CN112235284A - 一种拓展性皮基站系统、上行和下行数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拓展性皮基站系统，包括主机模块和远端模块，所述主机模块包括主控/时钟单元、模块处理单元和第一接口单元；所述远端单元包括第二接口单元、层1处理单元和射频处理单元；所述层1处理单元用于进行物理层处理；所述第一接口单元与所述第二接口单元通信连接。本发明通过将层1处理单元从主机单元中移至远端单元，大大降低了主机单元发往远端单元的数据速率。进一步地，去掉了扩展单元的分路合路模块，消除了上行信号合并，从根本上解决了上行底噪抬升的问题。此外，将专用扩展单元转变成通用的以太网络，在实际工程部署时，能够充分利用，楼层和室内房间现有以太网网络，将大大降低物业协调，施工周期和难度以及实施成本。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种拓展性皮基站系统、上行和下行数据传输方法。
背景技术
目前，移动通信的主要商用技术正从4G向5G过渡，由于5G NR网络采用中低频(3.5GHz、4.9GHz)、高频毫米波段(28GHz)，其空间衰减和介质损耗较大，室外覆盖室内的方式相对于4G将更加困难，需要在室内建设专门的室分网络，才能解决室内覆盖盲区，提供更优质的5G服务。
传统DAS由于无需供电、造价低廉、可靠性高、易于扩展，成为室内覆盖的主流方案，但是，传统DAS由于无源器件和天线节点众多，分布网络复杂，自身又无法监控，导致长期存在故障发现难、故障定位难、故障监管难和覆盖分析难四大痛点且当前传统DAS的无源器件支持的最高频段多为2.7GHz左右，对于3.5GHz及以上频段基本无法使用，同轴电缆的传输损耗随着频段的升高而大幅度增加，在3.5GHz及以上频段，每百米损耗基本无法在工程上使用。
针对传统DAS面临的巨大瓶颈，各厂家纷纷推出新型数字化室内分布系统，和传统DAS相比，新型数字化室内分布系统具有工程实施简单、可视化运维和多通道MIMO、易扩容及易演进等优点目前已成为有效解决室内覆盖的方案之一。
新型数字化室内分布系统主要包括分布式皮基站和扩展型皮基站。扩展型皮基站是分布式皮基站的低成本演进形态，采用数字化技术，基于光纤或网线承载无线信号传输和分布的微功率室内覆盖方案，其由主机单元、扩展单元、远端单元三部分组成。目前已渐成解决室内覆盖的主要方案。
现有技术中提供一种扩展性皮基站系统，参考图1的结构图，该基站包括主机单元110，扩展单元120和远端单元130。主机单元110包括主控/时钟单元111，层3处理单元112，层2处理单元113和层1处理单元114和第一接口单元115；扩展单元120包括第二接口单元121，分路合路处理单元122和第三接口单元123；远端单元130包括第四接口单元131，射频处理单元132。
现有技术中提供另一种扩展性皮基站系统，参考图2的结构图，该扩展型皮基站将参考图1的层1处理单元114划分为两部分层1第一部分处理单元214和层1第二部分处理单元232，其中层1第一部分处理单元214仍然包含在主机单元210中，而层1第二部分处理单元232包含在远端单元230中。
在对上述现有技术的研究和实践过程中，已经被发现的缺点一是：当分路合路处理单元122进行上行合路处理后，会出现底噪抬升。尤其当扩展单元进行多远端级联时底噪抬升成线性增加，基站的接收灵敏度低，严重影响上行业务，同时限制了远端部分的级联数目。
上述现有技术被发现的缺点二是第一接口单元115和第二接口单元121间，第三接口单元123和第4接口单元131间发送的是经过编码调试的数字信号，与未经编码调制的数字信号相比，经过编码调制的数字信号的数据量要大得多，并且带宽将会随着载波数目和级联级数进一步线性增加，对带宽要求很高。
以NR为例，载波带宽100MHz时原始业务数据速率为峰值750Mbps左右，但经过基带处理模块的编码、调制和多天线处理后，若天线数为2时(室内常部署天线数)，数据速率高达9.8Gbps左右，且带宽将会随着载波数目和级联级数进一步线性增加。
