CN105450373B - 一种在前端回传网络上传输数据的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在前端回传网络的光线路终端和射频拉远单元上进行上下行传输数据的方法及其设备。其中，在光线路终端上发送下行传输数据的方法包括步骤：A.接收从基带单元池发送的多组基带矢量信号；B.把所述每组基带矢量信号分别调制到中频副载波组上，通过副载波复用以获得对应于所述射频拉远单元的中频信号组；C.通过波分复用把各组所述中频信号组分别调制到光波上的各个波长载波上，以获得载有各个波长信号的光波；D.把所述光波导向至传输链路中。本发明所公开的方案解决了现有基于CPRI协议进行MFH传输过程中所遇到的带宽瓶颈的难题，有助于在现有的4GLTE或则未来的B4G/5G网络中进行多天线的MFH传输。

Description

一种在前端回传网络上传输数据的方法及其设备

技术领域

本发明主要涉及通信技术领域，具体地，涉及一种在前端回传网络的光线路终端和射频拉远单元上进行上下行传输数据的方法及其设备。

背景技术

对于4G LTE或即将到来的5G移动网络中不断增长的带宽需求，运营商正寻求更好的方式以促进在系统的灵活性和功能集中性上具有增强功能的无线接入和回程(backhaul)传输。移动前传(MFH：mobile fronthaul)的概念已被一些运营商(例如，中国移动)提出以用于云-居民接入网(C-RAN)的部署。如图1所示，对于C-RAN，堆叠的基带单元(BBU)实施共同的基带处理并且把模拟正交频分复用(OFDM)矢量(I/Q：In-phase/Quadrature)数据转化为通用公共无线接口(CPRI)帧。当在光分布式网络(ODN)中的射频拉远头(RRH)从光纤上接收到CPRI数据时，通过数字/模拟转换(DCA)来复原原来的基带矢量数据。该基带矢量数据之后被转换为用于无线接口的射频(RF)信号。这些基于C-RAN的MFH的最令人期待的益处在于：其简化了并且有助于低延迟的X2接口上的多点协作(CoMP)。而且由于共享了功率和/或冷却设备，堆叠的基带单元方案有助于节省管理支出/资本性支出(OpEx/CapEx)。其他的优点还有，例如，可以动态地或灵活地通过堆叠的基带单元结构，在资源分配和调度中实现弹性和灵活性。

然而，在云-居民接入网方案中，CPRI帧的数据在传输带宽中被要求是量化后的数据。例如，为了把一个20MHz的基带矢量数据转换为用于移动前端回传(MFH)网络传输的CPRI帧，对该基带矢量数据的采样率被设置为30.72Mb/s。在接下来的数模转换模组中，每个(具有复合矢量的)电压采样值被转换至16(*2)位的以1/0表示的数据流，然后通过10b/8b编码计算生成CPRI帧，最终该输出数据传输率将达到1.2288Gb/s(计算公式：30.72M×16×2×10/8)。表1给出了对应于1个载波和一个扇区(多天线)时，不同类型的居民接入网中的CPRI数据传输率。

表-1

基于各个在MFH网络中运行的CPRI带宽特征，当前的光分配网络将会用完带宽资源并且无法再继续支持宽带无线接入的进一步发展。以基于MFH网络的无源光纤网络(PON)为例，如图2中所示，一个具有40G总容量的TWDM-PON只能在4个天线上发送LTE-A数据(在下行方向上，每个波长具有9.8G b/s的CPRI数据率)。在B4G/5G时代中，将引入大量的由128个以上的100MHz基带带宽的天线构成的多入多出(MIMO)系统，这将导致B4G/5G MFH数据传输率增至768Gb/s或更多，这超过了现有MFH运行承载量的100倍。对于运营商，如果没有其他新的先进的方法，那这就意味着相应的管理支出/资本性支出的增加。

据了解在无线接入网络中现有的解决带宽限制的主流方法可以分为数字方法和模拟方法。

在数字方法中，通过即时DSP在时域频域上对传输数据进行线率(Line rate)压缩。通常，50％(甚至80％)的压缩率一方面不能根本上释放带宽拥堵，另一方面高速的(以Gb/s为量级)即时压缩和解压缩会造成更高的DSP复杂度和功耗(特别是对用户端而言)。

在模拟方法中，光载无线通信(RoF)技术已经被推荐用于2G/3G网络中的移动后端回传(MBH：mobile backhaul)运行中。使用RoF的目的是为了通过使用已经上变频(up-converted)的射频信号来传输数据从而简化小区侧复杂度，该方法节省了各天线的本地振荡器和混频器。然而，为了在传统RoF系统中容纳更多天线，该系统不得不引入时分复用(TDD)方案，但是，对于延迟敏感的应用场景，例如：MFH运行中的多点协作或多入多出，这也不是一个理想的选择。由于大量的天线在时域中以某种方式共享(或争用一份)有限的总带宽资源，承载阻塞是基于RoF的TDD方案的另一个可以预见的瓶颈。

