CN109716841A - 用于移动前传的统一移动和tdm-pon上行链路mac调度 - Google Patents

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Abstract

本文公开的各种实施例包括一种用于支持移动网络的方法和无源光网络(passive optical network，简称PON)。在各种实施例中，基带单元(baseband unit，简称BBU)用于在初始化阶段期间测量从多个射频拉远单元(remote radio unit，简称RRU)中的每个RRU到所述BBU的光路延迟。所述BBU通过根据每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述移动系统中的所有RRU。所述BBU确定映射规则，所述映射规则将分配给所述多个RRU中的每个RRU的每个资源块映射到不同的PON传输块。所述BBU将所述映射规则发送到所述多个RRU中的每个RRU。在某些实施例中，可以在所述初始化阶段之后动态地重新计算所述映射规则。

Description

用于移动前传的统一移动和TDM-PON上行链路MAC调度
相关申请案交叉申请
本申请要求于2017年8月24日递交的发明名称为“用于移动前传的统一移动和TDM-PON上行链路MAC调度”的第15/685,629号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，其又要求于2016年9月15日递交的发明名称为“用于移动前传的统一移动和TDM-PON上行链路MAC调度的方法”的第62/395,058号美国临时专利申请案的在先申请优先权和权益，这些在先申请的内容以引入的方式并入本文。
背景技术
云无线接入网或集中式无线接入网(centralized radio access network，简称C-RAN)是一种用于无线接入网络的集中式、基于云计算的架构，该架构支持2G、3G、4G和未来的无线通信标准。随着连接需求的激增，移动运营商一直在寻找方法来最大程度降低其设备的占地面积和成本。这导致所述无线接入网络(radio access network，简称RAN)的各部件(即，连接到蜂窝天线，处理信号，然后将该信号发送到核心网的设备)集中化。特别是，基带处理单元(baseband processing unit，简称BBU)作为RAN的部件已经被移到中心位置，从该中心位置可以服务多个远程射频头(remote radio head，简称RRH)或射频拉远单元(remote radio unit，简称RRU)。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于支持移动网络的方法和无源光网络(passive optical network，简称PON)。在各种实施例中，所述PON包括多个RRU以及与所述多个RRU通信的BBU。在各种实施例中，所述BBU用于在初始化阶段期间测量从所述多个RRU中的每个RRU到所述BBU的光路延迟。所述BBU通过根据每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述移动系统中的所有RRU。所述BBU确定映射规则，所述映射规则将分配给所述多个RRU中的每个RRU的每个资源块映射到不同的PON传输块。所述BBU将所述映射规则发送到所述多个RRU中的每个RRU。在各种实施例中，所述BBU通过将RRU的最大光路延迟设置为基本延迟，然后根据所述基本延迟与所述RRU的光路延迟之间的差值延迟每个RRU来同步移动系统中的所有RRU，以使所述RRU中的任意RRU所发送的每个传输块的前沿同时到达所述BBU。在某些实施例中，所述映射规则考虑了所述RRU中的每个RRU和所述BBU之间的光路延迟差。
在某些实施例中，对所述BBU与所述多个RRU之间的通信采用移动媒体接入控制层(medium access control，简称MAC)上行链路调度。例如，在各种实施例中，所述BBU将移动MAC上行链路调度设置为匹配时分复用无源光网络(time division multiplexing-passive optical network，简称TDM-PON)上行链路MAC调度。在各种实施例中，所述BBU从所述多个RRU接收复用上行链路数据流。
根据本发明的第二方面，每个RRU用于对移动设备提供的信号执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，简称FFT)，从所述信号中移除循环前缀，并执行资源块解映射。在各种实施例中，每个RRU还用于基于所述映射规则生成移动PON帧，并通过上行链路将生成的移动PON帧发送到所述BBU，所述移动PON帧中的数据存储在分配给所述RRU的传输块中，空块位于所述移动PON帧的其余部分中。
根据本发明的第三方面，所述BBU可以置于动态模式，其中所述BBU用于在所述初始化阶段之后基于来自所述多个RRU的多个预期资源块重新计算所述映射规则，以生成更新的映射规则。所述BBU将所述更新的映射规则发送到每个RRU，其中每个RRU采用所述更新的映射规则生成所述移动PON帧。在一实施例中，通过经由RRU从用户设备(userequipment，简称UE)接收请求消息来向所述BBU通知由所述UE存储的大量缓冲数据并请求附加传输块，来触发对所述映射规则进行重新计算。
