CN101160925B - 传输多体制无线业务数据的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传输无线业务数据的方法及装置，所述方法包括步骤：设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；根据所述多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置无线设备的各种业务所对应的帧定时机制；根据所配置的帧定时机制和/或IQ数据填充规则进行多体制无线业务数据传输。所述装置包括：确定单元、配置单元和传输单元。所述***包括：发送单元、传输单元和接收单元。以解决现有技术中在REC和RE之间的通用无线接口不能够统一传送不同体制无线IQ数据并实现帧同步。

Description

传输多体制无线业务数据的方法及装置
本申请要求于2006年2月6日提交中国专利局、申请号为200610023754.4、发明名称为“通用无线接口传输多体制无线业务数据的方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是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及装置。
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，提供了一套基站内部关键接口的通用标准。CPRI负责定义无线设备控制器(Radio Equipment Controller，简称“REC”)与无线设备(Radio Equipment，简称“RE”)之间的无线基站的内部关键接口，其中，无线设备控制器包括基带处理单元，无线设备包括射频处理单元。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，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***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 Division Multiple 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，在通用接口架构下以及多个不同厂商制造设备协作的情况下，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 Division Multiple Access，简称“TD-SCDMA”)、国际电气电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronic Engineers，简称“IEEE”)的802.16d和802.16e微波接入全球互通(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。所述无线帧定时标识无线基站无线帧周期起始的指示信号。对于不同的无线制式，其帧周期往往不同，如WCDMA R6及以前版本的帧周期为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。所述无线帧号是指无线帧的序列号。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位无线帧号；而GSM的无线帧号则复杂的多。
所述无线数据主要是指经过调制后同相正交(In-Phase/Quadrature，简称“IQ”)两个分量的数据流。因此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；对于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。所述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 16d/e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
所述CPRI作为REC和RE之间的通用接口标准，致力于提供能够传送多种制式的无线IQ数据的模式。最新的CPRI版本为V2.0是针对WCDMAR5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WCDMAR7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多体制无线业务数据的无线通用接口。
基于当前无线通信的发展，趋向于将基站的无线设备控制器(REC)和无线设备(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CPRI的CPRI V2.0标准只适用于WCDMA的R6及以前的版本，而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。在CPRI标准中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。
请参阅图1，为现有技术中在CPRI V2.0接口上传送WCDMA的IQ数据的基本原理图。如果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。如果设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。也就是说只要在上行的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/或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WCDMAR6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。
而在实际应用中，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数据的映射方式就不会像在WCDMA中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。因此，对于目前CPRI V2.0主要针对WCDMAR6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容器映射等缺陷，所述缺陷比如CPRI2.0只支持3.84整数倍的IQ数据速率以及1/(3.84MHz)、10ms这样的定时帧同步，对其它的IQ数据、帧同步无设计支持。
发明内容
本发明一实施例所要解决的技术问题是提供一种实现传输多体制无线业务数据的方法，以解决现有技术中通过通用无线接口不能够统一传输多种体制的无线业务数据(比如IQ数据)，并实现帧同步的问题。
本发明另一实施例所要解决的技术问题是提供一种传输多体制无线业务数据的装置，以解决现有技术中通过通用无线接口不能够统一传输多种体制的无线业务数据(比如IQ数据)，并实现帧同步的问题。
为解决上述技术问题，本发明一实施例提供的一种传输多体制无线业务数据的方法，包括步骤：
设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；
