CPRI链路多路复用传输方法及系统.pdf

一种分布式基站系统中各单元间的通信方法，其特征在于包括：在发送端，将CPRI链路映射到GFP－T帧；将GFP－T帧封装到SDH虚容器中，以形成STM－N帧；以及经SDH线路发送STM－N帧，以及在接收端，接收经SDH线路传送的STM－N帧；从STM－N帧中分离出SDH虚容器；从SDH虚容器中取出GFP－T帧；由GFP－T帧还原出CPRI链路。

1.  一种分布式基站系统中各单元间的通信方法，其特征在于包括：
在发送端，
将CPRI链路映射到GFP-T帧；
将GFP-T帧封装到SDH虚容器中，以形成STM-N帧；以及
经SDH线路发送STM-N帧，以及
在接收端，
接收经SDH线路传送的STM-N帧；
从STM-N帧中分离出SDH虚容器；
从SDH虚容器中取出GFP-T帧；
由GFP-T帧还原出CPRI链路。

2.  根据权利要求1的通信方法，其特征在于所述映射步骤还包括：
对CPRI链路进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换，并且
所述还原步骤包括64B/65B到8B/10B的线路编码转换。

3.  根据权利要求1的通信方法，其特征在于所述映射步骤还包括：
在映射之前对CPRI基本帧进行压缩以去除保留比特；
在GFP-T帧中包含指示该CPRI帧的压缩状态的信息；以及
传递指示未压缩的CPRI基本帧中的格式的信息，并且
所述还原步骤还包括：
根据所述指示压缩状态的信息确定CPRI基本帧是否被压缩；
如果确定被压缩，则根据所述CPRI基本帧格式信息将压缩的CPRI基本帧解压缩。

4.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于通过与CPRI基本帧所映射到的GFP-T帧相应的GFP客户管理帧传递所述CPRI基本帧格式信息。

5.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于通过监视CPRI支持的控制和管理信道来获得所述映射步骤要传递的所述CPRI基本帧格式信息。

6.  根据权利要求5的通信方法，其特征在于所述控制和管理信道是HDLC信道或以太网信道。

7.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于通过分析CPRI链路数据流来获得所述映射步骤要传递的所述CPRI基本帧格式信息。

8.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于通过用户数据帧的用户净荷标识来表示指示该CPRI帧的压缩状态的信息。

9.  根据权利要求8的通信方法，其特征在于指示该CPRI帧的压缩状态的信息能够采用00001001至11101111之间的值。

10.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于所述压缩步骤将各AxC容器在CPRI基本帧中依次顺序排列。

11.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于仅在初始启动或CPRI基本帧格式发生改变时才传送CPRI基本帧格式信息。

12.  根据权利要求3的通信方法，其特征在于以低频率周期传送CPRI基本帧格式信息。

13.  根据权利要求1的通信方法，其特征在于所述还原步骤还包括：
通过全局公共时钟或自适应时钟恢复技术来恢复CPRI链路的时钟。

14.  一种分布式基站系统中的收发设备，分别经由CPRI链路收发CPRI帧和经由SDH链路收发STM-N帧，其特征在于包括：
发送处理设备，包括：
用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；
用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及
用于形成STM-N帧的装置；以及
接收处理装置，包括：
用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；
用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及
用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。

15.  根据权利要求14的收发设备，其特征在于所述映射装置包括：
用于对CPRI链路进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换的装置，并且
所述还原装置包括用于64B/65B到8B/10B的线路编码转换的装置。

16.  根据权利要求14的收发设备，其特征在于所述映射装置包括：
用于在映射之前对CPRI基本帧进行压缩以去除保留比特的装置，该装置在GFP-T帧中包含指示该CPRI帧的压缩状态的信息；以及
用于产生指示未压缩的CPRI基本帧中的格式的信息的装置，并且
所述还原装置包括：
用于根据所述指示压缩状态的信息确定CPRI基本帧是否被压缩，以及如果确定被压缩，则根据所述CPRI基本帧格式信息将压缩的CPRI基本帧解压缩的装置。

17.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于所述CPRI基本帧格式信息被包含在与CPRI基本帧所映射到的GFP-T帧相应的GFP客户管理帧中。

18.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于所述产生装置包括通过监视CPRI支持的控制和管理信道来获得所述CPRI基本帧格式信息的装置。

19.  根据权利要求18的收发设备，其特征在于所述控制和管理信道是HDLC信道或以太网信道。

20.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于所述产生装置包括通过分析CPRI链路数据流来获得所述CPRI基本帧格式信息的装置。

21.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于通过用户数据帧的用户净荷标识来表示指示该CPRI帧的压缩状态的信息。

