多通道rru时延控制方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多通道RRU时延控制方法，方法包括：接收与其多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息；判断连接的光纤状态；若光纤状态均正常，则根据所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延；当第一缓存区中的空口数据对齐后，空口数据传输至多个第二缓存区；配置存储在第二缓存区的空口数据以校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延；当第二缓存区中的空口数据对齐后，发送空口数据至天线。本发明还公开一种多通道RRU时延控制装置。通过上述方式，本发明能够使RRU传输的数据同时到达天线。
【专利说明】多通道RRU时延控制方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域基站拉远系统，特别是涉及一种多通道RRU时延控制方法及其装置。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展，TD-LTE(Time Divis1n Long Term Evolut1n,分时长期演进)作为在 TD-SCDMA(Time Divis1n-Synchronous Code Divis1n Multiple Access,时分同步码分多址)的基础上演进的4G标准，致使更多的无线通信设备满足TD-LTE标准。如基于TD-LTE标准的分布式基站设备。
[0003]基于TD-LTE标准的分布式基站设备通常采用多通道技术实现基站信号的拉远覆盖，其中多通道技术由RRU(Remote Rad1 Unit，远端射频单元)来实现。应用于TD-LTE的RRU相对于应用于其他系统的RRU具有通道多、体积小和布局复杂的特点，下面以TD-LTE八通道RRU为例进行说明，如图1所示，包括I个RRU协议功能块、4个RRU信号处理功能块及与RRU协议功能块通过两根光纤连接的I个BBU(Building Baseband Unit，室内基带处理单元)。采用上述结构可以实现信号的多通道发送，但由于多个功能块的引入而产生时延，使信号无法同时到达天线口，影响信号的传输。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种多通道RRU时延控制方法及其装置，能够使RRU传输的数据同时到达天线。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种多通道RRU时延控制方法，方法包括:接收与其多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息；判断连接的光纤状态；若光纤状态均正常，则根据所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延；当第一缓存区中的空口数据对齐后，将空口数据传输至多个第二缓存区；配置存储在第二缓存区的空口数据以校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延；当第二缓存区中的空口数据对齐后，发送空口数据至天线。
[0006]其中，通过天线发送空口数据步骤之后包括:通过反馈通道将采集的空口数据反馈给BBU ;接收BBU根据空口数据计算所得的天线校准时延并利用该校准时延校准多个第二缓存区内存储的空口数据。
[0007]其中，校准空口数据经过光纤时引入的时延步骤之后包括:判断第一缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；若不对齐，则等待下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0008]其中，校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延步骤之后包括:判断多个第二缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；若不对齐，则等待下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0009]其中，判断连接的光纤状态步骤之后包括:若仅一路光纤状态正常，则直接传输空口数据至多个第二缓存区。
[0010]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种多通道RRU时延控制装置，装置包括协议功能模块和处理功能模块；协议功能模块包括:第一接收单元，用于接收与协议功能模块多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息；第一判断单元，用于判断多路光纤的状态；第一校准单元，用于当第一判断单元判断光纤状态均正常时，根据第一接收单元所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及协议功能模块的自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延；传输单元，用于当第一校准单元使第一缓存区中的空口数据对齐后，将空口数据传输至多个第二缓存区；处理功能模块包括:第二校准单元，用于传输单元将空口数据传输至多个第二缓存区后，配置存储在第二缓存区的空口数据以校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延；发送单元，用于当第二校准单元校准引入时延后，且分别存储于多个第二缓存区的空口数据对齐后，发送空口数据至天线。
[0011]其中，装置包括反馈校准模块；反馈校准模块包括:反馈单元，用于当发送单元将空口数据发送至天线后，通过反馈通道将采集的空口数据反馈给BBU ;第三校准单元，用于接收BBU根据空口数据计算所得的天线校准时延并利用该校准时延校准多个第二缓存区内存储的空口数据。
