一种降低Ir接口带宽的方法及分布式基站技术领域
本发明涉及基带拉远系统技术,特别涉及一种降低Ir接口带宽的方法及
分布式基站。
背景技术
现有的TD-LTE(时分复用LTE)系统采用BBU+RRU(室内基带处理
单元+射频拉远单元)的基带拉远的基站架构,BBU负责基带处理、主控传
输等,RRU负责数字中频、射频处理,BBU与RRU之间采用光纤传输数字
基带信号,BBU与RRU之间的接口称为Ir接口。这种基站的架构如图1所
示。
基带处理包括比特级处理和符号级处理两个部分。按照上行和下行,又
可以将基带处理分为基带发送处理和基带接收处理两个部分。下面以
TD-LTE中PDSCH(物理下行共享信道)的发送过程为例,说明现有BBU
侧的基带发送处理过程。图2现有TD-LTE中BBU侧PDSCH的基带发送过
程示意图。参见图2,该基带发送处理包括两个部分:比特级处理部分和符
号级处理部分。其中:
比特级处理部分包括:CRC添加模块、码块分割并添加CRC模块、信
道编码模块、速率匹配模块、码块级联模块和比特加扰模块。
符号级处理部分包括:调制模块、层映射模块、预编码模块、频域波束
赋形模块、用于与其他信道和信号共同完成时频映射的资源映射模块、以及
用于完成IFFT+CP功能的OFDM符号生成模块。
现有的BBU+RRU基站架构中,Ir接口将传输如图所示C点处的基带数
据。由于3GPP引入了LTE的波束赋形,天线形态主要为8通道双极化智能
天线,Ir接口需要传输8通道的基带数据,Ir接口通过I/Q两路传输基带数
据,每路数据用16bit表示,考虑到Ir接口的信令及编码开销约占20%,因
此,一个带宽为20MHz的TD-LTE扇区所需的Ir接口带宽计算如下:
Ir接口带宽=30.72MHz(采样速率)×8(天线数)×16(采样精度)×2
(I/Q两路)/80%(传输效率)/1ms=9.8304Gbps
为了使TD-LTE具有与FDD LTE(频分复用LTE)相当的性能,一个小
区需要2个20MHz带宽配置的载波,因此,这样一个2载波的TD-LTE扇
区需要近20Gbps的Ir接口带宽。
由上述可见,现有基带拉远系统中,高速的数据传输导致光接口成本、
与接口匹配的芯片成本、传输成本等大幅度增加,严重降低了设备的性价比,
因此,如何降低Ir接口带宽的问题已成为各运营商和设备制造商关注的重点
问题之一。
发明内容
本发明提供了一种降低Ir接口带宽的方法及分布式基站,应用于基带拉
远系统中,以降低Ir接口的传输成本。
本发明提供的一种降低Ir接口带宽的方法,应用于基带拉远系统,包括:
在下行发送时,室内基带处理单元BBU对下行数据进行比特级发送处
理,并通过Ir接口将进行比特级发送处理之后的下行数据发送给射频拉远单
元RRU,RRU对所接收到的下行数据进行符号级发送处理;
在上行接收时,RRU对所接收到的上行数据进行符号级接收处理,并通
过Ir接口将进行符号级接收处理之后的上行数据发送给BBU,BBU对所接
收到的上行数据进行比特级接收处理。
上述方法中,所述进行比特级发送处理具体包括:
对下行数据添加循环冗余码CRC;
对添加CRC之后的下行数据进行码块分割和添加CRC;
对码块分割和添加CRC之后的下行数据进行信道编码;
对信道编码之后的下行数据进行速率匹配;
对速率匹配之后的下行数据进行码块级联;
对码块级联之后的下行数据进行比特加扰,得到进行比特级发送处理之
后的下行数据。
上述方法中,所述进行符号级发送处理具体包括:
对进行比特级发送处理之后的下行数据进行调制;
对调制之后的下行数据进行层映射;
对层映射之后的下行数据进行预编码;
对预编码之后的下行数据进行频域波束赋形;
将频域波束赋形之后的下行数据与其他信道的信道共同进行时频资源映
射;
对时频资源映射之后的下行数据进行快速逆傅立叶变换,并添加循环前
缀,得到进行符号级发送处理之后的下行数据。
