CN104684016B - 将叶节点添加到多节点基站系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将叶节点添加到多节点基站系统的方法。在通信网络中将新系统节点添加到多节点基站系统拓扑结构(例如，链或树拓扑结构)将破坏现有多节点基站系统的有效操作。在新终端节点的配置期间，通过精确地测量穿过现有终端节点的上行链路和下行链路信号之间的定时差，新节点对现有基站节点的有效操作的影响可以被减小。

Description

将叶节点添加到多节点基站系统的方法

技术领域

本发明通常涉及无线通信的无线电设备，更具体地说，涉及一种将叶节点(leafnode)添加到多节点基站系统的方法。

背景技术

在无线通信网络内基站的实施中，有在多个物理设备中分配基站功能的趋势。这种趋势在3GPP标准(例如，UMTS(通用移动通信系统)的最近发布)和LTE(长期演进)的释放)以及WiMAX(全球微波接入互操作性)的网络架构中特别明显。

为了有助于在分布式基站子系统之间传输数据，已经建立了接口规范，即通用公共无线电接口(CPRI)[在2011年9月21日发布的CPRI 5.0版本]。通过使用CPRI，将基站子系统排列成链是可能的。每个分布式基站需要至少一个控制器子系统(以建立基站和通信网络的核心网络以及到其它基站之间的网络接口)和至少一个无线接入子系统(用于提供基站和通信终端，例如移动电话和具有合适的无线调制解调器设备的计算设备之间的空中接口)。至少一个被称为“CPRI链路”的双向接口将控制器子系统直接连接到无线接入子系统。其它无线接入子系统可以被连接到通过使用CPRI链路已经被链接的子系统，从而创建链。

维护CPRI链路需要精心排列现有子系统之间的信号，以便定时流保持可预测。添加新子系统节点可能会破坏这种精心排列，从而导致意外的失败，并且可能导致部分或全部地损失由分布式基站排列所提供的无线接入网络。

附图说明

通过参考优选实施例的以下说明书及附图，可以会更好地理解本发明、目标以及优点。其中在附图中：

图1示出具有控制器子系统和两个无线电设备子系统的传统CPRI链；

图2说明将另外的无线电设备子系统(节点3)添加到图1的CPRI链；

图3A制定了点到点网络操作中的某些步骤，而图3B说明传统点到点网络内的功能块；

图4说明正如本发明的实施例中规定的无线电设备子系统；

图5根据本发明的实施例，用图表说明一种用于添加新终端节点的方法的某些步骤；

图6示出说明活性点到点链路的详细操作的使用案例；

图7A示出用于描述新节点(RE2)的设置及其配置的四相算法的相I的第一部分中的相应数据平面的信令路径，而图7B说明相应的步骤；

图8示出相I的第二部分中的其它步骤；

图9A说明信令路径，而图9B示出实施相II的某些步骤；

图10A说明信令路径，而图10B示出实施相III的某些步骤，从而描述了在RE1节点中执行的定时差计算；

图11A说明四相算法的相IV的信令路径，其中REC配置了RE2的偏移并且启动用户平面数据，而图11B示出相IV的第一部分中的某些步骤；

图12示出完成相IV的第二和最终部分的某些步骤；

图13说明在链中具有REC和三个RE的示例链；

图14示出具有四个REC和RE的替代示例链；

图15示出具有两个在位于CPRI节点(RE/REC)上的菊花链中链接的CPRI链路的另一个示例例子；

图16示出帧差的控制路径；

图17根据本发明的实施例，示出示例定时差计算器的数据路径实施。

具体实施方式

结合附图在下面陈述的详细说明书旨在作为本发明当前优选实施例的说明书，并且不旨在表示本发明可以被实践的唯一形式。应了解，相同或等同功能可以由旨在被包括在本发明精神和范围内的不同实施例完成。在附图中，相似数字被用于表示相似元件。而且，术语“包括”或其任何其它变化形式旨在涵盖非排他性的包含，例如包括一列元件或步骤的模块、电路，装置组件、结构以及方法步骤不仅仅包括这些元件，而可以包括其它没有明确列出的或是这些模块、电路，装置组件或步骤固有的元件。由“包括”引导的元件或步骤在没有更多约束的情况下，没有排除包括该元件或步骤的附加相同元件或步骤的存在。

在实施例中，本发明提供了一种用于动态地将叶节点添加到多节点基站系统的方法，该多节点基站系统具有至少一个控制节点和至少一个活性无线接入节点，其中所述无线接入节点具有用于从所述控制节点接收数据并且将其他数据发送给所述控制节点的第一线路，所述方法包括：

