通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法

专利名称：通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法
技术领域：
本发明涉及通用无线接口传输无线业务数据的技术，特别涉及通用无线接口上传送多种不同制式无线业务数据的方法。
背景技术：
通用公共无线接口(Common Public Radio Interface，简称“CPRI”)是由行业合作多家公司公开发表的关于移动通信无线基站内部关键接口的规范。CPRI规范是业界关于这个关键接口的第一个公共规范，提供了一套基站关键内部接口的通用标准。CPRI负责定义无线设备控制器(Radio EquipmentController，简称“REC”)与无线设备(Radio Equipment，简称“RE”)之间的无线基站的关键内部接口。制定该标准的目的在于创建一个面向蜂窝基站的开放型市场，从而大幅度地减少长期以来一直与基站设计相伴的庞大的开发工作量和昂贵的成本。
CPRI行业合作专注于一个关于第三代(3rd Generation，简称“3G”)移动通信系统基站的设计，该设计通过指定一个新的接口把无线基站分成一个无线部分和一个控制部分，这个接口是基站内部仅仅并且唯一由无线驱动的互连点。这使得基站的各个部分都能更好地从各自领域的技术进步中获益。
为使整个无线产业受益，CPRI规范可以被通过公开的渠道获得。对网络运营商而言，关键的好处是可以获得更丰富的无线基站产品系列并且以更短的推向市场的时间适应于所有网络部署规划。CPRI规范同时也使得基站制造商和部件供应商可以专注于其核心竞争力相关的研究和开发活动中。CPRI规范也可用于新架构，而且不受限于模块尺度或者预先定义的功能划分。
CPRI行业合作不仅能使基站制造商能够把精力集中在核心技术能力的研发上，并且能够实现不同厂商制造的设备。该规范带来的最主要的益处是，让被引入的新技术得以更快的发展，并且使基站制造商能够为运营商提供更加丰富的产品系列，同时以更短的时间将产品投向市场。同时运营商也会受益于更加广泛的产品选择、更加灵活的解决方案和网络部署效率的进一步提高。
CPRI的创始企业开创了一个竞争性的移动网络零部件行业，并且通过开放CPRI接口，使整个无线行业受益。CPRI将对现有的标准化组织，如第三代移动通信合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)起到补充作用，其开发的通用接口将被应用于移动系统的无线基站产品中。
对于3G移动通信系统，比如宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称“WCDMA”)，CPRI规范用于实现基带控制单元和射频单元之间的第一、二层(L1、L2)通信协议。基于CPRI规范，可以提高基带单元和射频单元之间接口的通用性，也有利于不同厂商的基带和射频模块之间实现互联。
在CPRI成功推出后，如何更新改进3G无线基站的系统结构及组网方式是当前迫切需要解决的问题，对于一个通用的基带与射频之间的接口，需要提出对应的能够充分利用其优势的系统结构和组网方式。同时在此系统构造上还要给出网络传输可靠性解决方案，在通用接口架构下，在多个不同厂商制造设备协作情况下，能够保证基站系统的整体性、兼容性和可靠性。
从第二代全球移动通信系统(Global System of Mobile Communication，简称“GSM”)和WCDMA的发展历程来看，基站的演变在四到五年内将会有一次比较大的更新。加上计算技术和微电子技术的飞速发展，移动通信更新换代换代将更加迅速。在各个阶段的演变过程中，各种各样的不同制式的无线标准层出不穷，并将长期共存，如第二代的GSM、第三代的WCDMA、CDMA2000、时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，简称“TD-SCDMA”)、国际电气电子工程师协会(Instituteof Electrical and Electronic Engineers，简称“IEEE”)的802.16d和802.16e两个全球互操作无线接入(Worldwide Interoperability Microwave Access，简称“WiMAX”)标准等。CPRI作为一种行业通用的无线接口，必须适应各种制式的通用传输，这样才能实现通用接口的内涵。
