CN113098813A

CN113098813A - 一种基于可重配时域滤波器的rru数据合并系统及方法

Info

Publication number: CN113098813A
Application number: CN201911337809.2A
Authority: CN
Inventors: 别志松; 胡中华; 王亮
Original assignee: Lishui Qingda Technology Partnership LP
Current assignee: Lishui Qingda Technology Partnership LP
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-07-09
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: CN113098813B

Abstract

本发明公开了一种基于可重配时域其的RRU数据合并系统及方法，包括：RRU模块，所述系统包括N个RRU，所述RRU输出所述通道数据；分类模块，所述分类模块包括N个分类器；滤波模块，所述滤波模块包括N个滤波器；以及合并模块，所述合并模块用于合并所述N个滤波器所输出的第一数据，并将合并后的数据传送给BBU。本发明可使接收端对不同RRU接收的不同RB通道的数据进行时域滤波，无需变换到频率域，在此基础上合并不同RRU通道的数据，保持了合并为一路数据降低了BBU所需基带处理资源的优势，同时减少了系统运算时间。本发明是基于子带时域滤波的方法进行对不同的RRU通道数据进行滤波的。

Description

一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统及方法

技术领域

本发明涉及通信系统技术领域，具体涉及一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统及方法。

背景技术

随着第五代移动通信技术正式商用，5G将为用户提供相比于4G更加高效的信息传输和高可靠的服务。OFDM(正交频分多址，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技术是5G用于传输信号的一种技术，OFDM技术是将串行传输的高速比特数据分配到很多正交的子载波上并行传输，由此不仅降低了数据传输速率，更通过子载波之间的正交性克服了载波干扰和频带利用率。

OFDM技术将整个信道带宽划分为了许多个正交的子载波信道，实际调制的时候是根据需要将数据映射到需要传输数据的载波上或者RB上(资源块，Resource Block)，连续的12个子载波称为一个RB。在扩展型室内覆盖系统中，在接收端负责接收信号的是多个RRU(射频拉远单元Remote Radio Unit)，由于每个RRU的覆盖范围不同，各个RRU可能接收到的是不同的RB所携带的信号。对于BBU(英文全称：Base Band Unit)来说，这些RRU收到的是同一个小区的信号，作为一个小区进行处理。因此，这些RRU接收到不同的信号以后，需要进行信号的合并。

由于不同的RRU接收到的是包含不同终端信号的时域采样数据，这些终端的信号只使用了部分RB，那些不携带有用信息的RB会只携带噪声。当多个RRU的数据进行合并后，这些只携带噪声的RB会对接收端的解调过程很大影响，例如，假设系统中有8个RRU，只有一个RRU接收到某个终端的信号，其他7个RRU在该终端所占用的RB上都只有噪声，如果直接进行数据合并，则合并后的噪声等于8个RRU噪声之和，理论上讲，8个RRU噪声之和与单个RRU接收相比，其信噪比恶化9dB。所以亟待一种解决方法减小多路合并的噪声。

现有技术中存在两种解决方案：(1)将不同的RRU所接收到的不同RB的时域数据进行合并，合并为一路数据提交给BBU进行处理；(2)将不同RRU所接收到的数据，先对每个RRU接收的数据进行FFT变换到频域，然后通过限定用户带宽确定当前的携带有用信号的RB，频域滤波得到只携带有用信号的RB，再经过IFFT变换到时域。不同RRU经过处理后的数据进行合并交给BBU进行处理。

然而现有技术中仍存在以下问题：

方案1所述方法，将多个RRU所接受到的数据进行合并为一路数据，从而降低了BBU对基带处理资源的需求。但是这种对不同RRU数据直接进行合并的方式，会对多个RRU对应通道的数据和噪声都进行累加，噪声的累加会造成合并后的数据噪声功率增大，必然影响接收端的接收性能。特别是当BBU所支持的RRU数量较多时，噪声功率增大将会非常明显。