22.  根据权利要求21的收发设备，其特征在于指示该CPRI帧的压缩状态的信息能够采用00001001至11101111之间的值。

23.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于所述压缩装置被构造成将各AxC容器在CPRI基本帧中依次顺序排列。

24.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于仅在初始启动或CPRI基本帧格式发生改变时才传送CPRI基本帧格式信息。

25.  根据权利要求16的收发设备，其特征在于以低频率周期传送CPRI基本帧格式信息。

26.  根据权利要求14的收发设备，其特征在于所述还原装置被构造成通过全局公共时钟或自适应时钟恢复技术来恢复CPRI链路的时钟。

27.  一种分布式基站系统中的远端射频单元，经由SDH链路收发STM-N帧，其特征在于包括：
发送处理设备，包括：
用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；
用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及
用于形成STM-N帧的装置；以及
接收处理装置，包括：
用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；
用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及
用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。

28.  根据权利要求27的远端射频单元，其特征在于所述映射装置包括：
用于对CPRI链路进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换的装置，并且
所述还原装置包括用于64B/65B到8B/10B的线路编码转换的装置。

29.  根据权利要求27的远端射频单元，其特征在于所述映射装置包括：
用于在映射之前对CPRI基本帧进行压缩以去除保留比特的装置，该装置在GFP-T帧中包含指示该CPRI帧的压缩状态的信息；以及
用于产生指示未压缩的CPRI基本帧中的格式的信息的装置，并且
所述还原装置包括：
用于根据所述指示压缩状态的信息确定CPRI基本帧是否被压缩，以及如果确定被压缩，则根据所述CPRI基本帧格式信息将压缩的CPRI基本帧解压缩的装置。

30.  一种分布式基站系统中的基带处理主单元，经由SDH链路收发STM-N帧，其特征在于包括：
发送处理设备，包括：
用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；
用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及
用于形成STM-N帧的装置；以及
接收处理装置，包括：
用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；
用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及
用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。

31.  根据权利要求30的基带处理主单元，其特征在于所述映射装置包括：
用于对CPRI链路进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换的装置，并且
所述还原装置包括用于64B/65B到8B/10B的线路编码转换的装置。

32.  根据权利要求30的基带处理主单元，其特征在于所述映射装置包括：
用于在映射之前对CPRI基本帧进行压缩以去除保留比特的装置，该装置在GFP-T帧中包含指示该CPRI帧的压缩状态的信息；以及
用于产生指示未压缩的CPRI基本帧中的格式的信息的装置，并且
所述还原装置包括：
用于根据所述指示压缩状态的信息确定CPRI基本帧是否被压缩，以及如果确定被压缩，则根据所述CPRI基本帧格式信息将压缩的CPRI基本帧解压缩的装置。

33.  一种分布式基站系统，其中远端射频单元和基带处理主单元通过与其集成或分立的收发设备经由SDH链路进行通信，其特征在于该收发设备包括：
发送处理设备，包括：
用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；
用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及
用于形成STM-N帧的装置；以及
接收处理装置，包括：
用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；
用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及
用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。

34.  根据权利要求33的系统，其特征在于所述映射装置包括：
用于对CPRI链路进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换的装置，并且
所述还原装置包括用于64B/65B到8B/10B的线路编码转换的装置。

35.  根据权利要求33的系统，其特征在于所述映射装置包括：
用于在映射之前对CPRI基本帧进行压缩以去除保留比特的装置，该装置在GFP-T帧中包含指示该CPRI帧的压缩状态的信息；以及
用于产生指示未压缩的CPRI基本帧中的格式的信息的装置，并且
所述还原装置包括：
用于根据所述指示压缩状态的信息确定CPRI基本帧是否被压缩，以及如果确定被压缩，则根据所述CPRI基本帧格式信息将压缩的CPRI基本帧解压缩的装置。