启用所述无线接入节点内的第二线路，所述第二线路耦合于所述叶节点的线路；

在所述无线接入节点内，测量在从所述叶节点接收上行链路中的定时和接收下行链路中的定时之间的帧定时差；

使用所述测量的帧定时差建立所述控制节点和所述叶节点之间的同步；以及

设置所述叶节点的用户平面数据参数，从而开始将用户数据传输给所述叶节点。

在另实施例中，本发明提供了位于具有至少一个控制节点的多节点基站系统中的节点，所述节点与所述控制节点连通，其中所述节点包括：

第一线路，包括：

位于至少一个第一容器中用于从所述控制节点接收下行链路数据的接收器单元；

包括传输成帧器并用于给所述至少一个控制节点传输上行链路数据的至少一个发送单元；

可操作以将定时路由到所述至少一个发送单元的第一定时器；网络接口；以及

用于转发对应于码字的选择的子集的数据的码字滤波单元；

形成与叶节点连通的主端口的第二线路，所述第二线路包括：

用于从所述叶节点接收上行链路数据的第二接收器单元；

包括传输成帧器并用于给所述叶节点传输下行链路数据的第二发送单元；

可操作以将定时路由到所述第二发送单元的定时器；

第二网络接口；以及

用于转发对应于码字的选择的子集的数据的第二码字滤波单元；以及

用于在所述节点的相应线路中的接收和传输路径之间建立定时差的定时差计算器。

在另一个实施例中，本发明提供了一种用于在具有至少一个活性无线电设备(RE)节点的CPRI链中添加终端节点的方法，所述RE节点至少具有第一线路和第二线路，所述方法包括：

启用所述活性RE节点内的所述第二线路；

指示所述终端节点来建立；

从所述RE节点接收启动确认消息以用于建立所述RE节点和终端节点之间的同步；

计算从所述终端节点接收所述上行链路中的定时和接收所述下行链路中的定时之间的定时差；

向无线电设备控制器(REC)节点报告所述定时差；

使用所述测量的定时差建立所述REC节点和终端节点之间的同步；以及

设置所述终端节点的用户平面数据参数，从而辅助从所述终端节点接收用户平面数据。

在另一个实施例中，本发明提供了一种操作与具有第一和第二数据流线路的网络节点连通的无线电设备控制器(REC)的方法，所述方法包括：

指示所述网络节点启用其第一和第二线路；

给所述网络节点发送配置指示；

接收对应于所述配置指示的确认消息；

给耦合于所述网络节点的终端节点分配节点标识符；

一旦所述节点分配被所述终端节点确认，从所述网络节点接收定时差信息；以及

使用所述定时差信息设置所述终端节点的用户平面数据参数，从而建立所述用户平面。

各种其它方面和本发明的实施例在所附的独立和从属权利要求中被提供。

应了解，视情况而定，根据本发明的不同方面，上述关于本发明的第一和其它方面的本发明的特征和方面同样适用于且可与本发明的实施例结合，而不仅仅是上述的特定组合。而且，独立权利要求的特征可以与从属权利的特征相结合，除了权利要求中明确陈述的那些结合。

由于上述原因，本发明允许CPRI链中的活性链路的缩放对受控制器子系统控制的已有活性网络的影响很小或没有影响。此外，本发明对软件和控制带宽的影响最小，并且对同相正交、IQ、数据带宽(即，到移动终端的接口和回程中的用户平面数据所需的带宽)基本上没有影响。

为了提供标准化环境，一些设备制造商倾力合作以定义通用公共无线接口(CPRI)规范，其中在该标准化环境中，设备提供商可以在无线通信网络中提供无线电设备实体。数字蜂窝通信系统的网络架构通常包括被称为基站的实体。随着无线通信的扩大和多样化，术语“基站”已经指提供了基站功能组件的物理实体或子系统实体的排列。基站的例子包括GSM标准的基站收发信台(BTS)、UMTS的节点B(NodeB)和最近发布的通信标准(例如，高速下行链路/上行链路分组接入(HSxPA)和LTE)的e节点B(eNodeB)。无线接入技术，例如WiMAX和LTE通常将基站功能分布于通常位于不同地理位置的多个物理子系统组件上。

UMTS网络架构中的基站，即节点B，在多个移动通信设备(通常被称为“用户设备”或“UE”)和通信网络之间提供了空中接口；这个接口被称为Uu接口。节点B还提供了用于与其它基站和核心网络彼此通信的网络接口(所谓的“回程(backhall)”)。这个接口在UMTS网络架构中被称为Iub接口。

虽然在历史上，节点B可能已经被实现为单一集成网络实体，对于由被称为远程射频头(RRH)的子系统实体提供的Uu接口来说已变得更加普遍。RRH包括基站射频(RF)电路(其进而耦合于天线排列)和相关的模数/数模转换器(ADC/DAC)以及上/下转换器。通常，RRH在盒子里被安装到天线塔上，在那里它与天线装置相关联。

这种分布式节点B的主控和基带功能由被称为基带单元(BBU)的控制子系统实体提供。BBU通常位于可访问位置，该位置可以距相关的远程射频头有一定距离。BBU因此可以被更有效、安全、方便地服务和供电。由于BBU也可以供应多个RRH，基站的成本和相关网络规划被减少。控制子系统负责Iub接口。

在WiMAX中，无线电设备被称为“空中接口”，而用户所使用的终端被称为用户站

实体(例如，用户站、SS和移动用户站、MSS)。在下面的描述中，术语“用户设备”和“UE”包括等同术语，例如MSS和SS，在上下文没有其他指明的情况下。

子系统实体，例如RRH和BBU，可以在与“基站”排列内的其它子系统相同的位置或远离的位置上被提供，从而在定位和操作基站方面提供了网络规划者灵活性。

在CPRI规范的通用术语中，远程射频头(RRH)是被称为无线电设备(RE)的实体的特例，而基带单元(BBU)是无线电设备控制(REC)的特例。REC和RE是“节点”的具体实例。CPRI是RE和REC通过其交换信息的接口。通常，RE和REC节点通过电缆或光缆被耦合。耦合电缆可以在从几厘米到几千米长度之间的任何位置。CPRI规范允许根据由第一设备供应商制造的BBU和一个或多个源自相同或实际上任何其它标准兼容制造的RRH来构建基站。