附图说明
为了更透彻地理解本发明，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。
图1示出了根据本发明的各种实施例的C-RAN；
图2A示出了根据本发明的实施例的BBU和RRU架构的示例；
图2B-2C示出了根据本发明的各种实施例的传统物理层功能的比较和物理层功能的划分；
图3A是根据本发明的实施例的示例性方法的流程图，该方法用于执行由BBU执行的PON上行链路调度；
图3B是根据本发明的实施例的示例性方法的流程图，该方法用于执行由RRU执行的PON上行链路调度；
图4示出了根据本发明的各种实施例的实现资源块映射的C-RAN；
图5示出了根据本发明的各种实施例的静态OFDMA帧资源块到移动PON帧传输块映射；
图6A-6D示出了根据本发明的各种实施例的多个单元的静态资源块映射；
图7A-7E示出了根据本发明的各种实施例的静态资源块映射；
图8A-8E示出了根据本发明的各种实施例的动态资源块映射；
图9示出了根据本发明的各种实施例的具有优化延迟的动态资源块映射；
图10是根据本发明的实施例的示例性方法的流程图，该方法用于执行由BBU在动态模式下执行的PON上行链路调度。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包括本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
本文引用的模块可以包括一个或多个硬件或电子组件，例如电路、处理器和存储器。所述存储器可以是易失性存储器，也可以是非易失性存储器，用于存储计算机可执行指令、机器代码和其他各种形式数据，但并不限于这些数据。所述模块可以用于使用所述数据来执行一个或多个指令，以完成一个或多个任务。
有各种移动动态带宽分配(dynamic bandwidth allocation，简称DBA)方案可以与移动调度/带宽分配协作提供具有成本效益的低延迟的基于TDM-PON的移动前传(mobilefronthaul，简称MFH)。这样的一种移动DBA方案是T.Tashiro等人于2014年OFC在论文Tu3F.3中提出的“用于基于TDM-PON的移动前传的新型DBA方案”(简称“Tashiro方案”)。所述Tashiro方案需要在BBU和光网络单元(optical network unit，简称ONU)之间实现信令和协作。所述Tashiro方案应用于具有固定传输速率的通用公共无线接口(Common PublicRadio Interface，简称CPRI)，因此所述ONU具有相同的上行链路速率。所述Tashiro方案的一个缺点是所述方案可能传输噪声，因为即使没有数据从所述UE发送，RRH也总是发送数据消息。
另一种移动DBA上行链路方案包括T.Kobayashi等人于2016年OFC在论文W3C.7中提出的“用于基于TDM-PON的移动前传的基于简单统计流量分析的带宽分配方案”(简称“Kobayashi方案”)。该DBA方案提出的基于简单统计流量分析的带宽分配方案用于实现具有成本效益的基于TDM-PON的MFH，而且该方案还使用准固定带宽分配(quasi-fixedbandwidth allocation，简称FBA)。所述带宽分配在几十分钟或几小时的时间段内逐渐改变。所述Kobayashi方案的一个缺点是移动流量本质上太随机，具有突发特性，无法基于平均统计结果进行预测。因此，对于所述Kobayashi方案来说，对流量信息进行统计分析需要很长时间，因而无法对快速变化做出响应。该方案也没有考虑以太网无源光网络(Ethernetpassive optical network，简称E-PON)中因周期时间引入的延迟。
如上所述，在C-RAN中，BBU已经被移到中心位置，从该中心位置可以服务多个RRU。光纤通常用于将BBU连接到小区站点的RRU，这种连接通常被称为“前传”。前传已经成为C-RAN中的关键部分，支持多点协作传输(coordinated multi-point，简称CoMP)和大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output，简称MIMO)等新型无线技术。
所公开的实施例实现了用于移动前传的统一移动和TDM-PON上行链路MAC调度，旨在改进已知的移动DBA上行链路方案。根据各种实施例，一个调度可以用于无线系统(诸如长期演进(Long Term Evolution，简称LTE))和光学系统，因为所述ONU共用相同的光学接口，并且所述RRU共用相同的空气介质。在一实施例中，该过程涉及将所述LTE无线MAC调度映射或转换为TDM-PON MAC调度。例如，在一实施例中，预定义的映射规则用于将每个LTE资源块映射到PON传输块，从而消除带宽分配的延迟。资源块是可以分配给UE的最小资源单元。在各种实施例中，为考虑到从每个RRU到BBU不断变化的光路延迟，所述调度通过同步所述RRU来避免因传播路径定时差值引起的上行链路干扰。