36.  根据权利要求35的系统，其特征在于所述CPRI基本帧格式信息被包含在与CPRI基本帧所映射到的GFP-T帧相应的GFP客户管理帧中。

37.  根据权利要求35的系统，其特征在于所述产生装置包括通过监视CPRI支持的控制和管理信道来获得所述CPRI基本帧格式信息的装置。

38.  根据权利要求37的系统，其特征在于所述控制和管理信道是HDLC信道或以太网信道。

39.  根据权利要求35的系统，其特征在于所述产生装置包括通过分析CPRI链路数据流来获得所述CPRI基本帧格式信息的装置。

40.  根据权利要求35的系统，其特征在于通过用户数据帧的用户净荷标识来表示指示该CPRI帧的压缩状态的信息。

41.  根据权利要求40的系统，其特征在于指示该CPRI帧的压缩状态的信息能够采用00001001至11101111之间的值。

42.  根据权利要求35的系统，其特征在于所述压缩装置被构造成将各AxC容器在CPRI基本帧中依次顺序排列。

43.  根据权利要求35的系统，其特征在于仅在初始启动或CPRI基本帧格式发生改变时才传送CPRI基本帧格式信息。

44.  根据权利要求35的系统，其特征在于以低频率周期传送CPRI基本帧格式信息。

45.  根据权利要求33的系统，其特征在于所述还原装置被构造成通过全局公共时钟或自适应时钟恢复技术来恢复CPRI链路的时钟。

CPRI链路多路复用传输方法及系统
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的分布式基站技术，特别涉及一种在分布式基站系统中基于CPRI链路的多路复用传输方法及系统。
背景技术
在移动通信系统中，无线接入网典型地由基站(BTS)和用于控制多个基站的基站控制器(BSC)或无线网络控制器(RNC)组成，如图1a所示。其中，基站主要由基带处理子系统、射频(RF)子系统和天线等单元组成，负责完成无线信号的发射、接收和处理。一个基站可以通过多个天线覆盖不同的小区，如图1b所示。
在移动通信系统中，存在诸如高层建筑的室内覆盖、盲区或阴影区的覆盖等采用传统基站技术较难解决的无线网络覆盖问题。射频单元拉远技术正是针对这一问题而提出的一种较为有效的方案。在采用射频单元拉远的分布式基站系统中，主要的射频单元及天线被安装在需要提供覆盖的区域，并通过宽带传输线路连接到基站的基带处理主单元。其中，连接远端射频单元与基带处理主单元之间的宽带传输线路典型地采用光纤、铜缆、微波等传输介质。
远端射频单元(RRU)与基带处理主单元(MU)之间的无线信号传输既可以采用模拟信号传输方案，也可以采用数字传输方案。尽管采用模拟信号传输实现较为容易，但是，模拟线路必然会混入噪声等干扰分量，传输中的信号调制也会引入非线性失真，因此远端射频单元与基带处理主单元之间的传输距离受到限制，通常在数百米的范围内；另外，模拟传输不便于多路复用技术的实施，传输线路利用率低。为此，通用公共无线接口(CPRI)针对分布式基站系统这一类典型的结构，基于数字传输技术对远端射频单元与基带处理主单元之间的接口进行了标准化(其技术规范可以从网址http：//www.cpri.info/spec.html获得)。目前，业界已经开发出了不少基于该标准的商用分布式基站系统。
在CPRI规范中，术语“RE”(无线装置)和“REC”(无线装置控制器)分别对应于远端射频单元与基带处理主单元，RE与REC之间的接口为CPRI链路。在图2所示CPRI协议栈结构中，用户平面负责传输基带I/Q数据；控制和管理平面主要包括实时性要求较高的带内信令，以及承载于两类层二协议HDLC(高级数据链路控制)和以太网之上的层三协议数据(CPRI未作定义)。包括用户平面数据、控制和管理平面数据、同步数据以及厂家特定数据等信息以时分复用的方式复用在电或光传输线路上。
然而，CPRI链路是一种点到点链路，因此每条CPRI链路将占用一条物理线路，即一根光纤或一个波长(当采用波分复用技术时)，尽管CPRI目前定义了614.4Mbit/s、1228.8Mbit/s(2×614.4Mbit/s)及2457.6Mbit/s(2×1228.8Mbit/s)三种线路速率，使得一条CPRI链路可以传输多路I/Q基带信号，但是，由于线路速率的限制，一条CPRI链路可以传输的I/Q基带信号数是非常有限的，难以实现大容量分布式基站中大量RRU的组网连接。另一方面，尽管CPRI定义了控制与管理信息通道，但是，这些通道的带宽是非常有限的(小于CPRI链路速率的1/16)。当需要伴随传送其它信号链路时，如STM-N、ATM、100/1000M以太网等，将难以用CPRI传输而不得不采用另外的传输线路，从而造成传输成本的增加和光纤资源的浪费。
发明内容
