TW201322684A - 毫米波數據機元件、無線通訊促進系統及準備在無線鏈路上傳輸的資料的方法 - Google Patents

毫米波數據機元件、無線通訊促進系統及準備在無線鏈路上傳輸的資料的方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭露了用於毫米波點對點鏈路的數十億位元數據機。一種毫米波數據機元件，包括輸入/輸出介面模組，被配置為根據專用介面規格接收和傳輸標準化的資料流程，並且包括編碼器模組，被配置為將標準化的資料流程編碼，以形成編碼的數位位元，並且也包括物理層模組，被配置為將編碼的數位位元轉換成數位記號以及轉換成數位樣本，並且將數位樣本轉換成數位記號，然後轉換成編碼的數位位元；並且進一步包括資料轉化模組，被配置為將數位元樣本進行高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在鏈路上無線傳輸的類比信號。

Description

毫米波數據機元件、無線通訊促進系統及準備在無線鏈路 上傳輸的資料的方法
本發明涉及毫米波點對點通訊，更具體地說，涉及數據機元件，該元件能夠進行高速率類比/數位元轉換和高速率類比/數位元轉換，從而可以在無線鏈路上傳輸類比信號。
一種無線存取網路(RAN)為各種通訊系統已知的元件。RAN這一概念通常表示通訊裝置及其核心網路(CN)之間的介面。近年來，通過努力減少執行和維持使用RAN的通訊系統所產生的資本支出以及操作成本，已經引入了某些概念。
這樣的一個概念通常稱為雲端無線存取網路概念。在普通的網路結構內，每根天線連接到同一位置的eNodeB，通過網際網路協定(IP)鏈路將流量從該eNodeB回傳到核心網演進(EPC)。然而，雲端無線存取網路概念使用低成本的遠端射頻前端(RRH)代替天線處的eNodeB。這就允許通過專用介面規格(舉例而言，例如，通用公共無線介面(CPRI)，將數位化射頻資料傳送到可進行基頻處理的集中式處理裝置中。
然而，由於CPRI規格具有較高的位元率要求，所以使用光纖電纜在基地台和RRH之間進行通訊。在基地台和RRH之間直接連接光纖電纜，從而允許控制嚴格的時間要求，管理鏈路上的通訊的標準(舉例而言，例如，CPRI標準)需要這種嚴格的時間要求。然而，在某些區域(例如，人口密集區域以及具有不同尋常的地形的區域)不能部 署光纖電纜，或者在這些區域進行部署的成本非常昂貴。例如，在這種區域內進行光纖部署需要挖掘地面和/或移動嵌入這些區域內的建築物，這都會產生非常高的成本和費用。此外，由於各種原因，需要較長的時間完成光纖部署。因此，部署光纖電纜需要替換物，這種替換物仍然要滿足通過光纖鏈路進行通訊的管理標準。通過以下具體描述，本發明的其他方面和優點顯而易見。
根據本發明的一個方面，提供了一種毫米波數據機元件，包括：輸入/輸出介面模組，被配置為根據專用介面規格接收和傳輸多個標準化的資料流程；編碼器模組，被配置為將多個標準化的資料流程編碼，以形成多個編碼的數位位元；物理層模組，被配置為：將多個編碼的數位位元轉換成數位記號以及轉換成數位樣本，以及將數位樣本轉換成數位記號以及轉換成多個編碼的數位位元；以及資料轉化模組，被配置為執行數位元樣本的高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在鏈路上無線傳輸的類比信號。
優選地，資料轉換模組被配置為以每秒高達大約九十億位元、以大約125 MSymSym/Sec至大約1.7 GSymSym/Sec的串列傳輸速率、以大約2 GHz的頻寬以及以高的調變階數來執行高速率資料轉換。其中，編碼器模組為通道代碼編碼器。其中，使用前向錯誤更正編碼方案將編碼的數位位元進行編碼。
優選地，多個標準化的資料流程包括數位元位元元、管理資料以及高電位時脈(時鐘)信號的組合。其中，多個 標準化的資料流程為已經根據通用公共無線介面(CPRI)規格或開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格構造的資料通道。
優選地，輸入/輸出介面模組被配置為根據通用公共無線介面(CPRI)規格、開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格或歐洲電信標準協會(ETSI)標準，接收和傳輸多個標準化的資料流程，並且資料轉換模組也被配置為根據通用公共無線介面(CPRI)規格、開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格或歐洲電信標準協會(ETSI)標準，執行高速率資料轉換。
優選地，資料轉換模組被配置為執行類比信號的高速率轉換以形成數位樣本，以及至少部分編碼器模組被配置為將編碼的數位位元解碼，從而形成多個標準化的資料流程。
根據本發明的另一個方面，提供了一種準備在無線鏈路上傳輸的資料的方法，包括：在輸入/輸出介面模組處根據專用介面規格接收多個標準化的資料流程；將多個標準化的資料流程進行編碼以形成多個編碼的數位位元；將多個編碼的數位位元轉換成數位記號；將數位記號轉化為數位樣本；以及執行數位元樣本的高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在鏈路上無線傳輸的類比信號。
優選地，能夠以每秒高達大約九十億位元、以大約125 MSym/Sec至大約1.7 GSym/Sec範圍內的串列傳輸速率、以大約2 GHz的頻寬以及以高的調變階數來執行高速率轉換。
