专利名称：基带拉远场景下的信号传输方法、设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种基带拉远场景下的信号传输方法、设备和系统。
背景技术：
光载无线(Radio over Fiber, RoF)通信技术是应高速大容量无线通信需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术。光载无线通信技术在产业界也表现出如下特点RRU(Remote Radio Unit，无线拉远单元)与BBU (Base Band Unit，基带拉远单元)分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分，各自独立安装、分开放置，通过电接口或光接口相连接，即BBU+RRU。在TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess,时分同步码分多址)系统中该方案可以由3根光缆代替传统基站所需的20多根馈线，极大的简化了基站的安装施工。BBU能够实现平滑扩展和灵活配置，能够全面支持HSDPA(High SpeedDownlink Packet Access, ι^^Τ τ^ ^Α ) > MBMS (Multimedia BroadcastMulticast Service, 多媒体广播多播业务)和HSUPA(High Speed Uplink PacketAccess，高速上行分组接入) 等。采取 ATM (Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)/IP (Internet Protocol，互联网协议)双传输协议栈，确保现有网络平滑向全IP网络过渡，设备支持从现有网络向 LTE (Long "TermEvolution，长期演进)平滑演进。RRU能够针对运营商的不同需求、不同网络环境提供无线接入网络的解决方案，满足城市、郊区、农村、高速公路、铁路、热点地区等的无线覆盖的要求。RRU体积小、重量轻、可安装于水泥杆、拉线塔或建筑物的墙体上，无需专用铁塔。RRU可支持不连续频段双载波。光载无线通信技术支持发射分集，多级RRU级联，每扇区从一小区扩容到两小区只需改变配置数据，扩容到三小区或者四小区无需额外的合路器和天馈设备。光载无线通信技术是光纤通信和无线移动通信的交叉科学，是通信技术发展到一定阶段的新领域。3G(3th Generation，第三代移动通信系统)基站用天线接收的无线信号可以用光纤或近距离直接用电缆传输到多体制合路器，经功率分配器后由室内天线发射。如果信号传输功率损耗较大也可以在合路前加功率放大器。这种无线覆盖的方式结构简单、成本低，但由于采用天线接收基站信号在室内放大和分配，容易造成室内与室外基站信号干扰。尤其在3G时代，随着信号带宽和载波频率不断提高，直放站信号干扰在人口密集地区影响更大，目前，主要采用拉远基站加宏基站的方式实现信号盲区的覆盖，覆盖方式采用 BBU+RRU相结合的方式在RRU和BBU之间采用业界比较成熟的CPRI (Common Public Radio Interface,通用公共无线接口 )禾口 OBSAI (Open BaseStation Architecture Initiative, 开放基站架构创始联盟)接口实现互联和互通，这种方式由于RRU本身就是基站的一部分不存在另外的干扰。该种方案的无线设备部分可以单独进行远程设定，进而在灵活构建网络的同时降低运营商的CAPEX(Capital Expenditure,资本性支出)和OPEX(OperatingExpense,运营成本)。BBU和RRU之间采用光纤连接，支持RRU多级级联，部署简单方便，其连接结构示意图如图1所示。BBU体积很小，安装灵活，“零”占地。RRU同样是体积小，安装灵活，其射频输出功率可调，且反向接收灵敏度高，完全满足室内覆盖建设需求。在下行链路，信号经过光模块变换成高速串行电信号，串行链路速率如图1所示， 此高速电信号被送入FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)内部的 SERDES(Serializer/Deserializer，并串行与串并行转换器)模块，经过SERDES模块解串的处理后，输出低速并行信号。在上行链路，FPGA内部低速的并行信号送入FPGA内部的SERDES模块，经过 SERDES模块的并串转换之后，变成高速串行电信号送入光模块中。RRU将与室内基站链路相联的SERDES模块的输出SYSTEM(系统)时钟用做时钟恢复，此时钟被送入时钟恢复电路。时钟恢复电路输出的高质量时钟提供给本板的其他器件应用，SERDES模块的发送时钟和接收时钟均由FPGA提供，同时，时钟恢复电路提供SERDES参考时钟。此种基带拉远技术现在已经用于LTE-TDD (Long Term Evolution-TimeDivision Duplexing,长期演进-时分双工)系统，LTE-TDD 系统采用 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)技术，OFDM多载波系统采用了正交频分信道，所以，能够在不需要复杂的均衡技术的情况下，支持高速无线数据传输，并且具有很强的抗衰落和抗ISianter-Symbol Interference，符号间干扰)的能力，但OFDM系统最主要的缺点是具有较大的PAPR(Peak to Average Power Ratio，峰值功率与平均功率比率)， 直接影响着整个系统的运行成本和效率，在具体的应用场景中，PAI3R也可通过PAR (Peak to Average Ratio，峰值平均值比率，简称峰均比)进行表现，PAR问题是MCM(Multi-Carrier Modulation,多载波调制)中一个普遍存在的问题。在实现本发明实施例的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题LTE-TDD 系统在 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，反快速傅里叶变换)处理之后，如果得到的输出信号是由许多个载波(例如，1200个载波)以同一个方向进行累加，就会产生很大的峰值，信号的PAR—般会超过IOdBc,甚至会达到12dBc以上。在BBU 完成IFFT处理之后，还需要通过光纤将处理后的信号传递给RRU，但在具体的应用场景中， IRdncremental Redundancy，增量冗余)接口光纤传送只能发送15Bit信号，而BBU和RRU 内部处理都是16Bit，在PAR比较高的情况下，如果将待传递的信号截取一位，那么，信号的精度将会出现较大的损失，在现有技术中，还没有能有效减小上述精度损失的方法。例如，对于物理层IFFT出来的信号PAR比较高的情况(PAR@le_4超过IOdBc)如果物理层平均幅度定标是11626，那么，经过IFFT处理后输出的信号会有溢出
