聚合无触无线前传的制作方法

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技术领域：
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背景技术：
：无线接入网(RAN)是指如移动电话、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑或其他任意用户设备的移动设备或移动台与核心网之间的网络。在传统的无线宏小区网络和移动宏小区网络中，可以将区域在地理上划分为多个小区和小区扇区，其中每个都由与核心网连通的无线基站服务。RAN中位于无线基站与核心网之间的部分称为无线回传。随着对高速无线通信的需求不断增加，不断在位置的数目和室内或人口密集区域的穿透力方面逼近宏小区的极限，科研和行业正在迈向小型小区部署，未来无线接入网中的小区将更密集更小型。无线前传(fronthaul)和移动前传是新兴的网络领域，能够实现适宜于小型小区部署的集中式RAN(C-RAN)架构。在C-RAN架构中，通常由位于远程小区站点的无线基站所执行的数字基带(BB)处理被迁移到了位于靠近中心局(CO)或核心网的中央地点(centralsite)的集中式基带单元(BBU)。如此，位于远程小区站点的无线基站就被远程射频单元(RRU)所替代，其与用于无线射频(RF)发射和接收的天线通过接口连接，不做数字BB处理。无线前传指RAN中位于RRU与BBU之间的部分。C-RAN架构通过将数字BB处理迁移到集中式BBU，可实现资源共享和协同多点(CoMP)处理，例如联合信号处理、联合干扰抑制和/或多个小区之间的联合调度，并可从而改进网络性能和效率。无线前传可通过光纤通信技术实现，其中可运用光纤链路，在位于远程小区站点的RRU和位于中央地点的BBU之间传递信号和/或数据。光纤传输的一些优点包括功率损失低、延迟低和带宽(BW)高。不过，运用光纤和光硬件会增加无线前传网络的成本。因此，高效使用光纤链路和光硬件可在无线前传的设计中具有重要意义。技术实现要素：在一个实施例中，本公开包括一种由无线前传单元实施的方法，所述方法包括：通过数字频域映射(FDM)聚合多个第一无线信道信号，产生第一聚合信号，其中所述第一无线信道信号在所述第一聚合信号中被置于不重叠的第一频带中，且信道带宽(BW)不变；将所述第一聚合信号转换为第一调制信号；以及将所述第一调制信号传输到无线前传链路。在另一个实施例中，本公开包括一种装置，该装置包括光前端，被配置为：通过无线前传网络，从远程射频单元(RRU)接收第一光信号，其中所述第一光信号携带有聚合上行链路(UL)信号，所述聚合UL信号包括被置于不同的第一频带中的多个无线UL信道信号，所述第一频带所跨越的信道BW与对应的无线UL信道相同，以及将所述第一光信号转换为模拟电信号；模数转换器(ADC)，耦合到所述光前端，并被配置为将所述模拟电信号转换为数字信号；以及数字信号处理(DSP)单元，耦合到所述ADC，并被配置为通过信道解聚合，从所述数字信号中提取所述无线UL信道信号，产生基带(BB)中的无线UL信道信号。在又一个实施例中，本公开包括一种装置，该装置包括：射频(RF)前端，被配置为通过不同的无线UL信道接收多个无线UL信道信号；信道聚合单元，耦合到所述RF前端，并被配置为通过FDM聚合所述无线UL信道信号，产生聚合UL信号，其中所述聚合UL信号包括不同的第一频带中的所述无线UL信道信号，并且每个第一频带所跨越的信道BW与对应的无线UL信道相同；以及光前端，耦合到所述信道聚合单元，并被配置为：将所述聚合UL信号转换为第一光信号；以及通过无线前传网络，将所述第一光信号传输到基带单元(BBU)。通过以下详细描述，并结合附图和权利要求，将更加清楚地理解这些及其他特征。附图说明为更全面地理解本公开，现在将结合相关附图和详细描述进行如下简短描述，其中相似的附图标记代表相似的部件。图1是无线回传通信系统的示意图；图2是数字基带(BB)无线前传通信系统的示意图；图3是模拟无线前传通信系统的示意图；图4是另一数字BB无线前传通信系统的示意图；图5是根据本公开一实施例的聚合无线前传通信系统的示意图；图6是聚合无线前传通信系统的另一实施例的示意图；图7是聚合无线前传通信系统的又一实施例的示意图；图8是信道聚合方案的一实施例的示意图；图9是信道解聚合方案的一实施例的示意图；图10是运用频域实现方案的信道聚合单元的一实施例的示意图；图11是运用频域实现方案的信道解聚合单元的一实施例的示意图；图12是运用时域实现方案的信道聚合单元的一实施例的示意图；图13是运用时域实现方案的信道聚合单元的另一实施例的示意图；图14是运用时域实现方案的信道解聚合单元的一实施例的示意图；图15是运用时域实现方案的信道解聚合单元的另一实施例的示意图；图16是信道聚合方法的一实施例的流程图；图17是信道聚合方法的另一实施例的流程图；图18是信道解聚合方法的一实施例的流程图；图19是信道解聚合方法的另一实施例的流程图；图20示出了信道解聚合前后的聚合信号的频谱图；图21是聚合无线前传通信系统的试验装置的一实施例的示意图；图22示出了图21的系统所生成的聚合信号的频谱的图形；图23示出了在图21的系统上测得的聚合信号的频谱的图形；图24A示出了从图21的系统捕获的1.4兆赫兹(MHz)带宽(BW)信道的星座图的图形；图24B示出了从图21的系统捕获的3MHzBW信道的星座图的图形；图24C示出了从图21的系统捕获的5MHzBW信道的星座图的图形；图24D示出了从图21的系统捕获的10MHzBW信道的星座图的图形；图24E示出了从图21的系统捕获的15MHzBW信道的星座图的图形；图24F示出了从图21的系统捕获的20MHzBW信道的星座图的图形；图25示出了在图21的系统上测得的误差矢量幅度(EVM)的图形；图26示出了从图21的系统捕获的1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHzBW信道的星座图的图形；以及图27是无线前传收发机单元的一实施例的示意图。具体实施方式首先应当理解的是，虽然下文提供了一个或多个实施例的示意性实施方式，但其所公开的系统和/或方法可以通过任意数量的技术加以实施，无论此技术是否已知或现有。本公开绝不局限于下文示出的示意性实施方式、附图和技术，包括本文所示出和描述的示例性设计和实施方式等，而是能够在随附权利要求及其等同技术的范围之内进行修改。光-无线集成或桥接技术是前景广阔的未来无线网络解决方案，如第五代(5G)无线通信标准，在这些标准中，大规模小型小区无线网络架构、集中式处理和协同式无线电正在成为重要课题。图1-3示出并比较了从无线回传通信系统到无线前传通信系统的无线通信基础设施的演进，以及行业和研究所提出的不同的无线前传配置，焦点在于提供具备成本效益且功率高效的无线前传，实现大容量无线接入。图1是无线回传通信系统100的示意图。系统100用于传统的宏小区无线网络中。系统100包括无线基站110，其通过链路130通信地耦合到中心局(CO)120，链路130为双向链路。无线基站110位于小区站点(cellsite)140，可安装在固定位置，例如小区发射塔(celltower)141底部。CO120将无线基站110连接到核心网150。小区站点140是位于远离CO120的远程位置处的地理区域，并且包括一个或多个小区扇区，具体可由移动运营商在网络部署的过程中确定。在宏小区无线网络中，小区站点140可覆盖的区域半径的范围为约一千米(km)到约20km。小区发射塔141是高架结构，被配置为拥有无线通信设备，例如天线142，用于与位于天线142和/或小区站点140的覆盖区域之内的移动台进行通信。天线142为电设备，例如指向天线、全向天线或天线阵列结构，被配置为将电功率转换为无线电波，及反之。例如，天线142可置于小区发射塔141的顶端，在小区站点140中生成无线射频(RF)覆盖。核心网150是网络的中心部分，为移动台的用户提供网络服务。核心网150包括一个或多个互连的子网，子网由一个或多个网络提供商和/或服务提供商运营。链路130可以是例如包括同轴电缆的有线链路、例如包括视线传播路径的自由空间微波链路、或包括标准单模光纤(SSMF)或多模光纤(MMF)的光纤链路，并被配置为在无线基站110与CO120之间传递携带有以太网帧的数字基带(BB)信号。由于光纤相比电缆所能够提供的功率损失显著降低，速度和BW则显著提高，故而许多宏小区网络都运用了光纤而非电缆。无线基站110包括RF前端111、一个或多个模数转换器(ADC)112、一个或多个数模转换器(DAC)113、BB数字信号处理(DSP)单元114、无线媒体访问控制(MAC)单元115、千兆比特以太网(GbE)接口116、光到电(O/E)前端117和电到光(E/O)前端118。RF前端111包括模拟电组件，例如功率放大器(PA)、低噪放大器(LNA)和滤波器。RF前端111耦合到天线142，并被配置为向移动台发送RF信号和自移动台接收RF信号。ADC112和DAC113耦合到RF前端111。BBDSP单元114耦合到ADC112和DAC113。无线MAC单元115耦合到BBDSP单元114。GbE接口116将无线MAC单元115耦合到O/E前端117和E/O前端118。GbE接口116是硬件装置，被配置为按照约一千兆比特每秒(Gbps)的速率传输以太网帧。E/O前端118包括E/O组件，如电驱动器、E/O转换器和激光器。