CN1838561B - 通用公共无线接口中传送基带数据时间标签的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用公共无线接口系统中传送基带数据时间标签的方法，该方法包括：在所述系统的发送端设定通用公共无线接口CPRI帧中承载的基带数据相对于发送CPRI帧序列的时间标签偏移量；当所述系统初始化时，将所述时间标签偏移量通过高层维护通道传送给所述系统的接收端；所述接收端根据接收的时间标签偏移量确定无线设备所有的基带数据的时间标签信息。利用本发明，可以在CPRI中实现基带数据时间标签的传送。

Description

通用公共无线接口中传送基带数据时间标签的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种通用公共无线接口中传送基带数据时间标签的方法。

背景技术

3G(第三代移动通信系统)除了在带宽方面比2G(第二代移动通信系统)有了明显的提高之外，还可以支持更加丰富的移动增值业务。其中移动定位业务就是其中之一。在3GPP(第三代合作伙伴计划)协议中，虽然不要求WCDMA(宽带码分多址)系统全网严格同步，但要想获得较高的系统性能(如定位)，对于每个上行和下行通道，不仅有相对时延的要求，而且还有绝对时延的要求。例如，OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)是一种应用于3G网络下的定位方式。这种定位方法的基本原理是：移动台测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA(Time of Arrival，到达时刻)，即所谓的导频相位测量。根据该测量结果并结合基站的坐标，采用合适的位置估计算法，就能够计算出移动台的位置。使用这种方法，需要移动台所测量的基站同时发出下行导频信号。因此，网络中的所有基站必须实现时间同步。因此，3GPP定义了不同设备之间和设备内部的时序关系。

3G为了实现下行的增强性能，采取了下行发射分集的技术。在下行分集发射时，要求两路信号间的时间偏差很小，如WCDMA(宽带码分多址)协议要求为四分之一个码片。另外在通过CellID(小区号)+RTT(Round Trip Time)的定位方法中，基站内部的信号传送延迟需要精确知道，以便得到从基站天线到手机天线的准确的往返时间值，提高CellID+RTT测量方法的定位准确度。WCDMA协议要求RTT测量的精度为二分之一个码片。

为了满足3GPP协议对基站下行发射分集同步时序的要求，中国专利申请200410070798.3提供了一种WCDMA基站下行同步方法，在该方案中，基带和射频模块之间通过专用的定时参考通道来进行延迟测量，并在射频模块上建立和基带同步的BFN(基站帧号)定时，下行数据带有时间标签，在射频模块的参考点处，根据射频模块重建的BFN定时以及下行数据的时间标签信息进行下行数据的发送处理，保证在天线口的下行数据满足特定的定时关系。由于一个基站通常只有一个基带子系统，因此也就保证了该基带子系统所带的多个射频模块的BFN定时的同步关系，从而使得射频模块上承载的各小区的无线帧能保持确定的同步关系。

IQ数据(基带数据，其中，I为同相分量，Q为正交分量)的时间标签是指基带数据在某参考点出现的时刻相对于一个时间参考基准的时间偏差。对于下行数据，其时间标签可以指示该数据在天线口发送的时刻相对于无线帧起始时刻延迟的时间量；对于上行数据，其时间标签可以指示该数据在天线口接收的时刻相对于无线帧起始时刻的偏差。在基站实现方案中，利用IQ数据的时间标签，可以在一些诸如保证发射分集一致性，即保证同一基站天线口各小区同步，在无线设备级联情况下RTT(往返时间，指无线信号从基站天线传到手机，再从手机返回到基站天线的时间)测量误差无累积等方面发挥较大的作用。

在现有技术中，通常将IQ数据的时间标签和IQ数据本身一起传送。例如，通过以太网协议承载IQ数据时，IQ数据的源和目的地之间通过IP(因特网协议)包的方式传送，这时可以将IQ数据的时间标签和IQ数据放在同一个数据包中传送。