因此，我们发现主流的基于MFH方法的数字化CPRI协议传输(即使具有时/频域压缩)极耗带宽，换句话说，在不久的将来，支持大量的天线或MIMO应用的花费极高；然而传统的RoF方式无法满足在4G LTE或B4G/5G无线网络中的大量天线/MIMO的需求。直到现在，还没有建立出合适而经济的方案来有效地支持高密度(用于大量MIMO应用)天线的MFH服务。

发明内容

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面公开了一种在前端回传网络的光线路终端上发送下行传输数据的方法，其中，包括步骤：A.接收从基带单元池发送的多组基带矢量信号，其中，每组所述基带矢量信号分别对应一个射频拉远单元，所述每组基带矢量信号中的每个基带矢量信号分别对应所述射频拉远单元中的一个远端天线；B.把所述每组基带矢量信号分别调制到中频副载波组上，通过副载波复用以获得对应于所述射频拉远单元的中频信号组；C.通过波分复用把各组所述中频信号组分别调制到光波上的各个波长载波上，以获得载有各个波长信号的光波；其中，所述每个波长载波分别对应一个射频拉远单元，所述波长载波所对应的射频拉远单元与调制到所述波长载波上的中频信号组所对应的射频拉远单元相同；D.把所述光波导向至传输链路中。

特别地，所述步骤B具体包括：通过频分复用把每组所述基带矢量信号中的各个基带矢量信号分别调制到所述中频副载波组中的各个中频副载波上。

特别地，所述中频信号组中包括第一中频信号；步骤B中还包括：把控制信令调制到所述中频副载波组中的第一中频副载波上，以生成所述第一中频信号，其中，所述控制信令包括所述射频拉远单元所需配置的模数转换采样率、分辨率、所述各个基带矢量信号所对应的所述远端天线，以及用于调制所述各个基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率。

特别地，所述多个中频副载波之间的频率间隔和所述多个中频副载波的中心频率根据网络的使用情况而动态分配。

特别地，用于调制所述各组基带矢量信号的中频副载波组是相同的。

根据本发明的另一个方面公开了一种在前端回传网络的光线路终端上接收上行传输数据的方法，其中，包括步骤：I.从光纤中获取载有各个波长信号的光波；II.通过解波分复用从所述光波中分别解调出所述各个波长信号；III.把所述各个波长信号分别转换为各组中频信号组，并通过解频分复用从所述各组中频信号组中分别解调出各组基带矢量信号，其中，各组所述基带矢量信号分别是从与其相对应的射频拉远单元的各天线中接收到的；IV.把解调获得的各组所述基带矢量信号分别发送到对应的基带单元中进行基带信号处理或联合基带信号处理。

特别地，步骤III还包括，对解调后的所述中频信号组进行功率放大和噪声抑制。

根据本发明的另一个方面公开了一种在前端回传网络的射频拉远单元上接收下行传输数据的方法，其中，包括步骤：a.通过解波分复用从载有各个波长信号的光波中解调出对应于所述射频拉远单元的波长信号；b.把所述波长信号转换为中频信号组，并通过解频分复用从所述中频信号组中解调出一组基带矢量信号；c.对所述一组基带矢量信号进行信号补偿整形；d.把所述一组基带矢量信号上变频至对应的射频频段；e.通过对应的天线分别发送各个射频信号。

特别地，步骤b具体包括：从所述中频信号组中的第一中频信号中解调出控制信令，其中所述控制信令包括用于调制所述一组基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率；根据所述载波频率，通过解频分复用从所述中频信号组的各个中频信号中解调出所述一组基带矢量信号。

特别地，所述控制信令还包括对所述一组基带矢量信号进行模数转换所需的采样率和分辨率；步骤c具体包括：根据所述模数转换的采样率和分辨率，把所述一组基带矢量信号数字化以生成一组基带数字信号；对所述一组基带数字信号进行数字域再生处理；根据所述采样率和所述分辨率，把再生处理后的所述一组基带数字信号转换成模拟信号。

特别地，所述控制信令还包括所述一组基带矢量信号中的各个基带矢量信号所对应的天线；步骤e具体包括：根据所述控制信令中的对应关系，把一组射频信号中的各个所述射频信号通过所述对应的天线分别进行发送。

根据本发明的另一个方面公开了一种在前端回传网络的射频拉远单元上发送上行传输数据的方法，其中，包括步骤：i.从各个天线中接收射频信号以生成一组射频信号；ii.把所述一组射频信号下变频至一组基带矢量信号；iii.对所述一组基带矢量信号进行信号补偿整形；iv.通过频分复用把所述一组基带矢量信号调制到中频副载波组上以生成中频信号组；v.通过波分复用把所述中频信号组调制到与所述射频拉远单元相对应的波长载波中。