针对上述现有CPRI链路难以实现大容量多路复用的问题，本发明提出了一种与现有电信传输网技术兼容的，能够直接接入现有的SDH传输网的CPRI链路多路复用传输技术以及相应的MSTP(多业务传输平台)传输系统。
本发明提供了一种分布式基站系统中各单元间的通信方法，其特征在于包括：在发送端，将CPRI链路映射到GFP-T帧；将GFP-T帧封装到SDH虚容器中，以形成STM-N帧；以及经SDH线路发送STM-N帧，以及在接收端，接收经SDH线路传送的STM-N帧；从STM-N帧中分离出SDH虚容器；从SDH虚容器中取出GFP-T帧；由GFP-T帧还原出CPRI链路。
本发明还提供一种分布式基站系统中的收发设备，分别经由CPRI链路收发CPRI帧和经由SDH链路收发STM-N帧，其特征在于包括：发送处理设备，包括：用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及用于形成STM-N帧的装置；以及接收处理装置，包括：用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。
在一个实施例中，所述映射装置包括：用于对CPRI链路进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换的装置，并且所述还原装置包括用于64B/65B到8B/10B的线路编码转换的装置。
在一个实施例中，所述映射装置包括：用于在映射之前对CPRI基本帧进行压缩以去除保留比特的装置，该装置在GFP-T帧中包含指示该CPRI帧的压缩状态的信息；以及用于产生指示未压缩的CPRI基本帧中的格式的信息的装置，并且所述还原装置包括：用于根据所述指示压缩状态的信息确定CPRI基本帧是否被压缩，以及如果确定被压缩，则根据所述CPRI基本帧格式信息将压缩的CPRI基本帧解压缩的装置。
本发明还提供一种分布式基站系统中的远端射频单元，经由SDH链路收发STM-N帧，其特征在于包括：发送处理设备，包括：用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及用于形成STM-N帧的装置；以及接收处理装置，包括：用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。
本发明还提供一种分布式基站系统中的基带处理主单元，经由SDH链路收发STM-N帧，其特征在于包括：发送处理设备，包括：用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及用于形成STM-N帧的装置；以及接收处理装置，包括：用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。
本发明还提供一种分布式基站系统，其中远端射频单元和基带处理主单元通过与其集成或分立的收发设备经由SDH链路进行通信，其特征在于该收发设备包括：发送处理设备，包括：用于将CPRI链路映射到GFP-T帧的装置；用于将GFP-T帧封装到SDH虚容器中的装置；以及用于形成STM-N帧的装置；以及接收处理装置，包括：用于从STM-N帧中分离出SDH虚容器的装置；用于从SDH虚容器中取出GFP-T帧的装置；以及用于由GFP-T帧还原出CPRI帧的装置。
由于SDH本身具有完善的线路保护和自愈机制、灵活的组网方式以及成熟的网络管理功能，大大增强了基于CPRI链路的分布式基站的组网能力和可靠性，同时，使得采用同一个传输网络即可完成无线接入网中各个节点之间，包括RRU与主基站之间、BTS与BSC/RNC之间，以及BTS与BTS之间(无线接入网的一种新结构)的数据传输，从而大大降低了网络建设的复杂性和成本，组网灵活且易于维护。
附图说明
通过下面参照附图对本发明实施例进行的描述可更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：
图1a示意性示出了无线接入网结构；
图1b示意性示出了传统基站的结构；
图2示出了CPRI协议的体系结构；
图3示出了线路速率为614.4Mbit/s的CPRI链路的帧结构；
图4示出了AxC容器映射到基本帧的两种方式；
图5列举了UPI值与GFP帧净荷中的用户数据类型；
图6示出了GFP-T帧结构；
图7示出了基于本发明的系统结构；
图8示出了基于CPRI的WCDMA RRU与GSM Mini-BTS共站址的应用例；
图9列举了SDH的虚容器类型和容量；
图10示出了去除保留位后的压缩CPRI帧；
图11示出了基于CPRI链路数据流分析获得CPRI基本帧帧格式信息的流程；
图12示出了根据本发明的MSTP-RF单元的示意结构和CPRI信号经SDH传输的发送和接收的过程；