作为对3GPP协议的有力补充，CPRI(通用公共无线接口)规范主要解决了基站内部接口的标准化。是REC和RE之间的一种接口标准，该标准的建立使得各运营商和各厂商能够提供高效率的移动通信网络。在CPRI规范中，REC与RE之间的IQ数据是放置在IQ容器中的，而IQ容器一方面带宽比较宝贵，另一方面其用途也只是用于放置IQ数据，因此，在CPRI中无法将IQ数据的时间标签与IQ数据一起传送。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术在CPRI(通用公共无线接口)中无法将IQ数据时间标签与IQ数据一起传送的缺点，提供一种通用公共无线接口中传送基带数据时间标签的方法，在CPRI中实现IQ数据时间标签的传送。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种通用公共无线接口系统中传送基带数据时间标签的方法，所述方法包括：

A、在所述系统的发送端设定通用公共无线接口CPRI帧中承载的基带数据相对于发送CPRI帧序列的时间标签偏移量；

B、当所述系统初始化时，将所述时间标签偏移量通过高层维护通道传送给所述系统的接收端；

C、所述接收端根据接收的时间标签偏移量确定所述系统中的无线设备所有的基带数据的时间标签信息。

所述步骤A具体为：

设定基准定时参考初始时刻；

将无线帧帧号BFN＝0、超帧号HFN＝0的发送CPRI第一个基本帧所承载的基带数据相对于所述基准定时参考初始时刻到来时在发送点发送时的偏移量设定为0；

将BFN＝0、HFN＝0的发送CPRI第一个基本帧所承载的基带数据相对于所述基准定时参考初始时刻偏差n个码片的时刻在发送点发送时的偏移量设定为n。

所述发送点为天线口位置。

所述步骤A具体为：

设定基准定时参考初始时刻；

将无线帧帧号BFN＝0、超帧号HFN＝0的发送CPRI第一个基本帧所承载的基带数据相对于所述基准定时参考初始时刻到来时在接收点接收时的偏移量设定为0；

将BFN＝0、HFN＝0的发送CPRI第一个基本帧所承载的基带数据相对于所述基准定时参考初始时刻偏差n个码片的时刻在接收点接收时的偏移量设定为n。

所述接收点为天线口位置。

优选地，所述方法还包括：

当所述系统发生变化时，重新将所述时间标签偏移量通过高层维护通道传送给所述接收端。

所述高层维护通道具体为：低速控制管理链路或者高速控制管理链路。

可选地，所述发送端为无线设备控制器，所述接收端为无线设备。

可选地，所述发送端为无线设备，所述接收端为无线设备控制器。

优选地，所述方法还包括：

D′、当有多个无线设备级联组网时，上级无线设备转发下级无线设备的上行基带数据时，将下级无线设备的上行基带数据时间标签偏移量的变化信息通过所述高层维护通道传送给所述无线设备控制器；

E′、所述无线设备控制器根据接收的无线设备的上行基带数据时间标签偏移量的变化信息调整所述下级无线设备的上行基带数据时间标签偏移量。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过REC对下行CPRI帧中承载的IQ数据相对于下行CPRI帧序列的偏移量进行定义，在初始化或系统配置发生变化时，将该偏移量通过高层维护通道传送给RE，RE根据该偏移量就可确定该RE所有的IQ数据的时间标签信息，从而实现了下行数据时间标签的传送；同样，通过RE对上行CPRI帧中承载的IQ数据相对于上行CPRI帧序列的偏移量进行定义，在初始化或系统配置发生变化时，将该偏移量通过高层维护通道传送给REC，REC根据该偏移量就可确定其所有的IQ数据的时间标签信息，从而实现了上行数据时间标签的传送。本发明方案实现简单，不需要占用IQ容器资源，可以在CPRI帧中有效地传送IQ数据时间标签。

