用于通讯系统的数据减量方法及装置与流程

本发明是关于一种数据减量方法，尤其是关于一种用于通讯系统的数据减量方法。

背景技术：

提供巨量及快速响应的使用者服务为次世代无线通信(例:5g)的一大目标，所述次世代无线通信系统的部分特征包含增加连接装置的数量至1000倍、提供最高20gb/s的尖峰数据率予使用者、支持1毫秒延迟及减少电量使用90％。

许多其他通讯科技亦被使用以支持5g移动通讯系统，然而，多个基带单元与多个远端射频头间的通讯流量负担仍是一个挑战。例如:于4g通讯系统中，基带单元与远端射频头间的上行链路及下行链路是通过通用公共无线接口(commonpublicradiointerface；cpri)协议以连接及传送iq(in-phaseandquadrature)数据。此外，基带单元与远端射频头间的所述数据率是相对应于信号宽带及天线数量。对于一具有大量天线及大信号带宽的远端射频头(例如:在5g通讯系统中具有最多256个天线)，基带单元与远端射频头间的前传(fronthaul)网络的通讯流量负担将会变得更为严重及增加前传网络的建构成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的一具有数据减量机制的通讯系统的方块图。

图2为图1本发明一实施例的数据减量示意图。

图3为图1本发明一实施例的数据减量方法的流程图。

图4为本发明一实施例的方块示意图。

图5为本发明一实施例的数据减量机制的示意图。

技术实现要素：

为了实现所提供的标的的不同特征，本发明提供许多不同的实施例。为了简化本发明，以下叙述组成与配置的特定例。当然，这些仅为例子而非限定于此。此外，本发明可能于各种实施例中重复参考文献数字及/或文字。此重复是为了简化及明确而非规定所讨论的各种实施例及/或结构之间的关系。

「耦接」的用词定义为相连的，无论其间的构成是直接或间接，且并非一定限制于物理性的连结。该连结可指物体永久地相连或是可分离地相连。当使用「包括」的用词时，意指「包含，但不限定于此」，尤其是指所描述的组合、群组、系列等的开放式的包含或关系。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，该方法实施于通信网络中，其特征在于，包括以下步骤：通过至少一无线电频(radiofrequency,rf)下变频(downconverting)模块因应于多个被至少一天线接收的信号以产生多个第一基带信号；通过至少一获取模块因应于一信号持续时间以从每一第一基带信号取得多个第二基带信号；通过至少一第一转换模块因应于所述多个第二基带信号以产生多个第三基带信号；通过一第一传输模块及取道一通信网路以传输一第一组合信号至至少一基带单元，其中，所述第一组合信号包含所述多个第三基带信号；通过一取得模块以从被接收到的所述第一组合信号中取得所述多个第三基带信号；通过至少一第二转换模块因应于所述多个第三基带信号以产生多个第四基带信号；以及通过一第二传输模块以传输一第二组合信号，其中所述第二组合信号包含所述多个第四基带信号。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，其特征在于，所述通信网路包含一前传(fronthaul)网络。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，其特征在于，所述第四基带信号的带宽相同于所述第二基带信号的带宽。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，其特征在于，所述多个第四基带信号被用于多输入多输出(multi-inputmulti-output；mimo)处理。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，其特征在于，所述多个第四基带信号被用于波束赋形(beamforming)信号处理。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，其特征在于，所述第一转换模块包含一数字下变频器。

