TWI661740B - 多基站協調系統和方法 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供了一種多基站協調系統和方法。多基站協調系統包括多個射頻節點,一基頻處理節點。每一射頻節點包括一基頻電路、一射頻電路以及多個傳輸端口。射頻電路電性連接基頻電路,和一或多根天線。每一上述多個射頻節點之多個傳輸端口配置在基頻電路,用以傳送資料給上述多個射頻節點中的其他射頻節點,以及接收上述其他射頻節點提供之資料。基頻處理節點集中化進行各基站第二層和第三層之運算。
Description
本揭露說明書主要係有關於一多基站協調系統和方法。
超高密度網路(Ultra Dense Network,UDN),係利用密集佈建基站的方式,以增強系統容量和覆蓋範圍。然而,密集佈建之基站間會彼此互相干擾,因而降低系統效能。因此,超高密度網路可結合多基站協調(Multi-Cell Coordination,MCC),以聯合傳輸(Joint transmission)方式解決基站間干擾之問題。
雲端無線存取網路(Cloud Radio Access Network,C-RAN)是基於雲端技術之一種基站架構。在C-RAN之架構中,一種最集中基頻運算的作法會將基站分成遠端射頻頭端(Remote Radio Head,RRH)和基頻處理單元(Baseband Process Unit,BBU),並將多個基頻處理單元集中形成一基頻處理單元池(BBU Pool);其中RRH與BBU之間的介面稱為前傳(Fronthaul),其需要極高的頻寬才能支持所需的資料傳輸率。由於傳輸資料需於基站中進行基頻處理,但資料量會隨著越近RRH而變得更大量。因此,基頻處理單元功能分割
(functional split)方式被提出,即藉由改變C-RAN中的基頻運算集中程度以降低BBU與RRH之間頻寬需求。例如,將BBU中的PHY移至RRH中,使得BBU與RRH間的介面成為MAC-PHY介面。目前業界於C-RAN之功能分割大多採用MAC-PHY分割(Split)之方式,此時減少PHY功能的BBU稱為基頻處理節點(Baseband Processing Node,BPN),增加PHY功能的RRH稱為射頻節點(Radio Frequency(RF)Node,RFN)。
C-RAN在MAC-PHY分割架構下進行聯合傳輸(或多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)傳輸)時,每個RFN需要處理所有使用者之資料。然而,由於在MAC-PHY分割架構下之每個RFN的運算能力有限,且可支援之使用者數量亦有限。因此,如何降低多基站協調系統內的RFN在進行多用戶多輸入多輸出傳輸時之所需運算量,將是值得討論之課題。
有鑑於上述先前技術之問題,本揭露提供了一種多基站協調系統和方法,以協調多基站進行聯合傳輸。
根據本揭露之一實施例提供了一種多基站協調系統。上述多基站協調系統包括一基頻處理節點(BPN),及多個射頻節點(RFN)。上述BPN集中化進行各基站第二層和第三層(L2/L3)之運算。每一RFN包括一基頻電路、一射頻電路以及多個傳輸端口。射頻電路電性連接基頻電路,和一或多根天線。每一上述多個RFN之多個傳輸端口配置在基頻電路,
用以傳送資料至上述多個RFN中的其他RFN,以及接收其他RFN提供之資料。
根據本揭露之一實施例提供了一種多基站協調方法。該方法包括:分配多個使用者之資料至多個射頻節點(RFN);藉由每一上述多個RFN處理上述被分配的資料,以產生每一上述多個RFN對應的一第一資料以及一第三資料;以及藉由每一上述多個RFN之多個傳輸端口,提供上述第一資料給上述多個RFN中的其他RFN,並接收上述其他RFN所提供之一第二資料。
關於本揭露其他附加的特徵與優點,此領域之熟習技術人士,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可根據本案實施例中所揭露之多基站協調系統和方法,做些許的更動與潤飾而得到。
100、200、400、500、600、700、800、900‧‧‧多基站協調系統
110、210、410、510、610、710、810、910‧‧‧基頻處理節點
111、211、411、511、611、711、811、911‧‧‧協調伺服器
120-2~120-4、220-1~220-4、420-1~420-4、520-1~520-4、620-1~620-4、720-1~720-4、820-1~820-4、920-1~920-4‧‧‧射頻節點
121-1~121-4、221-1~221-4、421-1~421-4、521-1~521-4、
621-1~621-4、721-1~721-4、821-1~821-4、921-1~921-4‧‧‧基頻電路
122-1~122-4、222-1~222-4、422-1~422-4、522-1~522-4、622-1~622-4、722-1~722-4、822-1~822-4、922-1~922-4‧‧‧射頻電路
231-1~231-4、431-1~431-4、531-1~531-4、631-1~631-4、731-1~731-4、831-1~831-4、931-1~931-4‧‧‧通道編碼電路
241-1~241-4、441-1~441-4、541-1~541-4、641-1~641-4、741-1~741-4、841-1~841-4、941-1~941-4‧‧‧預編碼器
251-1~251-4、451-1~451-4、551-1~551-4、651-1~651-4、751-1~751-4、851-1~851-4、951-1~951-4‧‧‧合併電路
261-1~261-4、461-1~461-4、561-1~561-4、661-1~661-4、761-1~761-4、861-1~851-4、961-1~961-4‧‧‧OFDM符號建構器
271-1~271-4、471-1~471-4、571-1~571-4、671-1~671-4、771-1~771-4、871-1~871-4、971-1~971-4‧‧‧反向快速傅立葉轉換電路