[0012]其中，协议功能模块包括:第二判断单元，用于在第一校准单元校准空口数据经过光纤时引入的时延后，判断第一缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；第一循环单元，用于当第二判断单元判断第一缓存区的空口数据的数据帧头不对齐时，等待第一校准单元下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0013]其中，处理功能模块包括:第三判断单元，用于在第二校准单元校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延后，判断多个第二缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；第二循环单元，用于当第三判断单元判断多个第二缓存区的空口数据的数据帧头不对齐时，等待第二校准单元下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0014]其中，协议功能模块由I块FPGA实现其功能，FPGA内部设置第一缓存区；处理功能模块由4块FPGA实现其功能，每一块FPGA内部设置一第二缓存区。
[0015]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明多通道RRU时延控制方法具体为:当与RRU连接的多路光纤状态均正常时，RRU根据所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延，当第一缓存区中的空口数据对齐后，将空口数据传输至多个第二缓存区，配置存储在第二缓存区的空口数据以校准空口数据传输至第二缓存区时引入的时延。通过上述方式，本发明能够使RRU传输的数据同时到达天线。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是现有技术八通道RRU功能结构示意图；
[0017]图2是本发明多通道RRU时延控制方法一实施例的流程示意图；
[0018]图3是本发明多通道RRU时延控制装置一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0020]请参阅图2，图2是本发明多通道RRU时延控制方法一实施例的流程示意图，如图所示，包括以下步骤:
[0021]步骤201，接收与其多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息。
[0022]BBU定时通过应用层消息配置每一路光纤时延和空口数据提前量至RRU。BBU通过与RRU交互测量得到光纤时延，空口数据提前量为BBU预先设定，光纤时延和空口数据提前量均需通过指定的消息格式传输至RRU。
[0023]其中，BBU配置的光纤时延典型值为100ns，空口数据提前量典型值为65ns。
[0024]步骤202，判断连接的光纤状态。
[0025]RRU接收配置消息后，判断当前与BBU连接的光纤状态。其中，光纤状态包括有无光信号、是否同步、是否丢帧以及是否发生切换等。
[0026]步骤203，若光纤状态均正常，则根据所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延。
[0027]若当前光纤状态正常，即有光信号、同步、无丢帧现象、且无切换，则根据所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延。
[0028]其中，自身测量数据包括数据偏差量(时延)，数据偏差量的获得方式为:RRU接收到真实的数据后，根据帧头得出数据的位置，考虑光纤时延和空口数据提前量后，得出数据的偏差量。
[0029]步骤204，当第一缓存区中的空口数据对齐后，将空口数据传输至多个第二缓存区。
[0030]步骤205，配置存储在第二缓存区的空口数据以校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延。
[0031]其中，配置包括配置从空口反馈回来的时延值，即天线校准时延。
[0032]步骤206，当第二缓存区中的空口数据对齐后，发送空口数据至天线。
[0033]本实施例中，在天线发送空口数据之后，还可以进行天线时延的校准，包括以下步骤:
[0034]A.RRU通过与天线连接的反馈通道将采集的空口数据反馈给BBU ；
[0035]BBU计算各天线校准后的时延，通过CPRI控制字周期性地将天线校准时延信息传递给RRU。
[0036]B.接收BBU根据空口数据计算所得的天线校准时延并利用该校准时延校准多个第二缓存区内存储的空口数据。
[0037]RRU将天线校准时延进行合法性判断后，周期性(300ms)对第二缓存区存储的空口数据进行校准。
[0038]其中，天线时延的校准必须保证多个第二缓存区内的空口数据已对齐。
[0039]在本实施例中，步骤203之后还包括以下步骤:
[0040]A.判断第一缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；
[0041]B.若不对齐，则等待下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0042]当第一缓存区的空口数据对齐后，再进行下一步数据传输。本实施例RRU校准光纤时延的周期为500ms，此校准周期可根据经验值和理论推断而出。
[0043]在本实施例中，步骤205之后还包括以下步骤:
[0044]A.判断多个第二缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；
[0045]B.若不对齐，则等待下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0046]RRU自动周期性校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延，周期通常为1.5s。在校准时延时，必须保证光纤时延已对齐。
[0047]在本实施例中，当判断仅一路光纤状态正常时，则直接传输空口数据至多个第二缓存区，进行步骤205和步骤206。
[0048]需要指出的是，在上述各个时延校准过程中，如果计算时延不在合理的范围内，则需将时延校准值设为默认值。如一般时延范围在0-65ns，若现在计算出的时延为100ns，则配置时延校准值为默认值30ns。
[0049]通过采用上述步骤和严格有序的控制机制，可解决因传输方式、物理结构复杂等而引入时延使空口数据不能同时到达天线口的问题，确保整个基站系统的收发性能，使空口数据的时延误差控制在65ns以内。