E/O前端118被配置为将一个或多个电信号转换为光信号，例如通过将电信号调制到光载波信号上，并通过链路130将所得光信号传输到CO120。O/E前端117包括O/E组件，如电驱动器、O/E转换器和激光器。O/E前端117被配置为将光信号转换为一个或多个电信号。在上行链路(UL)方向上，ADC112被配置为将从移动台接收的模拟RF信号转换为数字信号，其中UL指从移动台到CO120的传输方向。在下行链路(DL)方向上，DAC113被配置为将BBDSP单元114所生成的数字信号转换为模拟信号，其中DL指从CO120到移动台的传输方向。ADC112和DAC113作用于各个无线信号，并且其采样率由无线基站110所用的信号带宽和过采样比来确定。例如，对于过采样比约为1.5的20MHz带宽无线信道，ADC112和DAC113可在约30兆赫兹(MHz)的采样率下工作，这对应于每秒约30兆次采样(MSa/s)。采样分辨率可在约4比特到约20比特之间。BBDSP单元114被配置为执行物理层BBDSP功能，如信号同步、调制、解调、信道预均衡、信道均衡、差错编码和差错解码。无线MAC单元115被配置为执行MAC层处理功能，如分组处理、差错控制、调度和信道映射。例如，BBDSP功能和无线MAC处理功能都依照特定的无线通信协议执行，如第三代合作伙伴计划(3GPP)规范中所定义的长期演进(LTE)标准和LTE升级版(LTE-A)标准。BB处理功能的计算较为密集和复杂，故而无线基站110的成本和功耗可能较高。CO120包括交换组件，如服务器网关(SGW)、用于接入控制、移动性支持和安全性控制的控制和管理单元、以及接口单元121，所述接口单元被配置为使无线基站110和移动台通过接口与核心网150连接，以提供多种多样的网络服务，如语音呼叫、电子邮件和其他互联网应用和服务。接口单元121包括SGW接口122、GbE接口126、O/E前端127和E/O前端128。GbE接口126、E/O前端128和O/E前端127类似于GbE接口116、O/E前端117和E/O前端118。SGW接口122被配置为对接SGW，所述SGW在移动台与CO120之间以及CO120与核心网150之间路由和转发通过链路130所接收的用户数据分组。系统100的部署可能较为昂贵，尤其是在小型小区网络中，因为分布在小区站点140的无线基站110成本较高。图2是数字BB无线前传通信系统200的示意图。系统200适宜于在集中式RAN(C-RAN)中部署。系统200包括远程天线单元(RAU)210，所述远程天线单元通过链路230通信地耦合到基带单元(BBU)220。RAU210位于小区站点240，并连接到安装在靠近小区发射塔241顶端之处的一个或多个天线242。BBU220位于靠近核心网250之处，并将RAU210连接到核心网250。小区站点240、小区发射塔241、天线242和核心网250分别类似于小区站点140、小区发射塔141、天线142和核心网150。在系统200中，运算密集型的BBDSP功能和无线MAC处理功能与RAU210分离，搬迁到BBU220。链路230包括光纤，如SSMF或MMF。链路230被配置为依照2009年CPRI规范V4.1中所定义的通用公共无线接口(CPRI)协议，在RAU210与BBU220之间传递BB同相/正交相(I/Q)样本，所述规范于此通过引用并入本申请。例如，链路230传送的CPRI帧携带数字BBI/Q样本。RAU210包括RF前端211、一个或多个ADC212、一个或多个DAC213、CPRI接口219、O/E前端217和E/O前端218。RF前端211、ADC212、DAC213、O/E前端217和E/O前端218大体上分别类似于RF前端111、ADC112、DAC113、O/E前端117和E/O前端118。CPRI接口219置于ADC212与E/O前端218之间，以及DAC213与O/E前端217之间。CPRI接口219被配置为与CPRI装置(未示出)通过接口连接。所述CPRI装置被配置为执行CPRI协议处理，如物理层信令和线路控制，以及数据链路层组帧、映射和流控制。在UL方向上，RAU210通过天线242自移动台接收ULRF信号。ADC212将接收到的ULRF信号转换为数字I/Q样本，CPRI装置将数字I/Q样本编码为包括二进制位的CPRI帧，并且E/O前端218将CPRI帧转换为光信号，例如通过运用二元的开关键控(OOK)转换，并将光信号通过链路230发送到BBU220。在DL方向上，RAU210通过链路230自BBU220接收携带有CPRI编码的DL信号的光信号。O/E前端218将接收到的光信号转换为CPRI编码DL电信号。CPRI装置将CPRI编码的DL信号解码，产生数字I/Q样本，并且DAC213将数字I/Q样本转换为模拟电RF信号，用于通过天线242向移动台传输。BBU220包括内部单元221，其包括SGW接口222、无线MAC单元225、BBDSP单元224、CPRI接口229以及O/E前端227和E/O前端228。SGW接口222、无线MAC单元225、BBDSP单元224、CPRI接口229、O/E前端227和E/O前端228大体上分别类似于SGW接口122、无线MAC单元115、BBDSP单元114、CPRI接口219、O/E前端117和E/O前端118。虽然系统200中示出的是单个BBU220，但系统200可运用集中式处理方案，将BBU220池放置在靠近核心网250之处，以实现各BBU220之间的资源共享和无线电协同。系统200的缺点之一在于，天线242与链路230之间是一对一的映射。例如，每个无线RF信道都要求具有通过链路230连接的RAU210和BBU220，其中每个RAU210和BBU220都运用光收发机。如此，随着无线RF信道的数量和天线242的数量增加，链路230及其所关联的光硬件也会成倍增加。此外，系统200中的RAU210与BBU220之间的数据吞吐量也很高。例如，要支持过采样比约为1.5且采样分辨率约为15比特的8x8多输入多输出(MIMO)LTE20MHz信道，则数据吞吐量约为10Gbps，包括CPRI协议的开销，所述开销对于8比特符号到10比特符号映射(8b/10b)线编码方案而言，可占约25％。如此，要传送BW约为20MHz的信号，就需要一对约为10Gbps的光收发机。故而系统200是光BW低效的，也不具备成本效益。图3是模拟无线前传通信系统300的示意图，如C.Liu等人在“一种新的基于光纤载射频的用于移动回传和计算的多业务小型小区云无线接入网络”(光波技术期刊，第31卷，第17号，2869-2865页，2013年9月(Liu))中所述，该内容于此通过引用并入本申请。系统300包括位于小区站点340的RAU310，其通过链路330通信地耦合到位于靠近核心网350之处的BBU320。系统300中所包括的配置大体上类似于系统200，且核心网350、小区站点340和链路330分别类似于核心网250、小区站点240和链路230。不过，链路330在RAU310与BBU320之间传送的是模拟RF信号而非系统200中的数字BBI/Q样本，故而相比RAU210，进一步简化了RAU310处的处理工作。RAU310包括一个或多个放大器311、O/E前端317和E/O前端318。O/E前端317和E/O前端318分别类似于O/E前端117和E/O前端118。放大器311被配置为与位于小区发射塔341处的天线342通过接口连接，其中天线342和小区发射塔341分别类似于天线142和小区发射塔141。放大器311是RF组件或装置，被配置为将自移动台接收的RF信号或待通过天线342传输到移动台的RF信号放大。在一些实施例中，天线342是RAU310的一部分。BBU320包括内部单元321，其类似于BBU220的内部单元221。不过，BBU320包括的是RF前端322而非内部单元221中的CPRI接口229，这是因为BBU320被配置为在链路330上向RAU310发送和自RAU310接收RF信号。RF前端322大体上类似于RF前端111或211。虽然RAU310处的处理被简化，但RAU310所运用的光和电组件的带宽可大于模拟RF信号的信号带宽，这是由于模拟RF信号包括的中心频率高于信号带宽，其中所述中心频率根据各种无线传输标准而预先确定。故而系统300是带宽低效的。虽然可以应用模拟频率下移(down-shifting)来改进带宽效率，但所要求的模拟硬件的复杂度将大幅提高。例如，要实现RF下移，模拟I/Q调制器和本机振荡器可工作在与频率下移量相等的频率。由于与模拟I/Q调制器相关联的功率损失，RAU310可附加地运用RF功率放大器来补偿所述功率损失。此外，模拟I/Q调制器所具有的工作频带相对于模拟RF信号的频移而言可能过窄，故而可能要运用多个专用I/Q调制器来对中心频率不同的多个RF信号进行频移。这不仅增加了实现的复杂性，还严重限制了系统灵活性。图4是另一数字BB无线前传通信系统400的示意图。系统400类似于系统200，并且还提供了系统200的详图。系统400包括RAU410，其通过类似于链路230的链路430通信地耦合到BBU420。RAU410和BBU420分别是RAU210和BBU220的详细框图。RAU410包括双工器451、上变频器(UC)411、下变频器(DC)412、DAC413、ADC414、CPRI编码单元416、CPRI解码单元415、多个PA417、光电二极管(PD)418、激光器419和光环行器452。双工器451通信地耦合到类似于天线142的天线442。双工器451是RF装置和/或RF组件，被配置为在隔离接收机与发射机的同时，允许接收机与发射机共享相同的传输链路。