方案2所述方法，相比于方案1有了较大改进，对不同RRU通道上的信号，先将信号做FFT变换转到频域，对频域各RB上的信号进行能量检测，判断是否存在信号，如果不存在信号则置为零。这样不同的RRU通道的信号合并就不会存在噪声的叠加，从而避免了因为合并带来的噪声功率增加。但是该方案需要对每个RRU通道的所有信息都进FFT和IFFT运算，大大增加了计算复杂度。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统，包括：RRU模块，所述系统包括N个RRU，所述RRU输出资源块；预处理模块，其用于对所述每个RRU输出的所述K个资源块依据频率划分为M个频率组；分类模块，所述分类模块包括N个分类器，所述分类器用于接收并存储所述频率组，根据所述频率组中包括的通道数据的时域符号判决所述频率组，将所述通道数据划分为第一数据和第二数据后输出判决结果；滤波模块，所述滤波模块包括m个滤波器，所述滤波器用于根据判决结果滤除第二数据，输出第一数据；和根据所述滤波器的预置参数对第一数据中的噪音信号进行衰减；合并模块，所述合并模块用于合并所述N个滤波器所输出的第一数据，并将合并后的数据传送给BBU。

优选地，所述一个RRU，一个预处理模块，一个分类模块和m个滤波器组成一个RRU通道，其中每个RRU中输出的所述通道数据中包括的所述频率组个数M小于所述资源块的个数K，且滤波器个数为

优选地，所述第一数据为包含有用信号的频率组，所述第二数据为不包含有用信号的频率组。

优选地，所述滤波模块还包括加载模块，所述加载模块用于根据所述第一数据中的所述有用信号的起止频率搜索所述滤波器的预置参数，并加载包含与所述有用信号的起止频率匹配的预置参数的滤波器。

根据本发明的另一个方面，一种使用基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统的方法，包括：步骤S01：调用预处理模块对每个RRU输出的K个资源块依据频率划分为M个频率组；步骤S02：调用分类器接收所述M个频率组，对所述频率组进行判决，将其划分为第一数据和第二数据，将所述判决的结果传送至滤波器；步骤S03：调用滤波器根据所述判决的结果滤除所述第二数据，输出第一数据；和根据所述滤波器的预置参数对所述第一数据中的噪音信号进行衰减；步骤S04：调用合并模块合并所述滤波器所输出的第一数据。

优选地，所述判决为根据所述资源块包括的通道数据的时域符号将所述通道数据划分为第一数据和第二数据。

优选地，所述步骤S03为：步骤S031：调用加载器获取所述第一数据中的所述有用信号的起止频率；步骤S032：搜索所述滤波器的预置参数，加载包含与所述第一数据的起止频率匹配的预置参数的滤波器；步骤S033：对所述第一数据中的噪音信号进行衰减；步骤S033：滤除第二数据。

本发明的有益效果是：

本发明可以使得接收端对不同RRU接收的不同通道数据进行时域滤波，无需变换到频率域，在此基础上合并不同RRU接收到的通道数据，保持了合并为一路数据降低了BBU所需基带处理资源的优势，同时减少了系统运算时间。

附图说明

图1为本发明的RRU合并算法示意图；

图2为本发明的可重配时域滤波过程示意图；

图3为本发明的实施例1纯噪声处理的仿真结果；

图4为本发明的实施例2加有噪声的有用信号处理的仿真结果；

图5为本发明的实施例3加有噪声的有用信号处理的仿真结果。

具体实施方式

现在将参照若干示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。

监督学习算法目前广泛应用于机器学习领域，其主要用于对数据的分类问题，而对于不同的RRU所接收的信号是不同的。本发明提出了一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统及方法，该方法能够接收到有用信号的RRU通道数据，经决策树分类器识别后，可以调整子带滤波器的参数，使得子带滤波器能准确的滤除有效带宽外的噪声；对于接收到纯噪声信号的RRU通道数据，经决策树分类器识别后，可以通知子带滤波器，滤除掉所有该通道数据。

本发明提供了一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统的实施例，包括：

N个RRU通道，每个RRU通道中包括一个RRU、一个预处理器、一个决策树分类器和m个子带滤波器。RRU为射频拉远单元，由于每个RRU的覆盖范围不同，N个RRU接收到的是不同的资源块所携带的信号。RRU能够将接收到的资源块中的信号转化为通道数据传送至RRU通道中的分类器中。