上述方法中,所述进行符号级接收处理具体包括:
对接收到的上行数据进行去循环前缀,之后进行快速傅立叶变换,得到
上行频域数据;
对上行频域数据进行解子载波映射,得到各个上行信道和上行信号;其
中,上行信道包括:物理上行控制信道和物理上行共享信道,上行信号包括:
侦听参考信号和上行解调参考信号;
根据解子载波映射后的上行信号进行信道估计;其中,使用侦听参考信
号的信道估计的结果计算下行波束赋形的加权矩阵,使用上行解调参考信号
的信道估计的结果对上行信道进行均衡;
对均衡后的物理上行控制信道进行解扩、解调,对均衡后的物理上行共
享信道进行解调,得到符号级接收处理之后的上行数据,所述上行数据包括:
上行控制信道的数据和上行共享信道的数据。
上述方法中,所述进行比特级接收处理具体包括:
对进行符号级接收处理之后的上行控制信道进行信道译码,得到比特级
接收处理之后的第一上行控制数据;对进行符号级接收处理之后的上行共享
信道进行解扰;
对解扰后的上行共享信道进行解信道交织,得到应答标识ACK、秩指示
RI和解信道交织后的上行数据;
对ACK、RI进行译码,得到比特级接收处理之后的第二上行控制数据;
对解信道交织后的上行数据进行解复用,得到信道质量指示CQI和解复用后
的上行数据;
对CQI进行译码,得到比特级处理后的第三上行控制数据;对解复用后
的上行数据进行解码块级联;
对解码块级联后的上行数据进行解速率匹配;
对解速率匹配后的上行数据进行信道译码;
对信道译码后的上行数据进行CB块的CRC校验;
对CRC校验后的上行数据进行解码块分割;
对解码块分割后的上行数据进行TB块的CRC校验,得到比特级接收处
理之后的上行业务数据。
本发明提供的一种分布式基站,应用于基带拉远系统,包括:室内基带
处理单元BBU和射频拉远单元RRU,其中:
在下行发送时,所述BBU用于对下行数据进行比特级发送处理,并通
过Ir接口将进行比特级发送处理之后的下行数据发送给所述RRU,所述RRU
用于对所接收到的下行数据进行符号级发送处理;
在上行接收时,所述RRU用于对所接收到的上行数据进行符号级接收
处理,并通过Ir接口将进行符号级接收处理之后的上行数据发送给BBU,所
述BBU用于对所接收到的上行数据进行比特级接收处理。
上述分布式基站的BBU中用于对下行数据进行比特级发送处理的模块
包括:CRC添加模块、码块分割并添加CRC模块、信道编码模块、速率匹
配模块、码块级联模块和比特加扰模块,其中:
所述CRC添加模块,用于对下行数据添加循环冗余码CRC,并用于将
添加CRC之后的下行数据发送给码块分割并添加CRC模块;
所述码块分割并添加CRC模块,用于对接收自CRC添加模块的下行数
据进行码块分割和添加CRC,并用于将进行码块分割和添加CRC之后的下
行数据发送给信道编码模块;
所述信道编码模块,用于对接收自码块分割并添加CRC模块的下行数据
进行信道编码,并用于将进行信道编码之后的下行数据发送给速率匹配模块;
所述速率匹配模块,用于对接收自信道编码模块的下行数据进行速率匹
配,并用于将进行速率匹配之后的下行数据发送给码块级联模块;
所述码块级联模块,用于对接收自速率匹配模块的下行数据进行码块级
联,并用于将进行码块级联之后的下行数据发送给比特加扰模块;
所述比特加扰模块,用于对接收自码块级联模块的下行数据进行比特加
扰,得到进行比特级发送处理之后的下行数据,发送给RRU。
上述分布式基站的RRU中用于对下行数据进行符号级发送处理的模块
包括:调制模块、层映射模块、预编码模块、频域波束赋形模块、资源映射
模块和OFDM符号生成模块,其中:
所述调制模块,用于对进行比特级发送处理之后的下行数据进行调制,
并用于将调制之后的下行数据发送给层映射模块;
所述层映射模块,用于对接收自调制模块的下行数据进行层映射,并用
于将进行层映射之后的下行数据发送给预编码模块;