280、580、680、780、880、980‧‧‧交換器
A1~A8‧‧‧天線
Co1~Co4‧‧‧OFDM符號建構器之輸出端
D1、D1-1、D1-2‧‧‧使用者1之資料
D2、D2-1、D2-2‧‧‧使用者2之資料
D3‧‧‧使用者3之資料
D4‧‧‧使用者4之資料
D5‧‧‧使用者5之資料
D6‧‧‧使用者6之資料
D7‧‧‧使用者7之資料
D8‧‧‧使用者8之資料
U1~U8、U1-1、U1-2、U2-1、U2-2、U12、U34、U56、U78‧‧‧通道編碼過的資料
MPo1~MPo4‧‧‧第一傳輸端口
MPi1~MPi4‧‧‧第二傳輸端口
Po1~Po4‧‧‧預編碼器之輸出端
To1~To4‧‧‧反向快速傅立葉轉換電路之輸出端
W1~W8‧‧‧預編碼資料
W’1~W’8‧‧‧OFDM符號
w1~w8‧‧‧時域基頻信號
第1圖係顯示根據本揭露之一實施例所述之多基站協調系統100之方塊圖。
第2圖係顯示根據本揭露之一實施例所述之多基站協調系統200之示意圖。
第3圖係顯示根據本揭露之一實施例所述之對應預編碼資料W1~W8之運算與資料交換過程。
第4圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統400之示意圖。
第5A圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統500之示意圖。
第5B圖係示意根據本揭露之一實施例所述之對應時域基頻信號w1~w8之運算與資料交換過程。
第6圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統600之示意圖。
第7圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統700之示意圖。
第8A圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統800之示意圖。
第8B圖係示意根據本揭露之另一實施例所述之對應預編碼資料W1~W8之運算與資料交換過程。
第9圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統900之示意圖。
第10圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之對應預編碼資料W1~W8之運算與資料交換過程。
第11圖係根據本揭露之一實施例所述之多基站協調方法之流程圖1100。
本章節所敘述的是實施本揭露之示範性實施例,目的在於說明本揭露之精神而非用以限定本揭露之保護範圍,本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
第1圖係顯示根據本揭露之一實施例所述之多基
站協調系統100之方塊圖。多基站協調系統100可應用在雲端無線存取網路(cloud radio access network,C-RAN)架構,例如:一於MAC-PHY做功能分割之雲端無線存取網路(C-RAN)架構(mid-haul架構),但本揭露不以此為限。如第1圖所示,多基站協調系統100中可包括了一基頻處理節點(Baseband Processing Node,BPN)110(基站第二層和第三層(L2/L3)之運算中心)、一協調伺服器111,以及射頻節點(Radio Frequency Node,RFN)120-1~120-4。每一RFN 120-1~120-4可分別包括基頻電路121-1~121-4以及射頻電路122-1~122-4。需注意的是,在第1圖中之方塊圖,僅係為了方便說明本揭露之實施例,但本揭露並不以此為限。多基站協調系統100亦可包括其他元件。此外,第1圖中顯示了4個RFN,但本揭露不以此為限。在一些實施例中,多基站協調系統100亦可包含不同數量之RFN。此外,根據本揭露之一實施例,RFN亦可以是小型基地台(small cell),但本揭露不以此為限。
根據本揭露之一實施例,每一RFN 120-1~120-4係操作在一分時多工(Time-Division Duplexing,TDD)之模式,但本揭露不以此為限。
根據本揭露之一實施例,每一基頻電路121-1~121-4功能為一實體層(第一層,layer 1,L1)電路,且每一射頻電路122-1~122-4可與一或多根天線電性連接。根據本揭露之實施例,每一RFN 120-1~120-4更包括多個傳輸端口。根據本揭露之實施例,傳輸端口可包括第一傳輸端口以及第二傳輸端口。底下所揭露之一些實施例將會有更詳細之
說明。
根據本揭露之一實施例,協調伺服器111會通知BPN110將使用者之資料分別配置給RFN 120-1~120-4。根據本揭露之一實施例,協調伺服器111可獨立配置於BPN 110之外(如第1圖所示)。根據本揭露之另一實施例,協調伺服器111可包括於BPN 110中。根據本揭露之一實施例,協調伺服器111可分別分配多個使用者之資料至每一RFN電路120-1~120-4(例如第2圖所示之協調伺服器211)。根據本揭露之一另實施例,協調伺服器111可分配一使用者之資料至RFN 120-1~120-4之多者(如第8圖所示之協調伺服器811)。根據本揭露之一另實施例,協調伺服器111可分配多個使用者之資料至RFN 120-1~120-4之一者(例如第9圖所示之協調伺服器911)。
根據本揭露之一實施例,多基站協調系統100更可包括一交換器(switch)(例如第2圖、第6圖所示)。每一RFN 120-1~120-4可從其第一傳輸端口經交換器傳送其他RFN所需之資料,且每一RFN 120-1~120-4可由第二傳輸端口接收經交換器所傳送的其他RFN所提供之資料。舉例來說,RFN 120-1可從其第一傳輸端口經由交換器傳送其他RFN 120-2~120-4所需之資料,且RFN 120-1可經由第二傳輸端口接收經由交換器所傳送的其他RFN 120-2~120-4所提供之資料。此外,根據本揭露之一實施例,交換器可配置在雲端無線存取網路架構之一RFN端(例如:配置在RFN中)或雲端無線存取網路架構之一BPN端(例如:配置在BPN中)。根據本
