CN109995693A - 抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质，用以在不重新布局布线的条件下支持更高接口回传速率、更远覆盖距离的室分拉远系统，满足4G多频段覆盖、载波聚合，以及未来5G信号覆盖的需求。所述抵消网线回传串扰方法，包括：获取导频同步符号，所述导频同步符号关联一个参考导频；基于传输通道将所述导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端；获取导频接收端的接收导频；基于所述接收导频与所述参考导频，对所述传输通道进行干扰补偿。

Description

抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质。

背景技术

在移动互联网时代，移动数据业务持续高速增长，其中70％以上的数据流量发生在室内。然而，由于现代建筑物密集、全封闭等特点，对室外宏基站信号衰减严重，造成室内覆盖普遍较差，因此，运营商对能够有效提升室内信号覆盖质量的室内分布式基站系统的需求强烈。

为提升室分系统从覆盖到容量的规划灵活性、多网协同以及多模演进能力，实现网络管理可视化，目前主流室分系统均采用由基带单元(Baseband Unit，BBU)、远端信号转发单元(Remote Hub，RHUB)和射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)组网的三节点架构，如图1所示，BBU 102与RHUB 104连接，RHUB 104与多个RRU连接。其中，BBU与RHUB之间采用光纤连接，RHUB与RRU之间使用超五类网线CAT5e或六类网线CAT6连接供电，并采用基于脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation，PAM)的基带传输接口。

如图2所示。RHUB与RRU连接的RHUB接口2以及RRU与RHUB连接的RRU基带接口均采用基于PAM的基带传输接口。在该回传接口中，发送端对调制后信号进行预均衡，配合接收端时域均衡算法，可以降低传输信道码间干扰，再结合其它增强算法，对单根网线内双绞线间串扰和回波也有较强抑制能力。

对于使用CAT5e或者CAT6网线进行高速数据传输的系统，尽可能减少线缆间串扰是系统稳定高速传输数据信息的重要前提。虽然目前基于PAM调制的基带传输接口对单根网线内4对双绞线间串扰和回波的抑制能力有较大改善，能够满足当前室分单RRU的1Gbps量级接口数据回传速率需求。但CAT5e或者CAT6是非屏蔽网线，RHUB所在机柜入口处紧密捆绑成束的网线(1个RHUB可支持8～16个RRU，如图1所示)相互之间形成的串扰会造成接口无法达到理想传输速率，或者RRU无法拉远到理想覆盖距离，甚至导致传输闪断，影响用户体验和网络整体性能。

非屏蔽、大量线缆高度密集捆绑等因素，造成线缆之间信号相互耦合产生干扰。网线间串扰，如图3所示，串扰分为源信号与近端接收信号之间的近端串扰(Near-endCrosstalk，NEXT)、源信号与远端接收信号之间的远端串扰(Far-end Crosstalk，FEXT)两种。如果接收信道和发送信道是异频的，则NEXT的影响可通过滤波器消除或大大降低。但来自干扰线对的FEXT信号与被干扰线对的正常接收信号是同频的，FEXT无法通过滤波器消除。

由于网线间串扰在现有PAM基带调制框架下无法解决，要实现更高接口速率回传需求，如支持4G多频段覆盖、载波聚合，以及未来5G信号覆盖，则必须重新铺设更高类别网线，或者用光纤替代网线。然而，室分系统复杂环境下的布线难度，以及部分特殊场景高类别硬质网线可能无法铺设的现实，均会带来高额的成本投入。

发明内容

本发明实施例提供了一种抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质，用以在不重新布局布线的条件下支持更高接口回传速率、更远覆盖距离的室分拉远系统，满足4G多频段覆盖、载波聚合，以及未来5G信号覆盖的需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种抵消网线回传串扰方法，方法包括：

获取导频同步符号，导频同步符号关联一个参考导频；

基于传输通道将导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端；

获取导频接收端的接收导频；

基于接收导频与参考导频，对传输通道进行干扰补偿。

第二方面，本发明实施例提供了一种抵消网线回传串扰装置，装置包括：

符号生成模块，被配置为获取导频同步符号，导频同步符号关联一个参考导频；

传输通道模块，被配置为基于传输通道将导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端；

串扰处理模块，被配置为获取导频接收端的接收导频；及基于接收导频与参考导频，对传输通道进行干扰补偿。

本发明实施例提供了一种抵消网线回传串扰设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施方式中第一方面的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施方式中第一方面的方法。