各种不同阶段不同标准的无线制式的无线帧定时和无线帧号组织、数据率都有所不同。无线帧定时标识无线基站无线帧周期起始的指示信号。不同的无线制式，其帧周期往往不同，如WCDMA R6及以前的版本的帧周期为10毫秒；GSM的帧周期为60/13毫秒；而802.16e的帧周期则有很多选项，包括2毫秒、5毫秒等等。无线帧号指示无线帧的序列号。不同的体制，其帧号标识的方法不同，需要的二进制位数可能也不相同，如WCDMA R6及以前的版本为12位帧号；而GSM的帧号则复杂的多。
无线数据主要是指经过调制以后的同相正交(In-Phase/Quadrature，简称“IQ”)两个分量的数据流。因此指REC和RE之间的用户面数据是以IQ数据的方式来传送。而IQ数据往往在IQ容器中传送，在CPRI中也称为天线载波(Antenna xCarrier，简称“AxC”)容器，详细信息可参见CPRI标准，为了便于理解，直接称为IQ容器。
对于特定体制的无线IQ数据，由于其体制数率(数据率)的不同，需要进行IQ容器映射。影响不同制式IQ数据在CPRI IQ容器中映射复杂度的主要因素是不同制式的体制速率。对于码分多址方式说，体制速率就是码片速率(WCDMA为3.84MHz、CDMA2000为1.2288MHz、TD-SCDMA为1.28MHz)；对于GSM来说，体制速率就是符号速率，为13/48MHz；WiMAX来说，体制速率就是采样频率(Sampling frequency)，WiMAX的体制速率本身就有很多种选项，可以参见表1。体制速率并不是业界的一种通用命名，此处用来描述多种制式时假定的一个广义概念。同时定义体制周期为体制速率的倒数，对于码分多址方式来说就是码片周期；对于GSM来说就是符号周期；对于WiMAX来说就是采样周期。
表1 WiMAX基带频率一览表

CPRI作为REC和RE之间的通用接口标准，致力于提供能够传送制式无线帧的模式。最新的CPRI版本为V2.0是针对WCDMA R5及以前的标准而制定的，不适用于其他体制，如IEEE 802.16e、GSM等，甚至可能不适用于WCDMA后续的版本如WCDMA R7等。为了适应移动通信界技术发展，急需提供一种方便有效的传输不同制式帧定时和帧号的无线通用接口。
当前无线通信的发展，趋向于将基站的基带处理单元(REC)和射频处理单元(RE)在物理实现上分开，独立发展，它们之间的接口通过标准协议或者厂商自定义协议定义。CPRI就是REC和RE之间的接口标准。不过目前的CPRI版本(CPRI V2.0)标准只适用于WCDMA的R6及以前的版本，CPRI V2.0无法应用于其他制式。
由于CPRI V2.0是面向WCDMA制定的，适用于WCDMA的R6及以前的版本。CPRI标准确定的基本帧速率就是WCDMA的码片速率(3.84MHz)，而WCDMA CPRI接口IQ数据的速率是WCDMA码片速率的整数倍，因此在CPRI IQ容器中很容易承载WCDMA的IQ数据。
图1给出现有CPRI V2.0接口上传送WCDMA的IQ数据的基本原理。比如，CPRI接口线速率是1.2288Gbps，其每个基本帧的IQ容器大小则是15×16＝240比特。设WCDMA的上行IQ数据的采样倍数是2倍，上行IQ数据的位宽是12位(即12比特)，上行天线数是2根，载波数是4载波，从而在每个码片时间(也就是每个CPRI基本帧的时间)里需要传送12(位)×2(I和Q)×2(采用倍数)×2(天线根数)×2(载波数)＝192比特。于是，每个基本帧的帧头携带着定时信息，对应该基本帧载荷区携带的IQ数据，这个定时信息就是CPRI定义的HFN和BFN字段，其中BFN是WCDMA定义的基站定时帧号。从而只要在上行的CPRI基本帧的240比特的IQ容器中，把192比特的上行数据在放进去，同时将它对应的定时信息放到帧头中，在组帧和解帧时，都要注意定时信息和IQ数据的同步对应关系。
可见，由于CPRI V2.0的特殊帧构造，对于WCDMA R6版本IQ数据承载，IQ码片数据率和CPRI帧速率基本匹配，可以简单的通过BFN等控制字实现帧同步，也不需要进行IQ容器映射设计。
在实际应用中，上述方案存在以下问题如果把CPRI标准扩充到支持其他制式，而又要维持CPRI的线速率不变、帧结构不变，则IQ数据的映射方法就不会像WCDMA的数据映射那么简单。由于体制速率和CPRI基本帧速率不是简单的倍数关系，因此不同制式的IQ数据映射就会比WCDMA在CPRI接口上的映射要更复杂。而现有的CPRI V2.0无线数据传输架构上无法实现对于其他体制IQ数据的传输和帧同步，尤其是各种不同帧体制的无线IQ数据的同时传输。