另外，所公开的实施例还提供了最佳的物理层功能划分，用于降低移动前传上的带宽要求。例如，在各种实施例中，所述RRU不再直接通过光纤发送原始数字化无线信号，而是执行快速傅里叶变换(fast Fourier Transform，简称FFT)、循环前缀删除和资源解映射。因此，通过光纤发送的实际数据不仅会小于所述CPRI的数据，而且还会是负载依赖型，因为CPRI下的数据速率是固定的，就好像所述系统始终处于峰值负载一样。另外，还可以利用共用相同移动PON带宽的多个RRU来实现复用增益。所公开实施例的优点包括较低的TDM-PON设备成本和较低的光纤供应要求。
图1示出了根据本发明的各种实施例的C-RAN 100。在所述实施例中，C-RAN 100包括BBU 101、光线路终端(optical line terminal，简称OLT)102、RRU 110、RRU 120和RRU130。C-RAN 100需要在RRU 110、120、130到所述BBU 101之间具有可靠的额外带宽和低延迟前传传输。BBU 101和OLT 102位于中心局等的中心位置。BBU 101用作数字单元实现从基带处理到报文处理的基站功能。基带是指传输信号在调制之前的原始频率范围。尽管仅示出了单个BBU 101，但是多个BBU 101也可以位于所述中心位置构成BBU池。在一些实施例中，BBU 101通过链接可以共享信息，而在其他实施例中，BBU 101仅位于相同的位置。OLT 102是接入节点，使BBU 101能够通过PON 105进行通信。
RRU 110、RRU 120和RRU 130分别位于基站(例如，演进型节点B(evolved node B，简称eNB)并且与一个或多个UE 150进行无线通信。UE 150可以是任何类型的电子设备，例如移动电话或移动计算设备。在各种实施例中，RRU 110、RRU 120和RRU 130的彼此位置离得并不远，可以在相同的一个或相同的一组载波频率下工作。在该示例中，RRU 110、120、130使用ONU 111、121和131经由PON 105与BBU 101通信。例如，在所述实施例中，RRU 110以通信方式耦合到ONU 111，RRU 120以通信方式耦合到ONU 121，RRU 130以通信方式耦合到ONU 131。ONU 111、ONU 121和ONU 131是接入节点，用于将电信号转换为光信号(以及将光信号转换为电信号)，以实现通过所述PON 105的光纤线路104进行通信。OLT 102在所述BBU101的中心位置执行类似的功能。在某些实施例中，BBU 101/OLT 102和RRU 110、120、130/ONU 111、121、131可以用作单个设备。因此，除非另有说明，否则如本文所用，凡引述所述BBU均包括作为独立设备的BBU和与所述OLT结合使用的BBU。类似的，除非另有说明，否则如本文所用，凡引述所述RRU均包括作为独立设备的RRU和与所述ONU结合使用的RRU。
如图1所示，RRU 110、RRU 120和RRU 130分别经由光纤线路104连接到复用器/解复用器103。复用器/解复用器103还经由另一光线路106连接到BBU 101。复用器/解复用器103用于将单个光信号分离或解复用为多个光信号，以将所述光信号发送到RRU 110、RRU120和RRU 130。另外，复用器/解复用器103用于将来自RRU 110、RRU 120和RRU 130的多个光信号组合或复用为单个光信号，以将所述组合的光信号发送到BBU 101。
通常，所述RRU执行无线功能，包括频率转换、放大以及模数(analog to digital，简称A/D)和数模(digital to analog，简称D/A)转换。例如，图2A是根据本发明的实施例的框图，该框图示出了BBU 201和RRU 202架构的示例。在所述实施例中，RRU 202包括功率放大器、双工器和低噪声放大器模块231、处理器模块232和光纤收发器模块233。处理器模块232以通信方式耦合到所述功率放大器、双工器和低噪声放大器模块231以及光纤收发器模块233。所述功率放大器、双工器和低噪声放大器模块231用于经由一个或多个天线发送和接收射频信号，将低功率射频信号转换为更高的功率信号，以及将两个或更多个功率放大器输出结合为一个。处理器模块232用于处理模拟和/或数字信号。光纤收发器模块233提供通信线路或设计为同时承载多个信号的链路，以通过光纤线路在RRU 202和BBU 201之间提供网络接入。BBU 201包括接口模块221、主控制和时钟模块222、基带处理模块223及全球定位系统(global positioning system，简称GPS)接收器模块224。基带处理模块223与RRU202通信，用于处理所述基带信号，如下面进一步所述。所述主控制和时钟模块222从GPS接收器模块224接收位置坐标并控制所述信号的定时。接口模块221用于使BBU 201与其他网络设备进行通信。
