CN213028055U - 基于c-ran的无线接入系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于C‑RAN的无线接入系统，包括基带处理单元、汇聚单元及至少一拉远射频单元，所述汇聚单元通过增强通用公共无线电接口与所述基带处理单元通信连接，及通过通用公共无线电接口与所述至少一拉远射频单元通信连接，所述汇聚单元用于对所述无线接入系统进行同步以及对所述基带处理单元与所述拉远射频单元之间的信号进行分发与汇聚，所述通用公共无线电接口包括主端口及从端口，所述主端口及从端口用于执行自定义的控制信息交互。本实用新型通过CPRI接口建立与汇聚单元与拉远射频单元之间的连接，提高了系统可靠性，可以加快网络部署，还提供交互信息的自定义设计，提高了系统运行效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于C-RAN的无线接入系统。
背景技术
随着通信技术的发展，基站密度和系统功耗大大增加。集中式接入网(C-RAN)通常采用集中化处理，可以协作无线电和实时云计算技术，有效地实现资源共享和动态调度，降低部署成本和功耗，是目前5G网络部署的主流架构。在C-RAN架构中，各级分离的通信节点如基带处理单元(BBU)，拉远射频单元(RRU)和RRU汇聚单元(R-Hub，RRU Hub)之间通过光纤连接，并通常采用基于以太网(Ethernet)的增强通用公共无线电接口(enhanced CPRI，eCPRI)协议。然而，eCPRI协议需要传输网络层的支持，标准不够成熟，系统可靠性较低，并且现有网络部署基础不足，从而影响网络部署。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种基于C-RAN的无线接入系统，通过CPRI接口连接汇聚单元和拉远射频单元，以提高系统可靠性，加快网络部署，还提供交互信息的自定义设计。
本实用新型提供一种基于C-RAN的无线接入系统，包括基带处理单元、汇聚单元及至少一拉远射频单元，所述汇聚单元通过增强通用公共无线电接口与所述基带处理单元通信连接，及通过通用公共无线电接口与所述至少一拉远射频单元通信连接，所述汇聚单元用于对所述无线接入系统进行同步以及对所述基带处理单元与所述拉远射频单元之间的信号进行分发与汇聚，所述通用公共无线电接口包括主端口及从端口，所述主端口及从端口用于执行自定义的控制信息交互。
优选地，所述汇聚单元包括低层物理层，所述基带处理单元包括高层物理层，所述低层物理层的数据链路处理与所述高层物理层的数据链路处理组成所述无线接入系统完整的物理层链路处理。
优选地，在所述无线接入系统的上行通信链路中，所述汇聚单元将来自所述至少一拉远射频单元的上行信号加权合并后发送至所述低层物理层，所述低层物理层对所述上行信号进行处理并将经过处理的所述上行信号发送至所述基带处理单元。
优选地，在所述无线接入系统的下行通信链路中，所述汇聚单元将经过所述高层物理层处理的IQ数据复制并分发至所述至少一拉远射频单元中。
优选地，所述拉远射频单元包括四个发射器及四个接收器，或包括两个发射器及两个接收器。
优选地，当所述拉远射频单元包括四个发射器及四个接收器时，所述汇聚单元与所述拉远射频单元之间传输的IQ数据经过16比特至8比特的压缩。
优选地，所述至少一拉远射频单元属于同一小区，并共享同一物理小区标识。
优选地，所述汇聚单元与所述基带处理单元之间的同步基于所述汇聚单元每个时隙发送给所述基带处理单元的时间包，所述汇聚单元与所述拉远射频单元之间的同步基于通用公共无线电接口协议中的同步字节。
优选地，所述汇聚单元还用于将采样的IQ数据映射到所述通用公共无线电接口的基本帧中，其中，映射参数至少包括IQ数据采样率、IQ数据压缩比、CPRI编码率、用于传输IQ数据的word数及通道数。
优选地，所述主端口到从端口的自定义控制信息至少包括所述拉远射频单元的ID、映射层数、传输功率、所述汇聚单元的MAC地址及所述拉远射频单元的MAC地址，所述从端口到主端口的自定义控制信息至少包括所述拉远射频单元的ID、帧时序偏移、所述汇聚单元的MAC地址及所述拉远射频单元的MAC地址。
上述基于C-RAN的无线接入系统通过CPRI接口建立与汇聚单元与拉远射频单元之间的连接，提高了系统可靠性，可以加快网络部署，还提供主从端口交互信息的自定义设计，提高系统运行效率的同时，完成快速产品化和兼容性部署的需求。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施方式中基于C-RAN的无线接入系统的架构示意图。