造成这种情况的主要原因在于，现有的CPRI V2.0主要针对WCDMA R6标准设计，其通用帧长、控制字结构都无法适用于其他体制的IQ数据，特别是体制速率的不匹配将带来帧同步、IQ容器映射等问题。要将CPRI改进以应用于各种不同制式，需要解决两个问题，一个是不同制式无线帧的帧定时和帧号传送问题；二是不同制式IQ数据在CPRrI IQ容器中的映射方法。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，使得REC和RE之间的通用无线接口能够统一传送不同体制无线IQ数据并实现帧同步。
为实现上述目的，本发明提供了一种通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，包含以下步骤A无线设备控制器发送统一的定时信息，并参照所述统一的定时信息设计多体制无线业务帧定时机制和IQ数据填充规则；B无线设备控制器在通用无线接口的控制信道上向每个无线设备配置每种业务所对应的所述帧定时机制信息和所述IQ数据填充规则；C所述无线设备控制器或无线设备在上下行信道上根据所述IQ数据填充规则和所述帧定时机制进行多体制无线业务数据的传送和接收。
其中，所述步骤C包含以下子步骤所述无线设备控制器发送所述统一定时信息，并根据所述帧定时机制和所述IQ数据填充规则组帧传送；所述无线设备根据所述统一定时信息和所述无线设备控制器所配置的所述帧定时机制信息恢复无线业务的帧定时信息；所述无线设备根据所述统一定时信息、所述无线业务帧定时信息和所述IQ数据填充规则恢复无线业务数据。
此外，所述步骤A包含以下子步骤系统根据通用无线接口的基本帧长和业务帧长的公倍数关系确定公倍数周期，使其等于所述基本帧长的整数N倍，且等于所述业务帧长的整数M倍；
参照所述公倍数周期设计多体制无线业务帧定时机制，并以每N个所述基本帧构成基本帧组，以承载每M个所述业务帧的IQ数据其中，所述公倍数周期为所述基本帧长和业务帧长的最小公倍数。
此外在所述方法中，所述步骤B包含以下子步骤参照所述统一定时信息并根据相应无线设备或相应业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧IQ数据在基本帧组中的填充规则，并由所述无线设备控制器通过通用无线接口的控制信道向对应无线设备进行配置；其中每个无线设备的每种业务对应有固定的所述IQ数据填充规则，且使得填充后IQ数据与所述统一定时信息对齐。
此外在所述方法中，在所述步骤C中，所述无线设备控制器或无线设备根据对应的所述IQ数据填充规则将每M个所述业务帧的IQ数据按固定的方式均匀填充在每个所述基本帧组的N个基本帧的载荷区中，且使得所述IQ数据对齐所述基本帧组的帧定时时刻；在接收端则按对应的方式获取所述IQ数据。
此外在所述方法中，所述步骤B还包含以下子步骤系统根据相应无线设备或相应业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧在基本帧组中的帧定时机制，并由所述无线设备控制器通过通用无线接口的控制信道向对应无线设备进行配置；其中每个无线设备的每种业务对应固定的所述帧定时机制，且所述帧定时机制基于所述统一定时信息实现。
此外在所述方法中，在所述步骤C中，所述无线设备控制器或无线设备根据对应的所述帧定时机制以所述基本帧组的公倍数周期为周期进行帧定时；在接收端获取所述公倍数周期的帧定时后，通过自身计数获取每个业务帧的帧定时。
此外在所述方法中，当所述无线设备存在级联时，还包含以下步骤上下级无线设备之间通过通用无线接口传输所述基本帧组，透传其所承载业务帧IQ数据。
此外在所述方法中，在所述步骤B中，对于每个无线设备，系统按其上下行信道中最大的数据率设计所述IQ数据填充规则，并配置给该无线设备；在所述步骤C中，每个无线设备的上下行信道按相同的所述IQ数据填充规则进行IQ数据填充和获取。
此外在所述方法中，所述步骤C还包含子步骤，所述无线设备收到并获取下行信道上的业务数据后，经过固定时延处理后，在上行信道上传送上行业务数据；所述无线设备控制器根据所述下行信道的发送帧定时、所述无线设备处理的固定时延和所述上下行信道的传输时延，恢复所述上行信道上接收到的业务帧的帧定时。
此外在所述方法中，所述通用无线接口为通用公共无线接口。