揭露之另一實施例,交換器亦可獨立配置在RFN和BPN之外。根據本揭露之一實施例,本揭露所述之交換器可係一高速交換器,例如:一10Gb乙太網路(10-Gigabit Ethernet,10GbE)交換器。
第2圖係顯示根據本揭露之一實施例所述之多基站協調系統200之示意圖。如第2圖所示,多基站協調系統200包括一BPN(基站第二層和第三層)210、一協調伺服器211、RFN 220-1~220-4以及一交換器280。RFN 220-1~220-4之基頻電路221-1~221-4皆包括通道編碼電路231-1~231-4、預編碼器(beamformer/precoder)241-1~241-4、合併電路(combiner)251-1~251-4、正交頻分多工(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)符號建構器(OFDM symbol constructor)261-1~261-4以及反向快速傅立葉轉換(Inverse Fast Fourier transform,IFFT)電路271-1~271-4。此外,在此實施例中,基頻電路221-1~221-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在預編碼器241-1~241-4跟合併電路251-1~251-4之間。此實施例中,每一RFN220-1~220-4內之射頻電路222-1~222-4會電性連接兩根天線(即A1~A8),例如:在第2、4、5A、6或8A圖之架構,但本揭露不以此為限。在本揭露另一些實施例,天線亦可配置(整合)在RFN之內,例如第9圖之架構。在本揭露另一些實施例,射頻電路亦可電性連接不同數量之天線。此外,在此實施例中,交換器280係獨立配置在BPN 210和RFN 220-1~220-4之外,但本揭露不以此為限。在本揭露另一
些實施例,交換器280亦可配置在BPN 210內或RFN 220-1~220-4之一者內。
於第2圖實施例中,協調伺服器211會通知BPN 210將使用者1~4之資料D1~D4分別配置給RFN 220-1~220-4。使用者1~4之資料D1~D4依配置分別經過通道編碼電路231-1~231-4處理後,產生對應的通道編碼過的資料U1~U4。通道編碼過的資料U1~U4分別經過預編碼器241-1~241-4處理後,預編碼器241-1~241-4會產生第一預編碼資料(即第一資料)透過第一傳輸端口MPo1~MPo4經由交換器280提供給其他RFN。預編碼器241-1~241-4並會產生第三預編碼資料(即第三資料),並透過其輸出端Po1~Po4,提供予下一級的合併電路251-1~251-4。舉例來說,當預編碼器241-1接收通道編碼過的資料U1並預編碼後,預編碼器241-1從其輸出端Po1輸出第三預編碼資料給合併電路251-1,以及藉由第一傳輸端口(亦為RFN 220-1由預編碼器241-1輸出)MPo1輸出第一預編碼資料至交換器280,並經過交換器280傳輸至其他RFN220-2~220-4,以作為RFN220-2~220-4對應之第二傳輸端口MPi2~MPi4所接收之第二預編碼資料。
合併電路251-1~251-4會分別接收預編碼器241-1~241-4之輸出端Po1~Po4輸出之第三預編碼資料,以及經由第二傳輸端口MPi1~MPi4接收交換器280所傳送的其他RFN所提供之第二預編碼資料(即第二資料)。舉例來說,合併電路251-1會接收預編碼器241-1之輸出端Po1輸出之第三資料,以及經由第二傳輸端口MPi1接收RFN 220-2~220-4所提
供之第二資料。
每一合併電路251-1~251-4會在頻域各自合併預編碼器241-1~241-4之輸出端Po1~Po4輸出之第三預編碼資料,以及經由第二傳輸端口MPi1~MPi4所接收之其他RFN所提供之第二預編碼資料,以產生包含使用者1~4之每一合併之預編碼資料W1~W8(頻域信號)。合併電路251-1~251-4輸出之合併之預編碼資料W1~W8會再經過OFDM符號建構器261-1~261-4之處理,以形成OFDM符號W’1~W’8(頻域信號),方便後級IFFT處理,但除了格式差別,內容皆為是通道編碼過的資料U1~U4經過預編碼後之合併。OFDM符號W’1~W’8會再分別經由IFFT電路271-1~271-4以及射頻電路222-1~222-4之處理,產生射頻信號供射頻電路222-1~222-4之天線A1~A8發射。舉例來說,合併電路251-1會合併預編碼器241-1之輸出端Po1輸出之第三預編碼資料,以及經由第二傳輸端口MPi1所接收之其他RFN 220-2~220-4所提供之第二預編碼資料。經由合併電路251-1合併之資料會再經過OFDM符號建構器261-1,以產生OFDM符號W’1和W’2。OFDM符號W’1和W’2再分別經IFFT電路271-1及射頻電路222-1之處理,產生射頻信號供射頻電路222-1之天線A1和A2發射。
第3圖係示意根據本揭露之一實施例所述之對應預編碼資料W1~W8之運算與資料交換過程。若以第2圖為例,通道編碼過的資料U1~U4分別依據配置輸入預編碼器241-1~241-4後,會和預編碼矩陣P進行內積之運算,以產生
預編碼資料W1~W8,其中預編碼矩陣P之P 11(t)、P 12(t)…P MN(t)為預編碼參數,M對應輸入資料W之數目(例如:W1~W8),N對應通道編碼過的資料U(例如:U1~U4)之數目。在本揭露之實施例,每一RFN 220-1~220-4僅需處理自己被分配對應的使用者相關資料。其餘對應其他使用者資料所需之處理,可由其他RFN處理並經由第二傳輸端口MPi1~MPi4來取得。以第2圖實施例舉例來說,RFN 220-1僅需處理所分配的使用者1資料以產生P m1.U1,m=1,2,...,8。第三預編碼資料P 11.U1和P 21.U1僅係預編碼資料W1和W2(經後續基頻電路處理及RF電路升頻後由天線1~2發射至空中)之部分,其會經由預編碼器241-1之輸出端Po1輸出至合併電路251-1。其餘和通道編碼過的資料U1相關之第一預編碼資料P m1U1,m=3,4,...,8,則會經由第一傳輸端口MPo1經交換器280傳送至其他RFN 220-2~220-4。第二預編碼資料P 12.U2+P 13.U3+P 14.U4,係產生預編碼資料W1和W2所需之其他部分,則由其他RFN 220-2~220-4運算產生並經交換器280由第二傳輸端口MPi1傳送至合併電路251-1,以降低RFN 220-1之運量算。