本发明一实施例揭露一种资料减量的方法，其特征在于，所述第一转换模块包含一快速傅利叶变换(fastfouriertransform)机制。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，包含:至少一收发装置，被配置以接收来自至少一无线装置的无线信号；以及至少一基带单元(basebandunit),所述基带单元耦接所述收发装置；其中，所述收发装置另包含:至少一无线电频(radiofrequency,rf)下变频(downconverting)模块，所述无线电频下变频模块被配置以因应于多个被接收的信号以产生多个第一基带信号；至少一信号获取模块耦接于所述无线电频下变频模块，其中所述信号获取模块被配置以因应于一信号持续时间从每一所述第一基带信号取得多个第二基带信号；至少一第一转换模块被配置因应于所述多个第二基带信号以产生多个第三基带信号；一第一传输模块被配置以取道一通信网路传输一第一组合信号至至少一基带单元，其中，所述第一组合信号包含所述多个第三基带信号；以及其中，所述基带单元另包含:一取得模块被配置从被接收到的所述第一组合信号中取得所述多个第三基带信号；至少一第二转换模块被配置因应于所述多个第三基带信号以产生多个第四基带信号；以及一第二传输模块被配置以传输一第二组合信号，其中所述第二组合信号包含所述多个第四基带信号。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述通信网路包含一前传(fronthaul)网络。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述第四基带信号的带宽相同于所述第二基带信号的带宽。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述多个第四基带信号被用于多输入多输出(multi-inputmulti-output；mimo)处理。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述多个第四基带信号被用于波束赋形(beamforming)信号处理。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述第一转换模块包含一数字下变频器。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述第一转换模块包含一快速傅利叶变换(fastfouriertransform)机制。

本发明一实施例揭露一具有一数据减量机制的通信系统，其特征在于，所述收发装置包含一远端射频头(remoteradiohead)。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的一具有数据减量机制的通讯系统的方块图。如图1所示，所述通信系统10包含至少一收发装置11及至少一基带单元(basebandunit,bbu)12。所述接收装置11通过一通信网路13与所述基带单元12进行通信，所述收发装置11被配置通过至少一天线14以接收来自至少一无线装置15的无线信号。于此实施例中，所述无线装置15包含一用户装置(userequipment)，例:手机。于此实施例中，所述收发装置11包含一远端射频头(remoteradiohead,rrh)，所述通信网路13包含一前传(fronghaul)网络。

于本实施例中，所述收发装置11进一步包含至少一无线电频(radiofrequency,rf)下变频(downconverting)模块111，至少一信号获取模块113耦接于所述无线电频下变频模块111,至少一第一转换模块115耦接于所述信号获取模块113及一第一传输模块117耦接于所述第一转换模块115。于此实施例中，所述无线电频下变频模块111被配置以因应于多个被接收的所述无线信号以产生多个第一基带信号。所述信号获取模块113被配置以因应于一信号持续时间从每一所述第一基带信号取得多个第二基带信号。所述第一转换模块115被配置因应于所述多个第二基带信号以产生多个第三基带信号。

于一些实施例中，所述第一转换模块115包含一数字下变频器。于一些实施例中，所述第一转换模块115包含一快速傅利叶变换(fastfouriertransform)机制，所述第一传输模块117被配置以取道所述通信网路13传输一第一组合信号至所述基带单元12，其中，所述第一组合信号包含所述多个第三基带信号。

于此实施例中，所述基带单元12进一步包含一取得模块121，至少一第二转换模块123及一第二传输模块125。于此实施例中，所述取得模块121被配置从被接收到的所述第一组合信号中取得所述多个第三基带信号，所述第二转换模块123被配置因应于所述多个第三基带信号以产生多个第四基带信号及所述第二传输模块125被配置以传输一第二组合信号，其中所述第二组合信号包含所述多个第四基带信号。于本实施例中，所述第四基带信号的带宽相同于所述第二基带信号的带宽。

于一些实施例中，所述多个第四基带信号被用于多输入多输出(multi-inputmulti-output；mimo)处理。于一些实施例中，所述多个第四基带信号被用于波束赋形(beamforming)信号处理。

图2为图1本发明一实施例的数据减量示意图。如图2所示，于本实施例中，于一远端射频头(remoteradiohead,rrh)端，因应于多个被至少一天线接收的无线信号产生多个第一基带信号21。接下来，因应于一信号持续时间(图未示)从每一所述第一基带信号21取得多个第二基带信号23，因应于所述第二基带信号23产生多个第三基带信号25。接着，一包含所述多个第三基带信号25的第一组合信号27被传送至一基带单元。

于一些实施例中，所述多个第二基带信号23的频率分别为fa1,fa2,…,fam，通过一数字下变频器将所述多个第二基带信号23转换成所述多个第三基带信号25。所述多个第三基带信号25的频率分别为fb1,fb2,…,fbm，因此，于本实施例中，所述第一组合信号27并不会信号重迭。