優選地，使用前向錯誤更正編碼方案將編碼的數位位 元進行編碼。
優選地，多個標準化的資料流程包括數位元位元元、管理資料以及高電位時脈信號的組合。其中，多個標準化的資料流程為已經根據通用公共無線介面(CPRI)規格或開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格構造的資料通道。
優選地，準備在無線鏈路上傳輸的資料的方法進一步包括：準備將進一步被傳輸的類比信號，其中，已經在無線鏈路上接收所述類比信號。其中，進一步包括：從毫米波天線元件接收類比信號；根據專用介面規格，執行類比信號的第二高速率轉換，以形成恢復的數位樣本；將恢復的數位樣本轉換成恢復的數位記號；將恢復的數位記號轉化為多個恢復的編碼數位位元；將多個恢復的編碼數位位元解碼，以形成多個恢復的標準化的資料流程；以及將多個恢復的標準化的資料流程輸出至標準化的訊框器模組。其中，輸入/輸出介面模組根據通用公共無線介面(CPRI)規格、開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格或歐洲電信標準協會(ETSI)標準，接收和傳輸多個標準化的資料流程，並且根據通用公共無線介面(CPRI)規格、開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格或歐洲電信標準協會(ETSI)標準，執行高速率轉換。
根據本發明的又一方面，提供了一種無線通訊促進系統，包括：計算模組，被配置為對管理資料進行操作；數據機元件，被配置為執行多個標準化數位元樣本的高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在無線鏈路上無線傳輸的至少一個類比序列，以及根據專用介面規格，對在無線鏈路上接收的類比信號進行高速率轉換，以形成多個 標準化的恢復的數位樣本；以及數位/射頻(RF)功能模組，被配置為組合至少一個數位序列，將至少一個數字序列轉換成至少一個類比序列，並且使至少一個模擬序列向上變頻(升頻轉換)以形成適合於根據移動標準在無線鏈路上傳輸的類比信號，以及使在無線鏈路上接收的所述類比信號向下變頻(降頻轉換)，以形成至少一個類比序列，並根據專用介面規格，將至少一個類比序列轉換成至少一個數字序列或者將至少一個類比序列分成至少一個數字序列。
優選地，無線通訊促進系統進一步包括：串列/串並轉換器模組，被配置為在不同的方向上在串列資料和平行介面之間轉換數位資料信號；以及標準化的訊框器模組，被配置為接收多個數位元資料流程並且根據高電位的時脈信號使用管理資料構造多個數位元資料流程，以根據通用公共無線介面(CPRI)規格或開放式基地台架構聯盟(OBSAI)規格形成多個標準化的數位位元。
優選地，無線通訊促進系統進一步包括至少一個室外信號轉換模組，其中，所至少一個室外信號轉換模組包含計算模組、數據機元件、標準化的訊框器模組以及數位/RF功能模組。
優選地，數據機元件被配置為以每秒高達大約九十億位元、以大約125 MSym/Sec至大約1.7 GSym/Sec的串列傳輸速率、以大約2 GHz的頻寬以及以任何調變階數來執行高速率資料轉換
以下具體實施方式參看附圖闡述與本發明一致的範例性實施方式。在具體實施方式中參看“一個範例性實施方 式”、“範例性實施方式”、“實例範例性實施方式”等等，表示所述的範例性實施方式可包括特定的特徵、結構或特性，但是每個範例性實施方式無需包括特定的特徵、結構或特性。而且，這種短語不必用於相同的範例性實施方式。而且，結合範例性實施方式描述特定的特徵、結構或特性時，相關領域內的技術人員瞭解，無論是否明確進行描述，其他範例性實施方式都會影響這種特徵、結構或特性。
本文中所述的範例性實施方式用於進行闡述，而非進行限制。能夠具有其他範例性實施方式，並且在本發明的精神和範圍內，可對這些範例性實施方式進行修改。因此，具體實施方式並非用於限制本發明。更確切地說，僅僅根據以下權利要求書和其等同物限定本發明的範圍。
在硬體、軔體、軟體或其任意組合中，可執行本發明的實施方式。本發明的實施方式也可用作機器可讀介質上儲存的指令，這些指令可由一個或多個處理器讀取和執行。機器可讀介質可包括任何機構，該機構以機器(例如，計算裝置)可讀的形式儲存或傳輸資訊。例如，機器可讀介質可包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁片儲存介質、光儲存介質、快閃記憶體裝置、電氣、光學、聲音或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等等)等等。而且，本文中可將軔體、軟體、程式、指令描述成進行某些行為。然而，應理解的是，這種描述僅僅為了方便起見，並且這種行為實際上來自計算裝置、處理器、控制器、或執行軔體、軟體、程式、指令等等的其他裝置。
範例性實施方式的以下具體實施方式非常完整地顯 示出本發明的一般性，所以在不背離本發明的精神和範圍的情況下，通過應用相關領域的技術人員的知識，人們可容易地修改和/或調整這種範例性實施方式，用於各種應用程式，無需進行過度的實驗。因此，根據本文中進行的教導和指導，這種調整和修改要在範例性實施方式的意義和多個等同物內。要理解的是，本文中的措辭或術語用於進行描述，而非用於進行限制，所以根據本文中的教導，該說明書的措辭或術語要由相關領域的技術人員解釋。
