CN100403826C - 通用公共无线接口传输多体制无线业务iq数据的方法 - Google Patents

通用公共无线接口传输多体制无线业务iq数据的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通用公共无线接口传输无线业务数据的技术，公开了一种通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，使得CPRI接口可以传送多种不同体制无线业务的数据。本发明中，根据CPRI基本帧周期和体制周期的公倍数关系，将M个体制周期的IQ数据放到N个CPRI基本帧中进行传送，使得业务数据率和CPRI接口速率匹配，便于实现帧同步；将M个体制周期的IQ数据在N个CPRI基本帧IQ容器中尽量均匀填充，可以根据业务需求等设计各种填充方式，使得IQ数据经过容器映射后尽量达到速率均匀；通过在同一CPRI接口上对应不同RE和不同制式的IQ数据在CPRI基本帧IQ容器中的划分，实现多种不同体制IQ数据在CPRI接口上的同时传输。

Description

通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法
技术领域
本发明涉及通用公共无线接口传输无线业务数据的技术，特别涉及通用公共无线接口上传送多种不同制式无线业务用户面IQ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***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，并且能够使用于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的创始企业将齐心致力于开创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***的无线基站产品中。
对于3G移动通信***，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***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***结构和组网方式。同时在此***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，在多个不同厂商协作制造设备的情况下，能够保证基站***的整体性、兼容性和可靠性。
从第二代全球移动通信***(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两个全球互操作微波接入(Worldwide Interoperability Microwave Access，简称“WiMAX”)标准等。CPRI作为一种行业通用的无线接口，需要适应各种制式的通用传输，这样才能体现通用接口的实用性。
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的帧号则复杂得多。
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。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，直接称其为IQ容器。
对于特定体制的无线IQ数据，由于其体制速率(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，是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1WiMAX基带频率一览表
  信道带宽(MHz)   采样率(MHz)   复用数(n)
  1.75/3.5/7/14/28   2.0/4.0/8.0/16.0/32.0   8/7
  1.5/3/6/12/24   1.72/3.44/6.88/13.76/27.52   86/75
  1.25/2.5/5/10/20   1.44/2.88/5.76/11.52/23.04   144/125
  2.75/5.5/11/22   3.16/6.32/12.64/25.28   316/275
  2.0/4/8/16/32   2.28/4.56/9.12/18.24/36/48   57/50
  其他   /   8/7
CPRI作为REC和RE之间的通用接口标准，如果能够传送不同制式无线帧的模式，则会显著提升其竞争力。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。为了适应移动通信技术的快速发展，急需一种能方便有效的传输不同制式无线业务数据的无线通用接口。
当前无线通信的发展，趋向于将基站的基带处理单元(等同于REC)和射频处理单元(等同于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2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10毫秒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。从而只要在上下行的CPRI基本帧的240比特的IQ容器中，把192比特的上行数据放进去，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等控制字段实现帧同步，也不需要进行IQ容器映射特别设计。