目前室内环境多为cat6网线，进行室内覆盖部署时，由于带宽要求太高不得不舍弃室内原有网线网络的传输介质，而跟换传输介质将会带来巨大的时间和金钱成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拓展性皮基站系统，用于解决上述技术缺陷。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述拓展性皮基站系统的上行、下行数据传输方法。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面，提供了一种拓展性皮基站系统，包括主机模块和远端模块，所述主机模块包括主控/时钟单元、模块处理单元和第一接口单元；所述远端单元包括第二接口单元、层1处理单元和射频处理单元；所述层1处理单元用于进行物理层处理；所述第一接口单元与所述第二接口单元通信连接。
在一实施例中，该系统的所述第一接口单元通过以太网络与所述第二接口单元通信连接。
在一实施例中，该系统的包括多个远端单元，所述多个远端单元通过交换设备与所述以太网络连接。
在一实施例中，该系统的所述第一接口单元与所述第二接口单元之间的数据传输为IP报文。
在一实施例中，该系统的所述第一接口单元和第二接口单元均包括压缩解压缩子单元。
在一实施例中，该系统的所述模块处理单元包括层3处理单元和层2处理单元。
在一实施例中，该系统的所述层2处理单元包括媒体接入控制子层、无线链路控制子层和分组数据汇聚协议子层。
根据本发明的另一方面，还提供了一种下行数据传输方法，包括：主机单元对控制信息和用户数据进行模块处理后输出到第一接口单元并发送给远端单元；远端单元的第二接口单元接收到第一接口单元发送的数据后输出到层1处理单元进行物理层处理，然后给射频处理单元发送。
在一实施例中，该方法中所述第一接口单元将数据压缩后发送给第二接口单元，所述第二接口单元对接收的数据进行解压缩后输出给层1处理单元。
在一实施例中，该方法中所述第一接口单元进行广播或者组播。
根据本发明的另一方面，还提供了一种上行数据处理方法，包括：远端单元的射频处理单元对接收到的空口信号进行射频处理后输出给层1处理单元，层1处理单元进行物理层处理后输出到第二接口单元，第二接口单元发送给主机单元；主机单元的第一接口单元接收到第二接口单元发送的数据，并输出给模块处理单元进行模块处理。
在一实施例中，该方法中所述第二接口单元对数据进行压缩后发送给主机单元，第一接口单元对数据进行解压缩后输出给模块处理单元进行模块处理。
在一实施例中，该方法中所述第二接口单元进行UPD报文发送。
本发明实施例的有益效果是：通过将层1处理单元从主机单元中移至远端单元，大大降低了主机单元发往远端单元的数据速率。进一步地，去掉了扩展单元的分路合路模块，消除了上行信号合并，从根本上解决了上行底噪抬升的问题。此外，将专用扩展单元转变成通用的以太网络，在实际工程部署时，能够充分利用，楼层和室内房间现有以太网网络，将大大降低物业协调，施工周期和难度以及实施成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1为一种传统扩展型皮基站系统示意图；
图2为另一种传统扩展型皮基站系统示意图；
图3为本发明所述扩展型皮基站系统示意图；
图4为本发明所述扩展型皮基站系统的一种实施方式的示意图；
图5为本发明所述下行数据传输方法的流程图；
图6为本发明所述上行数据传输方法的流程图。
图7为本发明另一种下行数据传输方法的流程图；
图8为本发明另一种上行数据传输方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
图3是本发明实施例所述扩展型皮基站系统的结构示意图。如图3所示，本扩展型皮基站包括主机单元310、以太网320和远端单元330。主机单元310包括主控/时钟单元311，模块处理单元(包括层3处理单元312和层2处理单元313)和第一接口单元314；远端单元330包括第二接口单元331，层1处理单元332和射频处理单元333。
