CN107360142A - 基于cpri架构的多制式混合组网传输系统及传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统及传输方法，其中，基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，包括第一制式近端机、连接第一制式近端机的第二制式近端机；第一制式近端机、第二制式近端机分别与对应的各远端机相连接；本发明基于双近端机，提供独立备份拓扑架构，使得两种制式完全独立；基于近端机之间的交互通信连接、近端机与远端机之间的通信连接，使得本发明可以根据各自的制式特性，将不同制式IQ数据，各自独立映射到CPRI协议的IQblock中进行统一传输，实现多制式信号混合传输。

Description

基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统及传输方法
技术领域
本发明涉及移动通信中的数据传输技术，特别是涉及一种基于CPRI(CommoPublic Radio Interface：通用公共无线电端口)架构的多制式混合组网传输系统及传输方法。
背景技术
随着移动通信的发展，移动通信用户数也急剧增加，运营商不得不对移动通信系统进行扩容处理，以满足用不同用户的不同通信需求。如今，在一些覆盖场景移动运营商急需采用2G(2-Generation wireless telephone technology)信号、3G(3rd-Generation)信号、4G(the 4th Generation mobile communication technology)信号以及WLAN(Wireless Local Area Networks)信号同时进行信号覆盖。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统技术在针对需要多种信号覆盖的问题时，运营商建设成本以及后期维护成本高，且往往只能进行2G一个独立设备、3G一个独立设备、4G一个独立设备以及WLAN一个独立设备的覆盖，无法实现一个设备完成多种信号的覆盖，不能进行多制式复合信号的传输。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术无法实现一个设备完成多种信号覆盖，不能进行多制式复合信号传输的问题，提供一种基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统及传输方法。
为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
一方面，提供了一种基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，包括第一制式近端机、连接第一制式近端机的第二制式近端机；第一制式近端机、第二制式近端机分别与对应的各远端机相连接；
第一制式近端机、第二制式近端机交互获取对方接收到的各网络制式下行数据；第一制式近端机、第二制式近端机分别对接收以及获取到的各网络制式下行数据进行合路处理，并将得到的合路后下行数据传输给对应的远端机；远端机对接收到的合路后下行数据进行数据分离后下发；
远端机对本地数据以及接收到的各网络制式上行数据进行合路处理，并将得到的合路后上行数据传输给对应的第一制式近端机、第二制式近端机；第一制式近端机、第二制式近端机分别根据各自的制式对接收到的合路后上行数据进行数据分离和发送，并交互获取对方接收到的合路后上行数据；第一制式近端机、第二制式近端机分别根据各自的制式对获取到的合路后上行数据进行数据分离和发送。
另一方面，提供了一种从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法，包括上行链路传输和下行链路传输；
下行链路传输包括以下步骤：
接收第一部分网络制式下行数据，交互获取第二制式近端机接收到的第二部分网络制式下行数据；
对第一部分网络制式下行数据和第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据；
将合路后下行数据传输给对应的远端机；
上行链路传输包括以下步骤：
对远端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据；
将远端机传输的合路后上行数据发送给第二制式近端机，交互获取第二制式近端机接收到的对应远端机传输的合路后上行数据；
对第二制式近端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据。
另一方面，还提供了一种从第二制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法，包括上行链路传输和下行链路传输；
下行链路传输包括以下步骤：
接收第二部分网络制式下行数据，交互获取第一制式近端机接收到的第一部分网络制式下行数据；
对第一部分网络制式下行数据和第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据；
将合路后下行数据传输给对应的远端机；
上行链路传输包括以下步骤：
对远端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据；
将远端机传输的合路后上行数据发送给第一制式近端机，交互获取第一制式近端机接收到的对应远端机传输的合路后上行数据；
对第一制式近端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据。
上述技术方案具有如下有益效果：
本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统及传输方法，基于双近端机(第一制式近端机和第二制式近端机)，提供独立备份拓扑架构，使得两种制式完全独立；基于近端机之间的交互通信连接、近端机与远端机之间的通信连接，使得本发明可以根据各自的制式特性，将不同制式IQ(In-Phase Quadrature：同相正交)数据，各自独立映射到CPRI协议的IQblock中进行统一传输，实现多制式信号混合传输。每种制式都有一个独立的近端设备，不同制式的信号交互通过交互通信链路进行交互，提高系统可靠性。基于本发明，可以在CPRI中利用IQblock开辟出独立带宽传输网口信号，为设备直接提供对外扩展网络接口，传输无线网络制式信号。本发明能够将多种不同的信号封装到CPRI协议里面实现多制式的透明传输，基于多制式RRU(Radio Remote Unit：远端射频模块)，通过大容量光纤传输RRU的数字化后的多制式I/Q数据，能够很好的解决同时进行2G，3G/4G，WLAN等多种信号的同时覆盖，并且最大限度的降低运营商的建设成本，后期维护成本，满足当今移动通信用户的通信要求。