特别地，所述步骤iii具体包括：根据第一中频副载波上包含的模数转换所需的采样率和分辨率的参数，把所述一组基带矢量信号数字化以生成一组基带数字信号；对所述一组基带数字信号进行数字域再生处理；根据所述采样率和所述分辨率，把再生处理后的所述一组基带数字信号转换成模拟信号。

根据本发明的另一个方面公开了一种在前端回传网络上进行数据传输的光线路终端设备，其特征在于，包括：基带信号接收模块，其用于接收从基带单元池发送的多组下行基带矢量信号，其中，每组所述下行基带矢量信号分别对应一个射频拉远单元；中频调制模块，其用于把每组所述下行基带矢量信号分别调制到中频副载波组上，以获得对应于所述射频拉远单元的下行中频信号组；波分复用模块，其用于通过波分复用把各组所述下行中频信号组分别调制到下行光波上的各个波长载波上，以获得载有各个下行波长信号的下行光波；其中，所述每个波长载波分别对应一个射频拉远单元，所述波长载波所对应的射频拉远单元与调制到所述波长载波上的下行中频信号组所对应的射频拉远单元相同；光环形器，其用于把所述下行光波导向至光纤中，以及从所述光纤中获取载有多个上行波长信号的上行光波；解波分复用模块，其用于通过解波分复用从所述上行光波中分别解调出各个上行波长信号；中频解调模块，其用于把所述各个上行波长信号分别转换为各组上行中频信号组，并通过解频分复用从所述各组上行中频信号组中分别解调出一组上行基带矢量信号，其中，各组所述上行基带矢量信号分别是从与其相对应的射频拉远单元的各天线中接收到的；基带信号发送模块，其用于把解调获得的各组所述上行基带矢量信号分别发送到对应的基带单元中进行基带信号处理或联合基带信号处理。

根据本发明的另一个方面公开了一种在前端回传网络上进行数据传输的射频拉远单元设备，其特征在于，包括：解波分复用模块，其用于通过解波分复用从载有各个下行波长信号的光波中解调出对应于所述射频拉远单元的下行波长信号；中频解调模块，其用于把所述下行波长信号转换为下行中频信号组，并通过解频分复用从所述下行中频信号组中解调出一组下行基带矢量信号；补偿整形模块，其用于对所述一组基带矢量信号进行信号补偿整形；上变频模块，其用于把所述一组下行基带矢量信号上变频至一组下行射频信号；天线模块，其用于通过对应的各个天线分别发送所述一组下行射频信号中的各个下行射频信号，以及从各个所述天线中接收上行射频信号以组成一组上行射频信号；下变频模块，其用于把所述一组上行射频信号下变频至一组上行基带矢量信号；中频调制模块，其用于通过频分复用把所述一组上行基带矢量信号调制到中频副载波组上以生成上行中频信号组；波分复用模块，其用于通过波分复用把所述上行中频信号组调制到与所述射频拉远单元相对应的波长载波中。

本发明所公开的方案具有如下优点：解决了现有基于CPRI协议进行MFH传输过程中所遇到的带宽瓶颈的难题，有助于在现有的4G LTE或则未来的B4G/5G网络中进行多天线的MFH传输。与传统方法相比，本发明可以减少多天线的MFH传输时所产生的传输延迟，提高了网络带宽的利用率。另外，本发明直接降低了运营商在实施具有高密度天线的MFH传输中的成本开销。

附图说明

通过下文对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同或相似的标号表示相同或相似的步骤；

图1示出了在前端回传网络上传输数据的现有的系统示意图；

图2示出了基于现有技术在不同的居民接入网中每个PON可以支持传输CPRI数据的天线数；

图3示出了根据本发明所公开的在前端回传网络上传输数据的系统示意图；

图4示出了根据本发明所公开的在前端回传网络上进行数据传输的光线路终端设备的模块示意图；

图5示出了根据本发明所公开的在前端回传网络的光线路终端上进行数据传输的方法流程图；

图6示出了根据本发明所公开的在前端回传网络上进行数据传输的射频拉远单元的模块示意图；

图7示出了根据本发明所公开的在前端回传网络的射频拉远单元上进行数据传输的方法流程图；

图8示出了根据本发明所公开的方案在不同的居民接入网中每个PON可以支持传输CPRI数据的天线数；以及

图9示出了根据本发明所公开的方案实施数据传输后的频谱仿真结果。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。需要说明的是，尽管本文中以特定顺序描述了本发明中有关方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，本文中所描述的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