本发明实施例提供的抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质，能够在不重新布局布线的条件下支持更高接口回传速率、更远覆盖距离的室分拉远系统，满足4G多频段覆盖、载波聚合，以及未来5G信号覆盖的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中室内分布式系统的结构示意图；

图2示出了现有技术中RHUB与RRU之间回传接口的结构示意图；

图3示出了现有技术中网线间串扰的原理示意图；

图4示出了根据本发明实施例的网线束回传传输信道的结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例的RHUB与RRU之间回传接口的结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例的RHUB接口下行链路信道预处理的原理示意图；

图7示出了根据本发明实施例的RHUB接口上行链路信道后处理的原理示意图；

图8示出了根据本发明实施例的符号生成模块的结构示意图；

图9示出了根据本发明实施例的抵消网线回传串扰方法的具体流程的示意流程图；

图10示出了根据本发明实施例的上行信道矩阵初始化的示意流程图；

图11示出了根据本发明实施例的计算平均误差矢量幅度的原理示意图；

图12示出了根据本发明实施例的下行信道矩阵初始化的示意流程图；

图13示出了根据本发明实施例的抵消网线回传串扰方法的示意流程图；

图14示出了根据本发明实施例的抵消网线回传串扰装置的结构示意图；

图15示出了根据本发明实施例的抵消网线回传串扰设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合图4-图15对本发明实施例提供的抵消网线回传串扰方法、装置、设备及介质进行详细说明。

需要说明的是，作为RHUB与RRU之间的回传传输信道，每根网线内有4对双绞线，每对双绞线间的串扰原理与不同网线线缆间的串扰原理相同，抵消方法一致。因此，不失一般性，如图4所示，本发明实施例仅以网线间串扰为例进行阐述，每对RHUB与RRU网线接口支持的4路收发处理简化为1路来说明。

当收发采用时分复用(Time Division Duplex，TDD)通信时，NEXT不会影响性能，或采用频分复用(Frequency Division Duplex，FDD)通信，则NEXT由于接收信道和发送信道异频，可通过接口模拟处理中的滤波器滤除，于是FEXT对收发信号的串扰使网线束等价于一个N×N的MIMO信道，其中N为网线数，即RHUB连接的RRU数量。因此，可以在RHUB和RRU接口中使用MIMO系统信道估计方法来测量第i条网线对第j条网线的FEXT干扰H_i，j，从而抵消FEXT影响。

为了实现本发明实施例提供的抵消网线回传串扰方案，本发明实施例需要对基带传输接口进行改进，如图5所示，本发明实施例以正交频分复用技术(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)宽带调制作为室分系统的回传接口调制。

本发明实施例以OFDM宽带调制作为室分系统的回传接口调制，可以利用OFDM子载波的平坦性衰落特性，拓展网线的传输带宽，并使信道串扰模型抽象为多入多出信道模型，使串扰补偿算法与OFDM调制解调方法融合为归一化模块，简化了系统架构，提升了产品商用的可靠性。

具体实施时，抵消串扰对网线回传收发信号影响可以在RHUB执行，也可以在RRU中执行，本发明实施例以在RHUB中执行为例进行说明，本发明实施例中RHUB进行收发信号处理的示意图，如图6和图7所示。

在图6和图7中，RHUB根据RRU发送或反馈的符号信息，计算上下行信道矩阵，并通过下行链路的预编码模块对发送符号进行预处理，以及上行链路的后补偿模块对接收符号进行后处理，从而抵消串扰影响。

图8示出了RHUB接口下行链路符号生成模块的结构示意图。该生成模块在数据符号流中插入用于信道估计的导频同步符号，以及用于建立RHUB与RRU符号同步的初始化符号。

具体实施时，本发明实施例基于上述图6-图8改进的抵消网线回传串扰方法，如图9所示，其可以包括：

步骤91，在RHUB各条网线对应的接口中，插入已知的初始化符号。

具体实施时，插入方式可以占用一个符号周期的所有子载波，也可以只占用指定的某些资源单元(Resource Element，RE)，根据收发之间提前协商确定。各个RRU接口模块根据初始化符号序列的自相关性，建立RRU与RHUB之间的收发符号同步。

步骤92，计算初始化的上行信道矩阵，对上行串扰进行初始化补偿。

具体实施时，如图10所示，步骤S92具体包括如下步骤：

步骤1001，在各个RRU的对应接口中，插入已知的导频同步符号并发送。

步骤1002，RHUB提取各路导频后，计算归一化后的接收导频与发送导频之间的平均误差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)。