雖然要在無線通訊方面描述本發明，但是相關領域的技術人員會認識到，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，本發明可應用於使用有線或其他類型的無線通訊的其他通訊中。
範例性無線通訊環境
圖1為根據範例性實施方式的無線通訊環境的方塊圖。
無線通訊環境100在第一無線通訊裝置104和第二無線通訊裝置106之間提供無線通訊資訊，例如一個或多個命令和/或資料。第一無線通訊裝置104可表示基地台模組的範例性實施方式，第二無線通訊裝置106可表示遠端射頻前端(RRH)模組的範例性實施方式。
RRH模組106可通過專用介面連接到基地台模組104，舉例而言，例如，通用公共無線介面(CPRI)標準或開放式基地台架構聯盟(OBSAI)標準所規定的介面。在整個該專利文檔中，討論管理在鏈路上進行的通訊的標準時，通常引用CPRI規格，這僅僅用於進行闡述。相關領域的技術人員會認識到，其他標準，舉例而言，例如，OBSAI 、歐洲電信標準協會(ETSI)、開放式無線介面(ORI)、或聯邦通訊委員會(FCC)，可用於管理在該鏈路上進行的通訊。
RRH模組106和基地台模組104之間的無線連接需要非常高的位元元率，通常在每秒0.6十億位元(Gbps)到大約9 Gbps之間變化。通常，設計CPRI規格，以便管理通過光纖電纜進行的通訊。然而，根據CPRI規格，無線通訊環境100在無線CPRI(wCPRI)鏈路114上進行通訊。
在無線通訊環境100內，基地台模組104和RRH模組106均可分別包括串列/串並轉換器(並串列與串平行轉換器)模組1081和1082。同樣，基地台模組104可包括與並串列與串平行轉換器模組1081耦合的標準化的訊框器模組1101，RRH模組106可包括與並串列與串平行轉換器模組1082耦合的標準化的訊框器模組1102。雖然該專利文檔表示標準化的訊框器模組1101和1102，但是討論無線通訊環境100內使用的訊框器模組時，在任何情況下，其意都並非在於限制本公開。相關領域的技術人員會認識到，標準化的訊框器模組1101和1102表示訊框器模組，這些模組根據管理通過鏈路進行的通訊的標準進行操作，舉例而言，例如CPRI。
每個並串列與串平行轉換器模組1081和1082在兩個通訊方向在串列資料和平行介面之間，分別轉換數位資料信號1161和1162。訊框器模組1101根據高電位的時脈信號1021，使用管理資料構造輸入的數位資料信號1161，以便根據CPRI規格形成多個標準化的數位位元。高電位的 時脈信號1021由訊框器模組1101產生，並且允許訊框器模組1101在數位資料信號1161內識別資料包。因此，高電位的時脈信號1021允許訊框器模組1101根據CPRI規格構造數位資料信號1161。在範例性實施方式中，如上所述，訊框器模組1102的功能可與訊框器模組1101大致相似。因此，訊框器模組1102可產生高電位的時脈信號1022，該信號允許訊框器模組1102根據CPRI規格構造數位資料信號1162。
無線通訊環境100也可包括一對室外信號轉換模組112，一個模組與基地台模組104連接，另一個模組與RRH模組106連接。室外信號轉換模組112通過無線通用公共無線介面(wCPRI)鏈路114在基地台模組104和RRH模組106之間提供無線通訊，同時也滿足CPRI規格限定的高位元率要求。因此，根據該範例性實施方式，基地台模組104和RRH模組106均不能區分出通過wCPRI鏈路114還是通過普通的光纖電纜進行傳輸。
如果基地台模組104和RRH模組106能夠通過wCPRI鏈路114進行通訊，那麼能夠快速並且容易地部署RRH模組106。尤其地，在本公開的這個實施方式中進行RRH部署與標準的點對點(PtP)鏈路部署非常相似。此外，在整個密集的市區可部署RRH模組106，而不會產生巨大的成本和費用。而且，在本公開中，下文會更詳細地進行討論，與先前可能通過光纖電纜相比時，可將RRH模組106部署成具有更大的距離。通常，wCPRI鏈路114可在基地台模組104和RRH模組106之間支援高達大約2.5公里的鏈路範圍；然而，在不背離本公開的精神和範圍的情況下 ，也能夠具有其他鏈路範圍。
範例性室外信號轉換模組
圖2為根據範例性實施方式用作無線通訊環境的一部分的室外信號轉換模組的方塊圖。室外信號轉換模組200可表示室外信號轉換模組112的範例性實施方式。
室外信號轉換模組200包括計算模組202，該模組在管理資料212上進行各種計算。室外信號轉換模組200也包括數據機元件204，該元件與計算模組202耦合。數據機元件204可進行輸入的標準化的數位樣本214的高速率類比/數位元轉換(DAC)，以便形成類比序列2162。或者，在一個範例性實施方式中，數據機元件204可進行類比序列2162的高速率類比/數位元轉換(ADC)，從而形成標準化的數位樣本214。而且，在一個範例性實施方式中，數據機元件204可進行標準化的數位樣本214的高速率DAC，以便形成類比序列2162，並且可進行類比序列2162的高速率ADC，以便形成標準化的數位樣本214。信號轉換模組200進一步包括與數據機元件204耦合的射頻功能模組206，在類比序列2162上進行操作。在一個範例性實施方式中，射頻功能模組206可使類比序列2162向上變頻，從而模擬序列2161適合於通過wCPRI鏈路114進行傳輸，或者射頻功能模組可使類比序列2161向下變頻，從而數據機元件204可進行類比序列2162的高速率ADC。