例如，双工器451工作在天线442的RF带，并将向天线442发射RF信号和自天线442接收RF信号相隔离。在RAU410的UL方向上，DC412耦合到双工器451。DC412是模拟电装置或模拟电组件，被配置为将模拟电信号从较高的频带下变频到较低的频带。例如，DC412将自天线442接收的RF信号转换为BB信号，其中所述RF信号的中心可位于一RF，而BB信号的中心位于0赫兹(Hz)。ADC414耦合到DC412，并被配置为将模拟BB信号转换为数字信号，例如包括数字BBI/Q样本的数字信号。CPRI编码单元416耦合到ADC414，并被配置为依照CPRI协议执行CPRI编码，其可同时包括物理层信令和数据链路层处理与控制。PA417中的第一个耦合到CPRI编码单元416。PA417是电装置或电组件，被配置为提供信号放大。例如，第一PA417将CPRI信号放大到适宜于传输的电压水平。激光器419是光源，如直接调制激光器(DML)，被配置为产生光信号。放大后的CPRI信号被例如通过运用OOK方案而调制到所述光信号上。光环行器452将激光器419和PD418耦合到链路430。光环行器452是光组件或光装置，被配置为将光纤中在相反方向上行进的光信号相隔离。例如，光环行器452将激光器419所生成的UL光信号与通过链路430自BBU420所接收的DL光信号相隔离。在RAU410的DL方向上，PD418被配置为将接收的DL光信号转换为电信号。PA417中的第二个耦合到PD418，并被配置为将所述电信号放大到适宜于接收机处理的电压水平。CPRI解码单元415耦合到第二PA417，并被配置为依照CPRI协议，将接收的信号解码并转换为数字BBI/Q样本。DAC413耦合到CPRI解码单元415，并被配置为将所述数字BBI/Q样本转换为模拟信号。UC411耦合到DAC413，并被配置为将所述模拟信号从BB重新上变频到原本的射频带，提供适宜于通过天线442传输到移动台的RF信号。BBU420包括光环行器462、激光器429、PD428、多个PA427、CPRI编码单元426、CPRI解码单元425和BBDSP单元421。光环行器462、激光器429、PD428、PA427、CPRI编码单元426和CPRI解码单元425大体上分别类似于光环行器452、激光器419、PD418、PA417、CPRI编码单元416和CPRI解码单元415。在UL方向上，BBU420被配置为自RAU410接收UL光信号。例如，PD428耦合到光环行器462，并被配置为将接收到的UL光信号转换为电信号。PA427中的第一个耦合到PD428，并被配置为放大所述电信号。CPRI解码单元425耦合到第一PA427，并被配置为执行CPRI解码，其与CPRI解码单元415中的CPRI解码类似。BBDSP单元421耦合到CPRI解码单元425。BBDSP单元421可包括一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器、一个或多个通用处理器以及一个或多个DSP处理器。BBDSP单元421被配置为同时为接收和发射，以及为UL和DL方向，执行BBDSP功能，例如，根据如LTE或LTE-A的无线通信标准执行。例如，在UL方向上，BBDSP单元421接收UL数字BBI/Q样本并生成向核心网，例如核心网250传输的数据分组。在DL方向上，BBDSP单元421自核心网接收数据分组，并生成向RAU410传输的DL数字BBI/Q样本。BBDSP功能的一些示例可包括但不限于：帧同步、数据编码、数据解码、调制、解调、信道预均衡、信道均衡、干扰抑制、差错编码和差错解码。此外，BBDSP单元421可执行无线MAC层处理，如分组处理、调度和差错控制。在BBU420的DL方向上，CPRI编码单元426耦合到BBDSP单元421。CPRI编码单元426对DL数字BBI/Q样本进行编码。PA427中的第二个耦合到CPRI编码单元426，并被配置为将所述经CPRI编码的信号放大到适宜于光传输的电压水平。激光器429耦合到第二PA427，并被配置为将所述经CPRI编码的信号调制到激光器429所产生的光信号上，例如通过OOK调制方案进行调制。类似于系统200，系统400随着无线前传网络中无线RF信道的数量或天线442的数量而成倍增加。故而对于无线前传的运用而言，系统400的光BW效率和成本效益均低。本申请所公开的是一种成本经济、DSP高效且光BW高效的聚合无触无线前传通信系统。“聚合”(aggregated)一词指在RRU与BBU之间的光纤链路上传送的多个无线RF信道或无线RF信道信号的聚合。所述RRU位于远程小区站点，并与多个天线通过接口连接，其中每个被配置为在无线RF信道中进行接收和/或发射。所述BBU位于中央地点，可包括BBU池。“无触”(touchless)一词指无线RF信号的传递不做任何数字BB处理，并保留所述无线RF信道信号的信号带宽和/或波形属性。在公开的实施例中，运用了频域映射(FDM)方案来进行信道聚合和信道解聚合。在FDM方案中，通过对输入的无线和/或移动信号的中心频率进行频移，并根据预先确定的频率图将频移后的信号加以组合，从而将所述输入的无线和/或移动信号映射到光频域。为执行FDM，将频谱划分为多个不重叠的频带，且多个不同信号在这些不重叠的频带中携带。当RRU自天线接收到UL信号时，RRU将接收的UL信号加以聚合，产生聚合UL信号，其在不重叠的频带中携带所述UL信号。UL信号到不重叠的频带的映射是基于预先确定的信道图的。当BBU接收到所述聚合UL信号时，BBU根据所述预先确定的信道图提取所述UL信号，从而将所接收的聚合UL信号解聚合。在DL方向上，信道聚合和信道解聚合与UL方向上的类似，只是方向相反。例如，BBU将多个DLBB信号聚合，每个信号都将去往天线进行发射。当RRU接收到所述聚合DL信号时，RRU将其所接收到的聚合DL信号解聚合，然后通过对应的天线发射所述DL信号。信道聚合和信道解聚合可在数字域或模拟域中实现。在数字域中，信道聚合和信道解聚合可在频域或时域中实现。在频域中，本公开的实施例运用了基于重叠保留(OS)快速傅里叶变换(FFT)/逆FFT(IFFT)的手段来进行信道聚合和信道解聚合。所述基于OSFFT/IFFT的手段是DSP高效的，并可在低成本DSP核上实施。多个RF信号和/或无线信道的聚合减少了无线前传中的光纤链路和光硬件数量，故而本公开的实施例提供了一种具有成本效益、功率高效和光BW高效的无线前传。此外，信道聚合和信道解聚合中的关键参数均是软件可配置的。故而本公开的实施例能够在BBU和/或RRU处实现灵活的软件定义传输和联网。应当注意的是，在本公开中，术语“远端射频头”(RRH)与RRU是等同的，可互换使用。图5是根据本公开一实施例的聚合无线前传通信系统500的示意图。系统500适宜于在C-RAN和小型小区网络中使用。系统500包括RRU510，其通过前传链路530通信地耦合到BBU池520。RRU510位于小区站点540。例如，RRU510安装在小区发射塔541的底部，塔上拥有多个天线542。BBU池520通过回传链路560将RRU510连接到核心网550。小区站点540、小区发射塔541和核心网550分别类似于小区站点140、小区发射塔141和核心网150。当系统500被运用于小型小区网络中时，小区站点540所包括的地理区域可大幅小于小区站点140。例如，小区站点540可包括半径在数百米(m)量级上的区域，而非小区站点140的数十公里。天线542大体类似于天线142，但可包括不同的噪声指数和功率级别，具体取决于小区大小和部署区域的小区密度。前传链路530可大体类似于链路230。不过，前传链路530被配置为传递聚合数字RF信号，所述信号包括具有多于两个电平级的数字化样本，而非如系统200和400中的具有两个电平级的经CPRI编码的BBI/Q样本，下文将更加全面地探讨。回传链路560大体类似于前传链路530，但可在BBU池520与核心网550之间传送分组，例如以太网分组。RRU510包括多个RRH接口(RRHI)511，其通信地耦合到天线542。每个天线542对应于与特定无线通信协议相关联的无线RF信道。无线RF信道的一些示例可包括LTE信道、LTE-A信道或3GPP规范中所定义的其他演进通用陆地无线接入(E-UTRA)信道。每个无线RF信道对应于UL信道或DL信道。无线RF信道可跨越具有各种BW的各种RF带。LTEBW配置的一些示例可包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz。应当注意的是，在MIMO传输方案的情况中，每个输入信道或每个输出信道在本公开中都称为RF信道。例如，为支持8x8MIMO传输方案，RRU510被配置为处理8个RF输入信道和8个RF输出信道。RRHI511和天线542通过链路543连接。链路543可包括如SSMF或MMF的光纤、RF电缆或自由空间微波连接，并可例如根据特定的RF接口协议，在光信号中携带RF信号。RRU510被配置为服务于位于小区站点540并在天线542的覆盖区域内的多个移动台(未示出)。每个天线542可与所述移动台中的一个或多个通信。在UL方向上，RRU510通过RRHI511自每个天线542接收ULRF信号，并可将所述ULRF信号下变频到BB，以使处理速率最小化。RRU510通过FDM方案，将所述BB信号进行聚合以产生聚合UL信号，所述方案包括预先确定的UL信道图，其将所述RF信道映射到频谱上连续的不重叠的频带上。