为了解决背景技术中所提到的技术问题，在本发明中，我们推荐中频光纤传输(IF-over-fiber)架构方案，其有助于下一代C-RAN的无线接入和MFH传输。在该方案中，基带数据(维持其原有带宽，对于LTE-A是20MHz)代替被量化至12bit或16bit数字数据的矢量数据流，被频分复用在各个中频副载波上(IF-SC)，以在基带单元和各个射频拉远单元之间建立一个专用的链接。为了容纳在中频副载波上复用/解复用的数据，射频拉远单元被相应的重新设计成具有增强功能。比较图1，如图3所示的示意图，可以发现本发明通过推迟数模转换的处理从而节省了传输带宽。

以下我们将结合附图4-7介绍根据本发明所公开的在前端回传网络的光线路终端和射频拉远单元上进行传输数据的方法及其装置。

首先，我们先介绍在光线路终端中下行方向传输数据的方法和设备：

根据本发明所公开的光线路终端，其包括基带信号接收模块401、中频调制模块403、波分复用模块405、基带信号发送模块402、中频解调模块404、解波分复用模块406和光环形器420。

在步骤502中，基带信号接收模块401接收从基带单元池发送的多个下行基带矢量信号，由于各个下行基带矢量信号被分别配置为通过特定射频拉远头中的某个远端天线向下行方向传输，因此可以根据每个下行基带矢量信号所对应的射频拉远单元对该多个下行基带矢量信号进行分组，每组所述下行基带矢量信号分别对应一个射频拉远单元，所述每组下行基带矢量信号中的每个下行基带矢量信号分别对应该射频拉远单元中的一个远端天线。每组下行基带矢量信号中的各个下行基带矢量信号通过与该组下行基带矢量信号该对应的射频拉远头中的各个远端天线向下行方向传输。

然后该基带信号接收模块401会把各组下行基带矢量信号分别发送至中频调制模块403中的各个对应的中频调制单元中。所述中频调制模块403包括多个中频调制单元，每个中频调制单元分别对应一个射频拉远单元，例如，需要经射频拉远单元N发送的一组下行基带矢量信号将被发送给中频调制单元N，该组下行基带矢量信号经中频调制单元N调制后获得的下行中频信号组将被发送至与之对应的射频拉远单元N中。

在步骤504中，中频调制模块403把所述每组下行基带矢量信号分别调制到中频副载波组上，通过副载波复用以获得对应于所述射频拉远单元的下行中频信号组。

具体的，中频调制模块403中的各个中频调制单元在获得与之对应的各组下行基带矢量信号后，通过频分复用把各组下行基带矢量信号组中的各个下行基带矢量信号分别调制到中频副载波组中的各个中频副载波上。从而中频调制模块403的各个中频调制单元可以获得各自的下行中频信号组。其中，所述副载波是中频信号。

例如，第N组下行基带矢量信号为{S₁，S₂，S₃,…,S_n}，其被发送至与之对应的中频调制单元N中进行调制，中频副载波组为{SC₁，SC₂，SC₃,…,SC_m}，m≥n，下行基带矢量信号S₁将被调制到中频副载波SC₁上以生成下行中频信号IF₁，下行基带矢量信号S₂将被调制到中频副载波SC₂上以生成下行中频信号IF₂，以此类推，直到所有的下行基带矢量信号都调制到一个载波上，最终通过合并器合成一个对应于该中频调制单元的下行中频信号组{IF₁，IF₂，IF₃,…,IF_n}。

在一个优选的实施例中，中频副载波组中的各个中频副载波之间的频率间隔和所述多个中频副载波的中心频率根据网络的使用情况而动态分配。例如，当网络资源比较充足时，中频副载波之间的频率间隔可以设定的比较大，从而保证载波之间不会有干扰；当网络资源比较紧缺时，中频副载波之间的频率间隔可以设定的比较小，从而保证有足够的载波可以被用于调制信号。在一个优选的实施例中所述中频副载波之间的频率间隔是100MHz。

在一个优选的实施例中，各个中频调制单元所使用的中频副载波组是相同的。中频调制模块403还包括中频震荡器阵列模块410，其用于为各个中频调制单元提供统一的中频副载波组。

在一个优选的实施例中，所述中频副载波组还包括第一中频副载波IF₀，其用于调制控制信令，其中，所述控制信令包括射频拉远单元所需配置的模数转换采样率、分辨率。在现有技术中，对基带矢量信号的采样和对采样后的信号进行补偿整形是在基带处理单元一侧完成的。但是由于处理后信号的数据量过于庞大，因此，在本发明中，对基带矢量信号的补偿整形将被移至射频拉远单元一侧完成。为了便于对基带矢量信号进行补偿整形，需要把模拟的基带矢量信号通过采样转换成基带数字信号。为了使得射频拉远单元对基带矢量信号实施正确的采样，需要告知射频拉远单元该需要被补偿整形的基带矢量信号的采样率和分辨率。因此，在本发明中，下行中频信号组中所载有的各个下行基带矢量信号的采样率和分辨率被调制到第一个中频载波中以传递给对应的射频拉远单元。