在示例性实施例中，BBU 201包括延迟测量模块、同步模块、映射模块和传输模块。所述延迟测量模块在初始化阶段期间测量从所述多个射频拉远单元(remote radio unit，简称RRU)的每个RRU到所述BBU的光路延迟；所述同步模块通过基于每个RRU与所述BBU之间的光路延迟调整每条路径的定时来同步所述多个RRU中的所有RRU；所述映射模块确定映射规则，所述映射规则将分配给所述多个RRU中的每个RRU的每个资源块映射到不同的PON传输块；所述传输模块将所述映射规则发送到所述多个RRU的每个RRU。在一些实施例中，BBU201可以包括其他或额外的模块来执行上述实施例中描述的步骤的任意一个或其组合。此外，如所述附图中的任意图所示或所述权利要求中任一项所述，方法中的附加或替代实施例或方面中的任意实施例或方面也预期包括类似的模块。
在示例性实施例中，RRU 202包括FFT模块、前缀删除模块和解映射模块。所述FFT模块对移动设备提供的信号执行快速傅立叶变换(fast Fourier transform，简称FFT)；所述前缀删除模块从所述信号中删除循环前缀；解映射模块执行资源块解映射。在一些实施例中，RRU 202可以包括其他或额外的模块来执行上述实施例中描述的步骤的任意一个或其组合。此外，如所述附图中的任意图所示或所述权利要求中任一项所述，方法中的附加或替代实施例或方面中的任意实施例或方面也预期包括类似的模块。
图2B示出了传统系统中RRU 202和BBU 201之间的物理层中的功能划分。RRU 202接收射频(radio frequency，简称RF)信号，例如来自UE 150的射频信号，并在方框210处将其转换为基带信号。然后，在方框211处，RRU 202使用模数转换器(analog to digitalconverter，简称ADC)处的CPRI编码将所述模拟基带信号转换为数字信号。然后，RRU 202使用光纤数字无线电(digital radio over fiber，简称DRoF)212经由ONU 204将所述整个原始数据发送到BBU 201。
BBU 201经由OLT 203从RRU 202接收原始信号。BBU 201在方框213处删除所述循环前缀(cyclic prefix，简称CP)并执行FFT。所述术语循环前缀是指在符号上添加重复结尾的前缀。所述循环前缀用作保护间隔并消除来自先前符号的符号间干扰。所述循环前缀重复所述符号的结尾，允许选频多路径信道的线性卷积建模为使用FFT的循环卷积。
在方框214处，BBU 201执行资源块解映射以提取UE 150的信号。在方框215处，BBU201执行正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，简称QAM)均衡和处理后的信号解码。QAM将两个调幅(amplitude-modulated，简称AM)信号结合成单个信道，从而使有效带宽加倍。在方框216处，BBU 201对所述解码信号执行前向纠错(forward errorcorrection，简称FEC)。FEC是一种在数据传输中获得差错控制的方法，其中所述信号源(发送器)发送冗余数据，并且所述目的地(接收器)仅识别不包含明显错误的数据部分。然后，所述信号从所述物理层(例如，LTE层1)传递到下一层(例如，LTE层2)，所述下一层由三个子层组成，包括MAC层217、无线链路控制(Radio Link Control，简称RLC)层218，以及分组数据汇聚层协议(Packet Data Convergence Protocol，简称PDCP)层219。
图2C示出了根据本发明实施例的RRU 252和BBU 251之间的物理层中的功能划分。类似于RRU 202，RRU 252在方框260处接收来自UE 150的RF信号并将所述RF信号转换为基带信号。在ADC方框261处，使用CPRI编码将所述模拟基带信号转换为数字信号。然而，RRU252不再按RRU 202的执行方式直接通过光纤发送原始数字化无线信号，而是用于通过以下方式向BBU 251发送处理后的数据：在方框262处删除所述循环前缀并执行FFT，然后在使用DRoF 270经由ONU 254将PON上处理后的信号发送到BBU 251之前在方框263处执行资源块解映射。BBU 251经由OLT 253接收所述处理后的信号，并在方框264处执行QAM均衡和处理后的信号解码。在方框265处，BBU 251对所述解码信号执行FEC，并将来自所述物理层的信号传递到包括MAC层266、RLC层267和PDCP层268的下一层。
所述各种实施例的优点包括较低的TDM-PON设备成本和较低的光纤供应要求。通过光纤发送的实际数据不仅会小于CPRI的数据，因为CPRI下的数据速率是固定的，就好像所述系统始终处于峰值负载一样。所述实际处理的数据量还会是负载依赖型，但不会发送噪声，如CPRI方案所述。此外，还可以利用共用相同移动PON带宽的多个RRU来实现复用增益。
图3A是根据本发明的实施例的示例性方法300的流程图，该方法用于执行由BBU执行的PON上行链路调度。方法300开始于方框302，其中所述BBU在初始化阶段期间测量从多个RRU中的每个RRU到所述BBU的光路延迟。在方框304处，所述BBU通过基于每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述移动系统中的所有RRU。在一实施例中，通过将最大光路延迟设置为基本延迟，然后根据所述基本延迟与所述RRU的光路延迟之间的差值延迟每个RRU来同步移动系统中的所有RRU。在一实施例中，同步所述RRU，以使所述RRU中的任意RRU所发送的每个传输块的前沿同时到达所述BBU。