例如，RRU510事实上将经下变频的ULRF信号的中心频率根据预先确定的UL信道图移到不重叠的频带上，并将频移后的信号进行复用，产生聚合UL信号。RRU510将所述聚合UL信号转换为UL光信号，并将所述UL光信号传输到BBU池520。在DL方向上，RRU510通过前传链路530自BBU池520接收DL光信号。DL光信号携带聚合DL信号，该聚合DL信号包括置于不同的不重叠频带中的多个DL信号，其中每个DL信号都将去往天线542进行发射。RRU510将DL光信号转换为电信号，然后根据预先确定的DL信道图，通过信道解聚合将DL信号解聚合。应当注意的是，所述预先确定的UL和DL信道图是互为独立的，可以相同，也可以不同。信道解聚合后，就得到了所述聚合信道的BB信号。RRU510将解聚合后的DL信号从BB上变频到原始RF，即用于通过天线542进行发射的频率。BBU池520包括多个BBU521，被配置为根据无线通信协议执行BBDSP功能和无线MAC处理功能、所用信道聚合、信道解聚合、上变频和下变频。在UL方向上，当BBU521通过前传链路530自RRU510接收携带有聚合UL信号的UL光信号时，BBU521将所述光信号转换为电信号。BBU521通过根据预先确定的UL信道图进行信道解聚合来从所述聚合UL信号中提取UL信号。BBU521执行BBDSP功能和无线MAC处理功能以重现在每个无线RF信道上所传输的数据分组，并将所述数据分组通过回传链路560发送到核心网550。应当注意的是，所述接收到的聚合UL信号可为复合的中频(IF)信号，并且可以作为信道解聚合的一部分来实施中频到基带(IF-to-BB)的转换，以下将作更全面的讨论。在DL方向上，BBU521通过回传链路560自核心网550接收DL分组，其中所述分组可对应于无线RF信道。BBU521执行BBDSP功能和无线MAC处理功能来产生数字BB信号。然后，BBU521通过执行与RRU510中类似的FDM来聚合所述数字BB信号，产生聚合DL信号，将所述聚合DL信号转换为光信号，并将所述光信号发送到RRU510。应当注意的是，所述聚合UL信号是复合的IF信号，并且可以作为信道聚合的一部分来实施基带到中频(BB-to-IF)的转换，以下将作更全面的讨论。虽然以上实施例结合BBU521描述了BBU处理，但一些BBU处理可以分布在位于BBU池520中的多个BBU521上，并可附加地包括联合信号处理或协同多点(CoMP)功能，这些处理或功能可横跨类似于RRU510的多个RRU和/或类似于天线542的多个天线。图6是聚合无线前传通信系统600的又一实施例的示意图。系统600类似于系统500，并且还提供了系统500的详图。系统600包括RRU610，其通过类似于前传链路530的链路630通信地耦合到BBU620。RRU610和BBU620分别是RRU510和BBU521的详细框图。在系统600中，RRU610和BBU620在链路630上发射和接收光信号中所携带的聚合UL信号和聚合DL信号。所述聚合UL信号包括位于相邻的不重叠的第一频带中的多个UL信道信号，而所述聚合DL信号则包括位于相邻的不重叠的第二频带中的多个DL信道信号。例如，系统600运用预先确定的UL信道图来将UL信道信号映射到第一频带，并运用预先确定的DL信道图来将DL信道信号映射到第二频带。在系统600中，RRU610和BBU620均在数字域内执行信道聚合和信道解聚合，其中UL信道信号和DL信道信号的数字化中不做BB处理或信号转换，如CPRI信号编码或解码。因此，BB信号的波形属性和BW都不变。RRU610和BBU620均可在发射机处运用类似的光传输方案，例如强度调制(IM)方案，并在接收机处运用类似的光检测方案，例如直接检测(DD)方案。RRU610包括双工器阵列651、多个UC611、多个DC612、多个DAC613、多个ADC614、数字信道解聚合单元615、数字信道聚合单元616、高速ADC654、高速DAC653和光前端655。双工器阵列651通信地耦合到类似于天线542的多个天线642。双工器阵列651是RF装置或RF组件，被配置为将向天线642发射RF信号和自天线642接收RF信号相分离。UC611、DC612、DAC613和ADC614分别类似于UC411、DC412、DAC413和ADC414。UC611和411可以是组件和装置，如RFI/Q调制器，被配置为对输入信号进行上变频。DC612和412可以是组件和装置，如RFI/Q调制器，被配置为对输入信号进行下变频。光前端655包括多个PA617、PD618、激光器619和光环行器652。PA617、PD618、激光器619和光环行器652分别类似于PA417、PD418、激光器419和光环行器452。在RRU610的UL方向上，DC612耦合至双工器阵列651，且ADC614耦合至DC612。一对DC612和ADC614对自天线642接收的UL信道信号进行操作，其中DC612将所述UL信道信号从RF带下变频到BB，产生BB信号。ADC614包括两个转换器，其被配置为将所述BB信号的I和Q分量转换为数字BB信号。数字信道聚合单元616耦合至ADC614，并被配置为将数字BB信号聚合为聚合UL信号。例如，数字信道聚合单元616事实上根据预先确定的UL信道图，将每个数字BB信号移到第一频带，并将频移后的数字IF信号进行组合。高速DAC653耦合到数字信道聚合单元616，并被配置为将聚合UL信号转换为模拟电信号。应当注意的是，高速DAC653工作在高采样率下，例如每秒千兆个样本(GSa/s)的量级，具体取决于聚合信道的数量和信道的BW，以下将作更全面的讨论。PA617中的第一个耦合到高速DAC653，并被配置为将所述聚合UL信号放大到适宜于传输的电压水平。激光器619耦合到第一PA617，并被配置为将所述聚合信号调制到激光器619所生成的光信号上，例如通过运用IM方案进行调制。所述光信号称为调制信号，其中根据聚合信号的变化，修改光载波信号的一个或多个信号属性。例如，IM方案修改光载波信号的光强度或光功率。光环行器652将激光器619和PD618耦合到链路630。在RRU610的DL方向上，PD618将接收到的光DL信号转换为模拟电信号，例如通过运用DD方案进行转换。PA617中的第二个耦合到PD618，并被配置为将所述电信号放大到适宜于接收机处理的电压水平。高速ADC654耦合到第二PA617，并被配置为将模拟电信号转换为数字信号。类似于高速DAC653，高速ADC654也工作在GSa/s量级的高采样率下。数字信道解聚合单元615耦合到高速ADC654，并被配置为根据预先确定的DL信道图执行信道解聚合，产生对应于DL信道的多个DLBB信号。DAC613耦合到数字信道解聚合单元615，并被配置为将每个DL信道信号的I和Q分量都转换为模拟电信号。UC611耦合到DAC613，并被配置为将所述模拟电信号从BB上变频到原始RF带，以用于通过天线642发射。BBU620包括光前端665、高速DAC663、高速ADC664、数字信道聚合单元626、数字信道解聚合单元625和BBDSP单元621。光前端665、高速DAC663、高速ADC664、数字信道聚合单元626和数字信道解聚合单元625分别类似于光前端655、高速DAC653、高速ADC654、数字信道聚合单元616和数字信道解聚合单元615。如在系统600中所示，BBU620的UL路径(示为681)与RRU610的DL路径(示为672)是类似的，同时BBU620的DL路径(示为682)与RRU610的UL路径(示为671)也是类似的。不过，BBU620还包括BBDSP单元621，其类似于BBDSP单元421，耦合到数字信道聚合单元626和数字信道解聚合单元625。BBDSP单元621被配置为针对UL信道和DL信道执行BBDSP功能。例如，在DL方向上，BBDSP单元621基于自核心网，例如核心网550，所接收到的DL分组来生成DL信道的BB信号，且数字信道聚合单元626将所述DLBB信号进行聚合。在UL方向上，数字信道解聚合单元625将UL信道信号解聚合为多个ULBB信号，且BBDSP单元621将这些ULBB信号转换为UL分组，用于传输到核心网。应当注意的是，RRU610处的数字信道聚合单元616和数字信道解聚合单元615以及BBU620处的数字信道聚合单元626和数字信道解聚合单元625适宜于在DSP单元中实施，所述DSP单元可以是性能低于BBDSP单元621的DSP单元。图7是聚合无线前传通信系统700的又一实施例的示意图。系统700类似于系统500和600。系统700包括RRU710，其通过类似于链路530和630的链路730，通信地耦合到类似于BBU521和BBU620的BBU720。不过，RRU710执行信道聚合和信道解聚合是在模拟域内进行，而非如系统600的RRU610一般在数字域内进行。RRU710包括双工器阵列751、模拟信道聚合单元716、模拟信道解聚合单元715和光前端755。双工器阵列751和光前端755分别类似于双工器阵列651和光前端655。光前端755包括类似于PA617的多个PA717、类似于激光器619的激光器719、以及类似于PD618的PD718。与RRU610类似的是，RRU710被配置为与类似于天线642的多个天线742通过接口连接，接收对应于多个UL信道的ULRF信号，并且发射对应于多个DL信道的DLRF信号。在UL方向上，模拟信道聚合单元716被置于双工器阵列751与光前端755之间。模拟信道聚合单元716被配置为将接收自多个UL信道的ULRF信号聚合为聚合UL信号。