图2为汇聚单元与四个天线射频拉远单元的CPRI接口的压缩后8比特位宽数据的IQ映射示意图。
图3为汇聚单元与两个天线射频拉远单元的CPRI接口的不经过压缩16比特位宽数据的IQ映射示意图。
图4为本实用新型较佳实施方式中基于C-RAN的无线接入系统中CPRI的主端口控制电路示意图。
图5为本实用新型较佳实施方式中基于C-RAN的无线接入系统中CPRI的从端口控制电路示意图。
主要元件符号说明
无线接入系统 1
汇聚单元 10
主时钟 100
增强通用公共无线电接口 101
通用公共无线电接口 102
低层物理层 103
主端口 104
主芯片 1041
主控制芯片 1042
从端口 105
次级芯片 1051
从控制芯片 1052
基带处理单元 20
高层物理层 201
拉远射频单元 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
请参考图1，为本实用新型较佳实施方式所提供的无线接入系统1。在本实施方式中，所述无线接入系统1基于C-RAN(Centralized RadioAccess Network，集中化无线接入网)。所述无线接入系统1包括，但不仅限于，汇聚单元(R-Hub)10、基带处理单元(Base BandUnit,BBU)20及至少一拉远射频单元(Remote Ratio Unit,RRU)30。
在本实施方式中，所述汇聚单元10通过增强通用公共无线电接口(enhanceCommon Public Radio Interface，eCPRI)101与所述基带处理单元20通信连接，以及通过通用公共无线电接口(Common PublicRadio Interface，CPRI)102与所述至少一拉远射频单元30通信连接。
在本实施方式中，所述汇聚单元10包括主时钟(GrandmasterClock)100。所述汇聚单元10用于配合所述主时钟100对所述无线接入系统1进行同步以及对所述基带处理单元20与所述拉远射频单元30之间的信号进行收发。
进一步地，所述汇聚单元10包括低层物理层(Low PHY)103，所述基带处理单元20包括高层物理层(High PHY)201。在本实施方式中，所述低层物理层103的数据链路处理与所述高层物理层201的数据链路处理组成所述无线接入系统1完整的物理层链路处理。
在本实施方式中，在所述无线接入系统1的下行通信链路中，所述汇聚单元10将经过所述高层物理层201处理的IQ(In-phaseQuadrature，同相正交)数据复制并分发至至少一所述拉远射频单元30中。
在所述无线接入系统1的上行通信链路中，所述汇聚单元10将来自所述至少一拉远射频单元30的上行信号加权合并后发送至所述低层物理层103，所述低层物理层103对所述上行信号进行处理并将经过处理的所述上行信号发送至所述基带处理单元20。
在本实施方式中，与所述汇聚单元10通信连接的所述拉远射频单元30的数量最大为8。其中，所述拉远射频单元30可以包括四个发射器及四个接收器(4T4R)，也可以包括两个发射器及两个接收器(2T2R)。需要说明的是，4T4R拉远射频单元30的数量和2T2R拉远射频单元30的数量可以任意组合，保证所述拉远射频单元30的总数量小于或等于8即可。
在本实施方式中，所述拉远射频单元30具有Option-8网元分割功能，用于执行射频处理。
在本实施方式中，当所述拉远射频单元30包括四个发射器及四个接收器时，所述汇聚单元10与所述拉远射频单元30之间传输的IQ数据经过16比特至8比特的压缩，以降低数据吞吐量，减少成本。当所述拉远射频单元30包括两个发射器及两个接收器时，所述汇聚单元10与所述拉远射频单元30之间传输的IQ数据无需压缩。
在本实施方式中，与所述汇聚单元10连接的所述拉远射频单元30属于同一小区，并共享同一物理小区标识(Physical Cell ID)。
在本实施方式中，所述汇聚单元10与所述基带处理单元20之间的同步基于所述汇聚单元10每个时隙发送给所述基带处理单元20之间的时间包(Timing Packet)。所述汇聚单元10与所述拉远射频单元30之间的同步基于通用公共无线电接口协议中的同步字节(Sync Byte)。