附图说明
图1为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统实施例1的结构示意图；
图2为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中业务通信链路的结构示意图；
图3为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W下行组帧示意图；
图4为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W上行组帧示意图；
图5为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G下行组帧示意图；
图6为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G上行组帧示意图；
图7为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中帧对齐示意图；
图8为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中基本帧结构示意图；
图9为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中2*TD-SCDMA+2*GSM+WLAN基本帧以及3*TD-SCDMA+1*GSM+WLAN基本帧结构示意图；
图10为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中输出到serdes时钟域示意图；
图11为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中serdes输出时钟域示意图；
图12为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中拆帧模块工作示意图；
图13为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W下行解帧示意图；
图14为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W上行解帧示意图；
图15为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G下行解帧示意图；
图16为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G上行解帧示意图；
图17为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中基于第一交互端口X、第二交互端口Y的交互通信链路传输示意图；
图18为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第一制式近端机上行W合路示意图；
图19为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第一制式近端机上行G合路示意图；
图20为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第二制式近端机上行W合路示意图；
图21为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第二制式近端机上行G合路示意图；
图22为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中远端上行W对齐加和示意图；
图23为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中远端上行G对齐加和示意图；
图24为本发明从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1的流程示意图；
图25为本发明从第二制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1的流程示意图；
图26为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法中第一异常流程示意图；
图27为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法中第二异常流程示意图；
图28为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法中第三异常流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统实施例1：
为了解决传统技术无法实现一个设备完成多种信号覆盖，不能进行多制式复合信号传输的问题，本发明提供了一种基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统实施例1；图1为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统实施例1的结构示意图；如图1所示，可以包括第一制式近端机、连接第一制式近端机的第二制式近端机；第一制式近端机、第二制式近端机分别与对应的各远端机相连接；
第一制式近端机、第二制式近端机交互获取对方接收到的各网络制式下行数据；第一制式近端机、第二制式近端机分别对接收以及获取到的各网络制式下行数据进行合路处理，并将得到的合路后下行数据传输给对应的远端机；远端机对接收到的合路后下行数据进行数据分离后下发；
远端机对本地数据以及接收到的各网络制式上行数据进行合路处理，并将得到的合路后上行数据传输给对应的第一制式近端机、第二制式近端机；第一制式近端机、第二制式近端机分别根据各自的制式对接收到的合路后上行数据进行数据分离和发送，并交互获取对方接收到的合路后上行数据；第一制式近端机、第二制式近端机分别根据各自的制式对获取到的合路后上行数据进行数据分离和发送。
具体而言，本发明可以包括第一制式近端机(REC1)，第二制式近端机(REC2)；布设于第一制式近端机与第二制式近端机之间的交互通信链路，以使第一制式近端机与第二制式近端机相连接；还包括分别布设于第一制式近端机与对应的各远端机之间、第二制式近端机与对应的各远端机之间的各业务通信链路，以使第一制式近端机、第二制式近端机分别与对应的各远端机相连接；
其中，业务通信链路可以包括业务上行链路和业务下行链路；具体的数据传输过程可以为：