于一些实施例中，所述多个第二基带信号23的频率分别为fa1,fa2,…,fam，通过一快速傅利叶变换(fastfouriertransform)机制将所述多个第二基带信号23转换成所述多个第三基带信号25。所述多个第三基带信号25的频率分别为fb1,fb2,…,fbm，因此，于本实施例中，所述第三基带信号25的带宽小于所述第一基带信号21的带宽。因此，数据率会被减低。

于基带单元(bbu)端，从被接收到的所述第一整合信号27中取得所述多个第三基带信号25。接着，因应于所述多个第三基带信号25产生多个第四基带信号29。于此实施例中，所述第四基带信号29的带宽相同于所述第二基带信号23的带宽。于此实施例中，一包含所述多个第四基带信号29的第二整合信号22被产生，其中，所述多个第四基带信号29被用于多输入多输出(multi-inputmulti-output；mimo)处理。于一些实施例中，所述多个第四基带信号29被用于波束赋形(beamforming)信号处理。

图3为图1本发明一实施例的数据减量方法的流程图。如图3所示，于此实施例中，步骤s301，多个第一基带信号系因应于多个被至少一天线接收的信号及通过至少一无线电频(radiofrequency,rf)下变频(downconverting)模块以产生，步骤s303，多个第二基带信号系因应于一信号持续时间及通过至少一获取模块从每一第一基带信号取得，步骤s305，多个第三基带信号系因应于所述多个第二基带信号及通过至少一第一转换模块以产生，步骤s307，一第一组合信号通过一第一传输模块及取道一通信网路以传输至至少一基带单元，其中，所述第一组合信号包含所述多个第三基带信号，步骤s309，所述多个第三基带信号系通过一取得模块以从被接收到的所述第一组合信号中取得，步骤s310，多个第四基带信号系因应于所述多个第三基带信号及通过至少一第二转换模块以产生，步骤s311，一第二组合信号通过一第二传输模块以传输，其中所述第二组合信号包含所述多个第四基带信号。

图4为本发明一实施例的方块示意图。于上行(rrh至bbu)传输，多个信号通过至少一无线电频(radiofrequency,rf)下变频器(downconverter)401被转变成多个中频(intermediatefrequency,if)信号，所述多个中频信号通过模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter,adc)402接续地被转变成多个数字样本(digitalsample)，接着，所述多个数字样本通过至少一数字数字转换器(digital-to-digitalconverter,ddc)403被转换成多个所需子带信号(desiredsub-bandsignal)，其中，所述多个所需子带信号被用于多输入多输出(multi-inputmulti-output；mimo)处理及解调。

此外，于此实施例中，通过至少一数字数字转换半带滤波器(ddcpartialbandfilter,ddcpbfilter)404以过滤来自数字数字转换器403的所述多个所需子带信号以取得多个基带信号。所述基带信号的带宽小于来自数字数字转换器403的所述所需子带信号的带宽。于一些实施例中，所述基带信号的时间数据小于来自数字数字转换器403的所述多个所需子带信号的时间数据。

图5为本发明一实施例的数据减量机制的示意图。如图4及图5所示，图5垂直方向代表频率轴，水平方向代表时间轴。于此实施例中，一具有带宽及持续时间的传输方块501系被用以传送数据，于所述传输方块501的垂直方向为传输带宽，于所述传输方块501的水平方向为传输持续时间。如图5所示，通过所述传输方块501传输的数据量被取得及处理以使一信号具有低数据率，亦即，在所述传输方块501中，仅有足够数据量会取道一前传网络被传送至基带单元。

如图5所示，于数字数字转换器(ddc)#1,从频率轴来看，一带宽被分成m个部分频带，每一部分频带系用以传输数据。于一些实施例中，m＝5及每一部分频带包含一200khz带宽，所述200khz带宽被5个传输方块501使用。于此实施例中，通过所述前传网络传输的数据量被降低成5x200khz/20mhz＝5％，其中20mhz系为数字数字转换器403输出信号的带宽。

于此实施例中，一截取持续时间tc系从一截取周期tp取得，所述截取周期tp系为一时间周期，于一多输入多输出(multi-inputmulti-output；mimo)系统中，所述截取周期tp需被周期性地更新，所述截取持续时间tc系为所述传输方块501的传输时间。