图13说明了自适应时钟恢复的原理；而
图14示出了根据本发明实现CPRI链路在SDH上传输的方法的流程图。
具体实施方式
CPRI本质上是一种基于一定帧结构的同步传输链路，其基本帧的长度为一个WCDMA码片(chip)的宽度，即1/3.84MHz＝260.416667ns。一个基本帧由编号W＝0...15的16个字(word)组成(编号W＝0的字为控制字，用于传输控制和管理平面数据及同步数据等信息，其余用于传输I/Q数据)。目前，CPRI共定义了三种线路速率，即614.4Mbit/s、1228.8Mbit/s(2×614.4Mbit/s)及2457.6Mbit/s(2×1228.8Mbit/s)。每种线路速率的CPRI帧结构相同，但相应基本帧的字长不同(字长分别为8、16、32比特或分别为1、2、4字节)。CPRI的物理线路采用8B/10B线路编码，如图3所示。速率为614.4Mbit/s的CPRI链路在线路编码之前的速率为491.52Mbit/s，经过8B/10B线路编码后线路速率即为614.4Mbit/s。
在基本帧的基础上，每256个基本帧进一步构成一个超帧，而150个超帧则对应一个UMTS的长度为10ms的物理帧。为了便于表示，CPRI规范中用Z(Z＝0...149)表示一个10ms的UMTS物理帧中所对应的某个超帧的超帧号，用X(Z＝0...255)表示一个超帧中所对应的某个基本帧的帧号，用W(W＝0..15)表示一个基本帧中所对应的某个字(word)的编号，用Y(Y＝0..3)表示一个基本帧中构成某个字的相应字节(byte)的编号，用B(B＝0..31)表示一个基本帧中构成某个字的相应位(bit)的编号。根据CPRI规范，CPRI是通过每个超帧内的控制字Z.0.0的同步字节K28.5及控制字Z.64.0的超帧号HFN获得超帧同步进而实现CPRI帧同步的。
根据CPRI规范，I/Q数据是以天线载频容器(AxC容器)为单位映射到一个基本帧中的，一个AxC容器包含了一路天线的一个载频的一个UMTS码片内的I/Q采样数据，而一个基本帧可能包含多个AxC容器，因此一条CPRI链路就可以同时承载多路天线的多个载频的I/Q采样数据。AxC容器可以采取紧凑放置(packed position)和灵活放置(flexible position)两种方式映射到一个基本帧中。如图4所示，紧凑放置方式是指各AxC容器按顺序连续映射到一个基本帧中，剩余的比特位为保留位，灵活放置方式是指各AxC容器可以按应用规定的位置映射到一个基本帧中，帧中其它未被AxC容器占用的比特位为保留位。
通用成帧规程(GFP)是ITU-T和ANSI联合推荐的用于将块编码或分组类型的数据流适配到连续的字节同步传输信道，如SDH(同步数字体系)、OTN(光传送网)信道等的新技术，其详细的技术规范可参考ITU-T的标准G.7041或ANSI的标准T1X1.5/2000-024R3。GFP分为支持PDU(协议数据单元)类型的帧映射GFP(GFP-F)和支持块编码类型的透明GFP(GFP-T)，其中GFP-F可用于IP/PPP、MPLS及以太网MAC等协议分组的适配，GFP-T则用于直接适配千兆以太网等线路的块编码字符流，因此，可满足某些时延要求非常小的应用的要求，但相比GFP-F传输带宽利用率较低。
一个GFP帧由核头部(Core header)和净荷部分组成，其中净荷部分又包括净荷头部、净荷及可选的净荷FCS(帧校验序列)，核头部由指示净荷长度的PLI字段和核头部差错控制字段cHEC组成，cHEC除了具有为核头部提供误码保护的作用外，还起着与ATM信元定界类似的GFP帧定界的作用。净荷头部的作用在于指示净荷的类型，并由tHEC提供误码保护，其中，净荷类型标识(PTI)为“000”表示该GFP帧承载用户数据，为“100”表示该GFP帧承载客户管理信息，净荷FCS指示(PFI)用于指示是否存在净荷FCS，用户净荷标识(UPI)与PTI一起用于表示净荷中的用户数据或客户管理信息的类型，如图5所示。另外，可选的扩展头部是否存在及其类型由扩展头部标识(EXI)表示，目前扩展头部一个典型应用是提供信道标识(CID)从而支持多路独立的客户信号的复用。
透明模式GFP是专门针对直接适配采用8B/10B线路编码的客户信号而设计的。如图6所示，GFP-T帧的净荷由长度固定的64B/65B码块顺序组成的超块(Superblock)构成，而64B/65B码块中包含用户数据字符和控制字符(包括填充字符)，为此采用了一个标志比特标识该64B/65B码块中是否包含控制字符，其中，控制字符的高4位用于后续控制字符的指示及控制码在原8B/10B码流中位置的标识，低4位则用于传输控制码本身。