附图说明

图1是CPRI基站结构示意图；

图2是CPRI协议层次结构示意图；

图3是CPRI帧结构示意图；

图4是CPRI的一个超帧结构示意图；

图5是CPRI的一个超帧内的子信道结构示意图；

图6是本发明方法的实现流程图；

图7是多个RE级联的组网结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心在于由REC对下行CPRI帧中承载的IQ数据相对于下行CPRI帧序列的偏移量进行定义，在初始化或系统配置发生变化时，将该偏移量通过高层维护通道传送给RE，从而使RE根据该偏移量确定该RE所有的IQ数据的时间标签信息；同样，由RE对上行CPRI帧中承载的IQ数据相对于上行CPRI帧序列的偏移量进行定义，在初始化或系统配置发生变化时，将该偏移量通过高层维护通道传送给REC，从而使REC根据该偏移量确定其所有的IQ数据的时间标签信息。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本技术领域人员知道，CPRI是REC和RE之间的一种接口标准，其基站结构如图1所示。REC和RE是相互独立的，它们之间通过CPRI物理链路连接，传输数据、时钟和控制信息等。REC通过Iub接口与RNC(无线网络控制器)相连，RE通过空口与用户设备通信。

如图2所示，REC和RE之间可以传输以下信息：IQ数据、用于帧和时间的同步数据，L1层(物理层)带内协议、C&M(控制管理)数据、协议扩展信息、制造商信息。用户面信息以IQ数据的方式传送，不同载波中的IQ数据以时分复用方式承载到一条电缆或光缆上传输。C&M数据以带内协议的方式传送。CPRI所支持的链路层协议有：HDLC(高级数据链路控制)协议的子集和以太网协议。这些额外的C&M数据与IQ数据复用在一起传送。

CPRI帧结构如图3所示：

一个基本帧的长度是1TC＝1/3.84 MHz＝260.416667ns。一个基本帧包括16个字，索引值为W＝0...15。W＝0为控制字，字长T与CPRI的线比特率有关。字内的每个比特位可以用索引值B来定位，B＝0表示LSB(最低有效位)，B＝T-1表示MSB(最高有效位)，字内的每个字节可以用索引值Y来定位，B＝0是Y＝0的LSB，B＝7是Y＝0的MSB，B＝8是Y＝1的LSB等等。

超帧结构如图4所示：

一个UMTS(通用移动通信系统)无线帧BFN包含150个超帧，一个超帧内包含256个基本帧。其中，BFN是无线帧的帧号，Z是超帧序号，X是基本帧序号，W是一个基本帧内的字序号，Y是一个字内的字节序号。W＝0的字定义为控制字。

一个超帧内的256个控制字被装入64个子信道，一个子信道包含每个超帧的4个控制字。Ns为子信道的索引值，范围为0至63，Xs为一个子信道内控制字的索引值，有四种可能值，即0，1，2，3。一个超帧内的控制字X＝Ns+64*Xs。

图5是CPRI的一个超帧内的子信道结构示意图：

其中，X＝0的控制字为逗点字节；

X＝64*Xs(Xs＝1，2，3)的控制字用于同步和定时；

X＝1+64*Xs(Xs＝0，1，2，3)的控制字为低速控制管理链路，用于发送控制管理信息；

X＝2+64*Xs(Xs＝0，1，2)的控制字用于L1层(物理层)带内协议；

X＝2+64*Xs(Xs＝3)的控制字用于指示快速控制管理链路的起始位置；

X＝Ns+64*Xs(Ns＝3，...，1 5；Xs＝0，1，2，3)的控制字为保留字节；

其他字节信息表示厂商信息和快速控制管理链路，快速控制管理链路的起始位置由X＝2+64*3的控制字来决定。

因此，可以将IQ数据的时间标签信息放入上述低速控制管理链路或者快速控制管理链路中，通过这些高层维护通道来传送IQ数据的时间标签信息。

由于CPRI帧传送的过程对于特定的RE，其收到的CPRI帧的序列号是连续的、CPRI帧的IQ数据也是连续的，而且两者关联关系一般不会改变。例如，CPRI基本帧编号为1，2，3，4，......，n，IQ数据序列的编号为1，2，3，4，......，n，如果将3号IQ数据放入1号CPRI基本帧中，则4号IQ数据会放到2号CPRI基本帧中，5号IQ数据会放到3号CPRI基本帧中，依此类推。因此对于特定的RE，只要在初始化或系统发生变化时由REC告诉该RE一个偏移量，RE就可以根据该偏移量确定所有的IQ数据的时间标签信息。