[0050]本实施例的方法可利用任何编程语言，将软件功能模块划分为光纤时延校准模块、传输时延校准模块及天线时延校准模块，按照本实施例的流程实现。
[0051]本实施例的方法已利用C++编程语言在TDD模式的LTE RRU中成功应用，能够有效合理地管理RRU与BBU之间的链路。
[0052]在本实施例中，第二缓存区的数量为4个。
[0053]本实施例的方法通过FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)来实现，其中，第一缓存区设置于一 FPGA块内，4个第二缓存区分别设于4块FPGA内。
[0054]本实施例可应用于TD-LTE八通道RRU，使八通道的空口数据能同时到达天线口。
[0055]请参阅图3，图3是本发明多通道RRU时延控制装置一实施例的结构示意图，如图3所示，包括:协议功能模块30、处理功能模块40和反馈校准模块50。
[0056]其中，协议功能模块30包括:第一接收单元31、第一判断单元32、第一校准单元33、第二判断单元34、第一循环单元35及传输单元36。各单元的功能如下:
[0057]第一接收单元31用于接收与协议功能模块30多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息；第一判断单元32用于判断多路光纤的状态；第一校准单元33用于当第一判断单元32判断光纤状态均正常时，根据第一接收单元所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及协议功能模块的自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准空口数据经过光纤时引入的时延。
[0058]第二判断单元34用于在第一校准单元33校准空口数据经过光纤时引入的时延后，判断第一缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；第一循环单元35用于当第二判断单元34判断第一缓存区的空口数据的数据帧头不对齐时，等待第一校准单元33下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0059]传输单元36用于当第一校准单元33使第一缓存区中的空口数据对齐后，将空口数据传输至多个第二缓存区。
[0060]其中，处理功能模块40包括:第二校准单元41、第三判断单元42、第二循环单元43及发送单元44。各单元的功能如下:
[0061]第二校准单元41用于传输单元36将空口数据传输至多个第二缓存区后，配置存储在第二缓存区的空口数据以校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延；第三判断单元42用于在第二校准单元41校准空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延后，判断多个第二缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐；第二循环单元43用于当第三判断单元42判断多个第二缓存区的空口数据的数据帧头不对齐时，等待第二校准单元41下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
[0062]发送单元44用于当第二校准单元41校准使分别存储于多个第二缓存区的空口数据对齐后，发送空口数据至天线。
[0063]其中，反馈校准模块50包括:反馈单元51和第三校准单元52。各单元功能如下:
[0064]反馈单元51用于当发送单元44将空口数据发送至天线后，通过反馈通道将采集的空口数据反馈给BBU ;第三校准单元52用于接收BBU根据空口数据计算所得的天线校准时延并利用该校准时延校准多个第二缓存区内存储的空口数据。
[0065]在本实施例中，协议功能模块30和处理功能模块40分别由FPGA实现其功能。具体为，协议功能模块30由I块FPGA实现其功能，FPGA内部设置第一缓存区；处理功能模块40由4块FPGA实现其功能，每一块FPGA内部设置一第二缓存区，处理功能模块40块中每一块FPGA处理两路天线的数据。
[0066]下面以一具体实施例对上述装置进行说明，如八通道RRU时延控制装置。
[0067]八通道RRU时延控制装置采用一块FPGA来处理与BBU交互等相关协议功能，使用四块FPGA (每块FPGA对应处理两个通道)处理RRU自身信号相关功能。即八通道RRU时延控制装置包括I块协议功能FPGA，4块信号处理FPGA。
[0068]在本具体实施例中，RRU通过两条光纤与BBU连接。
[0069]在本具体实施例中，每个FPGA中包括一用于使RRU传输的空口数据同时到达天线的缓存区。设置此缓存区的原因如下:
[0070]RRU数据传输时，多功能模块的引入会导致时延，使RRU传输的空口数据无法同时到达天线口。引入时延的因素主要包括:光纤传输空口数据时引入的时延、协议功能FPGA将空口数据传送到4块信号处理FPGA时引入的时延、八通道天线校准时发现的时延。
[0071]下面详细阐述缓存区如何协同控制将上述延时一一对齐，使八通道的空口数据同时到达天线口。
[0072]首先利用协议功能FPGA中的缓存区使两路光纤传输的空口数据对齐，然后将空口数据同时传送至4块信号处理FPGA，每个信号处理FPGA对应两个通道，当8个通道的数据不对齐时，通过调整RRU自身参数，利用信号处理FPGA中的缓存区校准空口数据从协议功能FPGA传送到4块信号处理FPGA时产生的时延。当4块信号处理FPGA中的空口数据对齐后，将空口数据发送至天线。
[0073]空口数据发送后，RRU可通过反馈通道采集数据并接收回来，发送给BBU，由BBU计算各天线产生的时延，然后周期性地将天线时延信息传递给RRU，以校准信号处理FPGA中的空口数据，使其对齐。
[0074]在本具体实施例中，若光纤状态非正常，即某一光纤没有同步，或发生切换，则只配置正常一路的相关参数，此时，只校准空口数据传输至4块信号处理FPGA时和天线校准时产生的时延。
