CN108401278A - 一种射频拉远单元节能降耗的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种射频拉远单元节能降耗的方法及装置，涉及无线通讯技术领域，所述方法包括：射频拉远单元检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据；所述射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。本发明实施例的射频拉远单元可以自行分析链路数据，并控制功放实现节能，不需要基带单元下发子帧符号开关位图信息，与其他网元解耦，提高可靠性。

Description

一种射频拉远单元节能降耗的方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，特别涉及一种射频拉远单元(Radio RemoteUnit，RRU)节能降耗的方法及装置。
背景技术
当今移动互连时代使得无线通讯业务得到前所未有的发展，RRU的节能降耗成为无线通讯发展的重要方向。目前已有基于正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)的多种通信系统，比如频分双工-3GPP长期演进(Frequency DivisionDual-Long Term Evolution，FDD-LTE)技术、时分双工-3GPP长期演进(Time DivisionDual-Long Term Evolution，TDD-LTE)技术和全球微波互连接入(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)等，利用基带调度子系统实时监控当前用户数来分配下行子帧有用符号，进而实时控制RRU功放工作时间的方法，把用户集中在部分符号上，而无用的符号时间内关闭功放。图1是现有技术提供的基于符号关断的节能机制的实现流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101：基带单元(Base Band Unit，BBU)调度子系统启动实时检测进程，对当前活动用户数进行检测；
步骤102：BBU根据检测结果将当前活动用户集中到部分用户符号上，同时产生调度后的子帧符号数据(即基带数据)和有用符号配置位图信息(即控制信号)；
步骤103：BBU将上述产生的数据和控制信息下发给RRU；
步骤104：RRU接收子帧有用符号数据和配置位图信息，产生功放控制信号，控制功放的开关，实现节能。
该方案涉及各子帧有用符号配置信息下发，当网元过多时，各网元间的协作就变得困难同时系统的可靠性会有所下降，并且该方案只能做到子帧符号级关断。
发明内容
根据本发明实施例提供的一种射频拉远单元节能降耗的方法及装置，针对基于OFDM传输的通信系统中的射频拉远单元，在不需要基带下发子帧有用符号配置信息的情况下，由射频拉远单元自行判断链路子帧符号空闲状态并控制功放开关，更高效率更高可靠性的实现节能降耗。
根据本发明实施例提供的一种射频拉远单元节能降耗的方法，包括：
射频拉远单元检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据；
所述射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。
优选地，所述的射频拉远单元检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据包括：
所述射频拉远单元对收到的时域数据进行检测；
若检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值，则确定所述时域数据中不存在用户数据，否则确定所述时域数据中存在用户数据。
优选地，所述的射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭包括：
所述射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，生成用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，并根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭。
优选地，所述的根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭包括：
所述射频拉远单元将所述节能控制信号缓存预设时间后与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并利用所述功放控制信号，对所述功率放大器的开启或关闭进行控制。
优选地，对于频分双工系统，所述常规控制信号是常开信号，对于时分双工系统；所述常规控制信号是与数据接收或发送时隙相关的时开时关的信号。
根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述射频拉远单元节能降耗的方法的程序。
根据本发明实施例提供的一种射频拉远单元节能降耗的装置，设置在射频拉远单元，所述装置包括：
检测模块，用于检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据；
控制模块，用于根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。