CPRI规范是广义的，因为它是在符合多个不同无线接入技术(RAT)，包括WCDMA(例如，通常被称为3G的UMTS标准)、LTE和WiMAX的基站设备中被实现的。

CPRI是串行通信接口，并且通常被实现为位于至少一个无线电设备(RE)节点和无线电设备控制(REC)节点之间的光纤光缆连接。CPRI提供了两个流，从RE节点指向REC节点的上行链路流，和从REC节点指向RE节点的下行链路流。CPRI提供了多个不同标准化流速度，典型的流速度是每秒2.46GB(在CPRI规范V 5.0中，线位速率选项3)。

三种不同类型的信息流(用户平面数据、控制和管理平面数据以及同步平面数据)在CPRI上被多路复用。C&M平面数据本身包括三种不同类型的数据：售方专用(VSS)、慢速C&M信道(基于高级数据链路控制，HDLC)和快速C&M信道(基于以太网标准)。

在独立的天线元件上接收或传输单载波所需的用户平面数据量在CPRI规范中被称为天线载波(AxC)。用户平面数据(以同相和正交调制数据的形式，即“IQ数据”)在被称为AxC容器(在文献中也被称为“容器”)的CPRI包的一部分内被传输。例如，在UMTS通信中，CPRI规范规定给定AxC容器在一个UMTS码片(chip)的持续定时包含天线载波的IQ采样。

在512位的CPRI封装中，480位留给AxC IQ采样，其余32位留给“控制字”。控制字包括C&M平面数据和同步平面数据流。512位的封装也被称为(基本)帧，并具有一个“码片”的持续定时。码片被排列在256码片的“超帧”中，每个超帧数据被称为“符号”。150个符号的序列提供“无线帧”。在UMTS中，一个无线帧具有10毫秒的持续定时。

无线帧中的每个超帧具有被称为超帧数(HFN)的相关联帧数。同样，给定超帧中的每个基本帧具有被称为基本帧数(BFN)的相关联帧数。

在它的最简单形式中，CPRI规范描述了位于REC节点和RE节点之间的单一直接链路(其可以被称为点到点网络)的协议。REC节点向RE节点暴露了端口。REC节点中暴露的端口被称为“主端口”，这是由于同步发送的信号的定时、控制和管理用户平面相对于与该节点相关联的时钟被设置。在点到点网络中，RE节点需要将信令的定时与主端口设置的帧边界对齐。两个节点之间的定时偏移基于CPRI链路的建立被确定。根据超帧和基本帧值测量的定时偏移随后被应用于REC和RE节点之间的用户平面数据的发送和接收。

CPRI连接设备可以在多网络拓扑中被配置。尤其，正如CPRI规范陈述的，将无线电设备控制和无线电设备节点布置在链中是可能的。其它拓扑结构，例如树型、星型和环型也在考虑之内。在链拓扑结构中，两个或多个子系统节点依次被连接。节点需要被配置，以便所有上述数据平面连同穿过节点的可预测定时流以一种逻辑顺序连接。

在任何给定CPRI链中需要被链接的节点数是用户基础(即，被服务的活性用户终端的典型数量和/或那些用户终端所需的容量)、其它因素中间的投入和用户密度的函数。因此，部署的CPRI链必须是可扩展的，以允许支持未来需求。因此，提供设备以用于动态地将新RE节点添加到目前终止了活性链的RE节点，而没有干扰任何数据平面和/或处于服务中的节点的定时，是可取的。此外，允许与已经建立的逻辑网络拓扑相符地启动全部三个数据平面的下行链路和上行链路通信是可取的。

图1说明具有位于无线电设备控制器(REC)101和第一(网络)无线电设备节点(RE节点1)102之间的已有CPRI链150和至第二(终端)无线电设备节点(RE节点2)104的另外的CPRI链152的传统CPRI链100的某些特征。

图2示出通过另一个CPRI链252将另外的无线电设备子系统(RE节点3)202添加到图1的CPRI链，其中CPRI链252示出在缩放之后具有增加链长的CPRI链200。将另外的RE节点(即，RE节点3)202链接到已有链接节点(或一系列连接节点)需要精确地确定每个已有节点和已被添加的节点之间的相应定时偏移。因此，有必要提供所有必要信息以在链中建立新链路，而不中断已有链路的平滑运作。

正如在图1和图2中可以看到的，CPRI规范允许每个RE节点在逻辑上被分成至少两个“线路”130、140。在典型的终端节点中，仅这些线路的其中一个线路被激活。然而，为了适应在链中、树型或环型拓扑中传递信号，任何非终止RE节点激活了两个线路。进而，每个线路分别作为主端口或从端口进行操作，以便从属于REC的各RE节点的链具有与第一线路(线路1)的REC的主端口连通的从端口和位于第二线路(线路2)中与链中的另外的RE节点连通的活性主端口，其中REC的端口在默认情况下是主端口。只有终端节点(有时被称为“叶节点”)保留在非激活线路(线路2)和非活性线路(线路1-作为从端口进行操作)。该非活性线路在图1和图2的相应(新)叶节点中没有显示。