第一制式近端机、第二制式近端机沿交互通信链路交互获取对方接收到的各网络制式下行数据；第一制式近端机、第二制式近端机分别沿各自的业务下行链路对获取到的各网络制式下行数据进行合路处理，并将得到的合路后下行数据传输给对应的远端机；远端机沿业务下行链路对接收到的合路后下行数据进行数据分离后下发；
远端机沿业务上行链路对本地数据以及接收到的各网络制式上行数据进行合路处理，并将得到的合路后上行数据传输给对应的第一制式近端机、第二制式近端机；第一制式近端机、第二制式近端机沿交互通信链路传递对方接收到的合路后上行数据，沿各自的业务上行链路对合路后上行数据进行数据分离和发送。
需要说明的是，上述通信链路(例如交互通信链路、业务通信链路)指的是网络中两个节点之间的物理通道，而通信链路的传输介质可以包括双绞线、光纤和微波；优选的，通信链路为物理链路，包括双绞线、光纤。
本发明基于双近端机(第一制式近端机和第二制式近端机)，提供独立备份拓扑架构，使得两种制式完全独立；基于布设于近端机之间的交互通信链路、近端机与远端机之间的业务通信链路，使得本发明可以根据各自的制式特性，将不同制式IQ数据，各自独立映射到CPRI协议的IQblock中进行统一传输，实现多制式信号混合传输。每种制式都有一个独立的近端设备，不同制式的信号交互通过交互通信链路进行交互，提高系统可靠性。
同时，基于本发明的系统架构，可以对不同制式IQ数据采用独立映射，因此只需直接对每个不同制式数据直接采样，与采样率并无必然关系，只需将各制式数据独自映射到CPRI中即可。
优选的，各网络制式包括W制式、G制式以及L制式；W制式为以下3G制式或4G制式中的任一制式：WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA；G制式为以下2G制式中的任一制式：GSM和CDMA；L制式为以下无线网络制式中的任一制式：WLAN和WIFI。本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统实施例1中，各网络制式数据可以为任意3G制式和2G制式加无线上网的任意组合。
在一个具体的实施例中，第一制式近端机为W制式无线设备控制器；第二制式近端机为G制式无线设备控制器；远端机为无线设备；
W制式无线设备控制器接收第一部分网络制式下行数据，并将第一部分网络制式下行数据备份传输给G制式无线设备控制器；G制式无线设备控制器接收第二部分网络制式下行数据，并将第二部分网络制式下行数据备份传输给W制式无线设备控制器；
第一部分网络制式下行数据包含W制式下行数据；第二部分网络制式下行数据包含G制式下行数据；
W制式无线设备控制器对无线设备传输的合路后上行数据进行数据分离后发送第一部分网络制式上行数据，并将合路后上行数据备份传输给G制式无线设备控制器处理；G制式无线设备控制器对无线设备传输的合路后上行数据进行数据分离后发送第二部分网络制式上行数据，并将合路后上行数据备份传输给W制式无线设备控制器处理；
第一部分网络制式上行数据包含W制式上行数据；第二部分网络制式上行数据包含G制式上行数据。
具体而言，基于以上数据传输过程，使得本发明可以通过独立划带宽传输不同制式，并提供双备份架构的近端设备提高可靠性，与已有技术相比，本发明可以提供灵活的2+1多制式信号混合传输。
在一个具体的示例中，第一部分网络制式下行数据还包含L制式下行数据；第一部分网络制式上行数据还包含L制式上行数据；
W制式无线设备控制通过网络端口接收L制式下行数据或发送L制式上行数据；无线设备通过网络端口接收L制式下行数据或下发L制式上行数据。
在另一个具体的示例中，第二部分网络制式下行数据还包含L制式下行数据；第二部分网络制式上行数据还包含L制式上行数据；
G制式无线设备控制通过网络端口接收L制式下行数据或发送L制式上行数据；无线设备通过网络端口接收L制式下行数据或下发L制式上行数据。
具体而言，基于本发明，可以在CPRI中利用IQblock开辟出独立带宽传输网口信号，为设备直接提供对外扩展网络接口，传输无线网络制式信号(即L制式信号)。
在一个具体的实施例中，W制式无线设备控制器包括第一交互端口以及若干业务端口，G制式无线设备控制器包括第二交互端口以及若干业务端口，远端机包括若干传输端口；
第一交互端口连接第二交互端口；业务端口连接传输端口。
具体而言，一般将射频单元定义为无线设备(RadioEquipment，RE)，将基带处理单元定义为无线设备控制器(Radio EquipmentController，REC)。在CPRI(Commo PublicRadio Interface：通用公共无线电接口)协议中，REC(射频控制器)对应BBU；RE(射频设备)对应RRU(Radio Remote Unit：远端射频模块)，CPRI协议规定了REC与RE之间端口规范，它属于基站内部端口，可以使用光纤或者电缆方式连接。
进一步的，如图1所示，本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统实施例1中，近端机(REC1和REC2)可分为W制式和G制式。基于本发明，使得REC1和REC2独立的两个硬件部件，可以作为一个整体考虑。其中，A、B、C、D、E、F为业务端口。X、Y为近端内部交互光口，用于传递W、G及L数据。Z为网络端口，用于接收L数据相连。远端机(RE)中，A、B为传输端口，C为网络端口。
其中，优选的，本发明可以通过第一交互端口X与第二交互端口Y架构布设交互通信链路；通过各业务端口与对应的传输端口架构布设业务通信链路。
本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统各实施例中的业务通信链路：
为了进一步说明本发明的技术方案，同时为了解决传统技术无法实现一个设备完成多种信号覆盖，不能进行多制式复合信号传输的问题，本发明特详细说明了业务通信链路的数据传输过程；图2为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中业务通信链路的结构示意图；如图2所示，业务通信链路包括依次连接的组帧模块、帧对齐模块、帧拼接模块、拆帧模块和解帧模块；
具体而言，由业务端口和传输端口架构布设的业务通信链路，可以包括组帧模块、帧对齐模块、帧拼接模块、字节转换模块(位宽转换模块)、拆帧模块、解帧模块，即业务端口、传输端口均基于该业务通信链路传递数据，均可包括上述模块。上下行链路(即业务上行链路和业务下行链路)结构相同，仅组解帧方面略有不同，下面对各模块做详细说明。
组帧模块：
组帧模块用于将各制式信号不同速率的数据转换为统一帧速率的数据。图3为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W下行组帧示意图；如图3所示为W组帧模块的架构设计。