对于上行IQ数据时间标签的传送，同样可以由RE首先确定其发送的上行CPRI帧中承载的IQ数据相对于上行CPRI帧序列号的偏移量并将该偏移量通过高层维护通道传送给REC，这样，REC就可以根据接收的上行时间标签偏移量确定其所有的IQ数据的时间标签信息。

参照图6，图6是本发明方法的实现流程，包括以下步骤：

步骤601：在系统的发送端设定通用公共无线接口CPRI帧中承载的IQ数据相对于发送CPRI帧序列的时间标签偏移量。

对于下行数据，发送端为REC，接收端为RE，这时需要在REC中设定下行CPRI帧中承载的IQ数据相对于下行CPRI帧序列的下行时间标签偏移量。

首先，设定下行基准定时参考初始时刻；

将无线帧帧号BFN＝0、超帧号HFN＝0的下行CPRI第一个基本帧所承载的IQ数据相对于所述下行基准定时参考初始时刻到来时在发送点发送时的偏移量设定为0。

将BFN＝0、HFN＝0的下行CPRI第一个基本帧所承载的IQ数据相对于所述下行基准定时参考初始时刻偏差n个码片的时刻在发送点发送时的偏移量设定为n。

所述发送点为一参考点，该位置的选取与具体实现相关，通常可选取天线口位置，当然也可以是RE内下行数据处理单元内部的某一点。

对于上行数据，发送端为RE，接收端为REC，这时需要在RE中设定上行CPRI帧中承载的IQ数据相对于上行CPRI帧序列的上行时间标签偏移量。

首先，设定下行基准定时参考初始时刻；

将无线帧帧号BFN＝0、超帧号HFN＝0的上行CPRI第一个基本帧所承载的IQ数据相对于所述上行基准定时参考初始时刻到来时在接收点接收时的偏移量设定为0。

将BFN＝0、HFN＝0的上行CPRI第一个基本帧所承载的IQ数据相对于所述上行基准定时参考初始时刻偏差n个码片的时刻在接收点接收时的偏移量设定为n。

同样，所述接收点为一参考点，该位置的选取与具体实现相关，通常可选取天线口位置，当然也可以是RE内上行数据处理单元内部的某一点

步骤602：当系统初始化时，将时间标签偏移量通过高层维护通道传送给接收端。所述高层维护通道就是前面已提到的低速控制管理链路或者高速控制管理链路。

步骤603：接收端根据接收的时间标签偏移量确定无线设备所有的IQ数据的时间标签信息。

对于下行数据，由于CPRI帧传送的过程对于特定的RE，其收到的CPRI帧的序列号是连续的、CPRI帧的IQ数据也是连续的，而且两者关联关系保持不变。例如，CPRI基本帧编号为1，2，3，4，......，n，IQ数据序列的编号为1，2，3，4，......，n，如果将3号IQ数据放入1号CPRI基本帧中，则4号IQ数据会放到2号CPRI基本帧中，5号IQ数据会放到3号CPRI基本帧中，依此类推。

因此对于特定的RE，在初始化或系统发生变化时由REC告诉该RE一个偏移量x，RE根据该偏移量确定所有的IQ数据的时间标签信息：

对于BFN＝0，HFN＝0的第一个CPRI基本帧中承载的IQ数据，其时间标签相当于x；

对于BFN＝0，HFN＝0的第二个CPRI基本帧中承载的IQ数据，其时间标签相当于x+1；依此类推。

同样，对于上行数据，由于CPRI帧传送的过程对于特定的REC，其收到的CPRI帧的序列号是连续的、CPRI帧的IQ数据也是连续的，而且两者关联关系保持不变。例如，CPRI基本帧编号为1，2，3，4，......，n，IQ数据序列的编号为1，2，3，4，......，n，如果将3号IQ数据放入1号CPRI基本帧中，则4号IQ数据会放到2号CPRI基本帧中，5号IQ数据会放到3号CPRI基本帧中，依此类推。