根据CPRI规范传输的数据包被用于在REC成帧器模块112的下行链路方向进行通信。相应的RE节点去帧器116在RE节点102的第一线路130的从端口内被提供。同样，上行链路中的CPRI数据包在第一线路130的从端口内的RE节点本地成帧器118内被准备以用于传输到REC主端口去帧器114。为了确保同步，第一线路130具有定时器模块120。定时器模块120确定从包含同步数据的CPRI数据包接收的定时(Rx)，并将这个接收的定时路由到从端口发送器以用于同步从端口本地成帧器118，从而确保在上行链路中的C&M和用户平面数据与REC 101准确同步。一旦同步建立，REC 101将一个或多个天线系统(AxC)容器分配给源自RE节点102的上行链路IQ数据。RE节点的Rx和Tx定时被REC 101所使用，以根据超帧数(HFN)和基本帧数(BFN)确定接收偏移值，并且该偏移值被用于从RE节点去帧上行链路数据。此后，所分配的容器在上行链路被启用。

图3A制定了点到点网络操作中的某些步骤。在步骤302，无线电设备节点定时器、RE1定时器将Rx定时路由到RE节点的自身Tx。在步骤304，控制和管理(C&M)平面和用户平面数据由RE1中的本地成帧器产生。在步骤306，RE1上行链路AXCS IQ数据位的位置(即基本帧内的位置，其中分配有RE1上行链路用户平面数据的该容器或每个容器出现在该位置)由REC节点设置，并通知给RE1节点。在步骤308，REC Rx偏移值(以HFN和BFN测量的)被设置以启动上行链路数据的去帧。在点到点网络中，例如在图3B所示的，所有上行链路VSS C&M字源自RE1，步骤310。在步骤315，RE1UL AxC容器随后被启用。

图3B说明传统点到点网络内的功能块。REC节点300与无线电设备节点RE1305连通。至于图1和图2，REC节点300具有位于REC节点(下行链路)发送器(Tx)Tx_dl的REC成帧器模块312和位于REC节点(上行链路)接收器Rx_ul的REC主端口去帧器314。RE1节点305提供了CPRI从端口(例如，在线路1)并包括位于RE1节点(下行链路)接收器Rx_dl的RE节点去帧器316，用于给RE1节点(上行链路)TxTx_ul中继转发下行链路信号的接收器定时的定时器320，以及位于上行链路TxTx_ul的RE节点本地成帧器318。

图4根据本发明的某些实施例说明位于节点内的硬件组件并且指出这些硬件组件如何启用动态添加下行链路RE节点。图4根据本发明的某些实施例，示出无线电设备子系统400(即，RE节点)。图示的RE节点400是具有两个活性线路的网络节点：提供了从端口的第一线路(线路1)和提供了主端口的第二线路(线路2)。

RE节点400包括某些功能元件，其包括上行链路和下行链路发送成帧器402d、402u和上行链路和下行链路辅助接口404d、404u(给配对线路中的相应发送成帧器传输所接收的数据)。辅助接口404d、404u也被称为网络接口。RE节点400还包括能够将接收的定时路由到第一线路Tx单元的第一线路定时器406。上行链路和下行链路控制字滤波器408d、408u也在RE节点400被提供(即，用于选择的控制字转发的装置，这些“滤波器”提供逻辑以用于应用必要管线延迟管理和掩码位应用以确定是否转发基本帧内的单个位或是否本地插入)。RE节点400还包括能够将接收的定时路由到配对的发送器单元Tx(即，处理朝向RE节点400的配对的第二线路中的新连接的RE节点传输的Tx的第二线路定时器412)。

RE节点400还包括帧定时差计算器410，它是可操作以准确计算帧定时差的硬件组件。这个逻辑的一种合适的实现将关于图17在下面更详细地讨论。

在操作中，RE节点400执行四相算法以将新终端节点添加到已建立的CPRI跳或多跳(multi-hop)连接。注意，相同的算法运行确定已建立的网络是否是2节点的点到点链接或已有多节点链。节点加法算法的提议流使新节点将其自身与网络拓扑定时同步，之后，无缝地进行到/从所有三个数据平面的接收/发送的连接。

相比于传统RE节点的操作，各数据流的不同路由是必需的。网络节点内所示的硬件组件被用于确保无缝添加新终端RE节点。

给定节点(RE或REC)内的每个线路具有相应的、各自的定时器，其可以从同步平面选择帧边界(即，设置其输出信号的定时)，其中该同步平面是在Rx流上从其自身的接收器或配对的线路的Rx流接收的。进而，所选择的帧边界被用于重新对齐线路的Tx流。

各个网络接口存在于RE节点的线路之间。这些接口进行操作以将源自一个线路的Rx的用户和C&M平面数据提供给节点内的另一个配对线路的Tx。每个线路具有控制字滤波器。该滤波器是进行操作以执行C&M字的可选择的掩蔽的硬件组件，从而确保了特定的、预定的C&M字在任何给定超帧，例如VSS数据块内的某些子信道中被转发。