此外在所述方法中，通过划分所述通用公共无线接口的基本帧的载荷区和控制信道区，分别实现IQ数据的填充承载和控制信道承载。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，给出一种通用的无线接口实现REC和RE之间的多种体制无线数据的统一传输，通过接口上控制信道的统一配置，协商通知对端所承载的无线体制类型和所采用的体制方法，实现不依赖具体体制类型的统一IQ数据传输和帧同步；基于统一配置的帧同步和IQ容器映射机制，在发送端进行帧定时信息填充和IQ数据填充构造通用帧，在接收端根据同样的机制进行帧同步并解析获得IQ数据；对于多种不同体制的无线数据，采用通用帧长和体制周期的最小公倍数关系划分公倍数周期，以公倍数周期为单位进行装载传输，同时以该周期实现帧定时，接收端根据体制周期计数器实现对所有数据帧的同步；在经过传输后REC根据RE处理延时的先验知识完成上行信道帧同步，实现上下行信道的多体制IQ数据的统一传输和帧同步；事实上，REC通过信令配置帧定时(同步)机制和IQ数据填充规则，然后REC传送时先传送统一定时信息(信号)，然后填充IQ数据，RE接收时根据所配置的帧定时机制来根据统一定时信息恢复自身对应的帧定时信息，然后再根据IQ填充规则或同步对齐关系来获得IQ数据，至于上行信道，则由REC根据固定的时延来恢复帧定时(同步)，其中帧定时机制就是指如何参照统一的定时信息来恢复具体某种体制类型的帧定时信息的方法，而IQ填充规则也是指如何与统一的定时信息对齐，如何填充等。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过统一配置的方式实现对于多种不同体制无线IQ数据的传输，使得通用接口不依赖具体的体制类型，增强接口兼容性，提高无线传输的灵活度，简化无线接口传输机制；通过公倍数周期为单位的IQ容器映射和帧同步机制的实现，将现有的CPRI通用接口推广为适用于同时传输多种体制无线数据的通用接口，适应技术发展的需求，促进无线通信的推广；给出不同制式IQ数据在通用接口IQ容器上的映射方法以及上下行信道同步方法，实现通用接口传送任意体制速率的数据，使得CPRI标准可以扩充到支持其他多种制式，大大增强了现有CPRI无线接口的通用性。


图1是现有技术CPRI V2.0传送WCDMA R6数据帧和帧同步的原理示意图；图2是根据本发明第一实施方式的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法流程图；图3是根据本发明第二实施方式的基于公倍数周期帧定时原理示意图；图4是根据本发明第四实施方式的上行信道帧定时原理示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
为了实现多种制式或体制的无线帧在一个通用的无线接口上传输，必须将各个不同帧长的业务帧承载在统一的基本帧上，而该问题的关键在于如何实现帧定时和帧号的传送和IQ数据在通用帧上的填充。由于帧长及制式的变化，依靠原有的基本帧的同步机制和帧号传输是无法实现不同体制的帧同步和帧定时的，而且也无法实现相同数据率的IQ数据填充。需要解决两个问题，一个是不同制式无线帧的帧定时和帧号传送问题；二是不同制式IQ数据在CPRI IQ容器中的映射方法本发明利用业务帧的帧长即体制周期与基本帧帧长的公倍数关系，设置一个公倍数周期，使得一个公倍数周期内正好有整数(M)个业务帧或者整数(M)个通用帧。以公倍数周期为传输单位，在连续的N个基本帧构成的基本帧组上承载M个无线业务帧。本发明的技术关键在于如何在该公倍数传输机制上传送帧定时和帧号，如何在N基本帧组上同数据率填充M个业务帧的IQ数据。
为了实现多种不同体制业务帧的传送，本发明还给出一种通用的与体制无关的统一配置方案，由REC将根据业务处理需求和运营商预设条件所设计的IQ容器映射方式和帧定时同步机制配置到RE上，每个RE对应的每一种业务，其IQ容器映射方式和同步机制都可能不同，但是对于同一个RE的同一种业务都是固定的。
注意到，本文所配置的是业务帧的帧定时机制信息，该帧定时机制实际上就是给出一种根据统一定时信息来恢复具体某种体制的无线帧的帧定时信息。接收端根据该信息就可以从接收到的统一定时信息恢复具体各种体制业务帧的帧定时信息，从而达到传送多体制且与体制无关的目的。
除此之外，在对于级联RE的上下级传输的情况，本发明采用接口层面上的透传机制，即RE之间的透传不涉及IQ容器映射方式和业务帧帧同步的处理。此外，对于上下行信道的IQ容器映射方式的设计，本发明采用上下行相同的方法，选择数据率较大的一个方向进行配置，数据率较小的一方按照较大的一方进行填充映射。此外，对于上下行信道的帧定时，其中下行信道REC可以根据帧定时规则传送，RE根据同样的信息恢复帧定时实现帧同步，而在上行信道上，则由REC根据固定的处理时延和传输时延，可以根据下行信道发送时刻的帧定时恢复上行信道接收的帧定时。