所述预编码模块,用于对接收自层映射模块的下行数据进行预编码;
所述频域波束赋形模块,用于对接收自预编码模块的下行数据进行频域
波束赋形,并用于将进行频域波束赋形之后的下行数据发送给资源映射模块;
所述资源映射模块,用于将接收自频域波束赋形模块的下行数据与其他
信道的信道共同进行时频资源映射,并用于将进行时频资源映射之后的下行
数据发送给OFDM符号生成模块;
所述OFDM符号生成模块,用于对接收自资源映射模块的下行数据进行
快速逆傅立叶变换,并添加循环前缀,得到进行符号级发送处理之后的下行
数据。
由上述技术方案可见,本发明提供的降低Ir接口带宽的方法及分布式基
站中,将基带处理中的比特级处理功能仍然由BBU实现,而将基带处理中
的符号级处理功能移至RRU上实现,从而,在Ir接口上仅需传输经比特级
处理之后的上下行比特数据。按照本发明提出的技术方案,基带的主要部分
仍然在BBU上实现,不改变BBU的主要功能,且BBU与RRU之间仍然采
用基带传输,保留了BBU+RRU的组网优势,同时从基带实现的角度而言,
并不需要增加额外的芯片成本。因此,采用本发明所提供的技术方案可以大
大降低Ir接口的带宽需求,从而降低Ir接口的传输成本。
附图说明
图1为现有TD-LTE系统中BBU+RRU的基带拉远的基站架构示意图;
图2现有TD-LTE中BBU侧PDSCH的基带发送过程示意图;
图3为本发明BBU与RRU之间传输比特级数据的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举
实施例,对本发明作进一步详细说明。
本发明的主要思想是:提出一种比特级基带拉远的基站架构,将基带处
理中的符号级处理功能从BBU移至RRU上实现,使得Ir接口只需传输经比
特级处理之后的上下行比特数据,从而大大降低了上下行Ir接口的带宽需求,
进而从本质上降低了设备成本和传输成本。
基于上述主要思想,本发明提供了一种降低Ir接口带宽的方法,该方法
应用于基带拉远系统,包括以下处理:
在下行发送时,BBU对下行数据进行比特级发送处理,并通过Ir接口将
进行比特级发送处理之后的下行数据发送给RRU,RRU对所接收到的下行
数据进行符号级发送处理;
在上行接收时,RRU对所接收到的上行数据进行符号级接收处理,并通
过Ir接口将进行符号级接收处理之后的上行数据发送给BBU,BBU对所接
收到的上行数据进行比特级接收处理。
上述方法中,进行比特级发送处理具体可以包括:
对下行数据添加CRC;
对添加CRC之后的下行数据进行码块分割和添加CRC;
对码块分割和添加CRC之后的下行数据进行信道编码;
对信道编码之后的下行数据进行速率匹配;
对速率匹配之后的下行数据进行码块级联;
对码块级联之后的下行数据进行比特加扰,得到进行比特级发送处理之
后的下行数据。
上述方法中,进行符号级发送处理具体可以包括:
对进行比特级发送处理之后的下行数据进行调制;
对调制之后的下行数据进行层映射;
对层映射之后的下行数据进行预编码;
对预编码之后的下行数据进行频域波束赋形;
将频域波束赋形之后的下行数据与其他信道的信道共同进行时频资源映
射;
对时频资源映射之后的下行数据进行快速逆傅立叶变换,并添加循环前
缀,得到进行符号级发送处理之后的下行数据。
上述方法中,进行符号级接收处理具体可以包括:
对接收到的上行数据进行去循环前缀,之后进行快速傅立叶变换,得到上行
频域数据;
对上行频域数据进行解子载波映射,得到各个上行信道和上行信号;其中,
上行信道包括:物理上行控制信道和物理上行共享信道,上行信号包括:侦听
参考信号和上行解调参考信号;
根据解子载波映射后的上行信号进行信道估计;其中,使用侦听参考信号的
信道估计的结果计算下行波束赋形的加权矩阵,使用上行解调参考信号的信道
估计的结果对上行信道进行均衡;
对均衡后的物理上行控制信道进行解扩、解调,对均衡后的物理上行共享信