无线电设备子系统还具有帧定时差计算逻辑，其计算在线路1Rx上接收的DL定时和在线路2Rx上接收的UL定时之间的定时差。

图5根据本发明的某些实施例，用图表说明一种用于添加新终端节点506的适当算法的某些步骤。在这种情况下，该算法可以被认为是具有四个不同的相：

-相I 510-其中一个REC(RE)节点502开始在链的末端添加新节点506

-相II 520-其中新节点506被拉到已有多节点链502并且链设置程序在新节点506上执行

-相III 530-其中接收器(分别在线路1和2中)，在要被连接到新节点的(当前)终端节点RE1上同步；以及

-相IV 540-其中做出偏移计算，并且用户平面(IQ数据)在先前终端节点RE1和新连接的节点之间被启用。

在相I 510中，REC节点开始在节点的链的末端添加新节点(RE2)。REC节点选择UL/DL用户平面(IQ数据)的容器(AxCs)以分配给新RE节点，RE2。为RE2决定IQ数据位的位置。这是重要的，因为容器自身可能在每个基本帧的IQ块内出现在不同位置，这取决于CPRI规范的精确实现。因此，CPRI规范的第4.2.7.2.3分别说明“封装位置”和“灵活位置”的AxC位的位置。REC将已知模式(对应于信息类型)插入VSS数据中以标记信息类型。REC随后在RE1中启用了两个线路的辅助路径，通过：

-VSS路径：其中模式被选择以标记VSS数据中的配置请求。辅助标记启用请求在DL路径上被发送；或

-Eth路径：其中以太网数据包配置标记被发送到RE1，以启动辅助路径。

接下来，REC设置RE1(即，将数据传输到RE2的Tx)的线路2中的Tx的定时器，以同步到在配对线路上接收的定时(即，从线路1上的接收器获得的定时)。REC给RE2选择了合适的VSS子信道。虽然用于制造合适的选择的机制绝不局限于以下，这样做的两种替代方法是通过举例的方式被描述。

在第一种方法中，通过使用已知标记，REC给在固定子信道上启动的每个节点发送相应的节点ID。正如在CPRI规范(V.5.0)第4.2.7.4解释的，超帧的256控制字被组成每4个控制字的64个子信道。一个子信道因此包含每超帧4个控制字。C&M码字内的VSS块对应于的子信道16至P，其中P是可在从19到63之间的任何地方设置的指针，这取决于快速C&M数据的需要。分配给每个节点的VSS子信道等于其节点ID+16(在UL的情况下)和节点ID+17(在DL的情况下)。因此，靠近REC的第一个节点得到节点ID＝0，并且将源自控制字的VSS数据插入子信道16并在子信道17上接收。注意，DL路径子信道16是由所有节点读取并且类似于源自REC的广播被使用。

或者，在第二种方法中，REC可能将第16子信道分配给新节点并且当前的最后一个节点可以被分配固定子信道。因此，在链接REC>RE1>RE2>新节点的节点链中，RE1从分配的第17个子信道开始，而RE2从第16个子信道开始。在添加新节点期间，RE2被分配子信道18，并且新节点被分配子信道16。

根据所采用的说明性VSS子信道分配方法，RE1随后被配置以在分配给它的子信道上插入本地VSS数据，并且转发UL路径上的所有其它VSS数据。

REC配置RE1线路1Tx以仅插入本地IQ数据位(即，AxC容器中的IQ数据当前与RE1节点相关联)，并转发所有其它。对于所有RE1配置请求，REC可能选择地等待确认。RE1的线路2Tx随后转发在DL路径上接收的所有数据。在一个无线帧之后，REC给RE2发送节点ID。REC指示RE1等待线路2上的同步，并且随后在10ms(即，一个无线帧的持续定时)之后开始帧定时计算。REC等待分配给RE2的UL VSS子信道以确认收到节点ID。

在相II 520中，新节点(RE2)被上电。RE2的Tx定时器被配置以同步到在其自身的Rx上接收的定时(因为现在作为终端节点进行操作，RE2只有一个线路是活跃的)。一旦Rx同步通过DL路径在RE2被接收，节点ID由RE2确定。默认情况下，它可能会使用节点ID＝0。

一旦节点ID信息被接收，正确的VSS子信道被RE2用于给REC节点发送确认。使用哪个子信道取决于被使用的方法的选择。在说明性方法中，要么最后的(终止)节点总是使用UL/DL中的第16个VSS子信道，要么它使用节点ID选择正确的VSS子信道。确认是通过使用VSS数据中的已知标记被发送的。

在相III 530中，RE1上的相应Rx组件被同步。Rx检测了线路上的同步并且随后RE1

在线路1Rx和线路2Rx上接收的定时之间启动硬件辅助的定时差计算。所计算的差通过使用封闭在已知标记内的其自身的UL VSS子信道被作为信号发送给REC。

最后，在相IV 540，REC接收了由RE1执行的定时计算。REC对RE2的Tx偏移的计算如下：

RE2Tx偏移＝REC Rx偏移-计算的累积差(即，包括RE节点1)

该Tx偏移通过RE2VSS子信道上的VSS码字被作为信号发送给RE2。RE2的Rx偏移与REC Tx偏移相同并且同样通过VSS信令被编程。REC随后启用IQ数据的RE2Rx容器。同样，一旦RE2的Rx偏移已被编程，REC启动Tx IQ数据。