下面以实施方式的方式详细描述统一传送多种体制无线业务的方法。本发明的第一实施方式以CPRI为基础，在CPRI V2.0的基础上，扩展控制字实现多种体制的无线数据传输。关键技术在于以公倍数周期为单位进行传送，并通过控制信道配置RE实现多种体制统一传输。图2给出实现统一传送的五个基本步骤的流程图。
首先在步骤201中要确定公倍数周期，系统根据基本帧长和业务帧长的最小公倍数关系确定公倍数周期，使其等于基本帧长的整数N倍或业务帧长的整数M倍，并以每N个基本帧构成基本帧组承载每M个所述业务帧的IQ数据。
在N个CPRI基本帧中传送无线制式的M个体制周期的完整的数据，M和N的确定方法可以是M、N均为整数且M和N无公约数，且M/N＝f1/f0，其中f1为体制速率，f0为CPRI基本帧速率(3.84MHz)。表2给出了一些对于不同体制速率，M和N的数值的例子，包括一些常用的无线业务标准如WCDMA、GSM、WiMAX等。后文称这样的传送M个体制周期完整数据的N个基本帧为“基本帧组”。
表2不同体制速率所对应的M、N取值

接着在步骤202中，REC在通用无线接口的控制信道上向每个RE配置每种业务所对应的IQ容器映射方式。系统先根据相应RE或相应业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧IQ数据在基本帧组中的填充规则，并由REC通过CPRI的控制信道向对应RE进行配置。其中每个RE的每种业务对应有固定的IQ数据填充规则或IQ容器映射方式，这里必须使填充后IQ数据与公倍数周期对齐，这是为了IQ数据获取时符合帧同步要求。
比较简单的方法就是在每个CPRI基本帧的IQ容器中给每个RE留出K比特，用于传送该RE的IQ数据。设A为RE的天线数，C为RE的载波数，S为CPRI接口传送的IQ数据的过采样倍数，D(每个I/Q数据的位宽)。A、S和D对于上行和下行来说，可能有不同的取值。K的大小和M个IQ数据在N个基本帧中的分配有关，并且IQ数据在基本帧中的放置方式有很多种，这里没有必要具体明确怎么放置，只要求M个IQ数据在N个基本帧中的放置方式是固定的，即任一个N基本帧的循环中的第L个基本帧中，IQ数据的放置都一样，L是小于N的正整数。其中K可以是固定值，也可以根据每个基本帧中IQ数据的大小而不同。
接着在步骤203中，REC在通用无线接口的控制信道上向每个RE配置每种业务所对应的帧定时机制信息。系统根据相应RE或相应业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧在基本帧组中的帧定时机制，由REC通过通用无线接口的控制信道向对应RE进行配置。其中每个RE的每种业务对应有固定的帧定时机制，而且帧定时机制必须基于公倍数周期实现，这样才能够既在基本帧基础上完成，又能实现业务帧的帧同步。
因为每种体制中的业务帧，通常是ms级的，一个业务帧周期必然包含了整数个IQ采样数据，所以业务帧定时的起始时刻，就对应某个IQ数据的起始时刻。例如，在WCDMA中，帧定时周期是10ms，包含了38400个IQ采样数据。在REC的接口处理中，CPRI帧的定时(HFN)是按照10/150ms为周期的，每个HFN包含150个基本帧，每150个HFN为一个10ms。因此，设计业务帧和HFN在定时关系上，要保证同步对齐关系，即某个HFN的起始时刻、或某个基本帧的起始时刻和业务帧的起始时刻对齐，这就实现了业务帧和CPRI传输帧的同步对齐关系。并且，由于业务帧和CPRI帧的周期重复特性，这个同步对齐关系也是周期重复的。
本发明的一个关键步骤在于业务帧定时和同步对齐时刻信息的传递，CPRI依赖每个基本帧帧头构成的子信道，来传递HFN同步信息和信令，在本发明中，这部分信息和CPRI定义的一致。上文所述的控制信道是C&M信令信道，可以由CPRI基本帧帧头的控制字节构成控制子信道，本身的部分控制字如逗点Comma、超帧号(Hyper Frame Number，简称“HFN”)、基本帧号(Basic Frame Number，简称“BFN”)等，占用CPRI的控制信道容量；当然也可以是接口上传输的其它C&M信令信道。
由信令配置给RE信息包括以下两个部分a.M个IQ数据在N个基本帧中的放置规则；b.帧定时关系，包括业务帧号和统一定时信号的关系，以及同步关系的重复周期，包括业务帧号和统一的同步信号的同步关系的重复周期，还有业务帧号、统一定时信号、N个基本帧的同步关系的重复周期。使RE根据这些配置利用统一定时信号可以恢复出业务帧定时，和N个基本帧中的M个IQ采样数据。