第4圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統400之示意圖。如第4圖所示,多基站協調系統400包括一BPN 410,一協調伺服器411以及RFN 420-1~420-4。RFN420-1~420-4之基頻電路421-1~421-4分別包括了通道編碼電路431-1~431-4、預編碼器441-1~441-4、合併電路451-1~451-4、OFDM符號建構器461-1~461-4以及IFFT電路471-1~471-4。此實施例中,每一RFN 420-1~220-4
之射頻電路422-1~422-4會電性連接兩根天線(即A1~A8)。
此外,如第4圖所示,在此實施例中,基頻電路421-1~421-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在OFDM符號建構器461-1~461-4跟合併電路451-1~451-4之間。因此,在此實施例中,通道編碼過的資料U1~U4依配置分別經過預編碼器441-1~441-4和OFDM符號建構器461-1~461-4處理後,OFDM符號建構器461-1~461-4會產生第三OFDM符號資料(即第三資料),以及產生要從第一傳輸端口MPo1~MPo4提供給其他RFN之第一OFDM符號資料(即第一資料)。舉例來說,當資料U1經過預編碼器441-1和OFDM符號建構器461-1處理後,OFDM符號建構器461-1從其輸出端Co1輸出RFN 420-1本身所要從OFDM符號建構器461-1輸出之第三OFDM符號資料給合併電路451-1,以及藉由第一傳輸端口MPo1輸出要提供給RFN 420-2~420-4之第一OFDM符號資料。合併電路451-1會合併從OFDM符號建構器461-1輸出端Co1輸出之第三OFDM符號資料,以及經由第二傳輸端口MPi1所接收其他RFN 420-2~420-4所提供之第二OFDM符號資料(即第二資料),以產生合併之OFDM符號資料W’1和W’2。特別說明的是,在此實施例中,合併電路451-1~451-4所合併之OFDM符號資料是已經過OFDM符號建構器461-1~461-4處理後所產生之OFDM符號,由與使用者相關之資料(W1...W8)、同步信號(未顯示)、及參考信號(未顯示)組成。
此外,如第4圖所示,在此實施例中,多基站協
調系統400並無配置交換器。也就是說在本案一些實施例中,個別RFN 420-1~420-4可直接從自身第一傳輸端口MPo1~MPo4傳送資料給所連結的其他RFN,亦可經由第二傳輸端口MPi1~MPi4直接連結其他RFN以接收由其他RFN所提供之資料。
第5A圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統500示意圖。如第5A圖所示,多基站協調系統500包括一BPN 510、一協調伺服器511、RFN 520-1~520-4以及一交換器580。RFN 520-1~520-4之基頻電路521-1~521-4分別包括了通道編碼電路531-1~531-4、預編碼器541-1~541-4、合併電路551-1~551-4、OFDM符號建構器561-1~561-4以及IFFT電路571-1~571-4。此實施例中,每一RFN 520-1~520-4之射頻電路522-1~522-4會電性連接兩根天線(即A1~A8)。此外,在此實施例中,交換器580係獨立配置在BPN 510和RFN 520-1~520-4之外。
此外,如第5A圖所示,在此實施例中,基頻電路521-1~521-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在IFFT電路571-1~571-4跟合併電路551-1~551-4之間,而合併電路551-1~551-4係配置在IFFT電路571-1~571-4之後。在此實施例中,通道編碼過的資料U1~U4依配置分別經過預編碼器541-1~541-4和OFDM符號建構器561-1~561-4處理後傳送至IFFT電路571-1~571-4。而合併電路551-1~551-4會分別接收IFFT電路571-1~571-4之輸出端To1~To4輸出之第三IFFT資
料(即第三資料),以及經由第二傳輸端口MPi1~MPi4接收交換器580所傳送之其他RFN所提供之第二IFFT資料(即第二資料)。舉例來說,IFFT電路571-1由第一傳輸端口MPo1輸出要提供給其他RFN 520-2~520-4之第一IFFT資料(即第一資料)並經交換器580傳送至其他RFN 520-2~520-4。合併電路551-1會接收IFFT電路571-1之輸出端To1輸出之第三IFFT資料,以及經由第二傳輸端口MPi1接收其他RFN 520-2~520-4所提供之第二IFFT資料。
此外,在此實施例中,合併電路551-1~551-4會合併IFFT電路571-1~571-4之輸出端To1~To4輸出之第三IFFT資料,以及經由第二傳輸端口MPi1~MPi4所接收之其他RFN所提供之第二IFFT資料,以產生時域基頻信號w1~w8,後續再分別經由射頻電路522-1~522-4之處理,由522-1~522-4之天線A1~A8發射至空中。舉例來說,合併電路551-1會(在時域)合併IFFT電路571-1之輸出端To1輸出之第三IFFT資料,以及經由第二傳輸端口MPi1所接收之RFN 520-2~520-4所提供之第二IFFT資料,以產生時域基頻信號w1和w2,後續再經由射頻電路522-1之處理,由射頻電路522-1之天線A1和A2發射至空中。