道进行解调,得到符号级接收处理之后的上行数据,所述上行数据包括:上行
控制信道的数据和上行共享信道的数据。
上述方法中,进行比特级接收处理具体可以包括:
对进行符号级接收处理之后的上行控制信道进行信道译码,得到比特级接收
处理之后的第一上行控制数据;对进行符号级接收处理之后的上行共享信道进
行解扰;
对解扰后的上行共享信道进行解信道交织,得到应答标识ACK、秩指示RI
和解信道交织后的上行数据;
对ACK、RI进行译码,得到比特级接收处理之后的第二上行控制数据;对
解信道交织后的上行数据进行解复用,得到信道质量指示CQI和解复用后的上
行数据;
对CQI进行译码,得到比特级处理后的第三上行控制数据;对解复用后的
上行数据进行解码块级联;
对解码块级联后的上行数据进行解速率匹配;
对解速率匹配后的上行数据进行信道译码;
对信道译码后的上行数据进行CB块的CRC校验;
对CRC校验后的上行数据进行解码块分割;
对解码块分割后的上行数据进行TB块的CRC校验,得到比特级接收处理
之后的上行业务数据。
基于上述主要思想,本发明还提供了一种分布式基站,应用于基带拉远
系统,该基站包括:BBU和RRU,其中:
在下行发送时,BBU用于对下行数据进行比特级发送处理,并通过Ir
接口将进行比特级发送处理之后的下行数据发送给RRU,RRU用于对所接
收到的下行数据进行符号级发送处理;
在上行接收时,RRU用于对所接收到的上行数据进行符号级接收处理,
并通过Ir接口将进行符号级接收处理之后的上行数据发送给BBU,BBU用
于对所接收到的上行数据进行比特级接收处理。
上述分布式基站的BBU中用于对下行数据进行比特级发送处理的模块
包括:CRC添加模块、码块分割并添加CRC模块、信道编码模块、速率匹
配模块、码块级联模块和比特加扰模块,其中:
CRC添加模块,用于对下行数据添加循环冗余码CRC,并用于将添加
CRC之后的下行数据发送给码块分割并添加CRC模块;
码块分割并添加CRC模块,用于对接收自CRC添加模块的下行数据进
行码块分割和添加CRC,并用于将进行码块分割和添加CRC之后的下行数
据发送给信道编码模块;
信道编码模块,用于对接收自码块分割并添加CRC模块的下行数据进行
信道编码,并用于将进行信道编码之后的下行数据发送给速率匹配模块;
速率匹配模块,用于对接收自信道编码模块的下行数据进行速率匹配,
并用于将进行速率匹配之后的下行数据发送给码块级联模块;
码块级联模块,用于对接收自速率匹配模块的下行数据进行码块级联,
并用于将进行码块级联之后的下行数据发送给比特加扰模块;
比特加扰模块,用于对接收自码块级联模块的下行数据进行比特加扰,
得到进行比特级发送处理之后的下行数据,发送给RRU。
上述分布式基站的RRU中用于对下行数据进行符号级发送处理的模块
包括:调制模块、层映射模块、预编码模块、频域波束赋形模块、资源映射
模块和OFDM符号生成模块,其中:
调制模块,用于对进行比特级发送处理之后的下行数据进行调制,并用
于将调制之后的下行数据发送给层映射模块;
层映射模块,用于对接收自调制模块的下行数据进行层映射,并用于将
进行层映射之后的下行数据发送给预编码模块;
预编码模块,用于对接收自层映射模块的下行数据进行预编码;
频域波束赋形模块,用于对接收自预编码模块的下行数据进行频域波束
赋形,并用于将进行频域波束赋形之后的下行数据发送给资源映射模块;
资源映射模块,用于将接收自频域波束赋形模块的下行数据与其他信道
的信道共同进行时频资源映射,并用于将进行时频资源映射之后的下行数据
发送给OFDM符号生成模块;
OFDM符号生成模块,用于对接收自资源映射模块的下行数据进行快速
逆傅立叶变换,并添加循环前缀,得到进行符号级发送处理之后的下行数据。
下面结合图2,以具体数据说明本发明对节约Ir接口带宽的优势。本发
明暂定以下几个假设(图中示出的具体数据也基于以下假设):