信號轉換模組200也可包括串列/串並轉換器(並串列與串平行轉換器)模組208和標準化的訊框器模組210。並串列與串平行轉換器模組208可表示並串列與串平行轉 換器模組1081的一個範例性實施方式，並且訊框器模組210可表示訊框器模組1101的一個範例性實施方式。並串列與串平行轉換器模組208在兩個通訊方向在串列資料和平行介面之間轉換輸入的數位資料信號2221。此外，訊框器模組210接收數位資料序列2222，並且根據高電位的時脈信號218使用管理資料212構造數位資料序列2222，從而根據CPRI規格形成標準化的數位樣本214。高電位的時脈信號218可表示高電位的時脈信號102的一個範例性實施方式。同樣，高電位的時脈信號218可由訊框器模組210產生，並且允許訊框器模組210在數位資料序列2222內識別資料包。因此，高電位的時脈信號218允許訊框器模組210根據CPRI規格構造數位資料序列2222。
此外，信號轉換模組200產生第二時脈信號，即，同步時脈信號220，該時脈信號用作振盪器，以便同步基地台模組104和RRH模組106。在數據機元件204進行任何操作之前，訊框器模組210添加同步時脈信號220。在一個範例性實施方式中，可通過專用埠(圖2中未顯示)傳輸同步時脈信號220。同步時脈信號220也可基於IEEE 1588-2008(1588v2)標準內限定的精確時間協議(PTP)、或同步乙太網路(SyncE)協定。然而，在不背離本公開的精神和範圍的情況下，可使用任何時脈/網路協定，該協定能夠通過無線鏈路同步傳輸器和接收器。由於CPRI標準限定的嚴格時間要求，所以同步時脈信號220為本公開的組成要素。
信號轉換模組200在輸入的數位資料信號2221上執行多種功能，以便允許通過wCPRI鏈路114傳輸和/或接 收相應的類比信號2161。為了僅僅進行闡述，信號轉換模組200準備類比信號2161，以便通過wCPRI鏈路114進行傳輸，從而討論信號轉換模組200的功能。然而，可執行類似的工序，從而通過wCPRI鏈路114進行傳輸之後，可接收類比信號2161，並且可將該類比信號轉換回符合CPRI標準的數位資料信號2221。
因此，在基地台模組104處接收數位資料信號2221時，基地台模組104可將數位資料信號2221傳輸給信號轉換模組200。然後，將數位資料信號2221輸入到並串列與串平行轉換器模組208內，該模組在串列資料和平行介面之間轉換數位資料信號2221，以便形成數位資料序列2222。在一個範例性實施方式中，並串列與串平行轉換器模組208也可包括小封裝熱插拔收發器(SFP)，所以並串列與串平行轉換器模組208可通過無線鏈路或通過光纖鏈路接收資料。
將數位資料序列2222輸入到訊框器模組210內，該模組然後構造數位資料序列2222。訊框器模組210也根據高電位的時脈信號218使用管理資料212構造數位資料序列2222，以便根據CPRI規格形成標準化的數位樣本214。在一個範例性實施方式中，訊框器模組210將管理資料212輸出到計算模組202中，並且將所產生的標準化的數位樣本214輸出到數據機元件204。
在一個範例性實施方式中，並串列與串平行轉換器模組208和訊框器模組210可僅僅位元於基地台模組104內。因此，在這種範例性實施方式中，信號轉換模組200不包括並串列與串平行轉換器模組208或訊框器模組210。 此外，在這種範例性實施方式中，計算模組202直接從基地台模組104中並且不從訊框器模組210中接收管理資料212。
計算模組202在管理資料212上進行各種計算，然後將管理資料212輸出給數據機元件204。在本公開中，下文會更詳細地討論數據機元件204的功能。然後，將類比序列2162從數據機元件204中輸入到射頻功能模組206中。如上文中更詳細的討論，射頻功能模組206在類比序列2162上進行操作，例如，升頻轉換模擬序列2162，從而類比信號2161適合於通過wCPRI鏈路114進行傳輸。然後，通過天線埠，將類比信號2161傳輸給毫米波天線，通過wCPRI鏈路114傳輸類比信號2161。
範例性毫米波數據機元件
圖3為根據範例性實施方式可用作室外信號轉換模組200的一部分的毫米波數據機元件300的方塊圖。毫米波數據機元件300可表示數據機元件204的範例性實施方式。
此外，在一個範例性實施方式中，數據機元件300可為Broadcom Corporation BCM85100，支持高達大約9 Gbps的位元率。Broadcom Corporation BCM85100僅僅用於進行闡述，並非用於成為本文中能夠使用的唯一的數據機元件，並且其意並非在於限制該公開。尤其地，可使用滿足本公開中所述的嚴格規格的任何數據機元件。此外，對於相關領域的技術人員而言，數據機元件300顯然以連續的方式進行操作，而沒有任何中斷，對於PtP鏈路而言，此為強制性。
數據機元件300包括輸入/輸出(IO)介面模組302，被配置為接收數位元資料流程3101並且傳輸恢復的數位元資料流程3102。數據機元件300也包括編碼器模組304，該模組與IO介面模組302電連接。編碼器模組304將恢復的數位元資料流程3102編碼，從而形成編碼的數位位元312。編碼器模組304可表示通道代碼編碼器的範例性實施方式，允許根據數據機元件300的性能，更有效地使用所傳輸的功率。編碼器模組304也可使用8b/10b編碼方案，將編碼的數位位元312編碼。在這種實施方式中，通過將8位元符號映射為10位元符號，編碼器模組304可將編碼的數位位元312編碼。編碼器模組304也可使用前向錯誤更正編碼(FEC)方案，將編碼的數位位元312編碼，舉例而言，例如，低密度奇偶校驗(LDPC)。使用FEC方案，提高(無誤差地)成功恢復所傳輸的資訊的概率。