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。总之，由于CPRI基本帧的速率与WCDMA速率的简单倍数关系，使得CPRI可以用现有的传输机制传输WCDMA的IQ数据，而无法推广到其他体制或者实现多种体制的同时传输。
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IQ数据在CPRIIQ容器中的映射方法；二是不同制式业务帧的同步关系获取问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，使得CPRI接口可以传送多种不同体制无线业务的数据。
为实现上述目的，本发明提供了一种通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，包含以下步骤，
一、根据通用公共无线接口的基本帧周期和业务数据体制周期的公倍数关系确定公倍数周期，使其等于所述基本帧周期的整数N倍，且等于所述体制周期的整数M倍，并以每N个所述基本帧构成基本帧组承载每M个所述体制周期的IQ数据；
二、设计对应每个无线设备RE的每种业务对应的IQ数据填充规则，以描述每M个所述业务数据体制周期的IQ数据在所述基本帧组的载荷区中的填充方式；
三、无线设备控制器REC或所述RE在上下行通用公共无线接口CPRI链路上根据所述IQ数据填充规则进行多体制无线业务IQ数据的传送和接收。
其中，所述步骤一中，所述公倍数周期为所述基本帧周期和所述业务数据体制周期的最小公倍数。
此外在所述方法中，所述步骤二包含以下子步骤，
设计所述IQ数据填充规则，使得所述基本帧组中的每个基本帧尽量均匀承载RE的无线业务的IQ数据。
此外在所述方法中，所述IQ数据填充规则中，在所述基本帧组的每个基本帧的载荷区中为每个所述RE分配承载空间K比特，使得K＝[M×2×D×S×A×C×F/N]，其中A为该RE的天线数，C为该RE的载波数，S为该接口IQ数据的过采样倍数，D为该IQ数据的位宽，F为该RE支持的扇区数，“[]”表示向上取整操作。
此外在所述方法中，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠后的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠后一部分基本帧填充其全部承载空间，而该基本帧组中的其余基本帧填充等量数据。
此外在所述方法中，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠后的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠后一部分基本帧填充其全部承载空间，该基本帧组中的传送时序靠前的一部分基本帧承载空间不作填充，中间有一个或零个基本帧部分填充了数据。
此外在所述方法中，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠前的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠前一部分基本帧填充其全部承载空间，而该基本帧组中的其余基本帧填充等量数据。
此外在所述方法中，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠前的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠前一部分基本帧填充其全部承载空间，该基本帧组中的传送时序靠后的一部分基本帧承载空间不作填充，中间有一个或零个基本帧部分填充了数据。
此外在所述方法中，所述IQ数据填充规则在每个所述基本帧中为每个RE的每种体制业务的IQ数据分配各自对应的承载空间。
此外在所述方法中，所述步骤三包含以下子步骤，
在下行CPRI链路传输过程中，所述REC根据所述IQ数据填充规则将每M个业务体制周期的下行IQ数据承载在每个所述基本帧组中在下行CPRI链路上发送给所述RE；
所述RE参照CPRI下行链路所传送的定时信息，并通过计数获取每个所述基本帧组的起始时刻，并提取下行IQ数据。
此外在所述方法中，所述步骤三还包含子步骤，
在上行CPRI链路传输过程中，所述RE经过固定时延的业务处理后将每M个体制周期的上行IQ数据承载在每个所述基本帧组中在上行CPRI链路上发送给所述REC；
所述REC根据下行CPRI链路同步关系，经过固定的传输时延和处理时延补偿，获取每个基本帧组的起始时刻，并提取上行IQ数据。
此外在所述方法中，在所述步骤三中，当所述RE多级级联传输时，上下级RE之间按照所述CPRI标准透明传输。
此外在所述方法中，所述REC通过控制管理信道将多体制无线业务传输相关参数通知所述RE。
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，根据基本帧周期和业务体制周期的公倍数关系，将M个体制周期的IQ数据放到N个CPRI基本帧中进行传送，使得业务数据率和CPRI接口速率匹配，便于实现数据的同步传输；