根据所述设计的多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置无线设备的各种业务所对应的帧定时信息和IQ容器映射方式；
根据所配置的帧定时信息和IQ容器映射方式进行多体制无线业务数据传输。
另外，本发明另一实施例还提供一种传输多体制无线业务数据的装置，包括：
设计单元，用于设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；
配置单元，用于根据所述设计单元设计的多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和/或IQ容器填充方式；
传输单元，用于根据配置单元配置各种业务所对应的帧定时信息和/或IQ容器填充方式进行多体制无线业务数据传输。
本发明的实施例通过一种通用的无线接口实现REC和RE(或其它电子设备)之间的多种体制无线数据的统一传输，并对该接口的控制信道统一配置，协商通知对端所承载的无线体制类型和所采用的体制，以实现不依赖具体体制类型的统一IQ数据传输和帧同步。即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。
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是本发明一实施例所述传输多体制无线业务数据的方法流程图；
图3是本发明一实施例所述传输多体制无线业务数据的方法中基于公倍数周期帧定时原理示意图；
图4是本发明一实施例中不同体制的帧定时和公共定时信息同步对齐的示意图；
图5是本发明实施例所述方法中上行信道帧定时原理示意图；
图6是本发明实施例所述传输多体制无线业务数据的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步地描述。
为了实现多种制式或一种体制的无线帧在一个通用无线接口上传输，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/或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。因此，本发明一实施例通过设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；然后根据所设计的多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和IQ容器映射方式；最后根据所配置的帧定时信息和/或IQ容器映射方式进行多体制无线业务数据传输
为了实现多种不同体制业务帧的传送，本发明一实施例还给出一种通用的与体制无关的统一配置方案，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机制(即帧定时信息)配置给通信电子设备(比如无线设备RE，但并不限于此，下面以RE为例)的各种业务，即所述各种业务由RE来承载，每个RE对应的每一种业务，其IQ容器映射方式和帧定时机制都可能不同，但是对于同一个RE的同一种业务都是固定的。
此外，本发明实施例所配置的是业务帧的帧定时机制，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中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的无线业务的目的。
除此之外，在对于级联RE的上下级传输的情况，本发明实施例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。对于上下行信道的IQ容器映射方式本发明采用相同的设计。而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。
请参阅图2，为本发明实施例基于CPRI的通用无线接口上传输多种体制无线业务的方法的流程图。所述方法包括步骤：
步骤S21：设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；
步骤S22：根据所设计的多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和IQ容器映射方式；
步骤S23：根据所配置的帧定时信息和/或IQ容器映射方式进行多体制无线业务数据传输。
本实施例在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。其具体的实现过程如图3所示。
在步骤T31中要确定公倍数周期，可以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，并以每一个连续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的确定方法是：M、N均为整数且M和N无公约数，或者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
  体制速率(MHz)   业务帧数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
在步骤T32中，REC在通用无线接口的控制信道上向各个RE配置各种业务所对应的IQ容器映射方式，其中，所述IQ容器映射方式是指按照本发明实施例给出的IQ数据填充规则，具体确定的该IQ业务数据在IQ容器中的映射方式，包括映射参数、映射同步关系以及IQ数据在每个基本帧中的放置等。具体过程为：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的控制信道采用信令或控制字的方式向对应RE进行配置。其中每个RE的各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。
比较简单的一种映射方法就是在每个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数据在连续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，这对于本领域的技术人员来说已为公知技术，在此不再赘述，本发明只要求M个IQ数据在连续N个基本帧中的放置方式是固定的，即任一个连续N个基本帧的循环的第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。
在步骤T33中，REC在通用无线接口的控制信道通过命令或控制字上向每个RE配置各种业务所对应的帧定时信息(即帧定时机制)。***根据所述统一定时信息、相应无线设备的处理需求和预设条件或所述统一定时信息、各种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信息，由REC通过通用无线接口的控制信道采用信令或控制字的方式向对应RE的各种业务进行配置。其中，各无线设备对应的每一种业务，所配置的IQ容器映射方式、帧定时机制可以相同或不同，但对于同一个无线设备的同一业务对应有固定的帧定时信息和/或IQ容器映射方式，且使得填充后IQ数据与统一定时信息对齐。