主控/时钟单元311，用于完成主机单元各组成部分的控制功能及时钟处理和分配功能。
层3处理单元312，用于进行无线资源控制(RRC)处理，其主要完成连接管理、移动性管理、寻呼等空口信令处理功能。
层2处理单元313，主要包含媒体接入控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP)等三个子层。
其中的MAC子层，主要用于完成用户调度、混合自动重传请求(HARQ)和链路自适应等功能。
其中的RLC子层，主要用于完成数据发送、数据接收、顺序传输和自动重传请求(ARQ)等功能。其中，RLC子层完成的数据发送功能包括：从PDCP子层接收数据，将数据分段并加上RLC包头后发给MAC子层；RLC子层完成的数据接收功能包括：从MAC子层收到数据，对数据进行重组并去掉RLC包头；RLC子层完成的顺序传输功能包括：按照特定的顺序进行数据传输。
其中的PDCP子层，主要用于完成完整性保护、加密和IP包头压缩等功能。
第一接口单元314用于发送层2处理单元313输出的下行用户数据，以及接收第二接口单元321通过以太网发送的上行用户数据并向层2处理单元313输出。第一接口单元314进行广播或组播发送。
以太网320，用于传输第一接口单元314发送的下行用户数据，以及传输第二接口单元331发送的上行用户数据。
以太网320包括但不限于光纤网络、网线网络以及其他可通信网络。
第二接口单元331用于接收第一接口单元314发送的下行用户数据并向层1处理单元332输出，以及接收层1处理单元332输出的上行用户数据。同时第二接口单元331还用于接收同步时钟信息、进行UPD报文发送。
层1处理单元332，用于进行物理层处理并向射频处理单元333输出；以及对以射频处理单元333输出的上行用户数据进行处理并向第二接口单元331输出。
其中，物理层处理包括编译码、调制解调、多天线处理、同步、信道估计、时域频域变换等处理。
射频处理单元333用于对层1处理单元322输出的下行用户数据进行射频处理后向空口另一侧实体发送，以及接收来自空口另一侧实体的上行用户数据，进行射频处理后向层1单元332输出。
其中，第一接口单元314和第二接口单元331之间使用自定接口，通过IP报文通信。
参见图4，是本发明另一实施例中扩展型皮基站系统的示意图。
在本实施例中，主机单元410通过以太网连接多个远端单元。远端单元431、远端单元432、远端单元433通过交换设备430级联。主机单元410和交换设备430间可以利用小区已经部署的入户光纤或网线连接，交换设备430和远端单元431，432，433可以利用室内房间已经部署的网线/光纤网络。同理，远端单元461、远端单元462、远端单元463通过交换设备460级连。
交换设备430可为ONU、普通交换机等交换设备。
基于本发明提供的扩展型基站结构，本发明还提供了一种下行数据传输方法和上行数据传输方法，具体见图5和图6。
图5是本发明一实施例提供的下行数据传输方法流程图。如图5所示，该方法包括：
步骤501，主机单元的第一接口单元对层2处理单元输出的下行数据进行组播发送；
步骤502，远端单元的第二接口单元收到第一接口单元组播的下行数据，并输出到物理层处理。
图6是本发明一实施例提供的上行数据传输方法流程图。如图6所示，该方法包括：
步骤601，远端单元对收到的空口信号进行射频处理和物理层数据处理，对物理层数据处理后的上行用户数据输出给第二接口单元，第二接口单元通过UDP发送；
步骤602，主机单元的第一接口单元接收到第二接口单元发送的上行用户数据的UDP报文，并输出到层2处理单元处理。
图7是本发明另一实施例提供的下行数据传输方法流程图。
如图7所示，该方法包括：
步骤701，主机单元的第一接口单元对层2处理单元输出的下行数据，进行压缩处理；