如图11所示，接收导频与发送导频之间的平均误差矢量幅度由相位误差和幅度误差两部分组成。

步骤1003，判断EVM是否大于第一设定门限，若是，则执行步骤1004，否则，说明上行信道矩阵已收敛，可以达到理想的串扰补偿效果，进入步骤S93。其中，第一设定门限可以由根据经验值设定，本发明实施例对此不做限定。

步骤1004，在判定EVM大于第一设定门限时，判断上行信道矩阵计算的迭代次数是否小于第二设定门限，若是，执行步骤1005，否则，链路可能有问题待定位，则告警退出流程。其中，第二设定门限可以由根据经验值设定，本发明实施例对此不做限定，例如，第二设定门限为5。

步骤1005，在判定上行信道矩阵计算的迭代次数小于第二设定门限时，可以通过收发导频矩阵解出当次的信道矩阵，通过加权方式更新到已有的信道矩阵中，求出该矩阵的逆矩阵。

步骤1006，将逆矩阵作为后补偿模块的系数更新到模块中。

步骤S93，计算初始化的下行信道矩阵，对下行串扰进行初始化补偿。

具体实施时，如图12所示，步骤S93具体包括如下步骤：

步骤1201，在RHUB各条网线对应的接口中，插入已知的导频同步符号。

步骤1202，每个RRU接收并提取导频同步符号后，通过上层可靠专用信道反馈给RHUB。

步骤1203，RHUB提取各路导频，计算接收导频与发送导频之间的EVM。

步骤1204，判断EVM是否大于第三设定门限，若是，执行步骤1205，否则，说明下行信道矩阵已收敛，可以达到理想的串扰补偿效果，可以进入步骤S94。其中，第三设定门限可以由根据经验值设定，本发明实施例对此不做限定。

步骤1205，在判定EVM小于第三设定门限时，判断下行信道矩阵计算的迭代次数是否小于第四设定门限，若是，执行步骤1206，否则，链路可能有问题待定位，则告警退出流程。其中，第四设定门限可以由根据经验值设定，本发明实施例对此不做限定，例如，第四设定门限为5。

步骤1206，在判定下行信道矩阵计算的迭代次数小于第四设定门限时，可以通过收发导频矩阵解出当次的信道矩阵，通过加权方式更新到已有的信道矩阵中，求出该矩阵的逆矩阵。

步骤1207，将逆矩阵作为预编码模块的系数更新到模块中。

步骤94，预编码和后补偿模块的初始化系数计算完成后，系统进入正常的数据符号传输流程，由于传输信道随着温度等环境的变化有缓慢变化，需要周期性跟踪并更新上下行信道矩阵，更新方法与步骤S92和S93类似，不再赘述。

本发明将室内分布式基站网线回传中基于PAM调制的基带串行传输接口改进为基于OFDM调制的宽带并行传输接口，将数百兆带宽的频率选择性网线信道分割为数千个近似平坦衰落的正交子信道，使回传网线线缆内外的串扰影响可以通过频域均衡一次性补偿，从而在不重新布局布线的条件下支持更高接口回传速率、更远覆盖距离的室分拉远系统，满足4G多频段覆盖、载波聚合，以及未来5G信号覆盖的需求。

下面结合具体的系统处理流程对上述抵消网线回传串扰方法的执行过程进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。

从整体流程而言，如图13所示，抵消网线回传串扰方法，可以包括以下步骤：

步骤1301，获取导频同步符号，导频同步符号关联一个参考导频。

步骤1302，基于传输通道将导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端。

步骤1303，获取导频接收端的接收导频。

步骤1304，基于接收导频与参考导频，对传输通道进行干扰补偿。

在实现的时候，上述实施例中的抵消网线回传串扰方法可以通过抵消网线回传串扰装置来实现。如图14所示，抵消网线回传串扰装置1400，可以包括：

符号生成模块1401，用于获取导频同步符号，导频同步符号关联一个参考导频。

传输通道模块1402，用于基于传输通道将导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端。

串扰处理模块1403，用于获取导频接收端的接收导频，并基于接收导频与参考导频，对传输通道进行干扰补偿。

在一个实施方式中，导频发送端为远端信号转发单元RHUB，导频接收端为射频拉远单元RRU；或导频发送端为RRU，导频接收端为RHUB。

在一个实施方式中，传输通道包括：从由RHUB至RRU的下行通道或由RRU至RHUB的上行通道。

在一个实施方式中，串扰处理模块1403具体用于：计算接收导频与参考导频的导频对比值；比较导频对比值与第一阈值；若导频对比值大于第一阈值，计算传输通道的信道矩阵及逆矩阵；基于信道矩阵及逆矩阵，计算预编码模块或后处理模块的系数，预编码模块或后处理模块用于抵消串扰。