由于每个RE的各种业务对应有固定的帧定时信息，而且帧定时信息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括整数个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。本发明在业务帧定时和同步对齐时刻的信息传递时，CPRI依赖每个基本帧帧头构成的子信道，即通过子信道来传递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。所述控制信道是C&M(Control and Management)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，然后利用帧定时和N个基本帧的重复特性，RE进行业务帧定时的建立和/或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。
在步骤T34中，发送端(以REC或RE为例，下同)在上下行信道上根据所配置的IQ数据填充规则和帧定时信息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T35中，接收端(RE或REC为例，下同)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。
在步T36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T35中已经恢复具体无线业务体制的帧定时信息，通过IQ容器映射方式，就可以从通用帧中恢复出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”)到RE到REC的方向；下行从REC到RE到UE的方向。通过前面的步骤，REC已经获知IQ容器映射方式和帧定时信息，并且将其通过控制管理信道配置到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。
本发明在上述实施方式的基础上，给出了具体的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个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连续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，不随不同基本帧的变化而变化。
另外，帧定时信息可以按公倍数周期帧定时，发送端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(比如C&M信道)，来传递定时信息和信令，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***或者***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。如图4所示，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齐，比如每个基本帧组的结束时刻。
在上述实施方式的基础上，本发明实施例还针对级联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。
在本发明所述的实施方式中，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，则导致K的取值不同，其上下行中的K是分别确定的，相互没有关系。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。
本发明实施例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5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
Figure GAB00000000000130061800141
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。
还请参考图6，为本发明传输多体制无线业务数据的装置实施例的示意图。所述装置包括：设计单元61、配置单元62和传输单元63。其中所述设计单元61，用于设计多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则；而所述IQ填充规则为：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。所述配置单元62，与设计单元61相连，用于根据所述设计单元设计的多体制无线业务帧定时机制和/或IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和/或IQ容器填充方式；所述传输单元63，与配置单元62相连，用于根据配置单元配置各种业务所对应的帧定时信息和/或IQ容器填充方式进行多体制无线业务数据传输。
所述设计单元61包括：周期确定子单元611和业务设计子单元612，所述周期确定子单元611，用于确定统一定时信息，所述统一定时信息为公倍数周期，利用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；所述业务设计子单元612，根据周期子单元611所确定的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数据来设计IQ数据填充规则。
所述配置单元62包括：业务配置子单元621和对齐子单元622，所述业务配置子单元621，与业务设计子单元612相连，根据所述统一定时信息，通过通用无线接口的控制信道，采用信令或控制字的方式配置各种业务所对应的无线业务帧的IQ数据在基本帧组中的帧定时信息和/或IQ容器映射方式；即无线设备控制器通过通用无线接口的控制信道采用信令或控制字的方式，根据业务设计子单元612所设计帧定时机制和/或IQ数据填充规则以及相应的业务处理需求来配置所述无线设备的各种业务的帧定时信息和/或IQ容器映射方式；所述对齐子单元622，与业务配置子单元621相连，用于将所述无线设备的各种业务填充IQ数据后与统一定时信息对齐。
所述传输单元63包括：组帧发送子单元631和接收恢复子单元632，所述组帧发送子单元631，分别与业务配置子单元621和对齐子单元622相连，用于发送统一定时信息，并根据所配置的帧定时信息和/或IQ容器映射方式，将填充IQ数据的业务帧进行组帧发送；所述接收恢复子单元632，对接收到组帧发送子单元631的统一定时信息、帧定时信息和/或IQ容器映射方式分别进行恢复，得到无线业务的帧定时信息和无线业务数据。
所述装置中各个单元的具体功能和作用详见上述方法中各个步骤的具体实现过程，在此不再赘述。
此外，该实施例不但可以应用于无线设备、无线网络设备及其传输多速率、多定时的无线体制数据，还可以应用于其它电子设备。
由此可见，本发明的实施例只要基于统一配置的帧定时信息和/或IQ容器映射方式，在发送端进行帧定时信息填充和/或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公倍数(比如最小公倍数)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/或IQ数据填充规则，在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。