例如，如果在下一个BFN＝100的时刻，业务帧定时是16，同时是N个基本帧的起始时刻，这个同步对齐的重复周期是1390个BFN，那么，REC将提前把这些信息发送给RE，RE在下个BFN＝100的CPRI帧中，恢复出帧定时16，并从以后的N个基本帧中恢复出M个IQ采样数据，后面利用帧定时和N个基本帧的重复特性，RE进行业务帧定时的建立和IQ数据的恢复，在此后的第1390个BFN到来时，RE可以检测这个同步对齐关系是否出现故障。
然后在步骤204中，REC或RE在上下行信道上根据前面设计的IQ数据填充规则和帧定时机制进行多体制无线业务数据的传送，当然也包括统一的定时信息，即公倍数周期定时信息，接收端依据统一的定时信息，然后根据配置的帧定时机制可以恢复业务帧的帧定时，再根据IQ容器映射方式可以进一步恢复出IQ业务数据。
在步骤205中，REC或RE就可以在上下行信道上根据统一的定时信息和配置的帧定时机制信息恢复帧定时信息，这些帧定时信息对应每种体制都不相同，但是所传送的统一定时信息是相同的，由此达到了不依赖于体制类型的通用帧定时传送方法。
接着在步骤206中，REC或RE在上下行信道上根据前面设计的IQ数据填充规则和上面恢复的帧定时信息恢复数据进行多体制无线业务数据，由于在步骤205中已经恢复具体无线业务体制的帧定时信息，通过IQ数据映射规则，就可以从通用帧中恢复IQ数据。
事实上，上下行信道分别指上行从用户设备(User Equipment，简称“UE”)-＞RE-＞REC的方向；下行从REC-＞RE-＞UE的方向。通过前面的步骤，REC已经获知IQ映射方式和帧定时机制信息，并且将其通过控制管理信道(Control and Management，简称“C&M”)配置到RE上，因此上下行信道的两端REC和RE均知道各种体制无线业务帧传送的必要信息。
在本发明的第二实施方式在第一实施方式的基础上，给出具体的IQ填充方式和帧定时机制等实现方法。上下行信道的整个传送过程如下REC根据已知填充方式将M个业务帧的IQ数据填充在N基本帧组的载荷区中，并在控制子信道指示按公倍数周期的帧同步信息。
然后，RE根据配置的信息进行帧同步，并恢复下行IQ数据，经过业务处理后在上行信道上按同样的方式发送上行数据，包括填充和同步。
REC在上行信道接收到RE发来的信息后，进行帧定时，并恢复上行IQ数据。
上述过程中，IQ数据填充规则满足均匀对齐填充的基本要求。REC或RE根据对应的IQ数据填充规则将每M个业务帧的IQ数据按固定的方式均匀填充在每个基本帧组的N个基本帧的载荷区中，且使得IQ数据对齐基本帧组的帧定时时刻，这样在接收端则按对应的方式获取IQ数据。
如果RE是同时支持多种制式的RE，则为该RE的不同制式的IQ数据分配的IQ容器位置也是分开的。所有的IQ容器的比特位置的分配对所有的基本帧都是一致的，不随不同的基本帧的变化而变化。
另外帧定时机制可以按公倍数周期帧定时，REC或RE根据对应的帧定时机制以基本帧组的公倍数周期为周期进行帧定时，在接收端获取公倍数周期的帧定时后，通过自身计数获取每个业务帧的帧定时。
CPRI依赖每个基本帧帧头构成的子信道，来传递定时信息和信令(C&M)，信令信息和CPRI定义的一致。本实施方式对CPRI帧的定时信息，重新定义为公共同步定时信息，含义是多种体制共同参考的公共定时信息，可以是1pps(每秒1个脉冲，来自全球定位系统或者系统时钟产生)，也可以是CPRI已定义的HFN和BFN，也可以是其它类型的、用以给多种体制进行公共参考的定时信息。因为不同体制的帧定时信号和上述公共同步定时信息，都是周期重复的，所以它们必然在某个公共的周期上有同步对齐关系。图3描述了不同体制的帧定时和公共定时信息同步对齐的示意图。
这个公共同步定时信息，在CPRI的子信道中定义。如果依赖HFN和BFN，则可以完全沿用CPRI的已有定义；如果是其它定义的公共同步定时信息，可以在CPRI的基础上补充这个信息的定义。
可以看出，IQ容器映射方式中需要满足IQ数据放置的同步关系，因为在某个业务帧和CPRI帧的同步对齐时刻，也对应着某个IQ数据的起始时刻，所以要求N个基本帧的起始时刻也和这个时刻对齐。业务帧、CPRI帧、N个基本帧都有周期重复特性，因此，这个同步对齐时刻必然以某个周期重复出现。当然，也可以与其他固定的时刻对其，比如每个基本帧组的结束时刻。
在本发明的第三实施方式中，在上述实施方式的基础上，还针对级联RE的情况给出上下级RE之间的透传方法，即上下级RE之间通过通用无线接口传输基本帧组，透传其所承载业务帧IQ数据。
多级RE级联时中间级RE对下级RE数据(包括上行和下行数据)的处理与CPRI V2.0中的一致。需要特别说明的是，不同RE可能是同一体制，也可能是不同体制，这样会出现不同的RE的业务帧定时不同、同步对齐关系不同，N个基本帧循环不同，在同一个基本帧中的K的大小不同。为简化处理，约束M个IQ数据在N个基本帧中的每个基本帧中，分配给相同大小的bit空间，以保证多级RE级联时，组帧和解帧方便，即固定K的值。