在方框306处，所述BBU为每个RRU分配正交频分多址接入(OrthogonalFrequency-Division Multiple Access，简称OFDMA)帧中的一个或多个资源块。在方框308处，所述BBU确定预定义映射规则，所述规则将所述OFDMA帧中的每个资源块映射到PON传输块。在方框310处，所述BBU将所述预定义映射规则发送到RRU中的每个RRU，之后方法300终止。
图3B是根据本发明的实施例的示例性方法350的流程图，该方法用于执行由RRU执行的PON上行链路调度。方法350开始于方框352，其中所述RRU从BBU接收资源块分配，并且预定义映射规则将OFDMA帧中的每个资源块映射到PON传输块。在方框354处，所述RRU从UE接收RF信号并将所述RF信号转换为基带信号。在方框356处，所述RRU将所述模拟基带信号转换为数字信号。在方框358处，所述RRU从所述数字信号中移除所述循环前缀(cyclicprefix，简称CP)并对所述数字信号执行FFT。
在方框360处，所述RRU执行资源块解映射以提取所述数据。在一实施例中，所述RRU知道每个资源块之间的边界。所述RRU对每个资源块进行采样和量化，不再对整个频谱进行采样和量化。当存在数据时，所述RRU将所述资源块发送到所述BBU。当没有数据时，所述RRU丢弃所述资源块，不再发送没有数据的帧。根据各种实施例，在所述物理层划分之后，所述量化分辨率可以低于CPRI。例如，12*7＝每资源块84个样本，每个样本具有2*8个量化位。在某些实施例中，为了避免小区间干扰，相邻RRU不能使用相同的资源块。因此，所述RRU带宽复用增益显著。
在方框362处，RRU根据所述预定义映射规则将其分配的资源块映射到PON传输块。例如，根据BBU的预定义映射规则，将每个资源块基于其在OFDMA帧中的位置映射到特定移动PON传输块。根据某些实施例，所述映射规则考虑了所述RRU和所述BBU之间的光路延迟差值。在一实施例中，在所述网络的初始化期间计算所述光路延迟和映射规则。所述BBU调度所述无线接口，使相同区域中的UE不会彼此干扰。
图4示出了根据本发明的各种实施例的实现资源块分配的C-RAN 100。在所述实施例中，BBU 101将OFDMA帧400的资源块1至5和资源块8分配给RRU 110；将OFDMA帧410中的资源块6至7和资源块9至11分配给RRU 120；将OFDMA帧420中的资源块12至16分配给RRU 130。
图5示出了根据本发明的各种实施例的将OFDMA帧500的资源块静态映射到移动PON帧510的传输块。在一实施例中，在静态映射模式下，所需带宽供应大于或等于整个区域中的峰值负载，而不是所有RRU峰值负载的总和。另外，资源块到传输块的映射在初始化阶段之后永远不会改变。
出于说明的目的，在图5中，OFDMA帧500包括资源块1至16，移动PON帧510包括传输块1至16。然而，OFDMA帧500和移动PON帧510可以分别包括附加资源块和传输块。在所述实施例中，OFDMA帧500的相同资源块号被映射到移动-PON帧510对应编号的传输块。然而，在其他实施例中，所述资源块可以按各种不同方式映射到所述传输块。
在各种实施例中，所述RRU基于移动MAC上行链路调度将其定时与BBU同步，使每个移动PON帧510的持续时间与每个OFDMA帧500相同，以确保实现低延迟。换句话说，所述BBU可以用于将移动MAC上行链路调度设置为匹配所述TDM-PON上行链路MAC调度。例如，如果每个OFDMA帧500的持续时间是10ms，则每个移动PON帧510也同步到相同的10ms。在某些实施例中，移动PON帧510包括保护块511(或保护时间)，保护块511位于传输块512中的各传输块之间。如上所述，根据本发明的各种实施例，可以从不同的RRU发送两个相邻的传输块512。保护块511确保来自不同用户的报文适合正确的时隙以确保在BBU处能够正确接收。在各种实施例中，保护块511有40位，可足以补偿小的定时误差，以确保当所述传输块到达所述BBU时两个相邻的传输块信号彼此不重叠。在各种实施例中，只要所述保护块或多个保护块可以为可能的定时误差提供足够的补偿，保护块511可以多于或少于40位。
图6A-6D示出了根据本发明的各种实施例的将所述RRU中的每个RRU静态资源块映射到移动PON帧510的传输块。如图6A所示，RRU 110将OFDMA帧400的资源块1至5和资源块8映射到移动PON帧510A的传输块1至5和传输块8。如图6B所示，RRU 120将OFDMA帧410的资源块6至7和资源块9至11映射到移动PON帧510B的传输块6至7和传输块9至11。如图6C所示，RRU 130将OFDMA帧420的资源块12至16映射到移动PON帧510C的传输块12至16。在一实施例中，RRU 110、RRU 120和RRU 130各自发送其完整的移动PON帧(510A、510B、510C)，根据所述示例，所述移动PON帧可以是16个传输块。在一实施例中，RRU 110、RRU 120和RRU 130仅在所分配的资源块中发送处理后的数据，并在未分配的资源块中发送空块。这样，每个RRU发送与其他RRU同步的帧，并且所述资源块中的数据不重叠。