优选地，所述检测模块具体用于对收到的时域数据进行检测，若检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值，则确定所述时域数据中不存在用户数据，否则确定所述时域数据中存在用户数据。
优选地，所述控制模块具体用于根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，生成用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，并根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭。
优选地，所述控制模块具体用于将所述节能控制信号缓存预设时间后与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并利用所述功放控制信号，对所述功率放大器的开启或关闭进行控制。
优选地，对于频分双工系统，所述常规控制信号是常开信号，对于时分双工系统；所述常规控制信号是与数据接收或发送时隙相关的时开时关的信号。
本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：
1、本发明实施例的RRU不需要BBU下发子帧符号开关位图信息，可以自行分析链路数据，确定用户状态，并控制功放实现节能，与其他网元解耦，提高可靠性；
2、本发明实施例设置灵活可控的检测周期，从而实现比符号级粒度更小的功放控制，实现更高效率的节能降耗。
附图说明
图1是现有技术提供的基于符号关断的节能机制的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的RRU节能降耗的方法框图；
图3是本发明实施例提供的RRU节能降耗的装置框图；
图4是基于符号关断和基于数据检测的节能机制的实现效果对比图；
图5是与图1对比的基于数据检测的节能机制的实现流程图；
图6是基于FDD-LTE实施节能降耗方案的链路结构图；
图7是基于FDD-LTE实施节能降耗方案的流程图；
图8是基于FDD-LTE的节能降耗模块内部设计图；
图9是基于FDD-LTE的节能降耗控制信号延时计算示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图2是本发明实施例提供的RRU节能降耗的方法框图，如图2所示，步骤包括：
步骤101：RRU检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据。
步骤101包括：RRU对收到的时域数据进行检测，若检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值，则确定所述时域数据中不存在用户数据，否则确定所述时域数据中存在用户数据。
所述目标值小于一个符号的时间。
步骤102：RRU根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。
步骤102包括：RRU根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，生成用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，并根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭。具体控制时，RRU将所述节能控制信号缓存预设时间后与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并利用所述功放控制信号，对所述功率放大器的开启或关闭进行控制。其中，对于频分双工系统，上述常规控制信号是常开信号；对于时分双工系统，上述常规控制信号是与数据接收或发送时隙相关的时开时关的信号，也就是说，在时分双工系统的数据发送时隙，RRU的常规控制信号是打开信号，在时分双工系统的数据接收时隙，RRU的常规控制信号是关闭信号。
本发明实施例实现RRU节能降耗，节能降耗机制是RRU对基带发送过来的时域数据分析，自行判断链路中是否有用户数据，并产生相应的功放控制信号，在无用户数据时关闭功放，达到节能降耗的目的。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤101至步骤102。其中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。
图3是本发明实施例提供的RRU节能降耗的装置框图，如图3所示，设置在RRU，所述装置包括：
检测模块31，用于检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据。具体地说，检测模块31对收到的时域数据进行检测，若检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值，则确定所述时域数据中不存在用户数据，否则确定所述时域数据中存在用户数据。其中，所述目标值小于一个符号的时间。