将M个体制周期的IQ数据在N个CPRI基本帧IQ容器中尽量均匀填充，可以根据业务需求等设计各种填充方式；
通过在同一CPRI接口上对应不同RE和不同制式的IQ数据在CPRI基本帧IQ容器中的划分，实现多种不同体制IQ数据在CPRI接口上的同时传输；
通过CPRI 10毫秒帧定时周期与无线体制的无线帧周期的公倍数关系，可以在下行CPRI链路上指示CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界(最好是最小公倍数周期的边界)，REC在下行CPRI链路上从所述边界开始发送一个新的基本帧组IQ数据，并以基本帧组为周期重复发送IQ数据。RE可以通过自身的计数器，参照CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界，获取每个基本帧组的起始位置信息并提取IQ数据；
依据下行到上行CPRI链路固定传输和处理总时延，REC可以根据下行CPRI链路发送时刻的定时信息和RE在发送上行数据的时延信息获得上行CPRI链路收到的基本帧组的起始位置信息并提取IQ数据。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过公倍数关系映射方式实现对于多种不同体制无线IQ数据的填充和同步，使得通用接口适用于多种体制类型，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；
通过不同RE或不同体制无线业务的IQ数据在CPRI基本帧的固定映射方式实现多种不同体制业务数据的传输，通过IQ数据的尽量均匀映射实现数据率的尽量均匀的传送，保证***具有较好的延迟性能；
附图说明
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是根据本发明第二实施例的优先靠后IQ数据填充规则示意图；
图3是根据本发明第三实施例的优先靠前IQ数据填充规则示意图；
图4是根据本发明第四实施例的下行同步方法原理示意图；
图5是根据本发明第四实施例的上行同步方法原理示意图；
图6是根据本发明第五实施例的IQ数据传输流程图。
具体实施例
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，必须将各个不同体制周期的业务数据承载在统一的基本帧上，而该问题的关键在于如何实现各种不同速率的IQ数据在基本帧上的填充以及其同步机制的建立。由于体制周期、无线帧长及制式的变化，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也无法实现不同数据率的IQ数据填充。需要解决的是不同制式IQ数据在CPRI IQ容器中的映射方法及业务帧起始时刻的确定。
本发明利用业务帧的体制周期与基本帧周期的公倍数关系，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)个业务体制周期或者整数(N)个基本帧。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个无线业务体制周期的数据。本发明的技术关键在于如何在N个基本帧组上填充M个业务体制周期的IQ数据。
为了实现多种不同体制业务数据的传送，本发明还给出各种IQ数据填充方式的同步方法，通过CPRI 10毫秒帧定时周期与无线体制的无线帧周期的公倍数关系，可以在下行CPRI链路上指示CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界(最好是最小公倍数周期的边界)，REC在下行CPRI链路上从所述边界开始发送一个新的基本帧组IQ数据，并以基本帧组为周期重复发送IQ数据。RE可以通过自身的计数器，参照CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界，获取每个基本帧组的起始时刻。而在上行CPRI链路上则可以结合固定的传输时延和处理时延补偿获得帧起始时刻。
除此之外，在对于级联RE的IQ数据转发上，本发明采用接口层面上的透传机制，即RE在转发其它RE的IQ数据时不需要关心其它RE IQ数据的填充方式及以及与其它RE IQ数据相关的无线帧定时信息。此外，对于上下行CPRI链路的IQ容器映射方式的设计，采用如下两种方式都可：方式一为上下行相同的方法，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；方式二为上下行按照各自的数据速率进行选择和填充映射。
下面以实施例详细描述统一传送多种体制无线业务数据的方法。本发明的第一实施例以CPRI为基础，在CPRI V2.0的基础上进行扩展，实现多种体制无线数据的传输。关键技术在于以公倍数周期为单位进行传送。三个基本步骤在于：确定公倍数周期、设计IQ填充规则、IQ数据的传输。
根据通用公共无线接口的基本帧周期和无线业务体制周期的公倍数关系确定公倍数周期，使其等于基本帧周期的整数N倍，且等于无线业务体制周期的整数M倍，并以每N个基本帧构成基本帧组承载每M个业务体制周期的IQ数据；设计对应每个RE的每种业务对应的IQ数据填充规则，以描述每M个业务体制周期的IQ数据在基本帧组的载荷区中的填充方式；REC或RE在上下行CPRI链路上根据IQ数据填充规则进行多体制无线业务IQ数据的传送和接收。