预处理模块能够对所述每个RRU所接收到的资源块进行频率组划分，为RRU设定频率组编号，例如可以将RRU中包括的K个资源块划分为分为1，2，……，M等M个频率组，其中，K的值大于M；

分类模块，所述分类模块包括决策树分类器，一个RRU通道中设有一个决策树分类器，该分类器能够接收频率组，即资源块的通道数据。根据RRU传递的通道数据中所包括的频率组编号和时域符号进行判决，将包括有用信号的频率组划分为第一数据，将不包括有用信号而只包括噪声信号的频率组划分为第二数据，形成判决结果。决策树分类器将判决结果以及第一数据及第二数据一并发送给RRU通道中的子带滤波器。

滤波模块，该模块包括N个子带滤波器，每个RRU通道中包括m个子带滤波器，每个子带滤波器上包括有滤波器预置参数，m个子带滤波器存储在RRU通道中的ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)上。子带滤波器的个数通过频率组的个数进行确定，计算公式为：

子带滤波器能够根据判决结果对第二数据进行滤除；子带滤波器还可以根据预置参数对第一数据中包含的噪声信号进行衰减。之后，子带滤波器输出调整后的第一数据至合并模块。

合并模块，该模块能够将多个RRU通道中的第一数据进行合并。用于合并滤波所述N个滤波器所输出的第一数据，并将合并后的数据传送至BBU。

根据本发明的一个实施例，提出了一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并方法，如图1所示包括：

步骤S01：四个RRU通道，每个RRU通道中包括一个RRU、一个预处理器、一个决策树分类器和m个子带滤波器。RRU能够将接收到的资源块中的信号转化为通道数据传送至RRU通道中的分类器中。

步骤S02：调用预处理模块将每个RRU输出的资源块包括的通道数据依据频率进行划分，将整个通信带宽划分为10个频率组，编号1,2,3，……，10。

步骤S3：将频率组输入到决策树分类器D以后，然后调用每个RRU通道中的决策树分类器D对频率组进行判决，该判决根据频率组包括的时域符号和频率组编号将频率组中的通道数据划分为第一数据和第二数据。其中，第一数据是指包括有用信号的通道数据，第二数据是指不包括有用信号的通道数据。

在图1所示的实施例中，RRU0中所包括的决策树分类器D对通道数据进行判决，判决出的纯噪声结果，将其标为第二数据；对于RRU1，RRU2，RRU3三个通道，将其输出的频率组输入到决策树分类器D以后，决策树分类器D对通道数据进行判决，将RRU1，RRU2，RRU3所输出的通道数据中，含有有用信号的频率组标为第一数据，不含有有用信号的频率组标为第二数据，将判决结果及第一数据和第二数据输出给子带滤波器F；

步骤S04：根据频率组的个数为每个RRU通道预置可重配滤波器

个。具体的滤波方式如图2所示，根据不同的通道数据包括的有用信号的情况，可大致分为3类，如图中a,b,c所示：

a类情况下，有用信号的频带处于连续的几个频带或者相隔比较接近，此时根据第一个有用信号起始频率和第二个有用信号的截止频率，从ROM中加载合适的滤波器预置参数，通过一个20阶的带通滤波器，可实现对噪声频带的20dB衰减；

b类情况下，有用信号的频带之间存在比较多的噪声频带，此时根据第一个有用信号起止频率和第二个有用信号的起止频率从ROM中加载合适的滤波器预置参数，通过两个20阶的带通滤波器，可实现对噪声频带的20dB衰减；

c类情况下，有用信号的频带相距十分远且两有用信号外侧噪声信号较少，此时根据第一个有用信号截止频率和第二个有用信号的起始频率从ROM中加载合适的滤波器预置参数，通过一个20阶的带阻滤波器，可实现对噪声频带的20dB衰减。

步骤S05：合并模块将RRU1，RRU2，RRU3输出的第一数据进行合并，发送给BBU进行数据处理。

实施例1：对纯噪声信号进行RRU合并前处理，具体参数如下：

表1：纯噪声处理仿真参数表

参数名	数值/单位
		调制符号个数	无
使用RB个数	20个
		划分频率组个数	10个
IFFT采样点数	4096个
		仿真信道类型	AWGN
信噪比	无

纯噪声处理的仿真结果如图3所示。从仿真结果可以看出，对于纯噪声信号，在经过本发明的预处理过程后，分类器输出为空，说明该信号中没有含有有用信号的频率组。所以滤波器直接将噪声信号置零。说明本发明可以实现对纯噪声信号的时域处理。