控制模块32，用于根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。具体地说，控制模块32根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，生成用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，并根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭。具体控制时，所述控制模块将所述节能控制信号缓存预设时间后与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并利用所述功放控制信号，对所述功率放大器的开启或关闭进行控制。其中，对于频分双工系统，所述常规控制信号是常开信号，对于时分双工系统；所述常规控制信号是与数据接收或发送时隙相关的时开时关的信号。
所述装置的工作流程如下：检测模块31在检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值时，确定所述时域数据中不存在用户数据，此时控制模块32生成用于关闭所述功率放大器的节能控制信号，并将该节能控制信号与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并进行相应的延时后，将该功放控制信号发送至功率放大器，从而关闭功率放大器。在功率放大器关闭之后，若检测模块31检测到非0数据，则确定所述时域数据中存在用户数据，此时控制模块32生成用于打开所述功率放大器的节能控制信号，并将该节能控制信号与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并进行相应的延时后，将该功放控制信号发送至功率放大器，从而打开功率放大器。
本发明实施例的节能降耗机制包括如下两个关键部分：
1.节能控制信号产生方式。
本发明实施例采用的是基于数据检测的节能机制，检测机制为RRU独立对时域用户数据进行检测，然后自行分析并产生节能控制信号。具体的检测策略为当检测到数据持续为0的时间达到目标值(即检测周期)时，即产生功放关闭信号；当检测到时域数据不为0时，立即产生功放打开信号。
2.节能控制粒度。
本发明实施例针对时域用户数据进行检测，当检测到无用数据时即可关闭功放，因此节能控制的粒度小于子帧符号，控制更精确，节能效果更好。
以FDD-LTE制式的功放节能控制为例，对本发明进行实施说明。首先将本发明基于数据检测的节能机制和基于符号关断的节能机制的实现效果与流程进行对比分析。
图4是基于符号关断和基于数据检测的节能机制的实现效果对比图，如图4所示，基于符号关断和基于数据检测的节能机制在长期演进(Long Term Evolution，LTE)信号一个时隙(slot)内7个OFDM符号上产生的开关控制情况，图中符号为灰色的位置表示具有有效数据。
基于符号关断的节能机制，关断信号是以一个符号长度为基本单位产生的，因此图4中基于符号关断产生的功放控制信号会在符号3、4和6的全部时间内打开功放，其他符号时间内关闭功放(功放控制信号高电平表示打开，低电平表示关闭)。
本发明实施例的基于数据检测的节能机制，关断信号是根据是否检测到有效数据(即用户数据)来产生的，因此图4中基于数据检测产生的功放控制信号只在符号3、4和6中具有有效数据的时间内打开功放，其他时间内关闭功放。
由此可以看出，本发明实施例节能机制对功放的控制更精确，功放效率更高。
图5是与图1对比的基于数据检测的节能机制的实现流程图，如图5所示，基于数据检测的节能机制在FDD-LTE制式通信系统中的实现流程如下：
步骤501：BBU调度子系统启动实时检测进程，对当前活动用户数进行检测；
步骤502：BBU根据检测结果将当前活动用户集中到部分用户符号上，同时产生调度后的子帧符号数据(基带数据)；
步骤503：BBU将上述产生的子帧符号数据下发给RRU；
步骤504：RRU接收基带下发的时域数据，对数据进行分析，自行控制功放开关，实现节能。
由此可以看出，本发明实施例节能机制实现流程更简单，不需要BBU与RRU之间进行节能控制的交互，减少了BBU与RRU之间的控制数据传输，在网络拓扑结构复杂的系统中具有更高的可靠性。
在FDD-LTE制式中实现此节能降耗机制的关键是在RRU中增加一个节能降耗模块(即功率放大器(Power Amplifier，PA)节能控制模块)，利用该模块对RRU接收到的时域数据进行分析并产生功放控制信号。本发明实施例在FDD-LTE中实施的具体连接结构如图6所示。BBU模块经过监控调度后的下行数据同时被送入RRU端的中频链路和PA节能控制模块，一路链路数据通过中频链路模块和射频链路模块后送到PA，另一路链路数据进入PA节能控制模块产生功放控制信号(相当于上述节能控制信号)，与PA常规控制模块产生的控制信号(相当于上述常规控制信号)进行逻辑与操作，然后对功放进行开关控制。图6中的PA节能控制模块、PA常规控制模块和逻辑与模块实现图3所示装置的功能。
图7是基于FDD-LTE实施节能降耗方案的流程图，如图7所示，具体实施步骤描述如下：
步骤701：BBU调度子系统启动实时检测进程，对当前活动用户数进行检测。
步骤702：根据检测结果将当前活动用户集中到部分有用符号上，形成调度后的基带数据。
步骤703：RRU接收到的基带数据送入PA节能控制模块，PA节能控制模块对时域数据进行分析，为当检测到数据持续为0的时间达到目标值(即检测周期)时，即产生功放关闭信号；当检测到时域数据不为0时，立即产生功放打开信号。
步骤704：PA节能控制模块计算功放控制信号(相当于上述节能控制信号，包括功放关闭信号和功放打开信号)所需延时，并将产生的功放控制信号送入缓存模块进行相应延时后输出。
步骤705：从PA节能控制模块输出的功放控制信号(相当于上述节能控制信号)与PA常规控制模块输出的功放控制信号(相当于上述常规控制信号)进行逻辑与操作，生成最终的功放控制信号。