此外，數據機元件300包括與編碼器模組304電耦合的物理層(PHY)模組306。在一個範例性實施方式中，PHY模組306可將編碼的數位位元312轉換成數位記號，然後轉換成數位樣本314，或者將所接收的數位樣本320轉換成所接收的數位記號，然後轉換成所接收的編碼數位位元322。PHY模組306也能夠在單個模組內進行這兩種轉換。而且，數據機元件300可包括資料轉換模組308，該模組與PHY模組306電連接。資料轉換模組308進行數位樣本314的高速率DAC，以便形成適合於通過wCPRI鏈路114進行傳輸的類比信號316。在一個範例性實施方式中，資料轉換模組308可進行數位元記號的高速率DAC ，以便形成適合於通過wCPRI鏈路114進行傳輸的類比信號316。此外，根據自適應編碼調變和串列傳輸速率(ACMB)規格，可配置傳輸功率。因此，傳輸功率可配置，從而具有恒定的峰值、恒定的功率、或任何其他這種特性。
在一個範例性實施方式中，資料轉換模組308可進行所接收的類比信號318的高速率ADC，以便形成所接收的數位樣本320。然而，在這個特定的實施方式中，使用解碼器模組(圖中未顯示)代替編碼器模組304或其部分，將解碼器模組被配置為將所接收的編碼數位位元322解碼，從而形成所接收的數位元資料流程3242。然後，IQ介面模組將所接收的恢復數位元資料流程3241傳輸給連接的基地台模組或RRH模組。
在整個該專利文檔中使用的術語高速率轉換表示以這種高速率進行的資料轉換，從而能夠根據CPRI規格通過鏈路傳輸所轉換的資料。高速率ADC和DAC為本公開的組成部分，這是因為ADC和DAC性能為數據機元件300可實現的最大速率和調變的限制因數。因此，資料轉換模組308能夠以高達9 Gbps的速度進行高速率ADC和DAC；然而，在不背離本公開的精神和範圍的情況下，能夠具有其他資料速率。該資料轉換模組308也能夠以每秒大約125 Msym到每秒大約1.7 GSym的串列傳輸速率以及以大約2 GHz的頻寬進行高速率ADC和DAC；然而，在不背離本公開的精神和範圍的情況下，能夠具有其他串列傳輸速率和/或頻寬。而且，該資料轉換模組308能夠以較高的調變階數(舉例而言，例如，128 QAM或256 QAM)，進 行高速率ADC和DAC；然而，在不背離本公開的精神和範圍的情況下，能夠具有其他調變階數。
在一個範例性實施方式中，與通過普通光纖電纜進行的延遲相比，數據機元件300也減少了通過wCPRI鏈路114進行的傳輸延遲。在這種範例性實施方式中，下面顯示用於進行傳輸和接收的BCM85100的最大延遲：
最大允許的電纜長度(CPRI)：10公里(Km)最大電纜長度造成的單側延遲(光纖電纜的光速為每秒200000Km)：OpticDelay=10Km/200000[Km/Sec]=50uSec五分之九最大毫米波鏈路距離(由於物理限制)：2.5 Km最大的毫米波鏈路延遲：mmWaveDelay=2.5Km/300000[Km/Sec]=8.3uSec毫米波更短的鏈路造成的備用延遲：SpareDelay=OpticDelay-mmWaveDelay=50uSec-8.3uSec=41.75uSec AODU內其他元件的延遲：AODU_SysDelay=2uSec用於Tx+Rx的BCM85100物理層最大延遲BRCM85100max_delay_Tx+Rx=SpareDelay-AODU_SysDelay=39.7uSec。
準備通過無線鏈路傳輸的資料的範例性方法
圖4為根據範例性實施方式準備通過wCPRI鏈路114傳輸的資料的範例性操作步驟的流程圖。本公開不限於這個操作性的描述。更確切地說，通過本文中的教導，對於相關領域的技術人員而言，其他操作性的控制流程顯然在本公開的範圍和精神內。以下討論描述了圖4中的步驟。
方法400在步驟420中開始，在該步驟中，IQ介面模組302接收數位元資料流程402。在一個範例性實施方式中，數位元資料流程402可包括數位元位元、管理資料212和同步時脈信號220的組合。而且，數位元資料流程402為資料通道，已經通過CPRI標準構造該資料通道。然後，該方法繼續進入步驟430。在步驟430中，將數位元資料流程402編碼，從而形成編碼的數位位元404。可使用8b/10b編碼方案、FEC方案、或某個其他可接受的編碼方案，將數位元資料流程402編碼。
然後，該方法繼續進入步驟440。在步驟440中，將編碼的數位位元404轉換成數位記號406。然後，該方法繼續進入步驟450。在步驟450中，將數位記號406轉換成數位樣本408。然後，該方法繼續進入步驟460。在步驟460中，在數位樣本408上進行高速率DAC，以便形成類比信號410，該信號適合於通過wCPRI鏈路114進行傳輸。
在一個範例性實施方式中，對於適合於通過wCPRI鏈路114進行傳輸的類比信號410而言，類比信號410必須滿足CPRI規格。高速率DAC為本發明的組成部分，這是因為DAC性能為數據機元件300可實現的最大速率和調變的限制因數。因此，必須能夠以高達9 Gbps的速度、以每秒大約125 MSym到每秒大約2 GSym的串列傳輸速率、以大約1 GHz的頻寬、以及以較高的調變階數(例如，128 QAM或256 QAM)，在步驟460中進行高速率DAC。
準備通過無線鏈路接收之後進行傳輸的資料的範例 性方法