结果，RE2现在将在其Rx偏移值接收DL路径上的IQ数据。接下来，REC启用其本身的对应于期望来自RE2的容器的Rx上的新容器(AxCs)。新AxCs的有效Rx数据会从在REC中的编程的Rx偏移可用。一旦Tx偏移被编程，REC随后将启动RE2的Tx容器。最后，RE2开始在编程的Tx偏移传输UL IQ数据(步骤542)。

新节点需要被添加以支持UL和DL中的两个AxCs。下面的协议被用于标记VSS上的信息：

[7位模式][1位线路][32位寄存器地址][32位值]。

在这个例子中，[7位模式]的合适值可以是：

1111_110：配置

1111_111：配置之后确认

1111_100：发送节点ID

1111_101：收到节点ID之后确认

1111_000：定时差值

1111_001：定时差ACK

[1位线路]可以方便地被设置为0以在给定节点内选择路线1并设置为1以选择线路2。

在这个例子中，正如上面所述的，VSS子信道选择是通过使用节点ID完成的。通过使用此协议，基本配置步骤将如下被执行：

-REC在DL路径VSS子信道上发送[1111_110][x][reg][val]；以及

-RE在UL路径VSS子信道上发送[1111_111][x][reg][val]。

同样，用于通知给定节点ID的步骤将会是如下：

-REC发送[1111_100][][][节点ID]；以及

-RE发送[1111_101][][][节点ID]。

因此，已发送节点ID ACK的任何RE没有监测DL子信道16以设置节点ID。在正常操作中，将永远只能是节点(新增加的)监测VSS子信道16上的DL信号。如果REC决定修订节点ID，它将在DL VSS子信道上给先前的节点ID+17发送请求。

考虑正如图6中所示的以9.8GHz运行的活性点到点的操作的例子。该系统具有两个活性AxCs，分别位于UL(AxCs 3和4)和DL(AxCs 1和2)。DL发送器(在REC节点600内)被配置以用4HFN、10BFN的REC Tx偏移支持AxCs 1和2(612)。DL接收器Rx(在RE1节点602内)被配置以用4HFN、10BFN(即，与REC Tx偏移相同)的RE1Rx偏移支持AxCs 1和2(616)。UL发送器(在RE1节点602内)被配置以用4HFN、20BFN的RE1Tx偏移支持AxCs 3和4(618)。UL接收器(在REC节点600内)被配置以用4HFN、20BFN(即，与RE1Tx偏移相同)的REC Rx偏移支持AxCs 3和4(614)。

正如图3B的典型点到点网络，图6中的REC 600充当了主定时产生器并且所有节点602需要将其定时与其生成的帧边界对齐。除了定时，REC在被编程为偏移(TX/RX)的已知超帧-基本帧值(HFN、BFN)发送/接收用户平面数据。从图6中的使用实例继续，并且使用图1的参考号码，图7A示出用于相I的第一部分中的相应数据平面的信令路径，其中REC 101将节点RE1102设置为网络(即非终止节点)并确认节点RE1102的配置。图7B说明相应的步骤。

在步骤702，REC使用上述的协议指示RE节点1(RE1)启用线路1和线路2中的辅助路径。REC随后指示RE1给本地线路1应用控制字掩码(步骤704)。这就过滤掉所有VSS子信道上的信令，除了“广播”-如同子信道16。

同样，REC随后指示RE1给本地线路1应用IQ数据屏蔽(步骤706)。这过滤掉所有容器上的信令，除了被分配给RE1的容器，即，IQ数据块的前64位中的AxCs 3和4。REC随后指示RE1的线路2转发每个基本帧内的IQ和C&M数据块的所有位(步骤708)。RE1的线路2上的配对的Tx定时器随后被设置以与源自线路1的接收器定时同步(步骤710)。

图8示出相I的第二部分，并且从连接符号“A”继续进行。RE1确认每个以前的配置指令。在步骤802，确认启动每个辅助线路。在步骤804，确认VSS子信道和IQ数据容器的线路1屏蔽。在步骤806，确认转发所有IQ和C&M数据块，并且确认配对的Tx定时器的同步。

在步骤808，在VSS子信道16上发送节点ID之前，REC等待对应于无线帧的时期。如果在步骤810确定节点ID已被接收(这意味着RE节点1现在将为其未来指令监测不同的VSS子信道)，并且在步骤812假定线路2Rx被正确同步，该方法进行到下相-相II。

图9A说明信令路径，而图9B示出实施算法的相II的某些步骤，从而描述了新节点(RE1)的设置及其配置。

RE节点2(RE2)在步骤902启动，在RE2Rx接收的定时被用于同步RE2定时器920。在步骤904，RE2等待在VSS子信道16的节点ID的信令(通过REC)，并给UL(子信道17)和DL(子信道18)选择新VSS子信道，其中接收的节点ID是1。RE2随后在步骤906给REC发送确认消息以用于节点ID更新。假定AxCs、位的位置和偏移都在DL VSS子信道17(步骤908)上被接收，RE2开始传输并接收所有平面上的数据(步骤910)。

图10A说明信令路径，而图10B示出实施算法的相III的某些步骤，从而描述了在RE1节点中执行的定时差计算。

在步骤1002，RE1从其线路2接收器接收Rx同步数据。使用该同步数据和源自线路1接收器的Rx同步数据，上行链路和下行链路中的定时被进行了比较，并且在步骤1004，帧定时差计算在计算单元1010被执行。在步骤1006，得到的帧定时差被作为信号发给REC，并且在步骤1008，REC向其专用的DL VSS子信道上的RE1确认收到该定时差。