第5B圖係示意根據本揭露之一實施例所述之對應時域基頻信號w1~w8之運算與資料交換過程。若以第5A圖為例,通道編碼過的資料U1~U4分別經過預編碼器541-1~541-4、OFDM符號建構器561-1~561-4和IFFT電路571-1~571-4處理後,會和預編碼矩陣p進行內積之運算,以
產生時域基頻信號w1~w8,其中預編碼矩陣p之p 11(t)、p 12(t)…p MN(t)為預編碼參數,M對應時域基頻信號w之數目(例如:w1~w8),N對應通道編碼過的資料U經過IFFT處理後之資料u(例如:u1~u4)之數目。在本揭露之實施例,每一RFN 520-1~520-4僅需處理自己被分配對應的使用者相關資料。其餘對應其他使用者資料所需之處理,可由其他RFN處理並經由第二傳輸端口MPi1~MPi4來取得。以第5A圖實施例舉例來說,RFN 520-1僅需處理所分配的使用者1資料以產生p m1.u1,m=1,2,..,8。第三IFFT資料p 11.u1和p 21.u1僅係時域基頻信號w1和w2(經後續基頻電路處理及RF電路升頻後由天線1~2發射至空中)之部分,其會經由IFFT電路571-1之輸出端To1輸出至合併電路551-1。其餘和通道編碼過的資料U1相關之第一IFFT資料p m1u1,m=3,4,..,8,則會經由第一傳輸端口MPo1經交換器580傳送至其他RFN 520-2~520-4。第二IFFT資料p 12.u2+p 13.u3+p 14.u4,係產生時域基頻信號w1和w2所需之其他部分,則由其他RFN 520-2~520-4運算產生並經交換器580由第二傳輸端口MPi1傳送至合併電路551-1,以降低RFN 520-1之運算量。
由前述的幾個多基站協調系統實施範例得知,各RFN的基頻電路中所配置的多個傳輸端口,可配置在預編碼器之輸出端、OFDM符號建構器之輸出端,或IFFT電路之輸出端的其中之一者。每一RFN的多個傳輸端口包括一第一傳輸端口以及一第二傳輸端口,其中第一傳輸端口傳送第二資料至多基站協調系統中除了自己以外的其他RFN,而第二傳
輸端口接收上述其他RFN所提供之第三資料。
第6圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統600之示意圖。如第6圖所示,多基站協調系統600包括一BPN 610、一協調伺服器611、RFN 620-1~620-4以及一交換器680。RFN 620-1~620-4之基頻電路621-1~621-4分別包括了通道編碼電路631-1~631-4、預編碼器641-1~641-4、合併電路651-1~651-4、OFDM符號建構器661-1~661-4以及IFFT電路671-1~671-4。此外,在此實施例中,基頻電路621-1~621-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在預編碼器641-1~641-4跟合併電路651-1~651-4之間。此實施例中,每一RFN 620-1~620-4之射頻電路622-1~622-4會電性連接兩根天線(即A1~A8)。此外,在此實施例中,交換器680係配置在BPN 610(C-RAN之雲端)中,但本揭露不以此為限。此外,在此實施例中,通道編碼電路631-1~631-4、預編碼器641-1~641-4、合併電路651-1~651-4、OFDM符號建構器661-1~661-4以及IFFT電路671-1~671-4之操作類似通道編碼電路231-1~231-4、預編碼器241-1~241-4、合併電路251-1~251-4、OFDM符號建構器261-1~261-4以及IFFT電路271-1~271-4,此處不再贅述。
第7圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統700之示意圖。如第7圖所示,多基站協調系統700包括一BPN 710、一協調伺服器711、RFN 720-1~720-4以及一交換器780。RFN 720-1~720-4之基頻電路721-1~721-4
分別包括了通道編碼電路731-1~731-4、預編碼器741-1~741-4、合併電路751-1~751-4、OFDM符號建構器761-1~761-4以及IFFT電路771-1~771-4。此外,在此實施例中,基頻電路721-1~721-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在IFFT電路771-1~771-4跟合併電路751-1~751-4之間。此實施例中,每一RFN 720-1~720-4之射頻電路722-1~722-4會電性連接兩根天線(即A1~A8)。此外,在此實施例中,交換器780係獨立配置在BPN710和RFN720-1~720-4之外。
如第7圖所示,在此實施例中,RFN 720-1~720-4係整合在一電路板(或一裝置)790中,其中天線A1~A8可整合於電路板790中或置於遠端經由電性連線至電路板790。此外,在此實施例中,通道編碼電路731-1~731-4、預編碼器741-1~741-4、合併電路751-1~751-4、OFDM符號建構器761-1~761-4以及IFFT電路771-1~771-4之操作類似通道編碼電路531-1~531-4、預編碼器541-1~541-4、合併電路551-1~551-4、OFDM符號建構器561-1~561-4以及IFFT電路571-1~571-4,此處不再贅述。
第8A圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多基站協調系統800之示意圖。如第8A圖所示,多基站協調系統800包括一BPN 810、一協調伺服器811、RFN 820-1~820-4以及一交換器880。RFN 820-1~820-4之基頻電路821-1~821-4分別包括了通道編碼電路831-1~831-4、預編碼器841-1~841-4、合併電路851-1~851-4、OFDM符號建構