公倍数周期为基本帧周期和业务体制周期的最小公倍数。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的确定方法是：M、N均为整数且M和N无公约数；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。本文称这样的传送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
  体制速率(MHz)   体制周期数M   基本帧数N
  2   25   48
  1.4   35   96
  1.68   7   16
  2.24   7   12
  3.08   77   96
  1.2288   8   25
  1.28   1   3
  3.84   1   1
  13/48   325   4608
由于不同速率的IQ数据要承载在相同的速率上，为了保证处理时延没有太大的变动，需要使得IQ填充的时候要尽量均匀一些，使得基本帧组中的每个基本帧尽量对齐承载每个RE的每种无线业务的业务帧的IQ数据。
设在每个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)，F为该RE支持的扇区数。则有
K＝[M×2×D×S×A×C×F/N]，
其中[]表示向上取整。A、S和D对于上行和下行来说，可能有不同的取值。M×2×D×S×A×C×F表示在N个基本帧中所需要传送的RE的IQ比特总数。
对于RE的上行和下行来说，K的取值可能不同，实现时可以给该RE在CPRI上下行基本帧IQ容器中分配不同的大小，也可以按照上下行K值较大者分配相同的大小。即使按照较大的K值来统一分配上下行IQ容器空间，上行和下行数据填充时也是按照各自计算得到的K值来填充，多分配的空间始终空着不填。
在每个CPRI基本帧中，为不同的RE分配不同的IQ容器位置。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。
在本发明的第二实施例中，在IQ数据填充规则中，当基本帧组中所分配的承载空间大于M个体制周期业务IQ数据实际所需的承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠后的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠后一部分基本帧填充其全部承载空间，而该基本帧组中的其余基本帧填充等量数据。
如前所述在N个CPRI基本帧中需要填充的RE IQ数据比特数为M×2×D×S×A×C×F。本发明的第二实施例中的填充方法如图2所示。图2中的E＝M×2×D×S×A×C×F/N的余数，其他参数的含义参见前面的定义。在图2的方法中，在N个CPRI基本帧组的前N-E个基本帧中，每个基本帧填充K-1个比特的IQ数据；N个CPRI基本帧组的后E个基本帧中，每个基本帧填充K个比特的IQ数据。图2中给出的IQ数据填充的优先顺序从高到低依次是(即先填优先级高的，填完后再填优先级低的)：I/Q、D(IQ数据内的位序号)、S(过采样序号)、A(天线序号)、C(载波序号)、F(扇区序号)、M(体制周期序号)。这个填充顺序只是一个例子，也可以采用其它的填充顺序。
作为图2方法的一种延伸，如果在N个CPRI基本帧组的前E个基本帧中，每个基本帧填充K个比特的IQ数据；N个CPRI基本帧组的后N-E个基本帧中，每个基本帧填充K-1个比特的IQ数据，其复杂度、性能和图2中示出的方法完全一样。该方法是优先靠前填充中的一种。优先填充基本帧组中传送时序靠前的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠前一部分基本帧填充其全部承载空间，而该基本帧组中的其余基本帧填充等量数据。
图3是本发明的第三实施例中另外一种优先靠前填充的IQ数据填充示意图。在图3的方法中，相当于在“N个基本帧组”中，在前面的基本帧中每个基本帧填充K个比特，直到M×2×D×S×A×C×F个比特的IQ数据填充完毕，后面基本帧中的IQ容器全部为无效比特(比特数为N×K-M×2×D×S×A×C×F)。其中未填满或没有填的基本帧数目为R＝[(N×K-M×2×D×S×A×C×F)/K]，[]表示向上取整。如果在“N个基本帧组”中IQ容器中的前N×K-M×2×D×S×A×C×F个比特位置填写无效比特，在“N个基本帧组”的后部填充有效比特(总比特数为M×2×D×S×A×C×F)，则相当于图3中方法的延伸，效果与图3中的基本一致。
第二实施例的数据填充方法比第三实时方式的数据填充方法在延迟性能上会略好一些。上面描述的方法中，数据填充的单位是1比特，实现时数据填充的单位也可以为多个比特，方法和上面描述的类似。
本发明的第四实施例中给出上下行CPRI链路上数据同步方法，即N个基本帧组起始时刻的获取方法。