W下行组帧将原输入3载波，每载波为3.84*N的码片速率数据，CPRI数据组帧为3.84M的基本帧速率。因此对于不同的制式的码片速率选择必须为CPRI基本帧速率3.84M的倍数或者分数，为了方便组帧。组帧方式如图3所示。若各制式数据输出为串行数据则不需要并行转串行的部分否则需要把并行数据转成串行数据。比如：N个码片速率为S的载波，那么N*1/S＝1/F其中F＝CPRI基帧速率。那么当N＝2，S＝7.68的时候，码速率的时间刚好是一个CPRI基帧的时间，因此2(N＝2)个7.68M(2*3.84)的数据可以放置在一个CPRI的基帧里。图中C字母部分为CPRI规定的控制字部分。其中串行的IQ数据位宽为X比特。把IQ填充到CPRI的IQ block，可以按顺序排先放置完I再放Q，也可以IQ交织的放置。如果放完3个载波后有空位就填零或者预留给后续扩容使用。其中，串行数据是指传输过程中各数据位按顺序进行传输的数据，并行数据则是各数据位同时传送的数据。
进一步的，图3中Wi表示摆放I数据的位置，Wq表示摆放Q数据的位置；即Wi，Wq是存放IQ的容器。Wi以及Wq后面的1、2、3等数字，表示标号，即存放IQ的载波标号。
图4为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W上行组帧示意图；W上行组帧方式如图4所示：W上行组帧将原输入多个载波，每载波为码片速率S2数据组帧为CPRI基帧数据。这里如果输出为串行数据则不需要并行转串行的部分。输入的载波需要满足n*S2＝m*F即可映射进CPRI基帧里面(其中：S2为输入的码片速率，F为CPRI基本帧速率)，假设输入的信号为S2＝5.12M，CPRI基本帧速率F＝3.84M，那么3*5.12＝4*3.84，即n(n＝3)个F(F＝3.84M)的码片速率的时间刚好是m(m＝4)个S2(S2＝5.12M)的码片速率的时间，为了把m(m＝4)个S2(S2＝5.12M)从码流里面恢复出来，可以在每m(m＝4)个S2(S2＝5.12M)码流中插入一个x(x＝1)比特的数据作为标志位，方便从n(n＝3)个F(F＝3.84M)的码流中恢复出m(m＝4)个S2(S2＝5.12M)的码流数据。假设这里的IQ数据位宽为Y比特，留x出来作为标志位用，那么能传输有效的IQ位宽为W＝Y-x。映射到CPRI帧里面的方式和下行一样，把加入的标志位一并当数据处理。
其中，图4中的fp和0表示标志位。统一个帧结构里面存放了A制式，B制式，那每一种制式都有不同的速率，为了在把各制式数据都映射进同一个CPRI帧后进行区分，可以采取在特定的位置插入标识，比如在最开始的位置插入1，也就fp的位置，其他位置非起始时刻插入0，可以形成100......0001，使得本发明能够明确数据的边界。例如I1Q1表示载波1的数据，I2Q2表示载波2的数据，那么Wi1、Wq1存放I1Q1，Wi2、Wq2存放I2Q2。
图5为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G下行组帧示意图；G下行组帧方式如图5所示：G下行组帧将原输入z个载波，每载波满足n*S2＝m*F，那么在S2＝1.92M码片速率，数据组帧为F＝3.84M速率的数据情况下，2*1.92＝1*3.84，n＝2，m＝1即2个3.84M码片速率的时间是1个1.92M码片速率的时间。一个CPRI基帧的传输静荷能力：T*15(T为多少根据采用的CPRI线速率定)。位宽为W的IQ数据可以传输z个。即满足T*15*n＝W*z，当T＝16，n＝2时，如果IQ采用I位宽15，Q位宽15的情况下，16*15*2＝30*16，即z＝16，因此S2(S2＝1.92M)的z(z＝16)个载波刚好能方进n＝2个3.84M的CPRI基帧里面去，一个CPRI超帧有256个3.84M的基本帧，本发明可以从超帧头开始计算，利用超帧头作为标识，通过计数器计数的方式每n个基帧为一个S2码片的速率，可以较为容易的恢复出S2的码流，即x(x＝0)比特做为恢复标志位，即不需要特意添加恢复标志位，当然如果要用标志位也是可以的。
图6为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G上行组帧示意图；G上行组帧方式如图6所示：根据n*S2＝m*F，T*15*n＝W*z，来确定有匹配关系和传输能力。现有z个速率为S2的位宽为W的载波需要传输，假设S2＝0.96，F＝3.84，可以得出4*0.96＝1*3.84即n＝4，m＝1。如CPRI采用T＝16的速率进行G制式传输，IQ位宽均采用15比特的话，W＝15+15。那么16*15*4＝30*z即z＝32。示例：G上行组帧将原输入32载波，每载波为0.96M码片速率，数据组帧为3.84M速率的数据。因为4个3.84M码片的时间为1个0.96码片的时间，4个3.84M的CPRI基帧可以存放1个0.96M 32载波的数据，一个CPRI超帧有256个基帧，可以放置64个0.96M码片，利用超帧头作为标识，通过计数器计数的方式每n个基帧为一个S2码片的速率，可以很容易恢复出S2的码流，即x(x＝0)比特做为恢复标志位即，即不需要特意添加恢复标志位，当然如果要用标志位也是可以的。
L组帧方式保持原数据结构不进行变化，可认为每F(F＝3.84M)为一个帧组。从网络接口送进来的L数据，只需要进行编码即可，作为源源不断的码流输入给帧对齐模块；优选的，可以采用HDLC(高级数据链路控制：High-Level DataLink Control)编码，做HDLC编码使得本发明可以从连续的码流中检测出以太网包的包头，包尾方便恢复数据。
帧对齐模块：
图7为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中帧对齐示意图；帧对齐模块的帧对齐的方式如图7所示：将组帧后的W信号和G信号进行帧对齐。由于L数据是编码后的数据，不需经过这个模块，直接进行透明传输。工作过程可以为：本地产生一个基准的3.84M的参考信号，送入进来的W，G信号各自的3.84M指示信号跟该基准做比较，然后各自根据和基准的时间差，往后延时。最后输出的信号都是向基准靠拢的对齐信号。对齐的目的是为了把信号合并成CPRI帧做准备。
其中，假设REC1为A制式，交互光口为X；REC2为B制式，交互光口为Y。那么对REC1来说REC1--》REC2方向叫下行，REC2---》REC1方向叫上行。下行方向是REC1发往REC2的A制式数据，上行方向是REC2发往REC1的B制式数据。A制式数据可以为W制式数据或G制式数据；B制式数据可以为W制式数据或G制式数据。C制式数据为为L制式数据。