器861-1~861-4以及IFFT電路871-1~871-4。此外,在此實施例中,基頻電路821-1~821-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在預編碼器841-1~841-4跟合併電路851-1~851-4之間。此實施例中,每一RFN 820-1~820-4之射頻電路822-1~822-4會電性連接兩根天線(即A1~A8)。此外,在此實施例中,交換器880係獨立配置在BPN810和RFN820-1~820-4之外。此外,在此實施例中,通道編碼電路831-1~831-4、預編碼器841-1~841-4、合併電路851-1~851-4、OFDM符號建構器861-1~861-4以及IFFT電路871-1~871-4之操作類似通道編碼電路231-1~231-4、預編碼器241-1~241-4、合併電路251-1~251-4、OFDM符號建構器261-1~261-4以及IFFT電路271-1~271-4,此處不再贅述。
此外,根據本揭露一實施例,第8A圖之多個傳輸端口,亦可配置在OFDM符號建構器861-1~861-4之輸出端,或IFFT電路871-1~871-4之輸出端。
如第8A圖所示,協調伺服器810會將使用者1之資料D1-1和D1-2分別配置給RFN 820-1~820-2,以及將使用者2之資料D2-1和D2-2分別配置給RFN 820-3~820-4。使用者1之資料D1-1和D1-2和使用者2之資料D2-1和D2-2分別經過通道編碼電路831-1~831-4處理後,會產生通道編碼過的資料U1-1、U1-2、U2-1以及U2-2。因此,根據此實施例,當一使用者所要傳送之資料量比較大時,協調伺服器可配置多個RFN來傳送該使用者之資料。
第8B圖係示意根據本揭露之另一實施例所述之對應預編碼資料W1~W8之運算與資料交換過程。若以第8A圖為例,通道編碼過的資料U1-1、U1-2、U2-1以及U2-2分別依據配置輸入預編碼器841-1~841-4後,會和預編碼矩陣P進行內積之運算,以產生預編碼資料W1~W8,其中預編碼矩陣P之P 11(t)、P 12(t)…P MN(t)為預編碼參數,M對應預編碼資料W之數目(例如:W1~W8),N對應通道編碼過的資料U(例如:U1-1、U1-2、U2-1以及U2-2)之數目。在本揭露之實施例,每一RFN 820-1~820-4僅需處理自己被分配對應的使用者相關資料。其餘對應其他使用者資料所需之處理,可由其他RFN處理並經由第二傳輸端口MPi1~MPi4來取得。以第8A圖實施例舉例來說,RFN 820-1僅需處理所分配的對應使用者1之通道編碼過的資料U1-1,以產生P m1.U1-1,m=1,2,..,8。第三預編碼資料P 11.U1-1和P 21.U1-1僅係預編碼資料W1和W2(經後續基頻電路處理及RF電路升頻後由天線1~2發射至空中)之部分,其會經由預編碼器841-1之輸出端Po1輸出至合併電路851-1。其餘和通道編碼過的資料U1-1相關之第一預編碼資料P m1U1-1,m=3,4,..,8,則會經由第一傳輸端口MPo1經交換器880傳送至其他RFN 820-2~820-4。第二預編碼資料P 12.U1-2+P 13.U2-1+P 14.U2-2,係產生預編碼資料W1和W2所需之其他部分,則由其他RFN 820-2~820-4運算產生並經交換器880由第二傳輸端口MPi1傳送至合併電路851-1,以降低RFN 820-1之運量算。
第9圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之多
基站協調系統900之示意圖。如第9圖所示,多基站協調系統900包括一BPN 910、一協調伺服器911、RFN 920-1~920-4以及一交換器980。RFN 920-1~920-4之基頻電路921-1~921-4分別包括了通道編碼電路931-1~931-4、預編碼器941-1~941-4、合併電路951-1~951-4、OFDM符號建構器961-1~961-4以及IFFT電路971-1~971-4。此外,在此實施例中,基頻電路921-1~921-4之多個傳輸端口(第一傳輸端口MPo1~MPo4以及第二傳輸端口MPi1~MPi4)分別配置在預編碼器941-1~941-4跟合併電路951-1~951-4之間。此實施例中,每一RFN 920-1~920-4之射頻電路922-1~922-4會電性連接兩根天線(即A1~A8),但本揭露不以此為限。此外,在此實施例中,交換器980係獨立配置在BPN910和RFN920-1~920-4之外。此外,在此實施例中,通道編碼電路931-1~931-4、預編碼器941-1~941-4、合併電路951-1~951-4、OFDM符號建構器961-1~961-4以及IFFT電路971-1~971-4之操作類似通道編碼電路231-1~231-4、預編碼器241-1~241-4、合併電路251-1~251-4、OFDM符號建構器261-1~261-4以及IFFT電路271-1~271-4,此處不再贅述。
此外,根據本揭露一實施例,第9圖之多個傳輸端口,亦可配置在OFDM符號建構器961-1~961-4之輸出端,或IFFT電路971-1~971-4之輸出端。
舉例來說,如第9圖所示,當有8個使用者之資料需要傳輸時,協調伺服器910會將使用者1和使用者2之資料D1和D2配置給RFN 920-1;將使用者3和使用者4之資