在一个实施方式中，串扰处理模块1403具体用于：基于循环算法计算传输通道的信道矩阵及逆矩阵，包括在循环算法的当次迭代中：获取计算传输通道矩阵及逆矩阵的迭代次数；对比迭代次数与第二阈值；若迭代次数小于第二阈值，计算传输通道的信道矩阵及逆矩阵，并将迭代次数增加一次。

在一个实施方式中，串扰处理模块1403具体用于：在当次迭代中：获取参考导频的发送矩阵与接收导频的接收矩阵；基于发送矩阵与接收矩阵，计算传输通道的信道矩阵；通过加权方式，将传输通道的信道矩阵更新至上次迭代的信道矩阵中，获得更新矩阵；基于更新矩阵，计算信道矩阵的逆矩阵。

在一个实施方式中，导频对比值是接收导频与参考导频的平均误差矢量幅度。

另外，结合图13描述的本发明实施例的抵消网线回传串扰方法可以由抵消网线回传串扰设备来实现。图15示出了本发明实施例提供的抵消网线回传串扰设备的硬件结构示意图。

抵消网线回传串扰设备可以包括处理器1501以及存储有计算机程序指令的存储器1502。

具体地，上述处理器1501可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器1502可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器1502可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器1502可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器1502可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器1502是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器1502包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器1501通过读取并执行存储器1502中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种抵消网线回传串扰方法。

在一个示例中，抵消网线回传串扰设备还可包括通信接口1503和总线1510。其中，如图15所示，处理器1501、存储器1502、通信接口1503通过总线1510连接并完成相互间的通信。

通信接口1503，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线1510包括硬件、软件或两者，将抵消网线回传串扰设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线1510可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。

另外，结合上述实施例中的抵消网线回传串扰方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种抵消网线回传串扰方法。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抵消网线回传串扰方法，其特征在于，所述方法包括：

获取导频同步符号，所述导频同步符号关联一个参考导频；

基于传输通道将所述导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端；

获取导频接收端的接收导频；

基于所述接收导频与所述参考导频，对所述传输通道进行干扰补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导频发送端为远端信号转发单元RHUB，所述导频接收端为射频拉远单元RRU；或所述导频发送端为RRU，所述导频接收端为RHUB。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述传输通道包括：从由RHUB至RRU的下行通道或由RRU至RHUB的上行通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述接收导频与所述参考导频，对所述传输通道进行干扰补偿，包括：

计算所述接收导频与所述参考导频的导频对比值；

比较所述导频对比值与第一阈值；

若所述导频对比值大于所述第一阈值，计算所述传输通道的信道矩阵及逆矩阵；

基于所述信道矩阵及逆矩阵，计算预编码模块或后处理模块的系数，所述预编码模块或后处理模块用于抵消串扰。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述导频对比值大于所述第一阈值，计算所述传输通道的信道矩阵及逆矩阵，包括：

基于循环算法计算所述传输通道的信道矩阵及逆矩阵，包括在所述循环算法的当次迭代中：

获取计算所述传输通道矩阵及逆矩阵的迭代次数；

对比所述迭代次数与第二阈值；

若所述迭代次数小于第二阈值，计算所述传输通道的信道矩阵及逆矩阵，并将所述迭代次数增加一次。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述信道矩阵及逆矩阵，计算预编码模块或后处理模块的系数，包括：

在当次迭代中：

获取所述参考导频的发送矩阵与所述接收导频的接收矩阵；

基于所述发送矩阵与所述接收矩阵，计算所述传输通道的信道矩阵；

通过加权方式，将所述传输通道的信道矩阵更新至上次迭代的信道矩阵中，获得更新矩阵；

基于所述更新矩阵，计算所述信道矩阵的逆矩阵。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述导频对比值是所述接收导频与所述参考导频的平均误差矢量幅度。

8.一种抵消网线回传串扰装置，其特征在于，所述装置包括：

符号生成模块，用于获取导频同步符号，所述导频同步符号关联一个参考导频；

传输通道模块，用于基于传输通道将所述导频同步符号从导频发送端传送至导频接收端；

串扰处理模块，用于获取导频接收端的接收导频，并基于所述接收导频与所述参考导频，对所述传输通道进行干扰补偿。

9.一种抵消网线回传串扰设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。