20 χ Iog10= ,由于PAR超过IOdBc，所以，经过IFFT处理后输出的不少的信号
1626J饱和。如果物理层平均幅度定标是8230，那么，经过IFFT处理后输出的信号会有溢出 20 χ Iog10= UdBc，此时，经过IFFT处理后输出的信号基本不会饱和，但是，8230的平均幅度太小，如果在此基础上再截取最低一位，此时，有效的平均幅度将仅有4115，信号的精度会出现一定的丧失。
发明内容
本发明实施例提供一种基带拉远场景下的信号传输方法、设备和系统，用于解决现有技术中BBU和RRU之间数字信号传递过程中的精度损失和信号峰均比过大的问题。为达到上述目的，本发明实施例一方面提供了一种基带拉远场景下的信号传输方法，具体包括以下步骤基带单元BBU根据完成反快速傅里叶变换IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标峰均比PAR，确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理；所述BBU根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标，并通过所述目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述同相硬切处理的信号进行放大处理；所述BBU按照光纤的传输要求，将完成所述放大处理后的信号进行截位处理后， 通过所述光纤发送给无线远端单元RRU，并由所述RRU完成信号的进一步处理。另一方面，本发明实施例还提供了一种BBU，具体包括削峰模块，用于根据完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理；放大模块，用于根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标，并通过所述目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述削峰模块的同相硬切处理的信号进行放大处理；传输模块，用于按照光纤的传输要求，将完成所述放大模块的放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给RRU，并由所述RRU完成信号的进一步处理。另一方面，本发明实施例还提供了一种基带拉远场景下的信号传输方法，具体包括以下步骤RRU根据自身处理的要求，对通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号进行截位恢复处理；所述RRU对所述截位恢复处理后的信号进行DUC处理，并滤除杂散信号；所述RRU通过削峰处理，将完成DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR ；所述RRU输出完成削峰处理的信号。另一方面，本发明实施例还提供了一种RRU，具体包括恢复模块，用于根据自身处理的要求，对通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号进行截位恢复处理；变频模块，用于对所述恢复模块进行截位恢复处理后的信号进行DUC处理，并滤除杂散信号；削峰模块，用于通过削峰处理，将完成所述变频模块的DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR;输出模块，用于输出完成所述削峰模块的削峰处理的信号。另一方面，本发明实施例还提供了一种基带拉远场景下的信号传输系统，包括BBU和RRU，其中，所述BBU，用于根据确定的削峰门限对完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理， 并通过目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述同相硬切处理的信号进行放大处理，然后按照光纤的传输要求，将完成所述放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给RRU ；所述RRU，用于根据自身处理的要求，对通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号进行截位恢复处理，并对所述截位恢复处理后的信号进行DUC处理，滤除杂散信号，然后通过削峰处理，将完成DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR，最后输出完成削峰处理的信号。与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点通过应用本发明实施例所提出的技术方案，首先，BBU将物理层IFFT输出后的初始平均幅度定标的数值降低，然后，进行同相硬切后抬高信号的平均幅度后根据光纤的传输要求进行截位处理，并在RRU中进行滤除杂散和削峰处理，从而，使得LTE-TDD系统下 IFFT处理之后的信号不溢出，且信号通过光纤传递时信号精度不损失，同时，物理层同相硬切和中频削峰的联合处理方案，使得EVM(Error Vector Magnitude，误差向量幅度)恶化更小，且对PAR的抑制效果更加明显，解决现有技术中BBU和RRU之间数字信号传递过程中的精度损失和信号峰均比过大的问题。
图1为现有技术中BBU和RRU的连接结构示意图；图2为本发明实施例提出的一种基带拉远场景下的信号传输方法在BBU中的实现流程的示意图；图3为本发明实施例提出的一种基带拉远场景下的信号传输方法在RRU中的实现流程的示意图；图4为本发明实施例提出的一种基带拉远场景下的信号传输方法在具体应用场景中实现的流程示意图；图5为本发明实施例给出的一种BBU板卡上实现上述削峰和定标处理的示意图；图6为本发明实施例提出的一种基带拉远场景下的信号传输系统的结构示意图；图7为本发明实施例提出的一种BBU的结构示意图；图8为本发明实施例提出的一种RRU的结构示意图。
具体实施例方式如背景技术所述，现有的LTE-TDD系统中，物理层IFFT处理之后会产生很大的峰值，并使PAR达到较高的数值，在这样的情况下，如果平均幅度定标的数值设置较高，将会使大量信号饱和，而如果调低平均幅度定标的数值设置，又会由于光纤传输过程中的截位处理造成数字信号传递过程中的精度损失。为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种基于物理层同相硬切和中频削峰联合处理的基带拉远场景下的信号传输方法，解决上述BBU和RRU之间数字信号传递过程中的精度损失和信号峰均比过大的问题。