帧拼接模块：
帧拼接模块将各制式组帧后数据拼接为基本帧。考虑到扩展问题，该模块设计为N路输入，每路比特数可以配置。由于L数据不含控制字，单独留出其中一路为L使用。剩下N-1路为通用，传输带宽＝T*3.84*16(T为协议定义位宽)。载波带宽＝Z*F*W(其中Z为载波数，F为该载波的码片速率，W为该载波IQ位宽之和)，在满足传输带宽≥载波带宽的条件下，可以进行任意的配置。
优选的，可以设置为5路输入，每路比特数为8bit，由于L数据不含控制字，单独留出其中一路为L使用。剩下4路为通用；系统使用时配置为2路W信号，2路G信号。后期如果需要扩展可配置为2*TD-SCDMA+2*G或3*TD-SCDMA+1*G模式。实际拼接后的数据为并行40bit，速率61.44MHz。每个基本帧包含16bit控制字数据，其余部分用零补足。
其中，基本帧结构如图8所示，图8为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中基本帧结构示意图。同时，这种帧结构兼容CPRI4.0协议，若后期要使用真实的CPRI4.0协议，也便于移植。另外两种配置方式如图9所示，图9为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中2*TD-SCDMA+2*GSM+WLAN基本帧以及3*TD-SCDMA+1*GSM+WLAN基本帧结构示意图。
位宽转换模块：
位宽转换模块为了适应不同的接口进行位宽和速率匹配。其中，在一个具体示例中，位宽转换模块可以包括40B/16B模块、16B/40B模块。
40B/16B模块实现数据时钟域的转换，将原40bit位宽，61.44MHz数据转换为16bit位宽，153.6MHz数据为3G模式。同时，该模块设计为可配置模式，转换可以选择转换出16bit位宽，61.44MHz数据对应1.25G传输模式或16bit位宽，122.88MHz数据对应2.5G传输模式。转换过程如图10所示，图10为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中输出到serdes时钟域示意图。以上所有模式是根据CPRI协议定义的，3G模式为3.072G的光口线速率；1.25G模式为：1.2288G光口线速率；2.5G模式为：2.4576G光口线速率。
16B/40B的工作过程为40B/16B模块的逆过程，将16bit位宽，153.6MHz数据转换为40bit位宽，61.44MHz数据。但需要注意的是如果使用环境为1.25G模式或2.5G模式，需要将多出来的部分补零。转换过程如图11所示，图11为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中serdes(SERializer串行器/DESerializer解串器的简称)输出时钟域示意图。
帧模块：
拆帧模块实现帧拼接模块的逆过程。过程如图12所示，图12为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中拆帧模块工作示意图；
解帧模块：
解帧模块为组帧的逆过程。
其中，图13为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W下行解帧示意图，W下行解帧的解帧方式如图13所示：W下行解帧实现组帧的逆过程。将原输入3.84MSPS帧数据解帧为3载波，每载波为7.68MSPS数据。这里如果输入为串行数据则不需要串行转并行的部分。
图14为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中W上行解帧示意图；W上行解帧的解帧方式如图14所示：W上行解帧实现组帧的逆过程。将原输入3.84MSPS帧数据解帧为6载波，每载波为5.12MSPS数据。这里如果输入为串行数据则不需要串行转并行的部分。
图15为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G下行解帧示意图；G下行解帧的解帧方式如图15所示：G下行解帧实现组帧的逆过程。将原输入3.84MSPS帧数据解帧为16载波，每载波为1.92MSPS数据。这里如果输入为串行数据则不需要串行转并行的部分。
图16为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中G上行解帧示意图；G上行解帧的解帧方式如图16所示：G上行解帧实现组帧的逆过程。将原输入3.84MSPS帧数据解帧为32载波，每载波为0.96MSPS数据。这里如果下游模块所需输入为串行数据则不需要串行转并行的部分。
L解帧，由于预先对发送的L以太网数据进行HDLC编码，在解帧过程中只要根据HDLC的规则对数据经行HDLC解码即可恢复出L数据。
为了进一步说明本发明的技术方案，同时为了解决传统技术无法实现一个设备完成多种信号覆盖，不能进行多制式复合信号传输的问题，本发明特详细说明了交互通信链路的数据传输过程；图17为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中基于第一交互端口X、第二交互端口Y的交互通信链路传输示意图；如图17所示，交互端口(X、Y)传输：交互端口的传输方式与业务端口相同，只是X和Y中上下行有所区分，可参见图17。交互通信链路详细内部结构如以上对业务通信链路中各模块的工作过程描述。
进一步的，对本发明交互通信链路中远近端数据对齐及转发过程给予详细说明。
近端数据对齐及转发：近端下行数据为广播，直接组帧后对齐输出即可。上行数据REC1需要将X、A、B、C上行W数据进行对齐合路后输出(参见图18；图18为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第一制式近端机上行W合路示意图)。同时，需要将A、B、C上行G数据对齐合路后传输给X(参见图19，图19为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第一制式近端机上行G合路示意图)。并且将接收到的L数据透传给X。REC2需要将D、E、F、Y上行G数据进行对齐合路后输出(参见图20；图20为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第二制式近端机上行W合路示意图)。同时，需要将D、E、F上行W数据对齐合路后传输给Y(参见图21；图21为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中第二制式近端机上行G合路示意图)，并将L数据透传给Y。其中，上述所有操作均对解帧后的串行数据进行。