所述汇聚单元10与所述拉远射频单元30之间的基带数字信号通过IQ数据通道进行传输，所述汇聚单元10与所述拉远射频单元30在传输所述基带数字信号时需要进行IQ数据的映射，以符合所述通用公共无线电接口102的传输要求。
具体的，在IQ数据的映射过程中，先将采样的IQ数据映射至天线载波容器(AxCContainer)，然后将所述IQ数据映射至到所述通用公共无线电接口102的基本帧中。其中，所述IQ数据的映射参数至少包括IQ数据采样率、IQ数据压缩比、CPRI编码率、用于传输IQ数据的word数及通道数。
在本实施方式中，当所述拉远射频单元30包括四个发射器及四个接收器时，所述通用公共无线电接口102的IQ数据采样率fs为122.88Msps，压缩比为50％，编码率为8/10或64/66，用于传输IQ数据的word数为15，另有1个word保留给控制字，通道数为4。
当所述拉远射频单元30包括四个发射器及四个接收器时，所述通用公共无线电接口102的通道数量为4，天线载波(Antenna-carrier，AxC)的数量NA为4，每个天线载波的IQ采样点数量S为32。
请参考图2，在所述汇聚单元10将所述基带数字信号传输至所述拉远射频单元30时，所述汇聚单元10将天线载波群组(AxC Group)中的IQ采样数据映射至天线载波容器群组(AxC Container Group)。其中，所述天线载波群组包含4路IQ采样数据，所述天线载波容器群组包含多个天线载波容器。所述汇聚单元10进一步将天线载波容器群组中的多个天线载波容器分别映射至所述基本帧的IQ数据块(即word)中。其中，所述基本帧的传输速率为fc。
当所述拉远射频单元30包括两个发射器及两个接收器时，所述通用公共无线电接口102的通道数量为2，天线载波的数量NA为2，每个天线载波的IQ采样点数量S为32。
请参考图3，在所述汇聚单元10将所述基带数字信号传输至所述拉远射频单元30时，所述汇聚单元10将天线载波群组中的IQ采样数据映射至天线载波容器群组。其中，所述天线载波群组包含2路IQ采样数据，所述天线载波容器群组包含多个天线载波容器。所述汇聚单元10进一步将天线载波容器群组中的多个天线载波容器分别映射至所述基本帧的IQ数据块(即word)中。其中，所述基本帧的传输速率为fc。
在本实施方式中，所述通用公共无线电接口102在运营商自定义(VendorSpecific)字段中加入自定义设计的主从端口控制信息交互。
进一步地，所述通用公共无线电接口102包括主端口104及从端口105，所述主端口104及从端口105用于执行自定义的控制信息交互。其中，所述主端口104与所述汇聚单元10电连接，所述从端口105与所述拉远射频单元30电连接。
请参考图4，在本实施方式中，所述主端口104包括主芯片1041及主控制芯片1042，所述主芯片1041的引脚cpri_vendor_tx与所述主控制芯片1042中的引脚ven_tx_if电性连接，所述主芯片1041的引脚cpri_vendor_rx与所述主控制芯片1042中的引脚ven_rx_if电性连接。
请参考图5，所述从端口105包括次级芯片1051及从控制芯片1052，所述次级芯片1051的引脚cpri_vendor_tx与所述从控制芯片1052中的引脚ven_tx_if电性连接，所述次级芯片1051的引脚cpri_vendor_rx与所述从控制芯片1052中的引脚ven_rx_if电性连接。所述主端口104与所述从端口105通过上述引脚间信号的收发进行自定义控制信息的交互。
需要说明的是，图4-5仅示出了部分引脚及连接关系，所述主芯片1041、主控制芯片1042、次级芯片1051及从控制芯片1052还可以包含其他引脚及引脚之间的连接，具体的引脚名称及引脚连接关系与现有技术中所述通用公共无线电接口102的主从端口相同，在此不作详细描述。
在本实施方式中，所述主端口104到从端口105的自定义控制信息至少包括所述拉远射频单元30的ID、映射层数、传输功率、所述汇聚单元10的MAC地址及所述拉远射频单元30的MAC地址。其中，所述拉远射频单元30的ID的数值范围为1-8，用于下行链路中RRU的ID分配。所述映射层数的最大值为4。所述传输功率为所述拉远射频单元30对应的天线的传输功率。所述汇聚单元10的MAC地址为下行链路的源地址。所述拉远射频单元30的MAC地址为下行链路的目标地址。