图7示出了基于本发明的系统结构。图中多个MU 3、各MU相应的各RRU单元1、以及RNC 4等设备通过SDH链路连接起来，其中节点MSTP-RF 2负责实现包括CPRI在内的多协议在SDH(同步数字序列)上的传输，该节点也可以作为RRU等设备的内部传输单元加以实现。根据本发明，MSTP-RF不但可以传输多条各类速率的CPRI链路，也可以传输STM-M、E1/T1、ATM(异步转移模式)、100/1000M以太网等链路，因此，基于本发明可以实现采用统一的传输线路和传输设备，实现采用分布式基站技术的无线接入网的组网及与传统的采用普通基站的WCDMA、GSM等无线接入网的混合组网。尽管为表示方便图7中SDH采用环形拓扑结构，但本发明也同样适用于星型、链型、树型等SDH组网结构。
图8即给出了基于本发明的采用CPRI接口的WCDMA RRU 11与GSM Mini-BTS 10共站址的应用实例。由于WCDMA RRU与GSMMini-BTS在体积、工作环境等方面接近，因此可以共站址安装，从而大大减少网络建设成本。其中，GSM Mini-BTS与GSM网络的连接包括采用E1作为物理线路的Abis接口，以及采用100M以太网为接口的本地管理接口，因此，采用本发明可以用统一的SDH光纤线路实现WCDMA RRU的CPRI链路与GSM Mini-BTS所使用的E1及100M以太网等链路传输。
根据本发明，无论是作为独立的节点还是作为RRU等设备的内部传输单元，MSTP-RF都是在传统的MSTP传输设备的基础上，增加对CPRI链路传输的支持而构成的。在现有的MSTP传输技术中，MSTP设备负责业务的接入、汇聚和传输，同时可以在网络边缘完成大部分交叉连接功能；支持的接口包括TDM(时分多路)接口(T1/E1、T3/E3)、SDH接口(OC-N/STM-M)、以太网接口(10/100M以太网、千兆以太网GE)、POS(Packet Over SDH)接口、ATM接口等类型；作为以SDH为基础的传输设备，MSTP设备通常可支持TM(终端复用器)、ADM(分插复用器)以及MADM(多分插复用器)等SDH网元类型。
图14示出了根据本发明实现CPRI链路在SDH上传输的方法的流程图。根据该方法，在发送端，在步骤S21，将CPRI链路映射到GFP-T帧中，接着在步骤S23，将GFP-T帧封装到SDH的虚容器(VC)中，以形成STM-N帧，接着在步骤S25经SDH线路发送STM-N帧。如图9所示，SDH的基本虚容器包括VC-11、VC-12、VC-2、VC-3及VC-4，而VC-4还可以通过顺序级联形成VC-4-4c、VC-4-16c、VC-4-64c及VC-4-256c四种更高速率的虚容器。尽管虚级联(VCAT)技术允许多个相同速率的虚容器经反向复用提供更多的传输带宽选择从而有助于提高链路传输效率，但是由于各虚容器经独立的传输路径到达接收端，因此将造成较大的传输时延，而CPRI要求很低的传输时延，因此应采用VC-4等基本虚容器及顺序级联的VC-4-4c、VC-4-16c、VC-4-64c及VC-4-256c等高速率虚容器承载封装CPRI链路的GFP-T帧。而在接收端，在步骤S31，接收经SDH线路传送的STM-N帧，接着在步骤S33，从STM-N帧中分离出SDH虚容器，接着在步骤S35，从SDH虚容器中取出GFP-T帧，接着在步骤S37，由GFP-T帧还原出CPRI链路。
如前所述，CPRI目前定义了614.4Mbit/s、1228.8Mbit/s(2×614.4Mbit/s)及2457.6Mbit/s(2×1228.8Mbit/s)三种线路速率，而VC-4-4c和VC-4-16c的VC净荷带宽(599.040Mbit/s及2396.160Mbit/s)分别略小于CPRI的614.4Mbit/s与2457.6Mbit/s链路。但是，由于CPRI链路是经过8B/10B线路编码的链路，因此在CPRI链路映射到GFP-T帧中的过程中将首先进行8B/10B到64B/65B的线路编码转换，这样，即使考虑到GFP-T帧的帧头等帧结构的开销，都能够承载相应速率的CPRI链路。
如前所述，在CPRI规范中，I/Q数据是以AxC容器为单位映射到一个基本帧中的，通常情况下，无论采取紧凑放置(packed position)还是灵活放置(flexible position)方式，CPRI基本帧中的AxC容器总是不能正好占满CPRI基本帧的I/Q数据块部分的所有位置，即仍存在保留位。例如某WCDMA上行链路采用8bit采样宽度，2×3.84MHz采样速率及双天线接收分集，则一个AxC容器的速率是122.88MHz，若采用信息速率为491.52Mbit/s的CPRI链路(线路速率614.4Mbit/s)承载两个AxC容器，除去CPRI基本帧中控制字的带宽，尚剩余215.04MHz的空闲带宽。显然，直接传输该CPRI帧将造成大量的SDH线路带宽的浪费。