远端数据对齐及转发：远端下行数据为广播，直接将解帧后数据组帧输出即可。上行时W与G两路各自独立与本地数据对齐后送给组帧模块进行组帧(参见图22、图23，其中，图22为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中远端上行W对齐加和示意图；图23为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中远端上行G对齐加和示意图。L数据无需对齐，直接加和后透传。
本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，能够将多种不同的信号封装到CPRI协议里面实现多制式的透明传输，基于多制式RRU(Radio Remote Unit：远端射频模块)，通过大容量光纤传输RRU的数字化后的多制式I/Q数据，能够很好的解决同时进行2G，3G/4G，WLAN等多种信号的同时覆盖，并且最大限度的降低运营商的建设成本，后期维护成本，满足当今移动通信用户的通信要求。
本发明从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1：
基于以上基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统的技术方案，同时为了解决传统技术无法实现一个设备完成多种信号覆盖，不能进行多制式复合信号传输的问题，本发明还提供了一种从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1，可以包括上行链路传输和下行链路传输；图24为本发明从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1的流程示意图；
如图24所示，下行链路传输包括以下步骤：
步骤S110：接收第一部分网络制式下行数据，交互获取第二制式近端机接收到的第二部分网络制式下行数据；
步骤S120：对第一部分网络制式下行数据和第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据；
步骤S130：将合路后下行数据传输给对应的远端机；
上行链路传输包括以下步骤：
步骤S210：对远端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据；
步骤S220：将远端机传输的合路后上行数据发送给第二制式近端机，交互获取第二制式近端机接收到的对应远端机传输的合路后上行数据；
步骤S230：对第二制式近端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据。
在一个具体的实施例中，对第一部分网络制式下行数据和第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据的步骤包括：
分别对W制式下行数据、G制式下行数据进行组帧，得到统一帧速率的组帧后W制式数据、组帧后G制式数据；对L制式下行数据进行编码，并将编码后的L制式数据透传给帧拼接模块；
根据基准信号对组帧后W制式数据、组帧后G制式数据进行帧对齐，得到帧对齐数据；
对帧对齐数据、编码后的L制式数据行拼接合路，得到CPRI基本帧，并将CPRI基本帧确认为合路后下行数据；
对合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据的步骤包括：
对合路后上行数据进行分离，得到分离后的帧数据；
对分离后的帧数据进行解帧，发送得到的解帧后W制式上行数据以及L制式上行数据。
具体而言，从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输过程，即上述基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统中，基于交互通信链路、业务通信链路的数据传输过程，此处不再重复赘述。
本发明从第一制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法，基于近端机之间的交互通信连接、近端机与远端机之间的通信连接，使得本发明可以根据各自的制式特性，将不同制式IQ数据，各自独立映射到CPRI协议的IQblock中进行统一传输，实现多制式信号混合传输。每种制式都有一个独立的近端设备，不同制式的信号交互通过交互通信链路进行交互，提高系统可靠性。
本发明从第二制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1：
基于以上基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统的技术方案，同时为了解决传统技术无法实现一个设备完成多种信号覆盖，不能进行多制式复合信号传输的问题，本发明还提供了一种从第二制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1，可以包括上行链路传输和下行链路传输；图25为本发明从第二制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法实施例1的流程示意图；
如图25所示，下行链路传输包括以下步骤：
步骤S310：接收第二部分网络制式下行数据，交互获取第一制式近端机接收到的第一部分网络制式下行数据；
步骤S320：对第一部分网络制式下行数据和第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据；
步骤S330：将合路后下行数据传输给对应的远端机；
上行链路传输包括以下步骤：
步骤S410：对远端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据；
步骤S420：将远端机传输的合路后上行数据发送给第一制式近端机，交互获取第一制式近端机接收到的对应远端机传输的合路后上行数据；
步骤S430：对第一制式近端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据。
在一个具体的实施例中，对第一部分网络制式下行数据和第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据的步骤包括：
分别对W制式下行数据、G制式下行数据进行组帧，得到统一帧速率的组帧后W制式数据、组帧后G制式数据；对L制式下行数据进行编码，并将编码后的L制式数据透传给帧拼接模块；
根据基准信号对组帧后W制式数据、组帧后G制式数据进行帧对齐，得到帧对齐数据；
对帧对齐数据、编码后的L制式数据行拼接合路，得到CPRI基本帧，并将CPRI基本帧确认为合路后下行数据；