在本实施方式中，所述从端口105到主端口104的自定义控制信息至少包括所述拉远射频单元30的ID、帧时序偏移、所述汇聚单元10的MAC地址及所述拉远射频单元30的MAC地址。其中，所述拉远射频单元30的ID的数值范围为1-8，用于上行链路中RRU的ID的检测。所述帧时序偏移为所述拉远射频单元30的输入与输出之间的帧时序偏移。所述汇聚单元10的MAC地址为上行链路的源地址。所述拉远射频单元30的MAC地址为上行链路的目标地址。
本实用新型提供的基于C-RAN的无线接入系统1通过CPRI接口建立与所述汇聚单元10与所述拉远射频单元30之间的连接，由于CPRI协议已成熟应用在现有的无线接入系统，因此可以提高系统可靠性，加快网络部署。基于C-RAN的无线接入系统1还提供CPRI接口中主从端口交互信息的自定义设计，提高系统运行效率的同时，完成快速产品化和兼容性部署的需求。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：包括基带处理单元、汇聚单元及至少一拉远射频单元，所述汇聚单元通过增强通用公共无线电接口与所述基带处理单元通信连接，及通过通用公共无线电接口与至少一所述拉远射频单元通信连接，所述汇聚单元用于对所述无线接入系统进行同步以及对所述基带处理单元与所述拉远射频单元之间的信号进行分发与汇聚，所述通用公共无线电接口包括主端口及从端口，所述主端口及从端口用于执行自定义的控制信息交互。
2.如权利要求1所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：所述汇聚单元包括低层物理层，所述基带处理单元包括高层物理层，所述低层物理层的数据链路处理与所述高层物理层的数据链路处理组成所述无线接入系统完整的物理层链路处理。
3.如权利要求2所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：在所述无线接入系统的上行通信链路中，所述汇聚单元将来自至少一所述拉远射频单元的上行信号加权合并后发送至所述低层物理层，所述低层物理层对所述上行信号进行处理并将经过处理的所述上行信号发送至所述基带处理单元。
4.如权利要求2所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：在所述无线接入系统的下行通信链路中，所述汇聚单元将经过所述高层物理层处理的IQ数据复制并分发至至少一所述拉远射频单元中。
5.如权利要求1所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：所述拉远射频单元包括四个发射器及四个接收器，或包括两个发射器及两个接收器。
6.如权利要求5所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：当所述拉远射频单元包括四个发射器及四个接收器时，所述汇聚单元与所述拉远射频单元之间传输的IQ数据经过16比特至8比特的压缩。
7.如权利要求1所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：至少一所述拉远射频单元属于同一小区，并共享同一物理小区标识。
8.如权利要求1所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：所述汇聚单元与所述基带处理单元之间的同步基于所述汇聚单元每个时隙发送给所述基带处理单元的时间包，所述汇聚单元与所述拉远射频单元之间的同步基于通用公共无线电接口协议中的同步字节。
9.如权利要求1所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：所述汇聚单元还用于将采样的IQ数据映射到所述通用公共无线电接口的基本帧中，其中，映射参数至少包括IQ数据采样率、IQ数据压缩比、CPRI编码率、用于传输IQ数据的word数及通道数。
10.如权利要求1所述的基于C-RAN的无线接入系统，其特征在于：所述主端口到从端口的自定义控制信息至少包括所述拉远射频单元的ID、映射层数、传输功率、所述汇聚单元的MAC地址及所述拉远射频单元的MAC地址，所述从端口到主端口的自定义控制信息至少包括所述拉远射频单元的ID、帧时序偏移、所述汇聚单元的MAC地址及所述拉远射频单元的MAC地址。
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