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如图2所示，为本发明实施例提出的一种基带拉远场景下的信号传输方法的流程示意图，具体包括以下步骤步骤S201、BBU根据完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限，并根据削峰门限对完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理。在本步骤中，实际包含两个处理过程1、确定削峰门限为了实现削峰门限的确定，BBU需要初始平均幅度定标和目标PAR两个参数，具体说明如下(1)初始平均幅度定标初始平均幅度定标根据完成IFFT处理的信号的初始PAR和BBU所能处理的满量程信号的幅度来确定，具体的计算公式如下
权利要求
1.一种基带拉远场景下的信号传输方法，其特征在于，具体包括以下步骤基带单元BBU根据完成反快速傅里叶变换IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标峰均比PAR，确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理；所述BBU根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标，并通过所述目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述同相硬切处理的信号进行放大处理；所述BBU按照光纤的传输要求，将完成所述放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给无线远端单元RRU，并由所述RRU完成信号的进一步处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BBU根据完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限之前，还包括所述BBU根据所述完成IFFT处理的信号的初始PAR和所述BBU所能处理的满量程信号的幅度，确定所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述BBU根据所述完成IFFT处理的信号的初始PAR和所述BBU所能处理的满量程信号的幅度，确定所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标的计算公式，具体为
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BBU根据所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限的计算公式，具体为
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BBU根据所述削峰门限对所述完成 IFFT处理的信号进行同相硬切处理的过程，具体为所述BBU判断所述完成IFFT处理的信号的瞬时值的大小是否大于所述削峰门限的大如果大于，所述BBU将所述信号的瞬时值的大小调整为所述削峰门限的大小； 如果不大于，所述BBU保持所述信号的瞬时值的大小。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BBU根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标的计算公式，具体为
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BBU按照光纤的传输要求，将完成所述放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给RRU，并由所述RRU完成信号的进一步处理，具体包括所述RRU根据自身处理的要求对通过所述光纤接收的信号进行截位恢复处理；所述RRU对所述截位恢复处理后的信号进行数字上变频DUC处理，并滤除杂散信号；所述RRU通过PC-CFR或RC-CFR处理对信号进行削峰处理，将完成DUC处理的信号的 PAR抑制为所述目标PAR，并输出完成削峰处理的信号。
8.—种BBU，其特征在于，具体包括削峰模块，用于根据完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理；放大模块，用于根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标，并通过所述目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述削峰模块的同相硬切处理的信号进行放大处理；传输模块，用于按照光纤的传输要求，将完成所述放大模块的放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给RRU，并由所述RRU完成信号的进一步处理。
9.如权利要求8所述的BBU，其特征在于，所述削峰模块，具体包括第一确定子模块和削峰子模块，所述第一确定子模块用于确定削峰门限，所述削峰子模块用于根据所述第一确定子模块所确定的削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理；所述削峰模块，还包括第二确定子模块，用于在所述第一确定子模块确定削峰门限之前，根据所述完成IFFT处理的信号的初始PAR和所述BBU所能处理的满量程信号的幅度， 确定所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标。
10.如权利要求9所述的BBU，其特征在于，所述第二确定子模块确定所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标的计算公式，具体为其中，A表示所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标， max_d表示所述BBU所能处理的满量程信号的幅度， PAR表示所述完成IFFT处理的信号的初始PAR。
11.如权利要求9所述的BBU，其特征在于，所述第一确定子模块确定削峰门限的计算公式，具体为其中，Th表示所述削峰门限，A表示所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标， PARI表示所述目标PAR。