料D3和D4配置給RFN 920-2;將使用者5和使用者6之資料D5和D6配置給RFN 920-3;以及將使用者7和使用者8之資料D7和D8配置給RFN 920-4。使用者1和使用者2之資料D1和D2經過通道編碼電路931-1處理後,會產生通道編碼過的資料U12(包括資料U1和U2);使用者3和使用者4之資料D3和D4經過通道編碼電路931-2處理後,會產生通道編碼過的資料U34(包括資料U3和U4);使用者5和使用者6之資料D5和D6經過通道編碼電路931-3處理後,會產生通道編碼過的資料U56(包括資料U5和U6);以及使用者7和使用者8之資料D7和D8經過通道編碼電路931-4處理後,會產生通道編碼過的資料U78(包括資料U7和U8)。因此,根據此實施例,當使用者之數量大於RFN之數量時,協調伺服器可將多個使用者之資料配置給一RFN來傳送該等使用者之資料。第10圖係顯示根據本揭露之另一實施例所述之對應預編碼資料W1~W8之運算與資料交換過程。若以第9圖為例,通道編碼過的資料U1~U8分別輸入預編碼器941-1~941-4後,會和預編碼矩陣P進行內積之運算,以產生對應射頻電路922-1~922-4之預編碼資料W1~W8,其中預編碼矩陣P之P 11(t)、P 12(t)…P MN(t)為預編碼參數,M對應預編碼資料W之數目(例如:W1~W8,M=8),N對應通道編碼過的資料U(例如:U1~U8,N=8)之數目。在本揭露之實施例,每一RFN 920-1~920-4僅需計算自己被分配對應的使用者相關之資料部分。其餘所需之對應其他使用者之資料,可經由第二傳輸端口MPi1~MPi4來取得。舉例來說,RFN 920-1僅需計算和使用者1和2相關
之通道編碼過的資料U12,以產生P m1.U1+P m2.U2,m=1,2,..,8。第三預編碼資料P 11.U1+P 12.U2和P 21.U1+P 22.U2係供產生對應預編碼資料W1和W2之部分,其會從預編碼器941-1之輸出端Po1輸出至合併電路951-1。其餘和通道編碼過的資料U12相關之第一預編碼資料P m1.U1+P m2.U2,m=3,4,..,8,則會經由第一傳輸端口MPo1經交換器980傳送至其他RFN 920-2~920-4。第二預編碼資料P 13.U3+P 14.U4+...+P 17.U7+P 18.U8和P 23.U3+P 24.U4+...+P 27.U7+P 28.U8,係產生預編碼資料W1和W2所需之其他部分,則由其他RFN 920-2~920-4運算產生並經交換器980由第二傳輸端口MPi1傳送至合併電路951-1,以降低RFN 920-1之運量算。
根據本揭露之一實施例,本揭露所述之每一通道編碼電路中可包括編碼器(encoder)、攪頻器(scrambler)、QAM映射電路(QAM mapper)、層映射電路(layer mapper)、MIMO編碼器(MIMO encoder),但本揭露不以此為限。
第11圖係根據本揭露之一實施例所述之多基站協調方法之流程圖1100。此多基站協調方法可適用本揭露之多基站協調系統。在步驟S1110,藉由一協調伺服器分配多個使用者之資料至多個RFN。在步驟S1120,藉由每一RFN處理上述被分配的資料,以產生每一RFN對應的第一資料以及第三資料。在步驟S1130,藉由每一RFN之多個傳輸端口,傳送其他RFN所需之第一資料,以及接收其他RFN所提供之第二資料。根據本揭露一些實施例,多個傳輸端口包括一第一傳輸端口以及一第二傳輸端口。
根據本揭露一實施例,在步驟S1130包括,藉由每一RFN從其第一傳輸端口傳送其他RFN所需之第一資料至一交換器,以及經由其第二傳輸端口接收從上述交換器所傳送的其他RFN所提供之第二資料。
根據本揭露另一實施例,在步驟S1130包括,藉由每一RFN直接經由其第一傳輸端口傳送多個RFN中的其他RFN所需之第一資料至上述其他RFN,以及直接經由其第二傳輸端口直接接收上述其他RFN所提供之第二資料。
根據本揭露一些實施例,多基站協調方法包括,在頻域合併RFN之預編碼器或OFDM符號建構器輸出之第三資料和其他RFN所提供之第二資料。根據本揭露一些實施例,多基站協調方法包括,在時域合併RFN之IFFT電路輸出之第三資料和其他RFN所提供之第二資料。
根據本揭露一些實施例,多基站協調方法包括,藉由協調伺服器分別分配上述多個使用者之資料至每一上述多個RFN。根據本揭露一些實施例,多基站協調方法包括,藉由協調伺服器分配上述多個使用者一者之資料至上述多個RFN之多者。根據本揭露一些實施例,多基站協調方法包括,藉由協調伺服器分配上述多個使用者之多者之資料至上述多個RFN之一者。
根據本揭露所提出之多基站協調系統和方法,在多基站協調系統之每一RFN中配置傳輸端口。每一RFN僅需計算和自己被分配對應之使用者相關之資料部分而經由傳輸端口的多個輸出端口送出。其餘所需之對應其他使用者之資
料,可經由傳輸端口的第二傳輸端口來取得,以進行多基站聯合傳輸。也就是說,每一RFN將不用去計算所有使用者之資料。本揭露所提出之多基站協調系統和方法將可降低多基站協調系統內之每一RFN,在進行多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)傳輸時之運算量。
在本說明書中以及申請專利範圍中的序號,例如「第一」、「第二」、「第三」等等,僅係為了方便說明,彼此之間並沒有順序上的先後關係。
本揭露之說明書所揭露之方法和演算法,可直接透過通話處理裝置經配置以至少一處理器執行,直接應用在硬體以及軟體模組或兩者之結合上。一軟體模組(包括執行指令和相關數據)和其它數據可儲存在數據記憶體中,像是隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可規化唯讀記憶體(EPROM)、電子可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、暫存器、硬碟、可攜式應碟、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、DVD或在此領域習之技術中任何其它電腦可讀取之儲存媒體格式。一儲存媒體可耦接至一機器裝置,舉例來說,像是電腦/處理器(為了說明之方便,在本說明書以處理器來表示),上述處理器可透過儲存媒體來讀取資訊(像是程式碼),以及寫入資訊至儲存媒體。一儲存媒體可整合一處理器。一特殊應用積體電路(ASIC)可包括處理器和儲存媒體。一用戶設備則可包括一特殊應用積體電路。換句話說,處理器和儲存媒體以不直接連接用戶設備的方式,包括於用戶設備中。此外,在一些實施例中,任何適合電腦程序之產