例如，模拟信道聚合单元716包括例如单边带调制器(SSBM)的模拟混频器阵列、RF组合器、RFPA和RF滤波器。模拟信道聚合单元716执行类似于数字信道聚合单元616和DC612执行的FDM，但是在模拟域内进行。在DL方向上，模拟信道解聚合单元715被置于双工器阵列751和光前端755之间。模拟信道解聚合单元715包括RF分离器、RF滤波器和模拟混频器，如SSBM，被配置为根据对应的RF带对聚合DL信号进行滤波和移动。无线信道包括明确定义的信道BW和信道采样率。在下面的表1中，显示了一个E-UTRA信道配置的示例。信道BW(MHz)1.435101520FFT的大小128256512102415362048采样率(MHz)1.923.847.6815.3623.0430.72表1：E-UTRA信道配置除表1所示的信道配置之外，E-UTRA可支持载波聚合(CA)，例如在LTE-A标准规范中所描述的，来增加信道的有效BW到超过20MHz。例如，LTE-A信道可组合最多五个左右的20MHz信道，提供BW约为100MHz的信道。本公开的实施例可以聚合任意BW的RF信道，包括采用CA的LTE-A信道。不过，本公开的信道聚合方案可能要求RF信道所包括的采样率具有一些共同的因子，以下将作更全面的讨论。图8是信道聚合方案800的一实施例的示意图。方案800运用于系统500、600和700。在方案800中，信道聚合器810被配置为通过运用与数字信道聚合单元616和模拟信道聚合单元716中相类似的FDM机制，将多个信号820、830、840、850和860聚合为聚合信号870。信号820-860可与不同无线信道相关联，并可类似于在天线542、642和742上所接收和发射的RF信号。例如，信号820-860可以是LTE信号、LTE-A信号或其他E-UTRA信号的组合，并可包括类似于表1所示的信道配置。如所示，信号820-860占据了各种频带，并跨越各种带宽。信道聚合器810将信号820-860移到不同的不重叠频带，并将频移后的信号组合成聚合信号870。聚合信号870中所携带的信号872、873、874、875和876分别对应于频移后的信号820、830、840、850和860。聚合信号870所包括的总BW约等同于信号820-860的组合BW。聚合信号870类似于在链路530、630和730上所传送的光信号中所携带的聚合UL信号和聚合DL信号。图9是信道解聚合方案900的一实施例的示意图。方案900运用于系统500、600和700。在方案900中，信道解聚合器910被配置为通过执行与数字信道解聚合单元615和模拟信道解聚合单元715中相类似的频率解复用和移动机制，对信号970进行解聚合。信号970类似于在链路530、630和730上所传送的光信号中所携带的聚合UL信号和聚合DL信号。如所示，信号970携带有多个信号972、973、974、975和976，其中信号972-976中的每一个都可跨越类似的BW或不同的BW。信道解聚合器910将信号分离为多个信号920、930、940、950和960，并将信号920-960频移到某些预先确定的频带。信号920-960类似于在天线542、642和742上所接收和发射的RF信号，并可包括类似于表1所示的信道配置。应当注意的是，可对信道解聚合器910预先配置信道图，将信号972-976映射到信号920-960的频带上。图10是运用了频域实现方案的信道聚合单元1000的一实施例的示意图。信道聚合单元1000运用于RRU，如RRU510和610，和/或BBU，如BBU521、620和720。信道聚合单元1000类似于数字信道聚合单元616和626。当在RRU处运用信道聚合单元1000时，信道聚合单元1000可以由低性能和/或低成本的DSP单元实施。当在BBU处运用信道聚合单元1000时，信道聚合单元1000可以由相同的BBDSP单元实施，如实施BBDSP功能的BBDSP单元621。信道聚合单元1000包括多个FFT单元1010、信道映射器1020、信号映像生成器1030、IFFT单元1040和OS单元1050。FFT单元1010被配置为将信号从时域变换到频域。每个FFT单元1010在对应于特定无线RF信道(示为信道1、…、信道n)的信号上执行操作，所述信道可包括类似于表1所示的信道配置。每个FFT单元1010被配置为执行N个点的FFT，其中N是正整数，对应于FFT的大小。不同FFT单元1010的FFT大小可能不同，具体取决于FFT单元1010所处理的信号的BW，以下将作更全面的讨论。信道映射器1020耦合到FFT单元1010，并被配置为将FFT单元1010所产生的频率信号映射到相邻的不重叠频带上或FFT频点(bin)上，生成聚合频率信号，记作E(f)；所述信号跨越fDC到fMAX之间的正频带，其中fDC对应于直流频率0Hz处的0号频点，且fMAX对应于号频点。应当注意的是，当信道聚合单元1000所产生的信号被例如通过运用类似于光前端665的光前端而转换为光信号时，fDC也对应于光载波频率。fMAX的频率取决于FFT的采样率，以下将作更全面的讨论。信号映像生成器1030耦合到信道映射器1020，并被配置为生成像信号，其为信号E(f)的复共轭，记作E*(f)。如此，像信号E*(f)即为信号E(f)直流折叠(folded)的频谱镜像(spectralmirrorimage)。例如，信号E*(f)跨越fDC和fMIN之间的负频带，其中fMIN对应于频点故有E*(f)＝E(-f)。IFFT单元1040耦合到信道映射器1020和信号映像生成器1030，并被配置为执行M点的IFFT，其中数值M是正整数，其远大于数值N，并对应于IFFT单元1040的IFFT大小。IFFT单元1040工作在聚合采样率(ASR)下，其中ASR和数值M基于采样率、FFT单元1010处输入信号的信道BW、以及用于聚合的信号个数而确定，以下将作更全面的讨论。应当注意的是，信号映像生成器1030的运用使得IFFT单元1040根据FFT对称性产生实值信号，其中所述实值信号适用于光IM。OS单元1050耦合到IFFT单元1040，并被配置为执行OS，且重叠长度记作L。所述重叠长度L可配置如下：其中，n是FFT单元1010的最小的FFT大小。对于IFFT单元1040生成的每M个样本，OS单元1050提取出中间的M-L个样本。故针对信道i的每个FFT/IFFT循环，所得样本数计算如下：其中Ni代表针对信道i的第i个FFT单元1010所运用的FFT大小。通过在信道聚合和信道解聚合的过程中维持每个信道i的信道BW不变，实现了无触聚合。例如，FFT单元1010的FFT大小Ni和IFFT单元1040的IFFT大小M是基于采样率、信道数和信道BW而选择的，其选择使得每个无线信道i都对应于整数个IFFT点。应当注意的是，FFT单元1010所运用的FFT大小远小于表1所示E-UTRA信道配置中所定义的FFT大小，降低了DSP复杂度，但仍提供足够的系统性能。在无线前传系统中，IFFT单元1040的频谱分辨率计算如下：其中，df为频谱分辨率，SRmin为系统中无线或移动信号的最小采样率(SR)，且n是FFT单元1010处理所述最小SR信道信号时所运用的FFT大小。IFFT的ASR被配置为约等于无线前传系统的总信道BW的3倍，以提供充足的频谱分辨率，其中在信号映像生成器1030处为映像生成考虑因数2，并且为中等的过采样比考虑的因数约为1.5。例如，为在无线前传系统中支持约八个5-CA20MHz信道信号，IFFT单元1040的工作ASR计算如下所示：ASR＝3×8信道×5CA×30.72MHz＝3.7GSa/s,(4)其中，所述20MHz信道按照如上述表1所示的30.72MHz的SR采样。应当注意的是，IFFT的聚合采样率(ASR)优选地选择为使得每个无线信道信号的采样率对应于频域中的整数个IDFT点。在此情况中，分配给聚合信号中的无线信道信号的频带的带宽对应于各个无线信道信号的采样率。IFFT的计算如下所示：通过将方程(3)和(4)代入方程(5)，并假定SRmin约为1.92MHz且n约为4，则8192个点的IFFT足以支持该无线前传系统。应当注意的是，每个无线前传系统的数值M、L、n、df和ASR的值都是根据信道数、总信道BW等配置的。例如，信道1可以是BW为1.4MHz的信道，采样率约1.92MHz，并可先通过4点FFT转换到频域中，然后通过8192点IFFT与其他信道复用，结果得到的ASR约为3.93216千兆赫兹(GHz)(＝1.92MHz×8192/4)。当选择L等于M/2时，根据方程(2)，信道1经过每个FFT/IFFT循环得出2个样本。为了在信道聚合单元1000中维持固定的IFFT大小和固定的ASR，对于BW为20MHz、采样率约30.72MHz的信道2，先通过64点FFT转换到频域中，然后同样通过8192点IFFT与其他信道复用。如此，根据方程(2)，信道2经过每个FFT/IFFT循环得出32个样本。在一些实施例中，可运用离散傅里叶变换(DFT)和/或离散傅里叶逆变换(IDFT)来分别代替FFT和/或IFFT。图11是运用频域实现方案的信道解聚合单元1100的一实施例的示意图。信道解聚合单元1100运用于RRU，如RRU510和610，和/或BBU，如BBU521、620和720。信道解聚合单元1100类似于数字信道解聚合单元615和625。信道解聚合单元1100在频域中执行数字信道解聚合。当在RRU处运用信道聚合单元1000时，信道聚合单元1000可以由低性能和/或较低成本的DSP单元实施。