所述控制信令中还包括各个下行基带矢量信号所对应的所述远端天线。该中频信号组中载有的各个下行基带矢量信号被发送至特定的射频拉远单元后，会经由该射频拉远单元的各个天线向下行方向发射，而哪个下行基带矢量信号经由哪个天线进行发射的对应关系将在控制信令中被传递给射频拉远单元。

所述控制信令中还包括用于调制所述各个下行基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率。射频拉远单元为了从下行中频信号组中解调出各个下行基带矢量信号需要知道调制各个下行基带矢量信号的中频负载波的载波频率。在一个优选的实施例中，用于调制各个下行基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率通过控制信令被告知给射频拉远单元。在另一个优选的实施例中，所述中频副载波的载波频率是预先设定的，即：射频拉远单元已预先知道载波的频率，因此，所述控制信令中可以不包含该载波频率信息。

在步骤506中，波分复用模块405把从中频调制模块403中各个中频调制单元获得的下行中频信号组调制到下行光波上的各个波长载波上(在本文中，调制中频信号组之后的波长载波称为波长信号)，以获得载有各个下行波长信号的下行光波；其中，所述每个波长载波分别对应一个射频拉远单元，所述波长载波所对应的射频拉远单元与调制到所述波长载波上的下行中频信号组所对应的射频拉远单元相同。例如，波长载波λ-N是与射频拉远单元N对应的波长载波，那么需要发送给射频拉远单元N的下行中频信号组会被调制到波长载波λ-N中，从而使得射频拉远单元N可以从波长载波λ-N中获得该下行中频信号组。如图3中的副图1所示，不同的下行中频信号组通过波分复用被分别调制到不同的波长载波中以获得不同的下行波长信号。通常，波长载波之间的间隔是100G，带宽是10G。根据不同网络的情况，波长载波之间的间隔和带宽是可以设定的。

在步骤508中，光环形器420把载有各个下行波长信号的下行光波导向至传输链路中。其中，该传输链路主要是光纤。

以下是在射频拉远单元中下行方向传输数据的方法和设备：

分散在各处的射频拉远单元的模块组成和传输方法是相同的，因此，以下详细介绍其中一个射频拉远单元的下行方向传输数据的方法和设备。

根据本发明所公开的射频拉远单元，其包括解波分复用模块601、中频解调模块603、上变频模块605、波分复用模块602、中频调制模块604、下变频模块606、补偿整形模块610和天线模块620。

在步骤701中，解波分复用模块601从载有多个下行波长信号的下行光波中解调出对应于该射频拉远单元的下行波长信号。每个射频拉远单元都对应一个载有下行中频信号组的下行波长信号，因此，每个射频拉远单元可以从该下行波长信号中获取与该射频拉远单元相对应的下行中频信号组。

在一个实施例中，该解波分复用模块601包括一个带通滤波器，通过该带通滤波器来滤出与该射频拉远单元对应的下行波长信号。例如，射频拉远单元N所对应的波长载波是λ-N，则射频拉远单元N的解波分复用模块601的带通滤波器把载波是λ-N的下行波长信号滤出，以输入到后端的中频解调模块603中。

在步骤702中，中频解调模块603把下行波长信号转换为下行中频信号组，并把该下行中频信号组解调成一组下行基带矢量信号。

具体的，中频解调模块603通过光电转换器把下行波长信号转换为下行中频信号组，当下行中频信号组中的各个副载波的载波频率是预设的时候，中频解调模块603根据预设的载波频率，从下行中频信号组中的各个下行中频信号中解调出各个下行基带矢量信号。

当下行中频信号组中的各个副载波的载波频率是动态分配的时候，还包括步骤750，中频解调模块603首先对下行中频信号组中的第一中频信号进行解调以获得控制信令，所述控制信令包括所述射频拉远单元所需配置的模数转换采样率、分辨率、所述各个下行基带矢量信号所对应的所述远端天线，以及用于调制所述各个下行基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率。所述解调出控制信令中的各个参数将被保存在射频拉远单元的存储器630中，从而为后续步骤或上行数据传输提供必要的参数。在一个优选的实施例中，可以先通过低通滤波器滤出所述下行中频信号组中的第一中频信号，然后再对该第一中频信号进行解调，从而避免了其他下行中频信号对第一中频信号的干扰。需要指出的是第一中频信号的副载波的载波频率是预设的，因此中频解调模块603已事先知道其载波频率。在获得了控制信令后，中频解调模块603根据调制各个下行基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率，分别解调出中频信号组中的各个下行基带矢量信号，并输入至补偿整形模块。