为此根据本发明，除了直接将CPRI链路映射到GFP-T帧进行传输以外，为了进一步提高SDH链路的带宽利用率，还可以对CPRI基本帧进行压缩去除保留比特后再映射到GFP-T帧中。如图5(a)所示，由于对PTI＝000所指示的用户数据帧现有GFP规范所定义的用户净荷标识(UPI)尚未定义CPRI类型的客户信号，因此可定义“0000，1001～1110，1111”之间的值分别用于表示未压缩的CPRI链路信号以及压缩的CPRI链路信号。
图10所示为去除保留比特后的压缩CPRI基本帧的结构，其中控制字在最前面，各AxC容器依次顺序连续排列，由于AxC容器不一定是按字节对齐的，因此在最后一个字节可能包含填充比特。这样，压缩后的CPRI基本帧就以字节为单位且仅包含原CPRI基本帧中的控制字和各AxC容器等有用信息。由于压缩后的CPRI链路仍然是以长度固定的压缩基本帧为单位的同步链路，因此仍然可以按照原CPRI链路的帧同步方法获得压缩CPRI链路的帧同步。
为了能够在对端重新恢复各AxC容器在CPRI基本帧中的位置，根据本发明，可通过在承载该CPRI链路的GPF-T通道相应的GFP客户管理帧(CMF帧)传送包括各AxC容器在CPRI基本帧中的位置信息等在内的有关CPRI帧格式信息。如前所述，GFP帧净荷头部的净荷类型标识(PTI)为“100”表示该GFP帧为客户管理帧，如图5(b)所示，PTI＝100时用户净荷标识(UPI)的值“0000，0000”和“1111，1111”保留不用，“0000，0001”和“0000，0010”则用于链路失步等客户信号失败指示信息，因此可以使用00000011～11111110之间的保留值，用于指示承载有基于本发明的CPRI基本帧帧格式信息的客户管理帧。这样，接收端就可以通过所述GFP客户管理帧获知包括各AxC容器在CPRI基本帧中的位置信息等在内的原CPRI基本帧的帧格式，从而将接收的压缩CPRI帧恢复为标准的CPRI帧。
由于实际中的CPRI链路一旦启动其帧结构一般不变或很少改变，因此携带包括各AxC容器在CPRI基本帧中的位置信息等在内的CPRI基本帧帧格式信息的GFP客户管理帧只需在初始启动和CPRI基本帧帧格式发生改变时发送，此外还可以以很低的频率周期发送携带当前CPRI基本帧帧格式的GFP客户管理帧，从而防止因传输误码等原因丢失该类GFP客户管理帧而造成长时间CPRI链路恢复错误。
根据CPRI规范，CPRI支持基于HDLC的慢速C&M(控制与管理)信道和基于以太网的快速C&M信道，而所述包括各AxC容器在CPRI基本帧中的位置等在内的CPRI基本帧帧格式信息是通过承载在这两类C&M信道上的CPRI规范本身未标准化的控制与管理信令在RE和REC之间交换的，因此为了提取这一信息以便进行CPRI帧压缩，根据本发明一种优选方案是在MSTP-RF中对相应CPRI链路的承载在上述两类C&M信道上的控制与管理信令进行监视，从而提取所述CPRI基本帧帧格式信息。这一方案兼容现有CPRI规范，但由于承载在上述两类C&M信道上的控制与管理信令是非标准化的协议，因此需要针对特定基站厂商的内部协议进行相应的开发。
根据本发明的另一种优选方案，无需对上述承载在HDLC/以太网上的非标准化的控制与管理信令进行监视，而直接通过对CPRI链路数据流的分析获得CPRI基本帧帧格式信息。实际上，根据图3和图4所示的CPRI基本帧帧结构，控制字的位置是固定的，而I/Q数据块中若包含保留位，则这些保留位上的填充比特是固定不变的，相反AxC容器所占据的比特位则每帧可变。因此，可以利用这一性质直接通过对CPRI链路数据流的分析获得CPRI基本帧帧格式信息。作为一个非限制性的示范性的例子，图11给出了一种通过对CPRI链路数据流进行分析获得CPRI基本帧帧格式信息的流程，首先获得CPRI的帧同步(S1)以便分离出各基本帧的I/Q数据块(S3)，然后统计P(P为远大于1的数)帧的I/Q数据块中每个比特位的取值变化次数(S5)，其中相邻两帧的相同位置的比特由“0”到“1”及由“1”到“0”计为一次取值变化，总的变化次数为零的位即为保留位，变化次数至少一次的即是AxC容器占据的比特位(S7)，最后根据各比特位的统计结果获得该CPRI基本帧的帧格式信息。
图12示出了根据本发明的MSTP-RF单元的示意结构和CPRI信号经SDH传输的发送和接收过程。MSTP-RF单元包括接收处理设备和发送处理设备。发送处理设备的结构如图12(a)所示。发送处理设备包括未示出的CPRI接收器和SDH发送器，CPRI-GFP帧映射单元15，VC映射单元25，和STM-N帧形成单元26。由CPRI接收器(未示出)经前面相应链路接收的CPRI信号被CPRI-GFP帧映射单元15映射为GFP-T帧。CPRI-GFP帧映射单元15包括8B/10B解码单元20，CPRI帧压缩单元21，64B/65B编码单元22，GFP-T帧形成单元23，GFP帧级复用单元24，HDLC/以太网C&M信道监视单元27，CPRI帧格式信息提取单元28和CMF帧形成单元29。