图11A说明用于算法的相IV的信令路径，其中REC配置了RE2的偏移，并开始用户平面数据。图11B示出在相IV的第一部分中的某些步骤。

在步骤1102，REC使用接收的帧定时差、定时差全跳(TimingDiffAllHops)计算RE2的Tx偏移，并通过RE2的分配的DL VSS子信道18将该值作为信号发给RE2。REC随后在步骤1104指示RE2将REC的Tx偏移用作RE2Rx偏移定时。新容器在步骤1106被分配给下行链路中的RE2的IQ数据。REC随后在步骤1108开始发送这些新分配的容器中的IQ数据。

图12示出完成相IV的第二和最终部分的某些步骤。从连接符号“B”继续进行，

RE随后在步骤1202将上行链路中RE2的IQ数据分配给另一个新容器。REC随后在步骤1204指示RE2传输这些新分配的UL容器中的IQ数据。可选地，在步骤1206，REC可能等待确认RE2被配置以传输这些UL容器上的IQ数据。

在相应的Tx偏移值，用户平面数据随后在RE1和RE2内开始。因此，该数据可以预期在其Rx相应的偏移值被接收(步骤1208)。结果，新节点RE2的增加被完成，位于所有三个数据平面上的UL和DL内的信令在步骤1210被启动。

如上所述，本发明还包括合适的硬件1010以计算位于链中的节点(RE或REC)上的两个CPRI链路之间的精确定时差(例如，步骤1004)。图13示出定时拓扑，其中定时差需要在其中被计算。图13说明在链中具有REC 1300和多个(M个)RE 1302、1304、1306、1308的示例链。注意，N1，N2，N3，...，N#M是位于各节点的帧差。N#M是叶节点RE(M)1308的帧差。

图14示出替代，其中示例链具有4个REC 1400、1410、1420、1430和至少一个RE1402。通常，任何给定菊花链中可能具有X个REC和Y个RE。

图15示出具有两个在菊花链中连接的CPRI链路的CPRI节点(例如，RE或REC节点)的另一个示例实例。在这里，穿过CPRI节点的线路并位于CPRI链路1的Rx和CPRI链路2的Tx之间的连接被说明。辅助逻辑接口1504有助于数据连接。类似的连接存在于CPRI链路2的Rx和CPRI链路1的Tx之间。

在下行链路路径中(参见图13和图14)，相同的定时信息沿着链向下传播，因此在帧差计算器1510计算的帧差始终为0。

在上行链路路径中，定时信息从RE/REC节点的CPRI从端口返回，但在RE/REC主端口的接收路径上，定时信息在传播到另一个节点之后到达。该定时将被延迟，因此定时差需要在RE/REC节点的两个CPRI链路之间被计算。

源自两个CPRI链路的Tx和Rx定时信息包含以下内容：

·超帧数-HFN(cpri_tx_hfn，cpri_rx_hfn)

·基本帧数-BFN(cpri_tx_x，cpri_rx_x)

·数据在基本帧内的位置(序列号)，(cpri_tx_seq，cpri_rx_seq)。

当基本帧开始的时候，序列值是零，因此序列被用于检测基本帧的开始。

图16示出帧差计算器的控制路径。计算在“计算”状态1604完成。计算帧差的逻辑示于图17。当成帧器实现同步并且用于计算帧差的触发被设置的时候，帧差计算开始。一旦计算完成，状态机返回到“空闲”状态1602。

图17示出示例定时差计算器的数据路径实现。所示的“cpri_tx_*”和“cpri_rx_*”信号源自各自不同的CPRI成帧器。这个数据路径导致了定时差的精确测量，同时限制了硬件组件的数量和/或复杂性。最后的帧值被存储在寄存器(例如，触发器或锁存器)，并且可以在以后使用。参考符号N.X对应于基本帧数，而参考符号N.HFN对应于超帧数。

图17中的逻辑包括两个元件：基本帧差计算器和超帧差计算器。在基本帧差计算器的情况下，确定cpri_tx_seq是否小于或等于cpri_rx_seq。如果cpri_tx_seq小于或等于cpri_rx_seq(即“1”被应用于多路复用器1704)，那么基本帧差由(cpri_tx_x-cpri_rx_x)给出，因为帧差稍微小于(cpri_tx_x-cpri_rx_x)，否则基本帧差由(cpri_tx_x–cpri_rx_x+1)给出。

Cpri_tx_x实际上可以小于cpri_rx_x，因为，在硬件中，减法运算通常是无符号的，(cpri_tx_x-cpri_rx_x)和(255-cpri_tx_x+cpri_rx_x)导致相同的值。这里计算出的基本帧差的值被存储在第一寄存器1710。由于(cpri_tx_x-cpri_rx_x+1)操作会导致溢出，该溢出在功能块1706被检测。

如果cpri_tx_seq小于或等于cpri_rx_seq，另外的多路复用器1708产生“1”，否则产生“0”。该门1708的输出随后被用于将超帧差递增1(在第三多路复用器1712)。