需要说明的是，对于此实施例的FDD-LTE，PA常规控制模块输出的功放控制信号为全开状态。
步骤706：将步骤705中生成的最终的功放控制信号送入PA，控制PA开关，实现节能降耗。
图8是基于FDD-LTE的节能降耗模块内部设计图，如图8所示，主要包括功放控制信号产生和功放控制信号延时两部分。
功放控制信号产生部分的实施是对输入的基带时域数据信号进行分析，当检测到数据持续为0的时间达到目标值时，产生功放关闭信号，当检测到数据为非0时，立即产生功放打开信号。检测的持续时间规定为检测周期，其值可以根据寄存器灵活配置。
功放控制信号延时部分实现对产生的功放控制信号进行一定时间的延时，从而使得功放控制信号能和数据同时到达PA，防止误关信号。另外考虑到PA的打开和关闭也需要经过一定的延时，因此功放需要提前打开和滞后关闭。
图9是基于FDD-LTE的节能降耗控制信号延时计算示意图，如图9所示，根据基带数据检测机制产生功放控制开关信号，其中T1表示的是基带数据经过逻辑链路和射频链路到达PA上的延时，T2是数据的检测周期，T3表示功放控制信号的延时，T4表示功放滞后关闭的时间，T5表示功放提前打开的时间，本算法的设计为功放控制信号的延时等于数据链路延时减去数据检测周期的一半，这样使得功放提前打开和滞后关闭的时间都是数据检测周期的一半，保证数据不会被误关断，即：
T3＝T1-T5
因此，T2等于T4与T5的和，也就是说数据的检测周期与功放的提前打开和滞后关闭时间是相关的，在设置检测周期时要将功放的打开和关闭时间考虑在内，检测周期需要大于等于两者之和，且小于一个符号的时间。
另外考虑到功放提前打开和滞后关闭的时间不一定是相同的，算法中还设计一个寄存器可控的变量，便于调整功放提前打开和滞后关闭的时间，即：
T6＝T4-δ,
T7＝T5+δ
其中：T6表示调整后的功放滞后关闭时间，T7表示调整后的功放提前打开时间，δ表示可控的时间调整量。
本发明实施例所述的节能降耗方案适用于所有基于OFDM传输的通信系统，包括但不局限于LTE和WiMAX。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频拉远单元节能降耗的方法，包括：
射频拉远单元检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据；
所述射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的射频拉远单元检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据包括：
所述射频拉远单元对收到的时域数据进行检测；
若检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值，则确定所述时域数据中不存在用户数据，否则确定所述时域数据中存在用户数据。
3.根据权利要求1所述的方法，所述的射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭包括：
所述射频拉远单元根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，生成用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，并根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭。
4.根据权利要求3所述的方法，所述的根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭包括：
所述射频拉远单元将所述节能控制信号缓存预设时间后与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并利用所述功放控制信号，对所述功率放大器的开启或关闭进行控制。
5.根据权利要求4所述的方法，对于频分双工系统，所述常规控制信号是常开信号，对于时分双工系统；所述常规控制信号是与数据接收或发送时隙相关的时开时关的信号。
6.一种射频拉远单元节能降耗的装置，设置在射频拉远单元，所述装置包括：
检测模块，用于检测来自基带处理单元的时域数据，并确定所述时域数据中是否存在用户数据；
控制模块，用于根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，控制其功率放大器开启或关闭。
7.根据权利要求6所述的装置，所述检测模块具体用于对收到的时域数据进行检测，若检测到收到的时域数据持续为0的时间达到目标值，则确定所述时域数据中不存在用户数据，否则确定所述时域数据中存在用户数据。
8.根据权利要求6所述的装置，所述控制模块具体用于根据所述时域数据中是否存在用户数据的确定结果，生成用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，并根据所述用于开启或关闭所述功率放大器的节能控制信号，控制所述功率放大器开启或关闭。
9.根据权利要求8所述的装置，所述控制模块具体用于将所述节能控制信号缓存预设时间后与常规控制信号进行逻辑与运算，得到功放控制信号，并利用所述功放控制信号，对所述功率放大器的开启或关闭进行控制。
10.根据权利要求9所述的装置，对于频分双工系统，所述常规控制信号是常开信号，对于时分双工系统；所述常规控制信号是与数据接收或发送时隙相关的时开时关的信号。
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