RE在从下行的CPRI链路接收IQ数据时，需要知道从哪个基本帧开始的N个基本帧是一个完整的“基本帧组”。另外，一般情况下，RE还需要知道所有的IQ数据属于哪个无线帧以及在该无线帧中的位置。在下行数据传输过程中，REC根据IQ数据填充规则将每M个业务体制周期的下行IQ数据承载在基本帧组中在下行CPRI链路上发送给RE。同时通过CPRI 10毫秒帧定时周期与无线体制的无线帧周期的公倍数关系，可以在下行CPRI链路上指示CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界(最好是最小公倍数周期的边界)，REC在下行CPRI链路上从所述边界开始发送一个新的基本帧组IQ数据，并以基本帧组为周期重复发送IQ数据。RE可以通过自身的计数器，参照CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界，获取每个基本帧组的起始时刻并提取下行IQ数据。
假设某种体制的无线帧周期为P毫秒，P和10(150个CPRI超帧的周期，单位为毫秒)有共同的公倍数为X(毫秒)，X/P＝C1，X/10＝C2，C1和C2均为整数。则在C2个10毫秒CPRI帧周期中，该体制的无线帧周期数为C1。图4中的两个粗箭头之间的周期就为X毫秒，表示C2个10毫秒CPRI帧周期的开始(也是C1个体制无线帧周期的开始)。可以推出，X毫秒中一定含有整数个“基本帧组”。REC在下行方向上向RE指示X毫秒的起始时刻以及该时刻是哪一个无线帧的起始时刻。
RE知道X毫秒周期起始后，就可以自己通过计数的方法知道“基本帧组”的起始位置了。图4个的CNT就是一个计数器，从第一个粗箭头(一个X毫秒周期的起始)开始，RE每收到一个CPRI基本帧，计数器CNT的值就加1。CNT到下一个粗箭头(下一个X毫秒周期的起始)开始从0开始重新计数。
通过计数器计数的方法以及RE知道IQ数据在“基本帧组”中的填充方式，RE也就知道下行所有IQ数据在体制无线帧中的位置。
而在上行CPRI链路传输过程中，RE经过固定时延的业务处理后将每M个业务帧的上行IQ数据承载在每个基本帧组中在上行CPRI链路上发送给REC，RE在其上行数据发送过程中，基本帧组和上行CPRI帧定时的关系保持和下行的一致；这样，REC根据下行CPRI链路同步关系，经过固定的传输时延和处理时延补偿，就可以获取每个上行基本帧组的起始时刻，并提取上行IQ数据。
图5CPRI V2.0中的上下行组帧关系图。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＝1 G-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“基本帧组”的起始位置。
当RE多级级联传输时，上下级RE之间按照通用公共无线接口标准透明传输，中间级RE不需要知道其转发的其它RE的数据的内容和格式。多级RE级联时中间级RE对上下级RE数据(包括上行和下行数据)的处理与CPRI V2.0中的完全一致，不需要特别的处理。这里所说的下级RE指的是在一条链路中多个级联的RE中相对离REC更远的RE，“上级”的含义则相反。
在本发明中提到的参数中，有些参数RE必须知道才能正常工作，这些参数可以通过事先约定的方法或者REC通过CPRI的控制和管理信道告诉RE。
综上所述，可以总结给出一种较优的流程，包括整个IQ数据传输的每个步骤。如图6所述：
步骤601中，根据通用公共无线接口的基本帧周期和业务体制周期的公倍数关系确定公倍数周期，使其等于基本帧周期的整数N倍，且等于业务体制周期的整数M倍，并以每N个基本帧构成基本帧组承载每M个业务体制周期的IQ数据；
步骤602中，设计对应每个RE的每种业务对应的IQ数据填充规则，以描述每M个业务体制周期的IQ数据在基本帧组的载荷区中的填充方式，使得基本帧组中的每个基本帧尽可能均匀地承载无线业务IQ数据，具体有如前所述的第二和第三实施例；
步骤603中，在下行CPRI链路传输过程中，REC根据IQ数据填充规则将每M个业务体制周期的下行IQ数据承载在每个所述基本帧组中在下行链路上发送给RE，同时通过CPRI 10毫秒帧定时周期与无线体制的无线帧周期的公倍数关系，可以在下行CPRI链路上指示CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界(最好是最小公倍数周期的边界)，REC在下行CPRI链路上从所述边界开始发送一个新的基本帧组IQ数据，并以基本帧组为周期重复发送IQ数据；
步骤604中，RE参照CPRI 10毫秒帧和无线帧公倍数周期的边界，并通过计数获取每个基本帧组的起始时刻，并提取下行IQ数据；
步骤605中，RE经过业务处理后，在上行CPRI链路传输过程中，经过固定时延的业务处理后将每M个业务体制周期的上行IQ数据承载在每个基本帧组中在上行CPRI链路上发送给REC；
步骤606中，REC根据下行CPRI链路同步关系，经过固定的传输时延和所述处理时延补偿，获取每个基本帧组的起始时刻，并提取上行IQ数据，其中当RE多级级联传输时，上下级RE之间按照所述通用公共无线接口标准透明传输。
熟悉本领域的技术人员可以理解，上述实施例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例，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。