圖5為根據範例性實施方式準備要傳輸的資料的範例性操作步驟的流程圖，其中通過wCPRI鏈路114接收該資料。本公開不限於這個操作性的描述。更確切地說，通過本文中的教導，對於相關領域的技術人員而言，其他操作性的控制流程顯然在本公開的範圍和精神內。以下討論描述了圖5中的步驟。
方法500在步驟S520中開始，在該步驟中，從毫米波天線中接收類比信號502。該類比信號502可表示類比信號410的範例性實施方式。然後，該方法繼續進入步驟S530。在步驟S530中，在類比信號502上進行高速率ADC，以便形成數位樣本504。數位樣本504可表示數位樣本408的範例性實施方式。然後，該方法繼續進入步驟S540。在步驟S540中，可將數位樣本504轉換成數位記號506。數位記號506可表示數位記號406的範例性實施方式。然後，該方法繼續進入步驟S550。在步驟S550中，可將數位記號506轉換成編碼的數位位元508。編碼的數位位元508可表示編碼的數位位元404的範例性實施方式。然後，該方法繼續進入步驟S560。在步驟S560中，將編碼的數位位元508解碼，從而形成數位元資料流程510。根據步驟S430中所使用的編碼方案的類型，使用適當的解碼方案，可將編碼的數位位元508解碼。在一個範例性實施方式中，使用FEC方案，可將編碼的數位位元508解碼，舉例而言，例如，可配置的Reed Solomon解碼器。
在步驟S560中，將編碼的數位位元508解碼之後，形成數位元資料流程510。在一個範例性實施方式中，數 位元資料流程510可包括資料位元、管理資料212和同步時脈信號220的組合。而且，數位元資料流程510為已經根據CPRI標準構造的資料通道。數位元資料流程510可表示數位元資料流程402的範例性實施方式。然後，該方法繼續進入步驟S570。在步驟S570中，將數位元資料流程510輸出到訊框器模組210。
在一個範例性實施方式中，通過wCPRI鏈路114進行傳輸之後，適當地接收類比信號502並且將該信號轉換回符合CPRI標準的數位元資料流程510，類比信號502必須滿足CPRI規格。高速率ADC為本發明的組成部分，這是因為ADC性能為數據機元件300可接收的最大速率和調變的限制因數。因此，必須能夠以高達9 Gbps的速度、以每秒大約125 MSym到每秒大約2 GSym的串列傳輸速率、以大約1 GHz的頻寬、以及以較高的調變階數(例如，128 QAM或256 QAM)，在步驟S530中進行高速率ADC。
範例性無線通訊環境
圖6為根據範例性實施方式的第二無線通訊環境的方塊圖。
無線通訊環境600在第一無線通訊裝置604和多個第二無線通訊裝置606之間提供無線通訊資訊，例如一個或多個命令和/或資料。第一無線通訊裝置604可表示基地台模組的一個範例性實施方式。第一無線通訊裝置604也可表示第一無線通訊裝置104的一個範例性實施方式。第二無線通訊裝置606可表示RRH模組的一個範例性實施方式。
RRH模組606可通過多個wCPRI鏈路614與基地台模組604連接。雖然討論用於在基地台模組604和RRH模組606之間進行通訊的無線鏈路類型時，本公開引用了無線CPRI鏈路，但是這僅僅用於進行闡述。相關領域的技術人員會認識到，其他標準(舉例而言，例如，OBSAI、ETSI、ORI、或FCC)所管理的無線鏈路可用於將基地台模組604無線連接到RRH模組606。而且，wCPRI鏈路614可表示wCPRI鏈路114的一個範例性實施方式。
基地台模組604可包括並串列與串平行轉換器模組608以及與並串列與串平行轉換器模組608耦合的標準化的訊框器模組6101。RRH模組606也可包括訊框器模組6102。而且，無線通訊環境600包括與基地台模組604耦合的室外信號轉換模組612。RRH模組606也包括數據機元件616，該元件可嵌入RRH模組606內。數據機元件616也可表示數據機元件204的範例性實施方式。此外，毫米波天線618可非常靠近RRH模組606。
在一個範例性實施方式中，數據機元件616嵌入RRH模組606內，射頻功能模組620也可嵌入RRH模組606內。
室外信號轉換模組612、數據機元件616、射頻功能模組620、以及天線618相結合，在基地台模組604和RRH模組606之間提供無線通訊。在這種範例性實施方式中，基地台模組604和RRH模組606能夠通過wCPRI鏈路614進行通訊，從而允許基地台模組604和RRH模組606進行無線通訊，同時也滿足CPRI規格限定的高位元率要求。因此，根據該範例性實施方式，基地台模組604和RRH 模組606均不能區分出通過wCPRI鏈路614還是通過普通的光纖電纜進行傳輸。
範例性無線通訊裝置
圖7為根據範例性實施方式用作第二無線通訊環境的一部分的無線通訊裝置的方塊圖。
無線通訊裝置700可表示RRH模組的範例性實施方式。無線通訊裝置700也可表示第二無線通訊裝置606的範例性實施方式。RRH模組700包括計算模組702，該模組在管理資料712之後，並且將管理資料712傳輸給任何請求裝置。RRH模組700也包括與計算模組702耦合的數據機元件704。數據機元件704可表示數據機元件300的範例性實施方式。數據機元件704執行通過wCPRI鏈路614接收的類比序列7182的高速率ADC和DSP功能，從而將類比序列7182轉換回符合CPRI標準的數位元資料流程714。RRH模組700進一步包括與數據機元件704耦合的射頻功能模組706，在類比信號7181上進行操作。射頻功能模組706降頻轉換類比信號7181，從而數據機元件704可進行類比序列7182的高速率ADC。