[0075]综上所述，本发明可利用缓存将空口数据传输过程(经BBU、RRU、至天线)中产生的时延一一对齐，且引入约束机制使时延对齐步骤互不影响，有序进行。具体为，在协议功能FPGA内部设置缓存区用于校准由于多路光纤传送而引入的空口数据时延误差，在四块信号处理FPGA的每一块中设置缓存区用于校准由于内部空口数据传输产生的和天线校准时发现的空口数据时延误差，并设计一套完整的控制流程和一些约束条件来校准RRU的各种时延误差，每经过一级传输，空口数据都能有效对齐，从而满足TD-LTE整个分布式基站系统的性能指标要求。
[0076]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中的功能的装置。
[0077]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中的功能。
[0078]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中的功能的步骤。
[0079]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0080]显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种多通道RRU时延控制方法，其特征在于，所述方法包括: 接收与其多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息； 判断连接的光纤状态； 若所述光纤状态均正常，则根据所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准所述空口数据经过所述光纤时引入的时延； 当第一缓存区中的空口数据对齐后，将所述空口数据传输至多个第二缓存区； 配置存储在所述第二缓存区的空口数据以校准所述空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延； 当第二缓存区中的空口数据对齐后，发送所述空口数据至天线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过天线发送所述空口数据步骤之后包括: 通过反馈通道将采集的空口数据反馈给BBU ； 接收BBU根据所述空口数据计算所得的天线校准时延并利用该校准时延校准多个第二缓存区内存储的空口数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述校准所述空口数据经过所述光纤时引入的时延步骤之后包括: 判断所述第一缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐； 若不对齐，则等待下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述校准所述空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延步骤之后包括: 判断所述多个第二缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐； 若不对齐，则等待下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断连接的光纤状态步骤之后包括: 若仅一路光纤状态正常，则直接传输所述空口数据至多个第二缓存区。
6.一种多通道RRU时延控制装置，其特征在于，所述装置包括协议功能模块和处理功能模块； 所述协议功能模块包括: 第一接收单元，用于接收与所述协议功能模块多路光纤连接的BBU发送的光纤时延消息和空口数据提前量消息； 第一判断单元，用于判断所述多路光纤的状态； 第一校准单元，用于当所述第一判断单元判断所述光纤状态均正常时，根据第一接收单元所接收的光纤时延消息、空口数据提前量消息及协议功能模块的自身测量数据对存储在第一缓存区的空口数据进行配置以校准所述空口数据经过所述光纤时引入的时延； 传输单元，用于当所述第一校准单元使第一缓存区中的空口数据对齐后，将所述空口数据传输至多个第二缓存区； 所述处理功能模块包括: 第二校准单元，用于所述传输单元将所述空口数据传输至多个第二缓存区后，配置存储在所述第二缓存区的空口数据以校准所述空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延； 发送单元，用于当所述第二校准单元校准所述引入时延后，且分别存储于多个第二缓存区的空口数据对齐后，发送所述空口数据至天线。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括反馈校准模块； 所述反馈校准模块包括: 反馈单元，用于当所述发送单元将空口数据发送至天线后，通过反馈通道将采集的空口数据反馈给BBU ； 第三校准单元，用于接收BBU根据所述空口数据计算所得的天线校准时延并利用该校准时延校准多个第二缓存区内存储的空口数据。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述协议功能模块包括: 第二判断单元，用于在所述第一校准单元校准空口数据经过所述光纤时引入的时延后，判断所述第一缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐； 第一循环单元，用于当所述第二判断单元判断第一缓存区的空口数据的数据帧头不对齐时，等待所述第一校准单元下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理功能模块包括: 第三判断单元，用于在所述第二校准单元校准所述空口数据从第一缓存区传输至第二缓存区时引入的时延后，判断所述多个第二缓存区的空口数据的数据帧头是否对齐； 第二循环单元，用于当所述第三判断单元判断所述多个第二缓存区的空口数据的数据帧头不对齐时，等待所述第二校准单元下一个校准周期进行校准直至对齐为止。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述协议功能模块由I块FPGA实现其功能，所述FPGA内部设置第一缓存区； 所述处理功能模块由4块FPGA实现其功能，每一块FPGA内部设置一第二缓存区。
【文档编号】H04B10/2575GK104185193SQ201410407290
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】帅福利 申请人:京信通信系统（中国）有限公司