当在BBU处运用信道聚合单元1000时，信道聚合单元1000可以用相同的BBDSP单元实施，如实施BBDSP功能的BBDSP单元621。信道解聚合单元1100包括FFT单元1110、信道解映射器1120、多个IFFT单元1140和多个类似于OS单元1050的OS单元1150。FFT单元1110类似于FFT单元1010，并可被配置为执行M点FFT，将聚合信号从时域转换到频域，产生频率信号，其中所述聚合信号是实值信号。FFT单元1110以ASR工作，所述ASR可类似于信道聚合单元1000中IFFT单元1040处的ASR。信道解映射器1120耦合到FFT单元1110，并被配置为根据预先确定的信道图，将fDC与fMAX,之间的正频带上的频率信号解复用为多个频率信号，每个信号对应于特定的无线信道(示为信道1、…、信道n)。频率信号中位于fDC与fMIN之间的负频带上的部分可以舍弃。每个IFFT单元1140都类似于IFFT单元1040，并被配置为执行N点IFFT。IFFT的大小N可以随不同信道而变，具体取决于FFT单元1110处的ASR、信道的采样率和信道BW、以及信道数。在无线前传系统中，如系统500、600和700中，运用于信道聚合和信道解聚合的关键参数，如数值M、数值Ni、ASR、数值L、数值n和信道图可以软件定义。关键参数的配置基于使用的无线通信协议以及系统中所支持的信道数。此外，用于特定传输方向的信道聚合单元和信道解聚合单元采用相同的数值M、相同的数值Ni、相同的ASR、相同的数值L以及相同的信道图。例如，在UL方向上，RRU如RRU510和610处的信道聚合单元如信道聚合单元1000，和BBU如BBU521、620和720处的信道解聚合单元如信道解聚合单元1100，被配置为使用相同的关键参数值。类似地，在DL方向上，BBU处的信道聚合单元和RRU处的信道解聚合单元被配置为使用相同的关键参数值。图12是运用时域实现方案的信道聚合单元1200的一实施例的示意图。信道聚合单元1200被运用于BBU，如BBU521、620和720。信道聚合单元1200执行的频移和复用与信道聚合单元1000中的类似，只是这些操作在时域而非频域执行。信道聚合单元1200可以由与BBU处执行BBDSP的BBDSP单元621所相同的BBDSP单元来实施。信道聚合单元1200包括正交混频器1290阵列，其耦合到信号加法器1240。正交混频器1290被配置为将一对数字BBI信号和Q信号进行频移。每个正交混频器1290包括两个信号乘法器1210、移相器1220、频率生成器1270和信号加法器1230。频率生成器1270被配置为生成特定频率的信号。移相器1220被配置为提供约90°的相移。信号乘法器1210中的第一个耦合到频率生成器1270，将数字BBI信号频移到频率生成器1270的频率。信号乘法器1210中的第二个耦合到频率生成器1270和移相器1220，将数字BBQ信号频移到频率生成器1270的频率。信号加法器1230耦合到信号乘法器1210，并被配置为将频移后的I信号和Q信号相加。信号加法器1240耦合到信号加法器1230，并被配置为将正交混频器1290的输出进行组合，产生聚合DL信号。例如，信道聚合单元1200接收多个数字BBI/Q信号，其对应于多个无线RFDL信道，如LTEMIMO输出信道、LTE信道、第三代(3G)无线信道、第二代(2G)无线信道。在信道聚合单元1200中，每对数字BBI信号和Q信号都由正交混频器1290依照预先确定的DL信道图频移到不同频率，记作fi(示为f1、…、f22、f23和f24)。应当注意的是，NxN的MIMO信道包括N个输出信道。信号加法器1240的输出信号包括聚合DL信号，其携带不同频带的数字BBI/Q信号，其中所述聚合DL信号被发送到高速DAC，如高速DAC663和653。图13是运用时域实现方案的信道聚合单元1300的另一实施例的示意图。信道聚合单元1300被运用于RRU，其类似于RRU510和610。信道聚合单元1300执行的频移和复用与信道聚合单元1000中的类似，只是这些操作在时域而非频域执行。信道聚合单元1300可以由DSP单元实施，所述DSP单元可以是低性能和/或低成本的DSP。信道聚合单元1300包括混频器1390阵列，每个混频器包括：信号乘法器1310，其类似于信号乘法器1210；频率生成器1370，其类似于频率生成器1270；以及高通滤波器(HPF)1350。在混频器1390中，信号乘法器1310耦合到频率生成器1370，将输入信号频移到频率生成器1370的频率。HPF1350被配置为滤除频移后的信号中的高频成分，例如带外噪声。例如，信道聚合单元1300自多个ADC，如ADC614，接收多个数字RF信号。每个接收的数字RF信号都对应特定的无线RFUL信道。在信道聚合单元1300中，每个数字RF信号都由混频器1390依照预先确定的UL信道图频移到不同频率，记作fi(示为f25、…、f46、f47和f48)。每个频移信号都经过HPF1350滤波，其中所述HPF1350的截止频率根据其所对应的RF信号的频带配置。应当注意的是，NxN的MIMO信道包括N个输入信道。混频器1390的输出可以组合，产生聚合UL信号，其携带不同频带的ULRF信号，其中所述聚合UL信号可被发送到高速DAC，如高速DAC663和653。图14是运用时域实现方案的信道解聚合单元1400的一实施例的示意图。信道解聚合单元1400被运用于BBU，如BBU521、620和720。信道聚合单元1400执行的频移和解复用与信道解聚合单元1100中的类似，只是这些操作在时域执行，而非如信道解聚合单元1100般在频域执行。信道解聚合单元1400可以由与BBU处执行BBDSP的BBDSP单元621所相同的BBDSP单元来实施。信道解聚合单元1400包括正交混频器1490阵列、信号分离器1480、LPF1460和HPF1450，所述HPF类似于HPF1350。信号分离器1480耦合到HPF1450，并被配置为将每个输入信号分离为两个信号。每个正交混频器1490包括两个信号乘法器1410、移相器1420和频率生成器1470。信号乘法器1410、移相器1420和频率生成器1470分别类似于信号乘法器1210、移相器1220和频率生成器1270。信号乘法器1410中的第一个耦合到频率生成器1470，产生I信号。信号乘法器1410中的第二个耦合到频率生成器1470和移相器1420，产生Q信号。LPF1460耦合到正交混频器1490，并被配置为滤除低频成分，例如来自相邻频带的信号，得到对应频带中的I信号和Q信号。例如，信道解聚合单元1400自高速ADC，如高速ADC664和654，接收聚合数字UL信号。所述聚合数字UL信号携带与预先确定的UL信道图对应的不同频带中的多个UL信号，其中，频带的中心频率记作fi(示为f1、…、f22、f23和f24)，且各UL信号与不同的无线RFUL信道相关联。聚合信号首先经过HPF1450滤波，然后进行频移；频移后再由LPF1460滤波，产生BB中的UL信号。解聚合后的BB信号可根据使用的无线通信协议进行处理。应当注意的是，NxN的MIMO信道对应N个输入信道或BB信号。图15是运用时域实现方案的信道解聚合单元1500的另一实施例的示意图。信道解聚合单元1500被运用于RRU，其类似于RRU510和610。信道聚合单元1500执行的频移和解复用与信道解聚合单元1100中的类似，只是执行操作在时域执行，而非如信道解聚合单元1100般在频域执行。信道解聚合单元1500可以由DSP单元实施，所述DSP单元可以是低成本和/或低性能的DSP单元。信道解聚合单元1500包括：混频器1590阵列，其类似于混频器1390；以及HPF1550，其类似于HPF1350。每个混频器1390都置于一对HPF1550之间。例如，HPF1550中的第一个可以去除IF中的高频成分，然后HPF1550中的第二个可以去除RF带中的高频成分。例如，信道解聚合单元1500自高速ADC，如高速ADC664和654，接收聚合数字DL信号。所述聚合数字DL信号携带根据预先确定的DL信道图的不同频带中的多个DL信号，其中，频带的中心频率记作fi(示为f25、…、f46、f47和f48)，且各DL信号与不同的无线RFDL信道相关联。聚合信号首先经过HPF1550滤波，例如在IF带内，然后进行频移；频移后再由另一个HPF1550滤波，例如在RF带内，产生对应的RFDL信号。应当注意的是，NxN的MIMO信道包括N个输出信道。解聚合后的RF信号可发送到多个DAC，类似于DAC613。图16是信道聚合方法1600的一实施例的流程图。所述方法1600由RRU实施，如RRU510和610，和/或BBU实施，如BBU521、620和720。在步骤1610，对与多个无线信道相关联的多个信号执行多个FFT，产生多个频率信号。例如，在RRU处，所述信号为接收自天线，如天线542、642和742的ULRF信号，并可下变频到IF带，简化实施。在BBU处，所述信号为DLBB信号，将去往无线信道。应当注意的是，不同FFT的大小可以变化，如前所述，这具体取决于无线信道的BW。在步骤1620，将所述频率信号映射到预先确定的频带上，产生信道映射信号。在步骤1630，通过执行复共轭，生成所述信道映射信号的像信号。例如，像信号为信道映射信号直流折叠的频谱镜像。在步骤1640，将所述像信号与所述信道映射信号组合，产生共轭对称信号。在步骤1650，对所述共轭对称信号执行IFFT，产生时间信号。