块转换为数字信号,经由射频接口模块传输至施主天线与基站进行通信,至此,完成一次通信终端至基站的上行网络信号传输。
采用该实施例提供的数字光纤直放站,实现了近端机与远端机之间直接传输中频信号,无需将信号混频后搬移到基带上,减少了传输前的处理步骤,进而增强数据传输的实时性。
从上面描述的上下链路通信过程可以看出,近端机作为接收端时,对应地,远端机为发送端,反之,远端机作为接收端时,近端机对应为发送端。优选地,在数字光纤直放站上电后,通过检测hyp帧头检测是否与发送端的数据链路已连接,当检测到连续的256个hyp帧头时,CPRI接口模块用于接收发送端的CPRI帧信号。
进一步优选地,近端机的变频模块、滤波处理模块和CPRI接口模块采用一个FPGA单元实现,远端机的变频模块、滤波处理模块和CPRI接口模块采用另一个FPGA单元实现。
本专利实现了cpri接口传送GSM/TD_SCDMA/TD_LTE/WLAN的中频信号,简化了CPRI接口的信号传输,有利于多网络信号的传输,有利于多网融合的实现。
图4(a)是根据本发明第四实施例的数字光纤直放站的多网络信号传送原理图,如图4(a)所示,数字光纤直放站可传输GSM、TD_SCDMA、TD_LTE和WLAN等多网络信号,对GSM、TD_SCDMA、TD_LTE网络信号通过AD采样后,对数据域的信号进行数据处理,转换成30.72Mhz的中频信号,再通过选择模块进行模式选择,最后通过CPRI接口把网络信号传送到另一端。在此CPRI接口传送的是中频信号,此方法传送前不需要对信号混频搬移到基带附近做处理,而是把GSM和TD_SCDMA转换成与TD_LTE网络信号相兼容的中频信号30.72Mhz,大大简化了传送前的数据处理。这种转化的好处还在于,对CPRI接口来说,单一的频率接口更利于数据处理,进一步简化CPRI接口前的数据处理过程,增强了CPRI数据传输的实时性。
图4(b)是根据本发明第四实施例的多网络信号在数字光纤直放站内的数据流传输示意图,如图所示,一路信号对应一个AD模块、一个变频模块、一个逆变频模块、一个滤波处理模块和一个DA模块。以TD_SCDMA信号由近端机发送到远端机为例,网络信号经过模数转换,变成数据域的信号,由变频模块把TD_SCDMA的信号转换成30.72MHz的中频信号,由CPRI协议传送到远端机,远端机把收到的中频信号经过滤波处理和逆向变频,可以得到TD_SCDMA的数据域,通过数模转换后,再由射频模拟部分把TD_SCDMA网络信号发送出去。
从以上的描述中,可以看出,本发明实施例实现了如下技术效果:数字光纤直放站的近端机与远端机之间直接传输中频信号,无需将信号混频后搬移到基带上,减少了传输前的处理步骤,进而增强数据传输的实时性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。