实施例2：对含有噪声的有用信号进行RRU合并前处理，具体参数如下：

表2：加有噪声的有用信号处理仿真参数表

加有噪声的有用信号仿真图像如图4所示。从仿真结果可以看出，对于加有噪声的有用信号，在经过本发明的预处理过程后，分类器识别出信号中含有信号的频率组编号是3和6，同时滤波器对除此两个频率组之外的频率组进行滤波，从图中可以看出可以有效滤除含有有用信号频率组之外的其他噪声。说明本发明可以实现对加有噪声的有用信号的时域处理。

实施例3：对含有噪声的有用信号进行RRU合并前处理，具体参数如下：

表3：加有噪声的有用信号处理仿真参数表

参数名	数值/单位
		调制符号个数	240个
使用RB个数	20个
		划分频率组个数	10个
有用信号频率分组编号	2，9
		IFFT采样点数	4096个
仿真信道类型	AWGN
		信噪比	13

加有噪声的有用信号仿真图像如图5所示。从仿真结果可以看出，对于加有噪声的有用信号，在经过本发明的预处理过程后，分类器识别出信号中含有信号的频率组编号是2和9，同时滤波器对除此两个频率组之外的频率组进行滤波，从图中可以看出可以有效滤除含有有用信号频率组之外的其他噪声。说明本发明可以实现对加有噪声的有用信号的时域处理。

应理解，本发明发明内容及实施例中各步骤的序号的大小并不绝对意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统，其特征在于，包括：

RRU模块，所述系统包括N个RRU，所述RRU输出资源块；

预处理模块，其用于对所述每个RRU输出的所述K个资源块依据频率划分为M个频率组；

分类模块，所述分类模块包括N个分类器，所述分类器用于接收并存储所述频率组，根据所述频率组中包括的通道数据的时域符号判决所述频率组，将所述通道数据划分为第一数据和第二数据后输出判决结果；

滤波模块，所述滤波模块包括m个滤波器，所述滤波器用于根据判决结果滤除第二数据，输出第一数据；和根据所述滤波器的预置参数对第一数据中的噪音信号进行衰减；

合并模块，所述合并模块用于合并所述N个滤波器所输出的第一数据，并将合并后的数据传送给BBU。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个RRU，一个预处理模块，一个分类模块和m个滤波器组成一个RRU通道，其中每个RRU中输出的所述通道数据中包括的所述频率组个数M小于所述资源块的个数K，且滤波器个数为

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一数据为包含有用信号的频率组，所述第二数据为不包含有用信号的频率组。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述滤波模块还包括加载模块，所述加载模块用于根据所述第一数据中的所述有用信号的起止频率搜索所述滤波器的预置参数，并加载包含与所述有用信号的起止频率匹配的预置参数的滤波器。

5.一种使用权利要求1-4所述的基于可重配时域滤波器的RRU数据合并系统的方法，其特征在于，包括：

步骤S01：调用预处理模块对每个RRU输出的K个资源块依据频率划分为M个频率组；

步骤S02：调用分类器接收所述M个频率组，对所述频率组进行判决，将其划分为第一数据和第二数据，将所述判决的结果传送至滤波器；

步骤S03：调用滤波器根据所述判决的结果滤除所述第二数据，输出第一数据；和根据所述滤波器的预置参数对所述第一数据中的噪音信号进行衰减；

步骤S04：调用合并模块合并所述滤波器所输出的第一数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判决为根据所述资源块包括的通道数据的时域符号将所述通道数据划分为第一数据和第二数据。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一数据为包含有用信号的频率组，所述第二数据为不包含有用信号的频率组。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S03为：

步骤S031：调用加载器获取所述第一数据中的所述有用信号的起止频率；

步骤S032：搜索所述滤波器的预置参数，加载包含与所述第一数据的起止频率匹配的预置参数的滤波器；

步骤S033：对所述第一数据中的噪音信号进行衰减；

步骤S033：滤除第二数据。