CPRI信号首先经8B/10B解码单元20进行8B/10B解码，然后经CPRI帧压缩单元21去除保留位比特形成CPRI压缩帧；经8B/10B解码后的CPRI信号同时也用于在CPRI帧格式信息提取单元28提取CPRI帧格式信息，若采用上述CPRI帧格式信息提取的第一种方法，则控制字通道数据被送至HDLC/以太网C&M信道监视单元27，其提取承载在HDLC/以太网C&M信道上的控制与管理信令流，通过对该控制与管理信令流进行分析即可提取出该CPRI帧格式信息，若采用上述CPRI帧格式信息提取的第二种方法，则直接对I/Q数据块进行分析提取出CPRI基本帧的帧格式信息；获得的CPRI基本帧帧格式信息一方面经CMF帧形成单元29生成承载CPRI基本帧帧格式信息的CMF帧，另一方面也送至CPRI帧压缩单元21控制CPRI帧压缩操作；经CPRI帧压缩处理后的数据流送至64B/65B编码单元22生成64B/65B码块及超块，以最后在GFP-T帧形成单元23形成GFP-T数据帧；所述CMF帧和GFP-T数据帧又经GFP帧级复用单元24及VC映射单元25，最终在STM-N帧形成单元26形成可直接经SDH线路传输的STM-N帧。
接收处理设备的结构如图12(b)所示。接收处理设备包括未示出的CPRI发送器和SDH接收器，STM-N帧分离单元31，VC净荷提取单元32和GFP-CPRI解映射单元30。GFP-CPRI解映射单元30包括CMF帧解复用单元33，GFP-T帧处理单元35，64B/65B解码单元36，CMF帧处理单元34，CPRI解压缩单元37和8B/10B编码单元38。
由SDH接收器接收的STM-N帧首先由STM-N帧分离单元31从STM-N帧分离出所需的VC，再经VC净荷提取单元32提取出GFP帧，进而经数据帧CMF帧解复用单元33分离出CMF帧和GFP-T数据帧，GFP-T数据帧经GFP-T帧处理单元35得到各64B/65B码块，再经过64B/65B解码单元36得到CPRI压缩帧数据流，最后利用CMF帧处理单元34从CMF帧中获得的CPRI帧格式信息经CPRI解压缩单元37和8B/10B编码单元38还原出原CPRI链路。
上述CPRI接收器和CPRI发送器可以是彼此分立的，也可以是组合的，并且可以在MSTP-RF单元之外。对于SDH发送器和接收器也是如此。
在移动通信系统中，基站射频单元的频率稳定度要求较高，往往需要达到0.05ppm的精度，因此RRU需要获得高稳定度的频率参考。尽管CPRI本身是高稳定的同步链路，但由于在本发明中CPRI经由GFP-T/SDH通道传输，而通常情况下SDH网络的时钟稳定度远远低于CPRI的0.05ppm频率稳定度，且GFP-T通道因自适应速率适配而动态插入填充字节，因此CPRI经由GFP-T/SDH通道传输后需要重新恢复出原有的高稳定时钟。
为此根据本发明，可以采用两类方法在RRU侧的GFP-T/SDH通道端点恢复出CPRI链路原有的高稳定时钟。一种是采用全局公共时钟方案，典型的实现方法是MU和MSTP-RF均从GPS(全球定位系统)等同步时钟分配网络获得高稳定度的频率参考，并以此作为数字无线信号数据流的采样和CPRI链路的时钟源，这样就能保证在RRU侧的GFP-T/SDH通道端点保证CPRI线路时钟的高稳定要求。另一种是采用自适应时钟恢复技术，该技术利用所传输的连续数据流本身具有的恒定比特速率的特点通过锁相环(PLL)恢复出该恒定数据流的时钟。
如图13所示，在下行方向，MU侧的MSTP-RF接口41将来自MU的CPRI链路经GFP-T成帧及VC封装41-1等操作后通过STM-N接口41-5经SDH传输网发送至RRU侧的MSTP-RF 42，RRU侧的MSTP-RF 42则经VC提取及GFP-T解码42-3等操作后还原出CPRI链路送至RRU，其中，RRU侧的MSTP-RF 42采用基于FIFO(先进先出存储器)空满度进行环路控制的PLL(相位锁定环路)恢复出原CPRI的链路时钟，而该时钟同时也作为对上行方向来自RRU的CPRI链路进行GFP-T成帧及VC封装等操作的时钟，而MU侧的MSTP-RF则利用从来自MU的下行方向的CPRI链路提取的时钟作为从承载上行方向CPRI链路的STM-N帧中经VC提取及GFP-T解码41-3等操作还原出上行方向CPRI链路的处理时钟。另外，收发两端的STM-N接口41-5，42-3的时钟直接由SDH线路提取，而不使用上述CPRI链路时钟。