对合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据的步骤包括：
对合路后上行数据进行分离，得到分离后的帧数据；
对分离后的帧数据进行解帧，发送得到的解帧后G制式上行数据以及L制式上行数据。
本发明从第二制式近端机角度实施的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法，基于近端机之间的交互通信连接、近端机与远端机之间的通信连接，使得本发明可以根据各自的制式特性，将不同制式IQ数据，各自独立映射到CPRI协议的IQblock中进行统一传输，实现多制式信号混合传输。每种制式都有一个独立的近端设备，不同制式的信号交互通过交互通信链路进行交互，提高系统可靠性。
具体而言，上述传输方法体现了业务通信链路、交互通信链路的工作流程；而基于本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统的传输方法，常规的数据处理流程可以为：
REC1近端设备获取W的下行信号，REC2近端设备获取G下行信号，REC1和REC2通过XY光口交互获取对方的信号，REC1获取到G和L信号，REC2获取到W信号。然后REC1把G+W+L信号合并封装，通过私有光口ABC下发到下游的设备中。下游设备RE1通过光口A接收数据，并分离出W，G，L信号，然后发送出去。REC2同样把G+W+L信号通过私有光口DEF下发。上行信号：RE2接收G+W+L信号处理后通过光口A上传回RE1的B光口，RE1把B光口的数据和本身自己的数据合并后通过光口A上传回REC1。W把光口ABCX传回的信号分离出W,G,L信号后，把W信号合并发送出去，通过X光口把W+G+L信号传回REC2。REC2则通过DEF收到的信号分离出G和L信号发送出去。
异常流程：
图26为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法中第一异常流程示意图；如图26所示，当REC2近端出现，如图所示的1，2，3中的错误(G信号下行链路异常，G信号上行信号链路异常，L信号异常)
错误1：则REC1通过X光口把G信号的下行信号传给REC2。
错误2：则REC2通过Y光口把无法发送出去的G上行信号传给REC1发送出去。
错误3：则REC2通过Y光口把本身要处理的L信号转移到W处理。
图27为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法中第二异常流程示意图；如图27所示：出现4，5错误(W下行信号异常，W上行信号异常)
错误4:则REC2把收到的下行W备份信号通过Y光口发送给REC1。
错误5：则REC1把需要发送出去的信号，通过X光口发送给REC2让其发送出去。
图28为本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法中第三异常流程示意图，如图28所示：出现错误6(XY光口链路出现异常)，则REC2和REC1各自作为网络的中心处理W+G+L信号。
本发明所提出的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法可以采用CPLD(Complex Programmable Logic Device：复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field－Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、EPLD(Erasable Programmable LogicDevice：可擦除可编辑逻辑器件)、DSP(数字信号处理：Digital Signal Processing)、eASIC(Application Specific Integrated Circuit)等可编程逻辑器件来实现，也可使用专用ASIC芯片来实现。
本发明基于CPRI架构的多制式混合组网传输传输方法，分别基于第一制式近端机和第二制式近端机，提供独立备份拓扑架构，使得两种制式完全独立；基于近端机之间的交互通信连接、近端机与远端机之间的通信连接，使得本发明可以根据各自的制式特性，将不同制式IQ(In-Phase Quadrature：同相正交)数据，各自独立映射到CPRI协议的IQblock中进行统一传输，实现多制式信号混合传输。每种制式都有一个独立的近端设备，不同制式的信号交互通过交互通信链路进行交互，提高系统可靠性。基于本发明，可以在CPRI中利用IQblock开辟出独立带宽传输网口信号，为设备直接提供对外扩展网络接口，传输无线网络制式信号。本发明能够将多种不同的信号封装到CPRI协议里面实现多制式的透明传输，基于多制式RRU(Radio Remote Unit：远端射频模块)，通过大容量光纤传输RRU的数字化后的多制式I/Q数据，能够很好的解决同时进行2G，3G/4G，WLAN等多种信号的同时覆盖，并且最大限度的降低运营商的建设成本，后期维护成本，满足当今移动通信用户的通信要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，其特征在于，包括第一制式近端机、连接所述第一制式近端机的第二制式近端机；所述第一制式近端机、所述第二制式近端机分别与对应的各远端机相连接；
所述第一制式近端机、所述第二制式近端机交互获取对方接收到的各网络制式下行数据；所述第一制式近端机、所述第二制式近端机分别对接收以及获取到的各网络制式下行数据进行合路处理，并将得到的合路后下行数据传输给对应的远端机；所述远端机对接收到的所述合路后下行数据进行数据分离后下发；
所述远端机对本地数据以及接收到的各网络制式上行数据进行合路处理，并将得到的合路后上行数据传输给对应的所述第一制式近端机、所述第二制式近端机；所述第一制式近端机、所述第二制式近端机分别根据各自的制式对接收到的合路后上行数据进行数据分离和发送，并交互获取对方接收到的合路后上行数据；所述第一制式近端机、所述第二制式近端机分别根据各自的制式对获取到的合路后上行数据进行数据分离和发送。
2.根据权利要求1所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，其特征在于，所述各网络制式包括W制式、G制式以及L制式；所述W制式为以下3G制式或4G制式中的任一制式：WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA；所述G制式为以下2G制式中的任一制式：GSM和CDMA；所述L制式为以下无线网络制式中的任一制式：WLAN和WIFI。