图6D示出了包括移动PON帧510D的复用信号，移动PON帧510D将来自RRU 110、RRU120和RRU 130的信号进行组合。如图6D所示，移动-PON帧510D包括使用所述调度中间隔的各种分配的资源块的RRU 110、RRU 120和RRU 130的组合调度，所述资源块没有任何重叠或冲突。在一实施例中，所述BBU 401能够从所述RRU生成包括移动PON帧510D的复用信号，因为所述独立的帧网格不重叠每个RRU的数据。在另一实施例中，所述BBU 401经由OLT 402接收包括移动PON帧510D的复用信号。例如，在一些实施例中，包括移动PON帧510D的复用信号可以在BBU 401之前由另一网络设备生成，所述另一网络包括但不限于图1和图4中所述复用器/解复用器103和/或OLT 402。
图7A-7D示出了根据本发明的实施例的二维时间(0.5ms/资源块，20块/帧)和频率(180KHz/资源块，总共10MHz)表示形式中的所分配资源块的示例。图7A示出了用于RRU 110的分配资源块。图7B示出了用于RRU 120的分配资源块。图7C示出了用于RRU 130的分配资源块。图7D示出了用于RRU 110、RRU 120和RRU 130的组合分配资源块。图7E示出了从二维、时间和频率多址方案到用于移动PON的仅时分多路复用方案的静态规则映射的示例快照。如图7E所示，20个50LTE资源块被映射到1000个PON传输块。如上所述，BBU 101将资源块分配给RRU 110、RRU 120和RRU 130，资源块不重叠可防止在静态模式下发生冲突，因为在所述静态模式中，所述资源块到所述PON传输块的映射不会在所述初始化阶段之后发生改变。
在替代实施例中，所公开的实施例可以用于提供动态资源块映射，其中所述BBU用于在初始化阶段之后重新计算所述资源块到所述PON传输块的映射，并相应地更新所述映射规则。在各种实施例中，每当所述无线调度改变时都会发生所述重新计算和更新，频率可以是每1ms一次或每个子帧持续时间一次。为了在上行链路期间不会在RRU之间产生干扰，为所述RRU提供了所述更新的映射规则。在各种实施例中，所述动态映射可以增加所述复用带宽增益。在各种实施例中，UE 150经由RRU 110、RRU 120和RRU 130的其中一个向BBU 101发送请求消息，向BBU 101通知缓冲了大量数据用于发送。BBU 101从每个RRU(因此每个UE150寻求发送上行链路数据)接收所述信息，并且为每个UE 150分配资源传输块。然后，BBU101用所述更新的资源映射来更新RRU 110、RRU 120、RRU 130和UE 150。RRU 110、RRU 120和RRU 130继续使用所述更新的资源映射发送上行链路数据。
在各种实施例中，在所述动态映射模式中，可以为RRU 110、RRU 120和RRU 130分配相同资源块用于发送数据。所述更新的映射通过将所述资源块映射到单独的传输块来避免任何干扰。例如，图8A-8E示出了动态映射规则的示例，其中相同的资源块被分配给两个RRU，然后映射到不同的传输块进行传输。具体而言，图8A示出了映射规则，其中资源块8(RB8)同时分配给RRU1和RRU2。例如，在所述实施例中，将传输块T1-T5和T8映射到RRU1的相应资源块RB1至RB5和RB8，如图8B所示。将传输块T6和T7映射到RRU2的相应资源块RB6和RB7，如图8C所示。然而，因为传输块T8被映射到RRU1的RB8，所以RRU2的资源块RB8至RB10分别映射到传输块T9至T11。RRU3的资源块RB11至RB16分别映射到传输块T12至T17，如图8D所示。图8E示出了复用信号800，复用信号800将来自RRU 110、RRU 120和RRU 130的信号进行组合。复用信号800发送到所述BBU。因此，在动态模式中，可以为两个或更多个RRU分配相同的资源块用于发送数据。对不同传输块进行动态/修改映射避免了RRU数据之间发生任何干扰。
图9示出了所述BBU的示例，所述BBU提供动态映射，所述动态映射将所述资源块分配给所述上行链路内早先分组的传输块。如本领域技术人员可以理解的，对包含数据的传输块进行分组可以提供无数据传输的间隔时段。这些停歇时段可根据需要用于替代传输。所述动态映射模式的各种优点包括映射所述各种资源块以优化所述传输块的延迟。当所提供的光带宽小于所述峰值无线数据速率时，或者当两个RRU使用相同的资源块时，可发生所述动态映射。在所述动态映射中，所述BBU可以用于在有变化时重新计算每个帧的映射规则，并随后更新所述重新计算映射规则的RRU。