步骤702，第一接口单元对压缩后的数据，进行组播发送；
步骤703，远端单元的第二接口单元收到第一接口单元组播的下行数据，进行解压处理；
步骤704，第二接口单元将解压后的数据输出到物理层处理。
图8是本发明另一实施例提供的上行数据传输方法流程图。
如图8所示，该方法包括：
步骤801，远端单元对收到的空口信号进行射频处理和物理层数据处理，对物理层数据处理后的上行用户数据输出给第二接口单元，第二接口单元进行压缩处理；
步骤802，第二接口单元将压缩后的数据通过UDP发送；
步骤803，主机单元的第一接口单元接收到第二接口单元发送的上行用户数据的UDP报文，进行解压缩处理；
步骤804，第一接口单元将解压缩后的数据输出到层2处理单元处理。
综上所述，本发明通过将使数据速率提升的物理层数据处理功能由主机单元中移至远端单元，主机单元和扩展单元接口带宽降低为现有基站架构的几十甚至上百分之一，主机单元和扩展单元间接口可以用光纤接口，也可以用网线接口，实现非常容易，实现成本非常低。
此外，通过去掉扩展单元的分路合路模块，消除了上行信号合并，从根本上解决了上行底噪抬升的问题。通过将专用扩展单元转变成通用的以太网络，可以支持更多的级联，提高了扩展性皮基站的性价比和应用灵活性；同时，在实际部署时，可以利用已经部署的以太网网络实现本方案，使得整个扩展性皮基站系统的部署成本更低。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (13)
1.一种拓展性皮基站系统，包括主机模块和远端模块，其特征在于：
所述主机模块包括主控/时钟单元、模块处理单元和第一接口单元；
所述远端单元包括第二接口单元、层1处理单元和射频处理单元；
所述层1处理单元用于进行物理层处理；
所述第一接口单元与所述第二接口单元通信连接。
2.根据权利要求1所述的拓展性皮基站系统，其特征在于：所述第一接口单元通过以太网络与所述第二接口单元通信连接。
3.根据权利要求2所述的拓展性皮基站系统，其特征在于：包括多个远端单元，所述多个远端单元通过交换设备与所述以太网络连接。
4.根据权利要求2所述的拓展性皮基站系统，其特征在于：所述第一接口单元与所述第二接口单元之间的数据传输为IP报文。
5.根据权利要求1所述的拓展性皮基站系统，其特征在于：所述第一接口单元和第二接口单元均包括压缩解压缩子单元。
6.根据权利要求1所述的拓展性皮基站系统，其特征在于：所述模块处理单元包括层3处理单元和层2处理单元。
7.根据权利要求6所述的拓展性皮基站系统，其特征在于：所述层2处理单元包括媒体接入控制子层、无线链路控制子层和分组数据汇聚协议子层。
8.一种下行数据传输方法，其特征在于，包括：主机单元对控制信息和用户数据进行模块处理后输出到第一接口单元并发送给远端单元；远端单元的第二接口单元接收到第一接口单元发送的数据后输出到层1处理单元进行物理层处理，然后给射频处理单元发送。
9.根据权利要求8所述的下行数据传输方法，其特征在于：所述第一接口单元将数据压缩后发送给第二接口单元，所述第二接口单元对接收的数据进行解压缩后输出给层1处理单元。
10.根据权利要求9所述的下行数据传输方法，其特征在于：所述第一接口单元进行广播或者组播发送。
11.一种上行数据传输方法，其特征在于：远端单元的射频处理单元对接收到的空口信号进行射频处理后输出给层1处理单元，层1处理单元进行物理层处理后输出到第二接口单元，第二接口单元发送给主机单元；主机单元的第一接口单元接收到第二接口单元发送的数据，并输出给模块处理单元进行模块处理。
12.根据权利要求11所述的上行数据传输方法，其特征在于：所述第二接口单元对数据进行压缩后发送给主机单元，第一接口单元对数据进行解压缩后输出给模块处理单元进行模块处理。
13.根据权利要求12所述的上行数据传输方法，其特征在于：所述第二接口单元进行UPD报文发送。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210115 |