在步骤703-705中，补偿整形模块610对获得的该组下行基带矢量信号进行信号补偿整形。具体步骤如下：

在步骤703中，模数转换模块612通过采样把该组下行基带矢量信号从模拟信号转换为下行基带数字信号。所述每个下行基带矢量信号的采样率和分辨率可以根据所述控制信令中的参数来确定。具体的，数模转换模块612从存储器630中获取待转换的下行基带矢量信号的采样率和分辨率，并根据该采样率和分辨率实施采样从而获得下行基带数字信号。

在步骤704中，再生处理模块614对该组下行基带数字信号进行再生处理。其中，所述再生处理主要指对数字信号进行数字整形，从而使得该数字信号在抑制噪声的情况下被放大。该步骤是为了补偿信号在传输过程中的损耗。

在步骤705中，数模转换模块616把再生处理后的该组下行基带数字信号转换回模拟信号并输入至上变频模块605中。图7中的副图6、7显示了信号再生前和再生后的频域波形变化，副图中的6是再生前的下行基带矢量信号波形(步骤703之前)，7是再生后的下行基带矢量波形(步骤705之后)，从图中可以发现经过再生后的信号被放大。

在步骤706中，上变频模块605把该组再生处理后的下行基带矢量信号上变频至对应的射频频段上以获得对应的下行射频信号，以便于这些信号能够在天线中被发射。其中，所述上变频指把信号从基带频段转换成射频频段。

在步骤707中，天线模块620通过对应的各个天线分别发送对应的下行射频信号。其中，各个下行基带矢量信号与天线的对应关系可以从控制信令中获得。

接下来，我们将介绍在光线路终端中和射频拉远单元中上行方向传输数据的方法和设备，在射频拉远单元中上行方向传输数据的方法和设备如下：

在步骤711中，天线模块620从各个天线中接收上行射频信号以组成一组上行射频信号，并发送至下变频模块606中。

在步骤712中，下变频模块606把该组上行射频信号下变频至对应的基带频段以生成一组上行基带矢量信号，并输入至补偿整形模块610中。所述下变频是指把信号从射频频段转换成基带频段。

在步骤713-715中，补偿整形模块610对获得的该组上行基带矢量信号进行信号补偿整形。具体步骤如下：

在步骤713中，模数转换模块612通过采样把该组上行基带矢量信号从模拟信号转换为基带数字信号。所述每个上行基带矢量信号的采样率和分辨率可以根据下行传输过程中所获得的控制信令中的参数来确定。具体的，数模转换模块612从存储器630中获取对应的下行基带矢量信号的采样率和分辨率，并根据该采样率和分辨率实施采样从而获得上行基带数字信号。

在步骤714中，再生处理模块614对该组上行基带数字信号进行再生处理。其中，所述再生处理主要指对数字信号进行数字整形，从而使得该数字信号在抑制噪声的情况下被放大。该步骤是为了补偿信号在传输过程中的损耗。

在步骤715中，数模转换模块616把再生处理后的该组上行基带数字信号转换回模拟信号。

在步骤716中，中频调制模块604把各个再生处理后的上行基带矢量信号分别调制到中频副载波组中的各个中频副载波上，并通过合并器合并，以生成上行中频信号组。所述中频副载波组中的各个副载波的载波频率可以是预定的，也可以从下行传输过程中获得的控制信令中确定。例如，如果下行数据传输过程中所使用的各个副载波的载波频率为{f₁，f₂，…，f_n}，那么在上行传输时所使用的中频副载波的载波频率也可以是{f₁，f₂，…，f_n}。

在步骤717中，波分复用模块602把该中频调制模块604中获得的上行中频信号组调制到与该射频拉远单元相对应的波长载波中以获得上行波长信号，之后该上行波长信号将通过传输链路被发送至光线路终端上。其中，所述传输链路为光纤。其中，每个射频拉远单元都对应一个波长载波。

以上是一个射频拉远单元中传输上行信号的方法，当多个射频拉远单元同时传输上行信号时，光纤中的上行光波中将会载有多个上行波长信号。

在光线路终端中上行方向传输数据的方法和设备如下：

在步骤512中，光环行器420从传输链路中获取载有多个上行波长信号的光波。

在步骤514中，解波分复用模块406通过解波分复用从该上行光波中分别解调出各个上行波长信号，并把各个上行波长信号分别发送至中频解调模块404中的各个对应的中频解调单元中。所述中频解调模块404包括多个中频解调单元，每个中频解调单元分别对应一个射频拉远单元/上行波长信号。例如，中频解调单元N用于解调射频拉远单元N所生成的上行波长信号。

在步骤516中，中频解调模块404中的各个中频解调单元在获得与之对应的各个上行波长信号之后，通过光电转换器件把各个上行波长信号转换成各组上行中频信号组，然后通过解频分复用把各组上行中频信号组中的上行基带矢量信号解调出来。