图10是根据本发明的实施例的示例性方法1000的流程图，该方法用于执行由BBU在动态模式下执行的PON上行链路调度。方法1000开始于方框1002，其中所述BBU在初始化阶段期间测量从多个RRU中的每个RRU到所述BBU的光路延迟。在方框1004处，所述BBU通过基于每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述移动系统中的所有RRU。在方框1006处，所述BBU为每个RRU分配OFDMA帧中的一个或多个资源块。在方框1008处，所述BBU计算映射规则，所述规则将所述OFDMA帧中的每个资源块映射到PON传输块。在方框1010处，所述BBU将所述映射规则发送到所述RRU中的每个RRU。在方框1012处，所述BBU监视所述无线调度是否发生改变。在方框1014处，所述BBU确定是否发生无线调度改变。如果所述BBU确定无线调度中没有发生改变，则所述BBU返回到方框1012并继续监视所述无线调度是否发生改变。如果所述BBU确定所述无线调度发生改变，则所述BBU在方框1016处基于所述无线调度的改变重新计算所述映射规则。所述BBU在方框1018处将所述重新计算的映射规则发送到所述各RRU，并返回到方框1012以继续监视所述无线调度是否发生改变。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明所公开的系统和方法可以以许多其他特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。
因此，所公开的实施例提供了用于移动前传的统一移动和TDM-PON上行链路MAC调度。所公开实施例的优点包括较低的TDM-PON设备成本和较低的光纤供应要求。例如，所公开的实施例可以将移动前传上所需的上行链路带宽减少大约10倍，消除TDM-PON中的带宽调度延迟，并且实现高成本效益的TDM点对多点移动前传。
此外，所公开的实施例提供了最佳物理层功能划分，这降低了DRoF带宽要求。如上所述，所述RRU不再直接通过光纤发送原始数字化无线信号，而是执行FFT、循环前缀删除和资源解映射。通过光纤发送的实际数据不仅会小于CPRI的数据，而且还会是负载依赖型。因此，可以利用共用相同移动PON带宽的多个RRU来实现复用增益。
在此结合各种实施例描述了本发明。但是，通过研究附图、本发明和所附权利要求，能够理解和实现对所公开实施例的其他变体和修改，并且这些变体和修改将被解释为包含在所附权利要求中。在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元素或步骤，不定冠词“一”不排除多个。单个处理器或其它单元可满足权利要求中描述的几项的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不表示、排除或暗示这些措施的结合不能被有效地使用。计算机程序可存储或分发到合适的介质上，例如与其它硬件一起或者作为其它硬件的部分提供的光存储介质或者固态介质，还可以以其它形式例如通过因特网或者其它有线或无线电信系统分发。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其他变化、替代和改变的示例可以由本领域的技术人员在不脱离本文精神和所公开的范围的情况下确定。

Claims (20)

1.一种用于支持移动网络的无源光网络(passive optical network，简称PON)，其特征在于，包括：
多个射频拉远单元(remote radio unit，简称RRU)，
与所述多个RRU通信的基带单元(baseband unit，简称BBU)，其中所述BBU用于：
在初始化阶段期间，测量从所述多个RRU中的每个RRU到所述BBU的光路延迟；
通过根据每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述多个RRU中的所有RRU；
确定映射规则，所述映射规则将分配给所述多个RRU中的每个RRU的每个资源块映射到不同的PON传输块；
将所述映射规则发送到所述多个RRU中的每个RRU。
2.根据权利要求1所述的PON，其特征在于，对所述BBU与所述多个RRU之间的通信采用移动媒体接入控制层(medium access control，简称MAC)上行链路调度。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的PON，其特征在于，所述BBU将移动MAC上行链路调度设置为匹配时分复用无源光网络(time division multiplexing-passive opticalnetwork，简称TDM-PON)上行链路MAC调度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的PON，其特征在于，通过根据每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述多个RRU中的所有RRU包括：
设置最大光路延迟作为基本延迟；
根据所述基本延迟与所述RRU的光路延迟之间的差值延迟每个RRU，从而同步所述多个RRU，以使所述RRU中的每个RRU所发送的每个PON传输块的前沿同时到达所述BBU。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的PON，其特征在于，所述BBU从所述多个RRU接收复用上行链路数据流。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的PON，其特征在于，所述映射规则考虑每个相应RRU与所述BBU之间的每个光路延迟的差值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的PON，其特征在于，每个RRU用于：