品包括可讀取之儲存媒體,其中可讀取之儲存媒體包括和一或多個所揭露實施例相關之程式碼。在一些實施例中,電腦程序之產品可包括封裝材料。
以上段落使用多種層面描述。顯然的,本文的教示可以多種方式實現,而在範例中揭露之任何特定架構或功能僅為一代表性之狀況。根據本文之教示,任何熟知此技藝之人士應理解在本文揭露之各層面可獨立實作或兩種以上之層面可以合併實作。
雖然本揭露已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭露之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (23)
- 一種多基站協調系統,包括:多個射頻節點(Radio Frequency Node,RFN),其中每一上述多個RFN各包括:一基頻電路;一射頻電路,電性連接上述基頻電路,以及一或多根天線;以及多個傳輸端口,配置在上述基頻電路,用以傳送資料給上述多個RFN中的其他RFN,以及接收上述其他RFN所提供之資料;以及一基頻處理節點(Baseband Processing Node,BPN),集中化進行各基站第二層和第三層之運算。
- 如申請專利範圍第1項所述之多基站協調系統,更包括:一協調伺服器,電性連接上述基頻處理節點,以分配多個使用者之資料至上述多個RFN。
- 如申請專利範圍第1項所述之多基站協調系統,其中每一上述多個RFN係操作在一分時多工之模式。
- 如申請專利範圍第1項所述之多基站協調系統,其中上述基頻電路更包括:一預編碼器;一OFDM符號建構器;一合併電路;以及一IFFT電路,其中每一上述多個RFN的上述多個傳輸端口配置在上述預編碼器之輸出端、上述OFDM符號建構器之輸出端,或上述IFFT電路之輸出端。
- 如申請專利範圍第4項所述之多基站協調系統,其中上述多個傳輸端口包括一第一傳輸端口以及一第二傳輸端口,其中上述第一傳輸端口傳送一第一資料給上述其他RFN,而上述第二傳輸端口接收上述其他RFN所提供之一第二資料。
- 如申請專利範圍第5項所述之多基站協調系統,更包括:一交換器,其中每一上述多個RFN分別經由上述第一傳輸端口傳送上述第一資料至上述交換器,以提供給上述其他RFN,且每一上述多個RFN經由上述第二傳輸端口接收從上述交換器所傳送的上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第6項所述之多基站協調系統,其中上述交換器獨立配置在上述多個RFN和上述基頻處理節點之外,或配置在上述多個RFN之一者或上述基頻處理節點中。
- 如申請專利範圍第5項所述之多基站協調系統,其中每一上述多個RFN分別經由上述第一傳輸端口直接傳送上述第一資料至上述其他RFN,且每一上述多個RFN分別經由上述第二傳輸端口直接接收上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第5項所述之多基站協調系統,其中上述合併電路係在頻域合併上述預編碼器或上述OFDM符號建構器輸出之一第三資料和上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第5項所述之多基站協調系統,其中上述合併電路係在時域合併上述IFFT電路輸出之一第三資料和上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之多基站協調系統,其中上述多個RFN可整合在一電路板上。
- 如申請專利範圍第2項所述之多基站協調系統,其中上述協調伺服器分別分配上述多個使用者之資料至每一上述多個RFN。
- 如申請專利範圍第2項所述之多基站協調系統,其中上述協調伺服器分配上述多個使用者一者之資料至上述多個RFN之多者。
- 如申請專利範圍第2項所述之多基站協調系統,其中上述協調伺服器分配上述多個使用者之多者之資料至上述多個RFN之一者。
- 一種多基站協調方法,包括:分配多個使用者之資料至多個射頻節點(Radio Frequency Node,RFN);藉由每一上述多個RFN處理上述被分配的資料,以產生每一上述多個RFN對應的一第一資料以及一第三資料;以及藉由每一上述多個RFN之多個傳輸端口,提供上述第一資料給多個RFN中的其他RFN,以及接收上述其他RFN所提供之一第二資料。
- 如申請專利範圍第15項所述之多基站協調方法,其中上述多個傳輸端口包括一第一傳輸端口以及一第二傳輸端口,其中上述第一傳輸端口傳送上述第一資料給上述其他RFN,而上述第二傳輸端口接收上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第16項所述之多基站協調方法,更包括:藉由每一上述多個RFN經由其上述第一傳輸端口傳送上述第一資料至一交換器,以提供給上述其他RFN,以及經由其上述第二傳輸端口接收從上述交換器所傳送的上述其他RFN所提供上述上述第二資料。
- 如申請專利範圍第16項所述之多基站協調方法,更包括:藉由每一上述多個RFN經由其上述第一傳輸端口直接傳送上述上述第一資料給上述其他RFN,以及經由其上述第二傳輸端口直接接收上述其他RFN所提供之上述上述第二資料。
- 如申請專利範圍第15項所述之多基站協調方法,更包括:在頻域合併上述RFN之一預編碼器或一OFDM符號建構器輸出之上述第三資料和上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第15項所述之多基站協調方法,更包括:在時域合併上述RFN之一IFFT電路輸出之上述第三資料和上述其他RFN所提供之上述第二資料。
- 如申請專利範圍第15項所述之多基站協調方法,更包括:分別分配上述多個使用者之資料至每一上述多個RFN。
- 如申請專利範圍第15項所述之多基站協調方法,更包括:分配上述多個使用者一者之資料至上述多個RFN之多者。
- 如申請專利範圍第15項所述之多基站協調方法,更包括:分配上述多個使用者之多者之資料至上述多個RFN之一者。
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