因此对于REC，在初始化或系统发生变化时由RE告诉该REC一个偏移量x，  REC根据该偏移量确定所有的IQ数据的时间标签信息：

对于BFN＝0，HFN＝0的第一个CPRI基本帧中承载的IQ数据，其时间标签相当于x；

对于BFN＝0，HFN＝0的第二个CPRI基本帧中承载的IQ数据，其时间标签相当于x+1；依此类推。

步骤604：当系统发生变化时，将时间标签偏移量通过高层维护通道传送给接收端。

比如，当系统的某个节点发生故障，更换该节点设备，或者删除了系统的某个节点，这时，需要重新发送时间标签偏移量，通知变化后的节点，以使该节点的设备根据接收的时间标签偏移量确定RE所有的IQ数据的时间标签信息。

本技术领域人员知道，CPRI基站除了如图1所示的组网结构外，还具有的多个RE级联的组网方式，如图7所示。

在CPRI中规定，下行IQ数据在传送过程中，承载该IQ数据的CPRI帧编号维持不变，而上行帧编号会发生改变。而时间标签偏移量是否会发生改变，取决于特定IQ数据所在的CPRI基本帧的编号是否发生变化。因此上级RE在转发下级RE的下行IQ数据时，不会造成下级RE下行数据时间标签偏移量的改变；而上级RE在转发下级RE的上行IQ数据时，会造成下级RE上行数据时间标签偏移量的改变。这就需要级联RE将该变化信息通知REC，以使REC根据该信息调整下级RE的上行IQ数据的时间偏移量。即将下级RE的上行IQ数据时间标签偏移量的变化信息通过高层维护通道传送给REC；REC再根据接收的RE的上行IQ数据时间标签偏移量的变化信息调整所述下级RE的上行IQ数据时间标签偏移量。

例如，上级RE假定为RE1，下级RE假定为RE2。假设RE2原偏移量是n，RE1会将RE2的上行IQ数据放到自己的上行CPRI帧中。如果将下级来的CPRI帧BFN＝0，HFN＝0的第一个基本帧中的数据放到自己BFN＝0，HFN＝0的第x个基本帧中，则RE1会将该信息通过低速或高速维护通道告诉REC。REC从而知道RE2的偏移量是n-x+1。

这样，利用本发明，在CPRI帧中实现了IQ数据时间标签的传送，为一些需要时间标签才能实现的方案提供了可行性条件。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (8)

1.一种通用公共无线接口系统中传送基带数据时间标签的方法，其特征在于，所述方法包括：

A、在所述系统的发送端设定通用公共无线接口CPRI帧中承载的基带数据相对于发送CPRI帧序列的时间标签偏移量，其中包括：设定基准定时参考初始时刻；将无线帧帧号BFN＝0、超帧号HFN＝0的发送通用公共无线接口CPRI第一个基本帧所承载的基带数据相对于所述基准定时参考初始时刻到来时在发送点发送或在接收点接收时的时间标签偏移量设定为0；将BFN＝0、HFN＝0的发送CPRI第一个基本帧所承载的基带数据相对于所述基准定时参考初始时刻偏差n个码片的时刻在发送点发送或在接收点接收时的时间标签偏移量设定为n；

B、当所述系统初始化时，将所述时间标签偏移量通过高层维护通道传送给所述系统的接收端；

C、所述接收端根据接收的时间标签偏移量确定所述系统中的无线设备所有的基带数据的时间标签信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送点为天线口位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收点为天线口位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述系统发生变化时，重新将所述时间标签偏移量通过高层维护通道传送给所述接收端。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述高层维护通道具体为：低速控制管理链路或者高速控制管理链路。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述发送端为无线设备控制器，所述接收端为无线设备。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述发送端为无线设备，所述接收端为无线设备控制器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

D′、当有多个无线设备级联组网时，上级无线设备转发下级无线设备的上行基带数据时，将下级无线设备的上行基带数据时间标签偏移量的变化信息通过所述高层维护通道传送给所述无线设备控制器；

E′、所述无线设备控制器根据接收的无线设备的上行基带数据时间标签偏移量的变化信息调整所述下级无线设备的上行基带数据时间标签偏移量。

Images