REC在和每个RE交互信令时，将不同的同步对齐关系、不同的业务帧定时、不同的N、不同的M、不同的K，以及不同RE的IQ数据在基本帧的起始位置，分别配置给不同的RE。这样，每个RE在下行的解帧就和上述步骤中相同，并相互独立。这里所说的下级RE指的是在一条链中多个级联的RE中相对离REC更远的RE。
对于单级RE，在上行组帧的原则，和下行相同，即利用业务帧、CPRI帧、N个基本帧的对齐、重复循环的关系。上行基本帧中携带的HFN帧定时，和下行有固定的延迟关系，这与CPRI协议定义的方法一致。这样，利用和下行相同的原则，根据上下行的延迟关系，得到同步对齐点，就能恢复出上行IQ数据。
在本发明第三实施方式中，对于多级级联的RE，其IQ数据在基本帧中占据位置和下行相同。如果上下行数据的流量大小不同，而导致K的取值不同，则REC在下行分配K的时候取上下行中的最大值。下级RE在本级RE上的上行数据合路，遵循CPRI 2.0协议的定义。
另外对于上下行信道的处理，本发明的第三实施方式考虑到相同的RE在上下行信道处理的简单起见，对于每个RE按其上下行信道中最大的数据率配置IQ数据填充规则，然后RE设备的上下行信道按相同的IQ数据填充规则进行IQ数据填充和获取。
本发明的第四实施方式还针对上下行信道给出上行信道的帧同步解决方法。如前所述，RE收到并获取下行信道上的业务数据后，经过固定时延处理后，在上行信道上传送上行业务数据。此后，REC根据下行信道的发送帧定时、RE处理的固定时延和上下行信道的传输时延，恢复上行信道上接收到的业务帧的帧定时。
REC获取上行的“N个基本帧组”的起始位置的方法具体描述如下，其上下行组帧关系原理如图4所示。上行方向上中间级RE对于第G级RE(最靠近REC的为第1级)的总组帧延迟是∑i=1G-1N(i)个基本帧，其中N(i)表示第i级RE对下级RE的上行组帧延迟。
RE在向上级RE(或REC)发送上行CPRI帧时，使得上行IQ数据在上行CPRI帧中的关系与其接收到的下行IQ数据与下行CPRI帧的关系一致，只是有一个Toffset的延迟。因此REC根据中间级RE的组帧延迟之和，采用类似于RE获取下行IQ数据位置信息的方法，完全可以知道RE的上行IQ数据的位置信息，包括“N个基本帧组”的起始位置。
上述实施方式大多以现有CPRI接口标准为例说明，通过划分CPRI的基本帧的载荷区和控制信道区，可以分别实现IQ数据的填充承载和控制信道承载。当然在以后的发展中，可以重新设计一个通用的无线接口，采用本发明的发明思想和方法可以实现多体制业务帧的统一传送。
熟悉本领域的技术人员可以理解，上述实施方式中技术细节的描述中以一些常用应用场景为例，给出具体的参数设置等，在实际应用中根据实际情况可以灵活设置，更好地实现发明目的，并不影响本发明的实质和范围。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，包含以下步骤A无线设备控制器发送统一的定时信息，并参照所述统一的定时信息设计多体制无线业务帧定时机制和IQ数据填充规则；B无线设备控制器在通用无线接口的控制信道上向每个无线设备配置每种业务所对应的所述帧定时机制信息和所述IQ数据填充规则；C所述无线设备控制器或无线设备在上下行信道上根据所述IQ数据填充规则和所述帧定时机制进行多体制无线业务数据的传送和接收。
2.根据权利要求1所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述步骤C包含以下子步骤所述无线设备控制器发送所述统一定时信息，并根据所述帧定时机制和所述IQ数据填充规则组帧传送；所述无线设备根据所述统一定时信息和所述无线设备控制器所配置的所述帧定时机制信息恢复无线业务的帧定时信息；所述无线设备根据所述统一定时信息、所述无线业务帧定时信息和所述IQ数据填充规则恢复无线业务数据。
3.根据权利要求2所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述步骤A包含以下子步骤系统根据通用无线接口的基本帧长和业务帧长的公倍数关系确定公倍数周期，使其等于所述基本帧长的整数N倍，且等于所述业务帧长的整数M倍；参照所述公倍数周期设计多体制无线业务帧定时机制，并以每N个所述基本帧构成基本帧组，以承载每M个所述业务帧的IQ数据。
4.根据权利要求3所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述公倍数周期为所述基本帧长和业务帧长的最小公倍数。