例如，IFFT的大小大于每个FFT的大小，并工作在高ASR，其中所述IFFT的大小、FFT的大小和ASR的选择使得每个无线信道信号的采样率对应于整数个IFFT点。在步骤1660，对所述时间信号执行OS，产生聚合信号。在所述聚合信号中，无线信道信号携带在相邻的不重叠频带上，无线信道BW不变。在一个实施例中，可以通过在所述时间信号的中心附近而非在所述时间信号的起始处提取样本。例如，当IFFT大小为M且OS的重叠长度为L时，要提取的样本数约为M-L。应当注意的是，在步骤1630和1640中生成共轭对称信号，这允许时间信号成为实值信号，从而可运用光调制方案如IM方案，进行光传输。步骤1630和1640对于其他光调制方案而言，可以是可选的。图17是信道聚合方法1700的另一实施例的流程图。所述方法1700由RRU实施，如RRU510和610，和/或BBU实施，如BBU521、620和720。方法1700大体上类似于方法1600。在步骤1710，通过FDM将与多个无线信道相关联的多个信号聚合，产生聚合信号。所述聚合信号携带相邻的不重叠频带中的各信号，其中每个频带所跨越的BW与其所对应的无线信道相同。例如，信道聚合在数字域执行，运用的是类似于方法1600中所描述的基于FFT和IFFT的机制。可替代地，信道聚合在模拟域执行，运用的是类似于前述的模拟信道聚合单元716中的机制。在步骤1720，将聚合信号转换为调制信号。在步骤1730，在无线前传链路上传输调制信号。例如，当所述无线前传链路为无线前传光链路，如链路530、630和730时，所述调制信号为通过将所述聚合信号调制到光载波上而生成的光信号。可替代地，无线前传链路可以是电缆链路或自由空间微波链路，其中可在步骤1720和1730执行不同类型的信号转换、调制和传输。图18是信道解聚合方法1800的一实施例的流程图。所述方法1800由RRU实施，如RRU510和610，和/或BBU实施，如BBU521、620和720。在步骤1810，对聚合信号执行FFT，产生频率信号。所述聚合信号携带多个无线信道信号，所述多个无线信道信号根据预先确定的信道图被置于相邻的不重叠频带上。例如，在RRU处，通过光链路，如链路530、630和730，从BBU接收所述聚合信号，且无线信道信号为DL信号。在BBU处，通过光链路从RRU接收所述聚合信号，且无线信道信号为UL信道。在步骤1820，根据所述预先确定的信道图，对频率信号执行信道解映射，产生多个频率信号。例如，由生成所述聚合信号的信道聚合单元，如数字信道聚合单元616和626运用所述预先确定的信道图。在步骤1830，对每个频率信号执行IFFT，产生时间信号。应当注意的是，不同频率信号可使用不同的IFFT大小，具体取决于无线信道的BW。在步骤1840，对每个时间信号执行OS处理，重新得到无线信道信号，例如，通过提取置于所述时间信号中心附近的样本。例如，当IFFT大小为M且OS的重叠长度为L时，要提取的样本数约为M-L。图19是信道解聚合方法1900的另一实施例的流程图。所述方法1900由RRU实施，如RRU510和/或610，和/或BBU实施，如BBU521、620和720。方法1900大体上类似于方法1800。在步骤1910，自无线前传光链路，如链路530、630和730，接收携带有聚合信号的光信号。例如，所述聚合信号携带多个无线信道信号，所述多个无线信道信号根据预先确定的信道图被置于多个相邻的不重叠频带上。在步骤1920，所述光信号被转换为数字信号，例如通过光前端，如光前端655和665，以及高速ADC，如高速ADC654和664，进行转换。在步骤1930，根据预先确定的信道图，通过FDM从聚合信号中提取无线信道信号。例如，无线信道关联信号的提取在数字域执行，运用的是类似于方法1800中所描述的FFT和/或IFFT机制。可替代地，所述提取在模拟域执行，运用的是类似于前述的模拟信道解聚合单元715中的机制。虽然将方法1900描述为用于无线前传光链路的系统，但方法1900可以应用于运用电缆链路或自由空间微波链路的系统，其中可在步骤1910和1920执行不同类型的信号转换和传输。图20示出了信道解聚合前后的聚合信号的频谱图2000。在图形2000中，x轴代表频率，单位GHz；y轴代表相对功率，单位分贝(dB)。曲线2010显示了信道聚合单元，如信道聚合单元1000所产生的聚合信号的频谱。所述聚合信号包括十二个100MHzBWLTE-A类信号的聚合。如曲线2010所示，部分2011对应于正频带中的所述十二个信号，例如在信道聚合单元1000的信道映射器1020的输出端所产生的。部分2012对应于部分2011的信号映像，例如在信道聚合单元1000的信号映像生成器1030的输出端所产生的。曲线2020显示了曲线2010所示聚合信号经过信道解聚合单元，如信道解聚合单元1100，执行频率解复用和频移之后所得的解聚合后的信号的频谱。如所示，解聚合信号的中心位于0Hz，样本BW如所述聚合信号中所携带的原始信号。故本公开的信道聚合和信道解聚合方案在维持相同BW方面是无触的。图21是聚合无线前传通信系统2100的实验装置的一实施例的示意图。系统2100类似于系统500和600。系统2100包括聚合DSP单元2111、DAC2112、第一PA2113、DML2114、长度约20km的SSMF2130、可调光衰减器(VOA)2140、雪崩光电二极管(APD)2154、第二PA2153、ADC2152以及解聚合DSP单元2151。DAC2112类似于高速DAC653和663。ADC2152类似于高速ADC654和664。第一PA2113和第二PA2153类似于PA617和717。DML2114类似于激光器619和719。APD2154类似于PD418、618和718。聚合DSP单元2111和解聚合DSP2151类似于BBDSP单元621。例如，信道聚合DSP单元2111为每个E-UTRA标准BW即1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz生成六个E-UTRA类BB信号。所述信号基于64正交调幅(64-QAM)的正交频分复用(OFDM)进行子载波调制。信道聚合DSP单元2111通过运用信道聚合单元616、626和1000中所描述的类似的机制，将BB信号聚合为聚合信号。例如，信道将BB信号映射到50MHz到约550MHz之间的多个相邻的不重叠频带上。DAC2112耦合到信道聚合DSP单元2111，并被配置为将所述聚合信号转换为模拟电信号。第一PA2113耦合到DAC2112，并被配置为将所述模拟电信号放大到适宜于光调制的电压水平。DML2114耦合到第一PA2113，并被配置为通过直接调制方案，将所述模拟电信号调制到光信号上。所述光信号在SSMF2130上传输。VOA2140耦合到SSMF2130。VOA2140是光学装置，被配置为以可变的衰减对光信号进行衰减。SSMF2130与VOA2140共同模拟出光链路，如RRU与BBU之间的链路530和630。APD2154耦合到VOA2140，并被配置为将携带有所述聚合信号的所述光信号转换为模拟电信号。第二PA2153被配置为将所述模拟电信号放大到适宜于光接收机处理的电压水平。ADC2152耦合到第二PA2153，并被配置为将所述模拟电信号转换为数字信号。解聚合DSP单元2151耦合到ADC2152，并被配置为执行信道解聚合，类似于信道解聚合单元625、615和1100中的信道解聚合操作，从接收到的聚合信号中提取所述36个E-UTRABB信号。图22示出了系统2100所生成的聚合信号的频谱图2200。在图形2200中，x轴代表频率，单位GHz；y轴代表相对功率，单位dB。曲线2210显示了在DAC2112的输出端所产生的聚合信号的频谱。部分2211、2212、2213、2214、2215和2216分别对应于1.4MHz信号、3MHz信号、5MHz信号、10MHz信号、15MHz信号和20MHz信号。图23示出了在系统2100处测得的聚合信号的频谱图2300。在图形2300中，x轴代表频率，单位GHz；y轴代表相对功率，单位dB。曲线2310显示了信道解聚合之前在ADC2152的输出端所测得的频谱。通过对比曲线2310和曲线2210，曲线2310显示了高频上的衰减，这可以是由光组件，如SSMF2130和VOA2140所导致的。曲线2310中所显示的频率响应可类似于在无线前传系统中，如系统500、600和700中的实际光纤链路。图24A-F示出了从系统2100捕获的星座图。在图24A-F中，x轴代表I分量，y轴代表Q分量，其中x轴和y轴的单位可以是某些常数单位。图24A示出了从系统2100捕获的1.4MHzBW信道的星座图的图形2410。星座点2411对应于在信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所捕获的1.4MHzBW信号的64-QAM星座点。图24B示出了从系统2100捕获的3MHzBW信道的星座图的图形2420。星座点2421对应于在信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所捕获的3MHzBW信号的64-QAM星座点。图24C示出了从系统2100捕获的5MHzBW信道的星座图的图形2430。星座点2431对应于在信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所接收的5MHzBW信号的64-QAM星座点。图24D示出了从系统2100捕获的10MHzBW信道的星座图的图形2440。