对移动设备提供的信号执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，简称FFT)；
从所述信号中删除循环前缀；
执行资源块解映射。
8.根据权利要求7所述的PON，其特征在于，每个RRU还用于：
基于所述映射规则生成移动PON帧，所述移动PON帧中的数据存储在分配给所述RRU的传输块中，空块位于所述移动PON帧的其余部分中；
通过上行链路将生成的移动PON帧发送到所述BBU。
9.根据权利要求8所述的PON，其特征在于，所述BBU还用于：
在所述初始化阶段之后，基于来自所述多个RRU的多个预期资源块重新计算所述映射规则，以生成更新的映射规则；
将所述更新的映射规则发送到每个RRU，其中每个RRU采用所述更新的映射规则生成所述移动PON帧。
10.根据权利要求9所述的PON，其特征在于，还包括用户设备(user equipment，简称UE)，所述用户设备用于经由所述RRU将请求消息发送到所述BBU，以通知有大量缓冲数据并请求附加传输块，其中所述请求消息触发所述BBU重新计算所述映射规则。
11.一种无源光网络(passive optical network，简称PON)中移动调度的方法，其特征在于，所述方法包括：
基带单元(baseband unit，简称BBU)在初始化阶段期间测量从所述多个射频拉远单元(remote radio unit，简称RRU)中的每个RRU到所述BBU的光路延迟；
所述BBU通过根据每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述多个RRU中的所有RRU；
所述BBU确定映射规则，所述映射规则将分配给所述多个RRU中的每个RRU的每个资源块映射到不同的PON传输块；
所述BBU将所述映射规则发送到所述多个RRU中的每个RRU。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述BBU与所述多个RRU之间的通信采用移动媒体接入控制层(medium access control，简称MAC)上行链路调度。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述BBU将移动MAC上行链路调度设置为匹配时分复用无源光网络(time division multiplexing-passive opticalnetwork，简称TDM-PON)上行链路MAC调度。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，通过根据每个RRU和所述BBU之间的光路延迟调整每个路径的定时来同步所述多个RRU中的所有RRU包括：
设置最大光路延迟作为基本延迟；
根据所述基本延迟与所述RRU的光路延迟之间的差值延迟每个RRU，从而同步所述多个RRU，以使所述RRU中的每个RRU所发送的每个PON传输块的前沿同时到达所述BBU。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述BBU从所述多个RRU接收复用上行链路数据流。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述映射规则考虑每个对应RRU与所述BBU之间的每个光路延迟的差值。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述BBU在所述初始化阶段之后基于来自所述多个RRU的多个预期资源块重新计算所述映射规则，以生成更新的映射规则；
所述BBU将所述更新的映射规则发送到每个RRU。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：所述BBU经由所述多个RRU中的RRU从用户设备(user equipment，简称UE)接收请求消息，以向所述BBU通知所述UE存储了大量缓冲数据并请求附加传输块，其中所述请求消息触发所述BBU重新计算所述映射规则。
19.一种无源光网络(passive optical network，简称PON)中移动调度的方法，其特征在于，所述方法包括：
射频拉远单元(remote radio unit，简称RRU)对移动设备提供的信号执行快速傅里叶变换(fast Fourier transform，简称FFT)；
所述RRU从所述信号中删除循环前缀；
所述RRU执行资源块解映射。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：
所述RRU接收来自基带单元(baseband unit，简称BBU)的映射规则；
所述RRU基于所述映射规则生成移动PON帧，所述移动PON帧中的数据存储在分配给所述RRU的传输块中，空块位于所述移动PON帧的其余部分中；
所述RRU通过上行链路将生成的移动PON帧发送到所述BBU。
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