于一些实施例中，所述多输入多输出系统需每8毫秒(msec)更新，亦即，所述截取周期tp为8毫秒，所述多输入多输出系统的传输时间为100微秒(usec)，亦即，所述截取持续时间tc为100微秒。因此，数据传输量被降低成100usec/8msec＝1.25％。

于一些实施例中，通过前传网络传输的数据量降低为5％x1.25％＝0.0625％,，亦即，数据传输量被降低1600倍。

对于波束形成(beamforming)及多输入多输出(multi-inputmulti-output)的应用，于一些实施例中，从不同天线取得的信号通过协方差处理(covarianceprocessing)以计算波束形成权重或多输入多输出预编码(precode)。因此，对于所述应用，被同步取得的信号为准确估计协方差矩阵的必要，如图4及图5所示，来自数字数字转换部分频带过滤器(ddcpbfilter)404输出端的所有部分频带信号皆系于随机存取存贮器(randomaccessmemory，ram)中，通过一可程序化的时间标记(programmabletimemark)同步取得。

另，所述随机存取存贮器的容量大小系通过nxkxmxl以判断。其中，n为天线组件的数量，k为数字数字转换器404输出端的数量，m为每一数字数字转换器的部分频带的数量，l为每一小数频带(fractionalband)通过截取持续时间tc取得的取得样本数量，所述随机存取存贮器的容量大小为一复数。

于所述随机存取存贮器的所述样本被读取出来，并将所述样本以一个较低的数据率通过所述前传网络传送至所述基带单元以使随机存取存贮器的读取传输得以于t秒时间间隔完成。例如:如果所述多输入多输出系统的更新率为8毫秒，所述基带单元的运算时间为2毫秒，传送波束成形系数数据(coefficientdata)回所述远端射频头的时间为1微秒，则所述随机存取存贮器的读取的数据需于5.999毫秒内传输至所述基带单元。

依据本发明揭露之方法，当所述基带单元未与所述远端射频头配置(collacate)、所述基带单元池于集中型网络执行多输入多输出及波束成行信号处理时，上行前传数据率会被降低。本发明揭露之方法系通过前传网络传输部分频带及/或iq(in-phaseandquadrature)数据的部分时间部以降低所述远端射频头与所述基带单元池间的上行数据传输量。iq信号的一小时间域部分被过滤以减少所述远端射频头通过所述前传网络传输到所述基带单元的数据量。因此，所述前传网络所需的数据率会被降低。

例如:一具有256支天线及1ghz带宽的远端射频头系统，前传网络所需数据率为256x10⁹x2x16(bit/sec)＝8192gb/sec，将会使所述前传网络的流量负荷过重。于此实施例中，当部分频带被降低至5％及部分时间数据被降低至1.25％,时，被用于集中型网络执行多输入多输出的所述前传网络的所述数据率为(5％x1.25％)x256x10⁹x2x16(bit/sec)＝5.12gb/sec。当将所述所需数据率加入所述上行前传网络的所述信息数据率，所述前传网络支持的全部数据率为20gb/s+5.12gb/s＝25.12gb/s。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神。以上所表示及叙述的实施例仅为例子。许多详细内容通常可见于例如信源调度方法及无线通信装置的其他特征。因此，许多详细内容未被表示及叙述。即便以上叙述中已经列举例示技术的许多特征及优点，伴随本发明的结构及功能的详细内容，该揭示仅为说明，但在不脱离本发明技术方案的精神内，本发明的详细内容是可变动的，包括通过权利要求所使用的词语的广义而建立的全部内容。因此，以上所叙述的实施例于权利要求的范围内将被视为能够进行修改。

符号说明

10通信系统

11收发装置

12基带单元

13通信网路

14天线

15无线装置

111无线电频下变频模块

113信号获取模块

115第一转换模块

117第一传输模块

121取得模块

123第二转换模块

125第二传输模块

21第一基带信号

22第二整合信号

23第二基带信号

25第三基带信号

27第一整合信号

29第四基带信号

s301～s311步骤

401无线电频下变频器

402模拟数字转换器

403数字数字转换器

404数字数字转换半带滤波器