在一個範例性實施方式中，數據機元件704可被配置為用作數據機或用作並串列與串平行轉換器。在這種範例性實施方式中，數據機元件704包括數據機和並串列與串平行轉換器。數據機元件也包括開關機構，該機構位於數據機元件的輸出端，在提供數據機連接和提供並串列與串平行轉換器連接之間進行切換。而且，在這種範例性實施方式中，RRH模組700包括與數據機元件704耦合的SFP。如本公開中的上文所述，SFP允許並串列與串平行轉換 器位於數據機元件704內部，從而通過光纖鏈路接收資料。因此，在這種範例性實施方式中，數據機元件704可通過wCPRI鏈路614或通過光纖鏈路接收資料。
RRH模組700也可包括與計算模組702和數據機元件704耦合的標準化的訊框器模組708。訊框器模組708也可表示訊框器模組210的範例性實施方式。訊框器模組708接收數位元資料流程714，並且根據高電位的時脈信號720使用管理資料712構造數位元資料流程714，從而根據CPRI規格，形成標準化的數位位元。高電位的時脈信號720可表示高電位的時脈信號214的範例性實施方式。此外，RRH模組700包括第二時脈信號，即，同步時脈信號716，從數據機元件704中輸出該信號，並且該時脈信號用作振盪器，以便同步基地台模組604和RRH模組700。在一個範例性實施方式中，可通過專用埠(圖7中未顯示)傳輸同步時脈信號716。同步時脈信號716也可基於IEEE 1588-2008(1588v2)標準內限定的精確時間協議(PTP)、或同步乙太網路(SyncE)協定。然而，在不背離本公開的精神和範圍的情況下，可使用任何時脈/網路協定，該協定能夠通過無線鏈路同步傳輸器和接收器。RRH模組700也包括與訊框器模組708耦合的轉換器模組710。
RRH模組700在輸入的類比信號7181上執行各種功能，以便將類比信號7181轉換成射頻資料信號7221，該信號符合一個移動標準，舉例而言，例如，LTE、WiMax或3G。因此，從天線618中接收輸入的類比信號7181時，其中，已經通過wCPRI鏈路614接收類比信號7181，天線618將類比信號7181傳輸給射頻功能模組706。然而 ，射頻功能模組706降頻轉換類比信號7181，從而數據機元件704可進行類比序列7182的高速率ADC。然後，數據機元件704在類比序列7182上執行高速率ADC以及DSP功能，以便將類比序列7182轉換成數位元資料流程714。將數位元資料流程714輸入到訊框器模組708中。然後，訊框器模組708構造數位元資料流程714，以便將數位元資料流程714放入CPRI標準內。訊框器模組708將管理資料712輸出送回至計算模組702，該模組反過來將管理資料712輸入送回至數據機元件704。訊框器模組708也將數位資料序列7222輸出到轉換器模組710中，用於進一步進行DSP處理。
轉換器模組710包括類比和數位元件，從訊框器模組708中接收數位資料序列7222，然後，使該數位資料序列7222向上變頻或向下變頻。轉換器模組710也可結合多個數位資料序列7222，從而形成單個射頻信號，或者轉換器模組710可將數位資料序列7222分成多個射頻信號。轉換器模組710使數位資料序列7222向上變頻還是向下變頻，這要取決於RRH模組700接收類比信號7181還是傳輸射頻資料信號7221。
結論
要理解的是，具體實施方式部分而非摘要部分，用於解釋權利要求書。摘要部分可提出本發明的一個或多個範例性實施方式，而非所有的範例性實施方式，因此在任何情況下，都不限制本發明和所附權利要求書。
上面已經在功能性構件的幫助下，描述了本發明，這些功能性構件闡述實施其特定的功能和關係。為了便於進 行描述，在本文中已經任意地限定這些功能性構件的界限。只要適當地執行其特定的功能和關係，就可限定替換的界限。
對於相關領域的技術人員而言，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，顯然可在其內進行各種形式上和細節上的變化。因此，本發明不應受到任何上述範例性實施方式的限制，而應僅僅由以下權利要求書和其等同物限定。
100、606‧‧‧無線通訊環境
104、604‧‧‧基地台模組
106、606‧‧‧遠端射頻前端模組
112、612‧‧‧室外信號轉換模組
114、614‧‧‧無線通用公共無線介面鏈路
1101、210、6101、6102、708‧‧‧訊框器模組
1022、214、218、220、716‧‧‧時脈信號
1081、1082、608‧‧‧串列/串並轉換器模組
1161、1162、2221‧‧‧數位資料信號
200‧‧‧室外信號轉換模組
202、702‧‧‧計算模組
204、616、704‧‧‧數據機元件
206、620、706‧‧‧射頻功能模組
208‧‧‧串列/串並轉換器模組
212、712‧‧‧管理資料
2161、7181‧‧‧類比信號
2162、7182‧‧‧類比序列
2222、7222‧‧‧數位資料序列
300‧‧‧毫米波數據機元件
302‧‧‧介面模組
304‧‧‧編碼器模組
306‧‧‧物理層模組
308‧‧‧資料轉換模組
312‧‧‧編碼的數位位元
314、320‧‧‧數位樣本
316、318、718‧‧‧類比信號
322‧‧‧編碼數位位元
3101、3102、3241、3242‧‧‧數位元資料流程
400、500‧‧‧方法
618‧‧‧毫米波天線