5.根据权利要求4所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述步骤B包含以下子步骤参照所述统一定时信息并根据相应无线设备或相应业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧IQ数据在基本帧组中的填充规则，并由所述无线设备控制器通过通用无线接口的控制信道向对应无线设备进行配置；其中每个无线设备的每种业务对应有固定的所述IQ数据填充规则，且使得填充后IQ数据与所述统一定时信息对齐。
6.根据权利要求5所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，在所述步骤C中，所述无线设备控制器或无线设备根据对应的所述IQ数据填充规则将每M个所述业务帧的IQ数据按固定的方式填充在每个所述基本帧组的N个基本帧的载荷区中，且使得所述IQ数据对齐所述基本帧组的帧定时时刻；在接收端则按对应的方式获取所述IQ数据。
7.根据权利要求5所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包含以下子步骤系统根据相应无线设备或相应业务的处理需求和预设条件来设计其业务帧在基本帧组中的帧定时机制，并由所述无线设备控制器通过通用无线接口的控制信道向对应无线设备进行配置；其中每个无线设备的每种业务对应固定的所述帧定时机制，且所述帧定时机制基于所述统一定时信息实现。
8.根据权利要求7所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，在所述步骤C中，所述无线设备控制器或无线设备根据对应的所述帧定时机制以所述基本帧组的公倍数周期为周期进行帧定时；在接收端获取所述公倍数周期的帧定时后，通过自身计数获取每个业务帧的帧定时。
9.根据权利要求7所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，当所述无线设备存在级联时，还包含以下步骤上下级无线设备之间通过通用无线接口传输所述基本帧组，透传其所承载业务帧IQ数据。
10.根据权利要求9所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，在所述步骤B中，对于每个无线设备，系统按其上下行信道中最大的数据率设计所述IQ数据填充规则，并配置给该无线设备；在所述步骤C中，每个无线设备的上下行信道按相同的所述IQ数据填充规则进行IQ数据填充和获取。
11.根据权利要求10所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述步骤C还包含子步骤，所述无线设备收到并获取下行信道上的业务数据后，经过固定时延处理后，在上行信道上传送上行业务数据；所述无线设备控制器根据所述下行信道的发送帧定时、所述无线设备处理的固定时延和所述上下行信道的传输时延，恢复所述上行信道上接收到的业务帧的帧定时。
12.根据权利要求1-11任意一项所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述通用无线接口为通用公共无线接口。
13.根据权利要求12所述的通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，通过划分所述通用公共无线接口的基本帧的载荷区和控制信道区，分别实现IQ数据的填充承载和控制信道承载。
全文摘要
本发明涉及通用无线接口传输无线业务数据的技术，公开了一种通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法，使得REC和RE之间的通用无线接口能够统一传送不同体制无线IQ数据并实现帧同步。本发明中，给出一种通用的无线接口实现REC和RE之间的多种体制无线数据的统一传输，通过接口上信令的配置，通知对端所承载的无线体制类型和所采用的数据映射方法，实现不依赖具体体制类型的统一IQ数据传输和帧同步；基于信令配置的帧同步和IQ容器映射机制，在发送端进行统一的定时信息填充和IQ数据填充构造通用帧，在接收端根据信令配置而获得同步和数据恢复的方法，进行帧同步并解析获得IQ数据。
文档编号H04L29/06GK1859396SQ20061002375
公开日2006年11月8日 申请日期2006年2月6日 优先权日2006年2月6日
发明者蒋亚军, 郭晓川, 夏迎九 申请人:华为技术有限公司