具体的，当中频解调单元获得上行波长信号之后，先通过雪崩光电探测器和低噪声放大器把光波信号(上行波长信号)转换为电信号(上行中频信号组)，然后通过分离器分离出中频信号组中的各个中频信号，最后利用中频副载波对各个中频信号进行信号解调，从而获得基带矢量信号。各个中频解调单元分别从与之对应的上行中频信号组中解调出一组基带矢量信号。其中，每组上行基带矢量信号分别是从同一个射频拉远单元的各个天线中接收到的。

在上行数据传输过程中，解调上行中频信号组所使用的中频副载波组与下行数据传输过程中调制各组下行基带矢量信号所使用的中频副载波组是相同的，并且各个中频解调单元所使用的中频副载波组是也相同的。因此，中频震荡器阵列模块410，还可以用于为各个中频解调单元提供统一的中频副载波组。

在步骤518中，基带信号发送模块402把解调获得的各组所述上行基带矢量信号中的各个上行基带矢量信号分别发送到对应的基带单元中进行基带信号处理或联合基带信号处理。

图8示出了根据本发明所公开的方案在不同的居民接入网中每个PON可以支持传输CPRI数据的天线数。从图中可以发现：根据本发明所公开的方法，当相邻中频之间的频率间隔被设定为100MHz时，通过使用现有的10G带宽的发送和接受模组，1个波长载波可以支持100个中频副载波。相邻中频之间100MHz的频率间隔对于20MHz的BB数据负载是足够的。如图8中所示，4个波长载波的波分复用技术可以支持总量400个中频副载波，也就是说，可以满足400个天线的传输需求。

图9示出了根据本发明所公开的方案实施数据传输后的频谱仿真结果。子图1(图9-1)和子图2(图9-2)是8个中频副载波(中频间隔是100MHZ并且每个中频副载波是20MHz)的电子频谱，光纤传输距离为20公里。图9-1是副载波尚未调制数据的频谱图，图9-2是副载波调制数据后的频谱图。子图2中的插图是来自一个中频副载波的接收数据的眼图。值得说明的是在实际实施中，每个中频副载波的更高的信噪比将导致更高的信号边带比(SSR)，其是一个非线性效果的关键的副载波间的干扰指标。因此，由于还没有数据公式用于配置设定，根据系统的参数和配置(例如，不同的激光线宽，中频副载波数量，中频副载波间隔，传输长度)在每个应用中必须优化工作点/变焦。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (15)

1.一种在前端回传网络的光线路终端上发送下行传输数据的方法，其中，包括步骤：

A.接收从基带单元池发送的多组基带矢量信号，其中，每组所述基带矢量信号分别对应一个射频拉远单元，所述每组基带矢量信号中的每个基带矢量信号分别对应所述射频拉远单元中的一个远端天线；

B.把所述每组基带矢量信号分别调制到中频副载波组上，通过副载波复用以获得对应于所述射频拉远单元的中频信号组；

C.通过波分复用把各组所述中频信号组分别调制到光波上的各个波长载波上，以获得载有各个波长信号的光波；其中，所述每个波长载波分别对应一个射频拉远单元，所述波长载波所对应的射频拉远单元与调制到所述波长载波上的中频信号组所对应的射频拉远单元相同；

D.把所述光波导向至传输链路中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤B具体包括：通过频分复用把每组所述基带矢量信号中的各个基带矢量信号分别调制到所述中频副载波组中的各个中频副载波上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述中频信号组中包括第一中频信号；步骤B中还包括：

把控制信令调制到所述中频副载波组中的第一中频副载波上，以生成所述第一中频信号，其中，所述控制信令包括所述射频拉远单元所需配置的模数转换采样率、分辨率、所述各个基带矢量信号所对应的所述远端天线，以及用于调制所述各个基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个中频副载波之间的频率间隔和所述多个中频副载波的中心频率根据网络的使用情况而动态分配。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，用于调制所述各组基带矢量信号的中频副载波组是相同的。

6.一种在前端回传网络的光线路终端上接收上行传输数据的方法，其中，包括步骤：

I.从光纤中获取载有各个波长信号的光波；

II.通过解波分复用从所述光波中分别解调出所述各个波长信号；

III.把所述各个波长信号分别转换为各组中频信号组，并通过解频分复用从所述各组中频信号组中分别解调出各组基带矢量信号，其中，各组所述基带矢量信号分别是从与其相对应的射频拉远单元的各天线中接收到的；

IV.把解调获得的各组所述基带矢量信号分别发送到对应的基带单元中进行基带信号处理或联合基带信号处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤III还包括，对解调后的所述中频信号组进行功率放大和噪声抑制。