1、TD-LTE的系统带宽为20MHz;
2、当前子帧PDCCH占用一个OFDM符号,且不传输PBCH(物理广播
信道)、同步信号,这样当前子帧除了第一个OFDM符号,均可用作传输
PDSCH信道;
3、UE采用8天线双流波束赋形;
4、PDSCH的CQI=8(调制方式:16QAM,编码率:0.4785),NPRB=100
(覆盖所有带宽,约占Ir接口传输的有效数据的90%),ITBS=13,
TBSize=25456bit,MCS=14。其中,CQI为信道质量指示符,NPRB表示占用
的物理资源块的个数,ITBS表示传输块大小指示,TBSize表示传输块大小,
MCS为调制编码方式。
如前所述,现有的BBU+RRU基站架构中,Ir接口将传输如图所示C点
处的基带数据,需要近10Gbps的Ir接口带宽。
本发明将符号级处理部分放在RRU上实现,因此,Ir接口将传输如图2
所示B点处的基带比特数据,考虑到控制信道和参考信号的开销约占10%,
因此,采用本发明技术方案时Ir接口带宽计算如下:
Ir接口带宽=52.8MHz(采样速率)×2(I/Q两路)/90%/80%/1ms=0.1467Gbps
通过上述对比可以看出:本发明将基带发送处理过程中的符号级处理部
分移至RRU上实现,将大大降低Ir下行接口带宽,降低比例高达98.5%,
从而大大降低接口和传输成本。同样,将基带接收处理过程中的符号级处理
部分移至RRU实现,Ir上行接口带宽也将大大降低。
因此,本发明提出的基站架构为:在BBU上完成基带的比特级收发处
理功能,即在BBU上完成如图2所示A点到B点之间的基带处理功能;在
RRU上完成基带的符号级收发处理功能,即在RRU上完成如图2所示B点
和C点之间的基带处理功能。BBU与RRU之间传输比特级数据,如图3所
示。
由于符号级处理部分移至RRU上实现,因此在图3所示示例中,BBU
与RRU之间需要传输以下信息:
1、下行各UE的PDSCH比特级处理后的数据;
2、下行PBCH比特级处理后的数据;
3、下行控制信道比特级处理后的数据(包括PDCCH、PHICH、PCFICH);
4、下行PMCH比特级处理后的数据;
5、上行各UE的PUSCH符号级处理后的数据;
6、上行PUCCH符号级处理后的数据;
7、PRACH符号级检测结果;
8、BBU与RRU之间的控制信令的交互。
在本发明的描述中,将上行用户数据和上行控制数据统称为上行数据,
将下行用户数据和下行控制数据统称为下行数据。
由上述技术方案可见,本发明提供的降低Ir接口带宽的方法及分布式基
站中,将基带处理中的比特级处理功能仍然由BBU实现,而将基带处理中
的符号级处理功能移至RRU上实现,从而,在Ir接口上仅需传输经比特级
处理之后的上下行数据。按照本发明提出的技术方案,基带的主要部分仍然
在BBU上实现,不改变BBU的主要功能,且BBU与RRU之间仍然采用基
带传输,保留了BBU+RRU的组网优势,同时从基带实现的角度而言,并不
需要增加额外的芯片成本。因此,采用本发明所提供的技术方案可以大大降
低Ir接口的带宽需求,从而降低Ir接口的传输成本。
基于本发明提出的上述分布式基站架构,BBU完成主控处理、基带处理
中的比特级处理功能,RRU完成中射频处理和基带处理中的符号级处理功
能,Ir接口传输比特级处理和符号级处理之间的比特数据。
以上示例中,TD-LTE系统为例,说明了本发明提出的比特级拉远的分
布式基站的架构,但本发明的适用范围不限于此,本发明同样适用于其他基
带拉远的FDD-LTE系统、TD-SCDMA系统等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本
发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在
本发明保护的范围之内。