12.如权利要求9所述的BBU，其特征在于，所述削峰子模块根据所述削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理的过程，具体为所述削峰子模块判断所述完成IFFT处理的信号的瞬时值的大小是否大于所述第一确定子模块所确定的削峰门限的大小；如果大于，所述削峰子模块将所述信号的瞬时值的大小调整为所述第一确定子模块所确定的削峰门限的大小；如果不大于，所述削峰子模块保持所述信号的瞬时值的大小。
13.如权利要求8所述的BBU，其特征在于，所述放大模块根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标的计算公式，具体为
14.如权利要求8所述的BBU，其特征在于，所述传输模块，具体包括截位子模块和传输子模块，其中，所述截位子模块，用于按照所述光纤的传输要求，对完成所述所述放大模块的放大处理后的信号进行截位处理；所述传输子模块，用于将所述截位子模块进行截位处理后的信号通过所述光纤发送给所述RRU。
15.一种基带拉远场景下的信号传输方法，其特征在于，具体包括以下步骤RRU根据自身处理的要求，对通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号进行截位恢复处理；所述RRU对所述截位恢复处理后的信号进行DUC处理，并滤除杂散信号； 所述RRU通过削峰处理，将完成DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR ； 所述RRU输出完成削峰处理的信号。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述RRU通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号，具体还经过所述BBU进行的如下处理所述BBU根据完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限，并根据所述削峰门限对所述完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理；所述BBU根据所述目标PAR确定目标平均幅度定标，并通过所述目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述同相硬切处理的信号进行放大处理；所述BBU按照光纤的传输要求，将完成所述放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给RRU。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述BBU根据所述完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限的计算公式，具体为
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述BBU根据所述削峰门限对所述完成 IFFT处理的信号进行同相硬切处理的过程，具体为所述BBU判断所述完成IFFT处理的信号的瞬时值的大小是否大于所述削峰门限的大如果大于，所述BBU将所述信号的瞬时值的大小调整为所述削峰门限的大小；如果不大于，所述BBU保持所述信号的瞬时值的大小。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述RRU通过削峰处理，将完成DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR，具体为所述RRU通过峰值取消-波峰因子降低PC-CFR处理进行削峰，将完成DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR;或，所述RRU通过减少峰值及峰值取消-波峰因子降低RC-CFR处理进行削峰，将完成DUC 处理的信号的PAR抑制为目标PAR。
20.一种RRU，其特征在于，具体包括恢复模块，用于根据自身处理的要求，对通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号进行截位恢复处理；变频模块，用于对所述恢复模块进行截位恢复处理后的信号进行DUC处理，并滤除杂散信号；削峰模块，用于通过削峰处理，将完成所述变频模块的DUC处理的信号的PAR抑制为目标 PAR ；输出模块，用于输出完成所述削峰模块的削峰处理的信号。
21.如权利要求20所述的RRU，其特征在于，所述削峰模块，具体用于所述削峰模块通过PC-CFR处理进行削峰，将完成所述变频模块的DUC处理的信号的 PAR抑制为目标PAR;或，所述削峰模块通过RC-CFR处理进行削峰，将完成所述变频模块的DUC处理的信号的 PAR抑制为目标PAR。
22.—种基带拉远场景下的信号传输系统，其特征在于，包括BBU和RRU，其中，所述BBU，用于根据确定的削峰门限对完成IFFT处理的信号进行同相硬切处理，并通过目标平均定标幅度和初始平均定标幅度的比值，对完成所述同相硬切处理的信号进行放大处理，然后按照光纤的传输要求，将完成所述放大处理后的信号进行截位处理后，通过所述光纤发送给RRU ；所述RRU，用于根据自身处理的要求，对通过光纤接收到的BBU所发送的经过截位处理的信号进行截位恢复处理，并对所述截位恢复处理后的信号进行DUC处理，滤除杂散信号， 然后通过削峰处理，将完成DUC处理的信号的PAR抑制为目标PAR，最后输出完成削峰处理的信号。
23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述BBU根据完成IFFT处理的信号的初始平均幅度定标和目标PAR，确定削峰门限，并根据所述目标PAR确定所述目标平均幅度定标。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基带拉远场景下的信号传输方法、设备和系统，通过应用本发明实施例所提出的技术方案，首先，BBU将物理层IFFT输出后的初始平均幅度定标的数值降低，然后，进行同相硬切后抬高信号的平均幅度后根据光纤的传输要求进行截位处理，并在RRU中进行滤除杂散和削峰处理，从而，使得LTE-TDD系统下IFFT处理之后的信号不溢出，且信号通过光纤传递时信号精度不损失，同时，物理层同相硬切和中频削峰的联合处理方案，使得EVM恶化更小，且对PAR的抑制效果更加明显，解决现有技术中BBU和RRU之间数字信号传递过程中的精度损失和信号峰均比过大的问题。
文档编号H04L27/26GK102340471SQ20101023364
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者熊军 申请人:大唐移动通信设备有限公司