8.一种在前端回传网络的射频拉远单元上接收下行传输数据的方法，其中，包括步骤：

a.通过解波分复用从载有各个波长信号的光波中解调出对应于所述射频拉远单元的波长信号；

b.把所述波长信号转换为中频信号组，并通过解频分复用从所述中频信号组中解调出一组基带矢量信号；

c.对所述一组基带矢量信号进行信号补偿整形；

d.把所述一组基带矢量信号上变频至对应的射频频段；

e.通过对应的天线分别发送各个射频信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤b具体包括：

从所述中频信号组中的第一中频信号中解调出控制信令，其中所述控制信令包括用于调制所述一组基带矢量信号的各个中频副载波的载波频率；

根据所述载波频率，通过解频分复用从所述中频信号组的各个中频信号中解调出所述一组基带矢量信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制信令还包括对所述一组基带矢量信号进行模数转换所需的采样率和分辨率；步骤c具体包括：

根据所述模数转换的采样率和分辨率，把所述一组基带矢量信号数字化以生成一组基带数字信号；

对所述一组基带数字信号进行数字域再生处理；

根据所述采样率和所述分辨率，把再生处理后的所述一组基带数字信号转换成模拟信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制信令还包括所述一组基带矢量信号中的各个基带矢量信号所对应的天线；步骤e具体包括：

根据所述控制信令中的对应关系，把一组射频信号中的各个所述射频信号通过所述对应的天线分别进行发送。

12.一种在前端回传网络的射频拉远单元上发送上行传输数据的方法，其中，包括步骤：

i.从各个天线中接收射频信号以生成一组射频信号；

ii.把所述一组射频信号下变频至一组基带矢量信号；

iii.对所述一组基带矢量信号进行信号补偿整形；

iv.通过频分复用把所述一组基带矢量信号调制到中频副载波组上以生成中频信号组；

v.通过波分复用把所述中频信号组调制到与所述射频拉远单元相对应的波长载波中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述步骤iii具体包括：

根据第一中频副载波上包含的模数转换所需的采样率和分辨率的参数，把所述一组基带矢量信号数字化以生成一组基带数字信号；

对所述一组基带数字信号进行数字域再生处理；

根据所述采样率和所述分辨率，把再生处理后的所述一组基带数字信号转换成模拟信号。

14.一种在前端回传网络上进行数据传输的光线路终端设备，其特征在于，包括：

基带信号接收模块，其用于接收从基带单元池发送的多组下行基带矢量信号，其中，每组所述下行基带矢量信号分别对应一个射频拉远单元；

中频调制模块，其用于把每组所述下行基带矢量信号分别调制到中频副载波组上，以获得对应于所述射频拉远单元的下行中频信号组；

波分复用模块，其用于通过波分复用把各组所述下行中频信号组分别调制到下行光波上的各个波长载波上，以获得载有各个下行波长信号的下行光波；其中，所述每个波长载波分别对应一个射频拉远单元，所述波长载波所对应的射频拉远单元与调制到所述波长载波上的下行中频信号组所对应的射频拉远单元相同；

光环形器，其用于把所述下行光波导向至光纤中，以及从所述光纤中获取载有多个上行波长信号的上行光波；

解波分复用模块，其用于通过解波分复用从所述上行光波中分别解调出各个上行波长信号；

中频解调模块，其用于把所述各个上行波长信号分别转换为各组上行中频信号组，并通过解频分复用从所述各组上行中频信号组中分别解调出一组上行基带矢量信号，其中，各组所述上行基带矢量信号分别是从与其相对应的射频拉远单元的各天线中接收到的；

基带信号发送模块，其用于把解调获得的各组所述上行基带矢量信号分别发送到对应的基带单元中进行基带信号处理或联合基带信号处理。

15.一种在前端回传网络上进行数据传输的射频拉远单元设备，其特征在于，包括：

解波分复用模块，其用于通过解波分复用从载有各个下行波长信号的光波中解调出对应于所述射频拉远单元的下行波长信号；

中频解调模块，其用于把所述下行波长信号转换为下行中频信号组，并通过解频分复用从所述下行中频信号组中解调出一组下行基带矢量信号；

补偿整形模块，其用于对所述一组基带矢量信号进行信号补偿整形；

上变频模块，其用于把所述一组下行基带矢量信号上变频至一组下行射频信号；

天线模块，其用于通过对应的各个天线分别发送所述一组下行射频信号中的各个下行射频信号，以及从各个所述天线中接收上行射频信号以组成一组上行射频信号；

下变频模块，其用于把所述一组上行射频信号下变频至一组上行基带矢量信号；

中频调制模块，其用于通过频分复用把所述一组上行基带矢量信号调制到中频副载波组上以生成上行中频信号组；

波分复用模块，其用于通过波分复用把所述上行中频信号组调制到与所述射频拉远单元相对应的波长载波中。