超帧差计算器计算中间超帧差，随后将其直接应用于第三多路复用器1712，并且将超级帧递增1(后者在块1714被执行)。

中间超帧差的计算方法如下：

如果在块1716确定(cpri_tx_hfn＝＝cpri_rx_hfn)，那么Hfn_diff_int是(8'd0)或(8'd149)，这取决于(cpri_tx_x>＝cpri_rx_x)是否是真[多路复用器1722、1730]。

然而，如果在块1718确定(cpri_tx_hfn>cpri_rx_hfn)，Hfn_diff_int是(cpri_tx_hfn-cpri_rx_hfn)或(cpri_tx_hfn-cpri_rx_hfn-1)，这取决于(cpri_tx_x>＝cpri_rx_x)是否是真[多路复用器1722、1724、1728]。否则(即，在块1718确定cpri_tx_hfn<＝cpri_rx_hfn)，Hfn_diff_int是(150+cpri_tx_hfn-cpri_rx_hfn)或(149+cpri_tx_hfn-cpri_rx_hfn)，这取决于(cpri_tx_x>＝cpri_rx_x)是否是真[多路复用器1722、1724、1726]。

如果翻转(rollover)在基本帧差计算中被检测(即，多路复用器1708给多路复用器1712输出“1”)，那么Hfn_diff_int递增(在块1714)并存储在第二寄存器1720中。否则，Hfn_diff_int值被存储在第二寄存器1720中。

由于本发明的各种实施例，CPRI链变得很容易伸缩。添加新节点可以在运行时间完全实现，而不会影响源自以前节点的当前活动事物。

陈述本发明优选实施例的说明书是为了说明和描述，而不旨在详尽的或将本发明限于所公开的形式。本领域技术人员将了解可以在不脱离本发明的宽泛发明构思的情况下对实施例做出修改。因此应了解本发明并不限于所公开的特定实施例，而是涵盖了由附属权利要求所限定的本发明精神和范围内的修改。

Claims (7)

1.一种用于动态地将叶节点添加到多节点基站系统的方法，所述多节点基站系统具有至少一个控制节点和至少一个活性无线接入节点，其中所述无线接入节点具有用于从所述控制节点接收数据并且将其他数据发送给所述控制节点的第一线路，所述方法包括：

启用所述无线接入节点内的第二线路，所述第二线路耦合于所述叶节点的线路；

在所述无线接入节点内，测量在从所述叶节点接收上行链路中的定时和接收下行链路中的定时之间的帧定时差；

使用所测量的帧定时差建立所述控制节点和所述叶节点之间的同步；

设置所述叶节点的用户平面数据参数，从而开始将用户数据传输给所述叶节点；以及

选择子信道以用于给所述叶节点传达指令，包括：选择唯一的节点标识符；以及计算作为所述节点标识符的函数的唯一的子信道值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中选择子信道的步骤包括：

给所述叶节点分配预定第一子信道值；以及

给所述活性无线接入节点分配第二子信道值，所述第二子信道值不同于所述第一子信道值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中建立同步的步骤包括：

给所述叶节点传输所述帧定时差；

计算所述叶节点的传输定时偏移；以及

使用所选择的子信道给所述叶节点传输所计算的传输定时偏移。

4.一种位于具有至少一个控制节点的多节点基站系统中的节点，所述节点与所述控制节点连通，其中所述节点包括：

第一线路包括：

位于至少一个第一容器中用于从所述控制节点接收下行链路数据的第一接收器单元；

包括传输成帧器并用于给所述控制节点传输上行链路数据的第一发送单元；

可操作以将定时路由到所述第一发送单元的第一定时器；

网络接口；以及

用于转发对应于码字的选择的子集的数据的码字滤波单元；

形成与叶节点连通的主端口的第二线路，所述第二线路包括：

用于从所述叶节点接收上行链路数据的第二接收器单元；

包括传输成帧器并用于给所述叶节点传输下行链路数据的第二发送单元；

可操作以将定时路由到所述第二发送单元的第二定时器；

第二网络接口；以及

用于转发对应于码字的选择的子集的数据的第二码字滤波单元；以及

用于在所述节点的相应线路中的接收和传输路径之间建立所述定时差的定时差计算器。

5.根据权利要求4所述的节点，其中所述定时差计算器包括：

用于计算基本帧单元中的接收和传输路径之间的定时差的基本帧差计算器；

用于计算超帧单元中的接收和传输路径之间的定时差的超帧差计算器；以及

被配置以当在所述基本帧差计算器中检测到翻转条件的时候增加所述超帧定时差的输出的多路复用器。

6.一种用于在具有至少一个活性网络节点的通用公共无线接口(CPRI)链中添加终端节点的方法，所述网络节点至少具有第一线路和第二线路，所述方法包括：

启用所述网络节点内的所述第二线路；

指示所述终端节点来设置；

从所述网络节点接收上电确认消息以用于建立所述网络节点和终端节点之间的同步；

计算来自所述终端节点的上行链路中的接收定时和下行链路中的接收定时之间的定时差；

向无线电设备控制器REC节点报告所述定时差；

使用所测量的定时差建立所述REC节点和所述终端节点之间的同步；以及

设置所述终端节点的用户平面数据参数，从而辅助来自所述终端节点的用户平面数据的接收。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述网络节点是无线电设备(RE)节点或无线电设备控制器(REC)节点。