星座点2441对应于在信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所捕获的10MHzBW信号的64-QAM星座点。图24E示出了从系统2100捕获的15MHzBW信道的星座图的图形2450。星座点2451对应于在信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所捕获的15MHzBW信号的64-QAM星座点。图24F示出了从系统2100捕获的20MHzBW信道的星座图的图形2460。星座点2461对应于在信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所捕获的20MHzBW信号的64-QAM星座点。如图24A-24F中所示，每个图形2410-2460都显示了64组不同的星座点，其间有明显的距离分隔。但是，分隔距离随着BW增加而缩短，例如，20MHz信号的星座点2461的分隔距离就明显短于5MHz信号的星座点2431的分隔距离。之所以BW越高分隔距离越短，是因为星座点2411-2461是按照固定的时间周期获得的，其中对于BW较高的信号，接收到的符号数也较多，故而会捕获到更高的信号失真。频率较高的信号，出现的衰减也可能更高，这是由于系统2100的带宽限制所导致的，如图形2300中所示。在一些实施例中，可在传输之前先执行信道预均衡，对系统的频率响应进行均衡，例如对光纤链路，如链路530、630和730所提供的光信道的频率响应进行预均衡。图25示出了经过20kmSSMF2130的传输之后，在系统2100处所测得的误差矢量幅度(EVM)的图形2500。EVM是实际接收的符号与原始生成的符号之间距离的度量。在图形2500中，x轴代表EVM，单位百分比(％)；y轴代表光功率，单位分贝毫瓦特(dBm)。曲线2510对应于1.4MHzBW中64-QAM信号的EVM，其为光功率的函数。曲线2520对应于3MHzBW中64-QAM信号的EVM，其为光功率的函数。曲线2530对应于5MHzBW中64-QAM信号的EVM，其为光功率的函数。曲线2540对应于10MHzBW中64-QAM信号的EVM，其为光功率的函数。曲线2550对应于15MHzBW中64-QAM信号的EVM，其为光功率的函数。曲线2560对应于20MHzBW中64-QAM信号的EVM，其为光功率的函数。如所示，对于8％的EVM阈值，约-24dBm的接收光功率足以满足所有不同信道带宽进行约20km的光纤传输。图26示出了从系统2100捕获的1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHzBW信道的星座图的图形2600。在图形2600中，x轴代表I分量，y轴代表Q分量，其中x轴和y轴的单位可以是某些常数单位。星座点2610对应于信道解聚合之后于解聚合DSP单元2151处所捕获的1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHzBW信号的64-QAM星座点，其中信号的接收光功率约为-20dBm。如所示，星座点2610显示了64个不同的组，从而可以从接收到的信号中还原出原始传输数据。为进一步改进光BW效率和成本，本公开的实施例可以应用波分复用(WDM)技术来进一步将多个聚合信道复用到信号光载波信号上，在单个光纤链路上传输。此外，本公开的实施例可以用于聚合来自不同无线通信协议的无线信道，并可运用样本填充(samplestuffing)来进行同步和/或微调，以支持各种采样率。样本填充是指向信号中添加附加的样本，例如零值。图27是无线前传收发机单元2700的一实施例的示意图，其可以是发射和/或接收光信号和/或RF信号的任意装置。例如，收发机单元2700可位于无线前传通信网络和系统，如无线前传通信系统500、600和700中的光通信装置中，如RRU510、610和710，和/或BBU521、620和720。收发机单元2700也可以被配置用于实现或支持本文所述的任意一种信道聚合和解聚合方案，如方法1600、1700、1800和1900。本领域技术人员会认识到，“收发机单元”一词包含范围很宽的装置，而收发机单元2700仅是其中一例。包含收发机单元2700的目的是为了让讨论更清楚，并非意在将本公开的应用限制为某个或某类具体的收发机单元实施例。在本公开所述特征和方法中，至少一部分可以在网络装置或组件中实现，例如收发机单元2700。例如，本公开所述特征和方法可以采用硬件、固件和/或安装的以在硬件上运行的软件来实现。如图27所示，收发机单元2700可包括多个前端2710。前端2710可包括光前端和/或RF前端。例如，光前端可类似于光前端655和665，并可包括E/O组件和/或O/E组件，所述组件可分别将电信号转换为光信号用于在无线前传光网络中传输，和/或自无线前传光网络中接收光信号并将所述光信号转换为电信号。RF前端可包括RF组件、RF装置和/或RF接口，如RRHI511，可接收和发射无线RF信号。处理单元2730可通过多个DAC2740和ADC2750耦合到前端2710。例如，DAC2740可类似于DAC413和613，和/或高速DAC653和/或663。ADC2750可类似于ADC414和614，和/或高速ADC654和/或664。DAC2740可将处理单元2730所生成的数字电信号转换为模拟电信号，从而馈入前端2710。ADC2750可将自前端2710所接收的模拟电信号转换为数字电信号，从而可由处理单元2730进行处理。在一些实施例中，ADC2750和DAC2740可与处理单元2730集成。处理单元2730可包括一个或多个处理器，其可包括通用处理器、单核处理器、多核处理器、专用集成电路(ASIC)和/或DSP。处理单元2730可包括信道聚合模块2733，其可实现方法1600和1700，并包括信道解聚合模块2734，其可实现方法1800和1900。在一个可替代实施例中，所述信道聚合模块2733和信道解聚合模块2734可以通过存储器模块2732中所存储的指令来实现，并可以由处理单元2730执行。存储器模块2732可以包括缓存，用于临时性存储内容，例如随机存取存储器(RAM)。此外，存储器模块2732可以包括长期存储器，用于相对长期地存储内容，例如只读存储器(ROM)。例如，所述缓存和长期存储器可以包括动态RAM(DRAM)、固态驱动器(SSD)、硬盘或其组合。可以理解的是，通过编程和/或在收发机单元2700上加载可执行指令，处理单元2730和/或存储器模块2732中至少有一个会发生改变，从而将所述收发机单元2700部分转变为一种具体的机器或装置，例如多核转发架构，并具有本公开所教导的新功能。电气工程和软件工程中的基本常识是，能够通过将可执行软件加载到计算机中实现的功能，都可以通过公知的设计规则转化为硬件实现。要决定构思究竟采取软件还是硬件实现，考虑点通常维系于设计的稳定性、要制造的单元数量、和/或所需的时钟速度，而非从软件领域转换到硬件领域所存在的问题。一般而言，仍需频繁更改的设计，可优选以软件实现，因为重新设计硬件实现比重新设计软件设计的成本更为高昂。一般而言，已经稳定、将要大批量生产的设计，可优选以硬件(例如采用ASIC)实现，因为对大批量生产而言，硬件实现的成本低于软件实现。通常，一项设计会先以软件形式进行开发和测试，之后再通过公知的设计规则进行转化，将软件的指令转化为ASIC中的硬连线，从而以同等的硬件实现。正如由新的ASIC控制的机械是一种具体的机械或装置，经过编程和/或加载有可执行指令的计算机也可被视为一种具体的机械或装置。应当理解的是，本公开的任何处理，均可通过使得计算机系统中的处理器(例如计算机系统中的通用中央处理单元(CPU))执行计算机程序而实现。在这种情况下，应可使用任意类型的非易失性计算机可读介质为计算机或移动装置提供计算机程序产品。此计算机程序产品可以存储在计算机或网络装置中的非易失性计算机可读介质中。非易失性计算机可读介质包括任意类型的有形的存储介质。非易失性计算机可读介质的示例包括磁性存储介质(如软盘、磁带、硬盘驱动器等)、光磁存储介质(如磁光盘)、光盘只读存储器(CD-ROM)、可写光盘存储器(CD-R)、可重写光盘存储器(CD-R/W)、数字通用光盘(DVD)、蓝光(Blu-ray,注册商标)光碟(BD)和半导体存储器(例如掩模型ROM、可编程ROM(PROM)、可擦写PROM、快闪记忆体和RAM)。也可使用任意类型的易失性计算机可读介质为计算机或移动装置提供计算机程序产品。易失性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。易失性计算机可读介质可以通过有线通信线路(如电线、光纤)或无线通信线路向计算机提供程序。虽然本公开提供了若干个实施例，但应当理解的是，本文所公开的系统和方法还可以采用其他多种具体形式实现，并不会偏离本公开的精神或范围。本文的示例应被视为示意性的而非限制性的，其目的并不局限于本文所给细节。例如，各种元素或组件可以组合或集成到另一个系统中，某些特征可以省略或不实施。此外，在各种实施例中分散或单独描述和示出的技术、系统、子系统和方法，可以组合或者集成到其他系统、模块、技术或方法中，并不会偏离本公开的范围。其他在图示或讨论中相互耦合或直接耦合或相互通信的物体，也可以通过某种接口、装置或中间组件(不论其为电性的、机械性的还是其他性质的)等间接耦合或通信。本领域技术人员可以在不偏离本文所公开的精神和范围的前提之下确定其他更改、替换和变形。当前第1页1 2 3