700‧‧‧無線通訊裝置
710‧‧‧轉換器模組
714‧‧‧數位元資料流程
7221‧‧‧射頻資料信號
S402~S460、S502~S570‧‧‧步驟
圖1為根據範例性實施方式的無線通訊環境的方塊圖；圖2為根據範例性實施方式用作無線通訊環境的一部分的室外信號轉換模組的方塊圖；圖3為根據範例性實施方式用作室外信號轉換模組的一部分的毫米波數據機元件的方塊圖；圖4為根據範例性實施方式準備在無線鏈路上傳輸的資料的範例性操作步驟的流程圖；圖5為根據範例性實施方式準備要傳輸的資料的範例性操作步驟的流程圖，其中通過無線鏈路接收該資料；圖6為根據範例性實施方式的第二無線通訊環境的方塊圖；以及圖7為根據範例性實施方式可用作第二無線通訊環境的一部分的無線通訊裝置的方塊圖。
300‧‧‧毫米波數據機元件
302‧‧‧介面模組
304‧‧‧編碼器模組
306‧‧‧物理層模組
308‧‧‧資料轉換模組
312‧‧‧編碼的數位位元
314、320‧‧‧數位樣本
316、318‧‧‧類比信號
322‧‧‧編碼數位位元
3101、3102、3241、3242‧‧‧數位元資料流程

Claims (10)

  1. 一種毫米波數據機元件，包括：輸入/輸出介面模組，被配置為根據專用介面規格接收和傳輸多個標準化的資料流程；編碼器模組，被配置為將所述多個標準化的資料流程編碼，以形成多個編碼的數位位元；物理層模組，被配置為：將所述多個編碼的數位位元轉換成數位記號以及轉換成數位樣本，以及將所述數位樣本轉換成所述數位記號以及轉換成所述多個編碼的數位位元；以及資料轉化模組，被配置為執行所述數位元樣本的高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在鏈路上無線傳輸的類比信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的毫米波數據機元件，其中，所述資料轉換模組被配置為以每秒高達九十億位元、以125 MSym/Sec至1.7 GSym/Sec的串列傳輸速率、以2 GHz的頻寬以及以高的調變階數來執行高速率資料轉換。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的毫米波數據機元件，其中，所述編碼器模組為通道代碼編碼器，使用前向錯誤更正編碼方案將所述編碼的數位位元進行編碼。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的毫米波數據機元件，其中，所述多個標準化的資料流程包括數位元位元元、管理資料以及高電位時脈信號的組合，所述多個標準化的資料流程為已經根據通用公共無線介面規格或開放式基地台架構聯盟規格構造的資料通道。
  5. 一種準備在無線鏈路上傳輸的資料的方法，包括： 在輸入/輸出介面模組處根據專用介面規格接收多個標準化的資料流程；將所述多個標準化的資料流程進行編碼以形成多個編碼的數位位元；將所述多個編碼的數位位元轉換成數位記號；將所述數位記號轉化為數位樣本；以及執行數位元樣本的高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在鏈路上無線傳輸的類比信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，能夠以每秒高達九十億位元、以125 MSym/Sec至1.7 GSym/Sec範圍內的串列傳輸速率、以2 GHz的頻寬以及以高的調變階數來執行高速率轉換。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，使用前向錯誤更正編碼方案將所述編碼的數位位元進行編碼。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，所述多個標準化的資料流程包括數位元位元元、管理資料以及高電位時脈信號的組合，所述多個標準化的資料流程為已經根據通用公共無線介面規格或開放式基地台架構聯盟規格構造的資料通道。
  9. 一種無線通訊促進系統，包括：計算模組，被配置為對管理資料進行操作；數據機元件，被配置為執行多個標準化數位元樣本的高速率轉換，以形成適合於根據專用介面規格在無線鏈路上無線傳輸的至少一個模擬序列，以及根據專用介面規格，對在所述無線鏈路上接收的類比信號進行高速率轉換，以形成多個標準化的恢復的數位樣本；以及 數位元/射頻功能模組，被配置為組合至少一個數位序列，將所述至少一個數字序列轉換成至少一個類比序列，並且使所述至少一個模擬序列升頻轉換以形成適合於根據移動標準在無線鏈路上傳輸的類比信號，以及使在所述無線鏈路上接收的所述類比信號降頻轉換，以形成至少一個類比序列，並根據專用介面規格，將所述至少一個類比序列轉換成至少一個數位序列或者將所述至少一個類比序列分成至少一個數字序列。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的無線通訊促進系統，進一步包括：串列/串並轉換器模組，被配置為在不同的方向上在串列資料和平行介面之間轉換數位資料信號；以及標準化的訊框器模組，被配置為接收多個數位元資料流程並且根據高電位的時脈信號使用管理資料構造所述多個數位元資料流程，以根據通用公共無線介面規格或開放式基地台架構聯盟規格形成多個標準化的數位位元。
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