Claims (13)

1.一种通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，包含以下步骤，
一、根据通用公共无线接口的基本帧周期和业务数据体制周期的公倍数关系确定公倍数周期，使其等于所述基本帧周期的整数N倍，且等于所述体制周期的整数M倍，并以每N个所述基本帧构成基本帧组承载每M个所述体制周期的IQ数据；
二、设计对应每个无线设备RE的每种业务对应的IQ数据填充规则，以描述每M个所述业务数据体制周期的IQ数据在所述基本帧组的载荷区中的填充方式；
三、无线设备控制器REC或所述RE在上下行通用公共无线接口CPRI链路上根据所述IQ数据填充规则进行多体制无线业务IQ数据的传送和接收。
2.根据权利要求1所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述公倍数周期为所述基本帧周期和所述业务数据体制周期的最小公倍数。
3.根据权利要求1所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述步骤二包含以下子步骤，
设计所述IQ数据填充规则，使得所述基本帧组中的每个基本帧尽量均匀承载RE的无线业务的IQ数据。
4.根据权利要求3所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述IQ数据填充规则中，在所述基本帧组的每个基本帧的载荷区中为每个所述RE分配承载空间K比特，使得K＝[M×2×D×S×A×C×F/N]，其中A为该RE的天线数，C为该RE的载波数，S为该接口IQ数据的过采样倍数，D为该IQ数据的位宽，F为该RE支持的扇区数，“[]”表示向上取整操作。
5.根据权利要求3所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠后的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠后一部分基本帧填充其全部承载空间，而该基本帧组中的其余基本帧填充等量数据。
6.根据权利要求3所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠后的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠后一部分基本帧填充其全部承载空间，该基本帧组中的传送时序靠前的一部分基本帧承载空间不作填充，中间有一个或零个基本帧部分填充了数据。
7.根据权利要求3所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠前的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠前一部分基本帧填充其全部承载空间，而该基本帧组中的其余基本帧填充等量数据。
8.根据权利要求3所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，在所述IQ数据填充规则中，当所述基本帧组中所分配的承载空间大于所述业务帧IQ数据的实际所需承载空间时，优先填充该基本帧组中传送时序靠前的基本帧中的承载空间，使得按照传送时序的靠前一部分基本帧填充其全部承载空间，该基本帧组中的传送时序靠后的一部分基本帧承载空间不作填充，中间有一个或零个基本帧部分填充了数据。
9.根据权利要求4至8中任意一项所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述IQ数据填充规则在每个所述基本帧中为每个RE的每种体制业务的IQ数据分配各自对应的承载空间。
10.根据权利要求1所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述步骤三包含以下子步骤，
在下行CPRI链路传输过程中，所述REC根据所述IQ数据填充规则将每M个业务体制周期的下行IQ数据承载在每个所述基本帧组中在下行CPRI链路上发送给所述RE；
所述RE参照下行CPRI链路上传送的定时信息，并通过计数获取每个所述基本帧组的起始时刻，并提取下行IQ数据。
11.根据权利要求10所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述步骤三还包含子步骤，
在上行CPRI链路传输过程中，所述RE经过固定时延的业务处理后将每M个体制周期的上行IQ数据承载在每个所述基本帧组中在上行CPRI链路上发送给所述REC；
所述REC根据下行CPRI链路同步关系，经过固定的传输时延和处理时延补偿，获取每个基本帧组的起始时刻，并提取上行IQ数据。
12.根据权利要求11所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，在所述步骤三中，当所述RE多级级联传输时，上下级RE之间按照所述CPRI标准透明传输。
13.根据权利要求12所述的通用公共无线接口传输多体制无线业务IQ数据的方法，其特征在于，所述REC通过控制管理信道将多体制无线业务传输相关参数通知所述RE。
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