3.根据权利要求2所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，其特征在于，所述第一制式近端机为W制式无线设备控制器；所述第二制式近端机为G制式无线设备控制器；所述远端机为无线设备；
所述W制式无线设备控制器接收第一部分网络制式下行数据，并将所述第一部分网络制式下行数据备份传输给所述G制式无线设备控制器；所述G制式无线设备控制器接收第二部分网络制式下行数据，并将所述第二部分网络制式下行数据备份传输给所述W制式无线设备控制器；
所述第一部分网络制式下行数据包含W制式下行数据；所述第二部分网络制式下行数据包含G制式下行数据；
所述W制式无线设备控制器对所述无线设备传输的合路后上行数据进行数据分离后发送第一部分网络制式上行数据，并将所述合路后上行数据备份传输给所述G制式无线设备控制器处理；所述G制式无线设备控制器对所述无线设备传输的合路后上行数据进行数据分离后发送第二部分网络制式上行数据，并将所述合路后上行数据备份传输给所述W制式无线设备控制器处理；
所述第一部分网络制式上行数据包含W制式上行数据；所述第二部分网络制式上行数据包含G制式上行数据。
4.根据权利要求3所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，其特征在于，所述第一部分网络制式下行数据还包含L制式下行数据；所述第一部分网络制式上行数据还包含L制式上行数据；
所述W制式无线设备控制通过网络端口接收所述L制式下行数据或发送所述L制式上行数据；所述无线设备通过网络端口接收所述L制式下行数据或下发所述L制式上行数据。
5.根据权利要求3所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，其特征在于，所述第二部分网络制式下行数据还包含L制式下行数据；所述第二部分网络制式上行数据还包含L制式上行数据；
所述G制式无线设备控制通过网络端口接收所述L制式下行数据或发送所述L制式上行数据；所述无线设备通过网络端口接收所述L制式下行数据或下发所述L制式上行数据。
6.根据权利要求4或5所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统，其特征在于，所述W制式无线设备控制器包括第一交互端口以及若干业务端口，所述G制式无线设备控制器包括第二交互端口以及若干业务端口，所述无线设备包括若干传输端口；
所述第一交互端口连接所述第二交互端口；所述业务端口连接所述传输端口。
7.一种基于权利要求1至6任意一项所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统的传输方法，其特征在于，包括上行链路传输和下行链路传输；
所述下行链路传输包括以下步骤：
接收第一部分网络制式下行数据，交互获取第二制式近端机接收到的第二部分网络制式下行数据；
对所述第一部分网络制式下行数据和所述第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据；
将所述合路后下行数据传输给对应的远端机；
所述上行链路传输包括以下步骤：
对远端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据；
将所述远端机传输的合路后上行数据发送给第二制式近端机，交互获取所述第二制式近端机接收到的对应远端机传输的合路后上行数据；
对所述第二制式近端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据。
8.根据权利要求6所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法，其特征在于，对所述第一部分网络制式下行数据和所述第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据的步骤包括：
分别对W制式下行数据、G制式下行数据进行组帧，得到统一帧速率的组帧后W制式数据、组帧后G制式数据；对L制式下行数据进行编码，并将编码后的L制式数据透传给所述帧拼接模块；
根据基准信号对所述组帧后W制式数据、所述组帧后G制式数据进行帧对齐，得到帧对齐数据；
对所述帧对齐数据、所述编码后的L制式数据行拼接合路，得到CPRI基本帧，并将所述CPRI基本帧确认为所述合路后下行数据；
对合路后上行数据进行数据分离，发送第一部分网络制式上行数据的步骤包括：
对所述合路后上行数据进行分离，得到分离后的帧数据；
对所述分离后的帧数据进行解帧，发送得到的解帧后W制式上行数据以及L制式上行数据。
9.一种基于权利要求1至6任意一项所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输系统的传输方法，其特征在于，包括上行链路传输和下行链路传输；
所述下行链路传输包括以下步骤：
接收第二部分网络制式下行数据，交互获取第一制式近端机接收到的第一部分网络制式下行数据；
对所述第一部分网络制式下行数据和所述第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据；
将所述合路后下行数据传输给对应的远端机；
所述上行链路传输包括以下步骤：
对远端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据；
将所述远端机传输的合路后上行数据发送给第一制式近端机，交互获取所述第一制式近端机接收到的对应远端机传输的合路后上行数据；
对所述第一制式近端机传输的合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据。
10.根据权利要求9所述的基于CPRI架构的多制式混合组网传输方法，其特征在于，对所述第一部分网络制式下行数据和所述第二部分网络制式下行数据进行合路处理，得到合路后下行数据的步骤包括：
分别对W制式下行数据、G制式下行数据进行组帧，得到统一帧速率的组帧后W制式数据、组帧后G制式数据；对L制式下行数据进行编码，并将编码后的L制式数据透传给所述帧拼接模块；
根据基准信号对所述组帧后W制式数据、所述组帧后G制式数据进行帧对齐，得到帧对齐数据；
对所述帧对齐数据、所述编码后的L制式数据行拼接合路，得到CPRI基本帧，并将所述CPRI基本帧确认为所述合路后下行数据；
对合路后上行数据进行数据分离，发送第二部分网络制式上行数据的步骤包括：
对所述合路后上行数据进行分离，得到分离后的帧数据；
对所述分离后的帧数据进行解帧，发送得到的解帧后G制式上行数据以及L制式上行数据。
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