因此，本发明的实施例不但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；还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。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，包括步骤：
设计多体制无线业务帧定时机制和/或同相正交IQ数据填充规则；
根据所述设计的多体制无线业务帧定时机制和/或同相正交IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式；
根据所配置各种业务所对应的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式进行多体制无线业务数据传输。
2.根据权利要求1所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，
确定无线业务帧的统一定时信息，并根据所述统一定时信息设计多体制无线业务帧定时机制和/或同相正交IQ数据填充规则。
3.根据权利要求2所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述统一定时信息为公倍数周期，其中，所述确定统一定时信息的过程为：
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；
所述设计多体制无线业务帧定时机制具体为：根据所述公倍数周期设计多体制无线业务帧定时机制；
所述设计多体制同相正交IQ数据填充规则具体为：根据所述公倍数周期，以连续的N个所述基本帧构成基本帧组，以每一基本帧组承载每M个所述业务帧的同相正交IQ数据来设计同相正交IQ数据填充规则。
4.根据权利要求3所述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2、3或4所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述各种业务由通信电子设备来承载。
6.根据权利要求5所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述配置各种业务所对应的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式的具体过程为：
根据所述统一定时信息、无线设备的处理需求和预设条件或所述统一定时信息、各种业务的处理需求和预设条件，通过通用无线接口的控制信道，采用信令或控制字的方式来配置各种业务所对应的无线业务帧的同相正交IQ数据在基本帧组中的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式；其中
各无线设备对应的每一种业务，所配置的同相正交IQ容器映射方式、帧定时机制相同或不同，但对于同一个无线设备的同一业务对应有固定的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式，且使得填充后同相正交IQ数据与统一定时信息对齐。
7.根据权利要求2所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述多体制无线业务数据传输的具体实现过程为：
发送端发送所述统一定时信息，并根据所配置的帧定时信息和/或所述同相正交IQ容器映射方式组帧发送；
接收端分别对接收到的统一定时信息、帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式进行恢复，得到无线业务帧的帧定时信息和无线业务帧数据。
8.根据权利要求7所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，所述发送端为：无线设备控制器，所述接收端为：无线设备；或者，所述发送端为：无线设备，所述接收端为：无线设备控制器。
9.根据权利要求8所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，
所述发送端根据对应的同相正交IQ容器映射方式将每M个业务帧的同相正交IQ数据按固定的方式填充在每个基本帧组的N个基本帧的载荷区中，且使得所述同相正交IQ数据对齐所述基本帧组的帧定时信息；
所述接收端则按对应的方式获取所述同相正交IQ数据。
10.根据权利要求9所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，
所述发送端根据对应的帧定时信息以基本帧组的公倍数周期为周期进行帧定时；
所述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信息。
11.根据权利要求8、9或10所述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，上下级无线设备或无线设备控制器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的同相正交IQ数据。
12.根据权利要求11所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，对于所述无线设备，按其上下行信道中最大的数据率设计所述同相正交IQ数据填充规则，并根据所设计的同相正交IQ数据填充规则进行同相正交IQ数据填充和获取。
13.根据权利要求12所述传输多体制无线业务数据的方法，其特征在于，
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，在上行信道上发送上行业务数据；
所述无线设备控制器根据所述下行信道的发送帧定时信息、处理的固定时延及上下行信道的传输时延，恢复所述上行信道上接收到业务帧的帧定时信息。
14.根据权利要求3或4所述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。
15.根据权利要求14所述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，分别实现同相正交IQ数据的填充承载和控制信道承载。
16.一种传输多体制无线业务数据的装置，其特征在于，包括：
设计单元，用于设计多体制无线业务帧定时机制和/或同相正交IQ数据填充规则；
配置单元，用于根据所述设计单元设计的多体制无线业务帧定时机制和/或同相正交IQ数据填充规则配置各种业务所对应的帧定时信息和/或同相正交IQ容器填充方式；
传输单元，用于根据配置单元配置各种业务所对应的帧定时信息和/或同相正交IQ容器填充方式进行多体制无线业务数据传输。
17.根据权利要求16所述传输多体制无线业务数据的装置，其特征在于，所述设计单元包括：
周期确定子单元，用于确定统一定时信息，所述统一定时信息为公倍数周期，所述周期确定子单元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所述公倍数周期，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；
业务设计子单元，与周期确定子单元相连，用于根据所述公倍数周期设计多体制无线业务帧定时机制，并以连续的N个所述基本帧构成基本帧组，以每一基本帧组承载每M个所述业务帧的同相正交IQ数据来设计同相正交IQ数据填充规则。
18.根据权利要求17所述传输多体制无线业务数据的装置，其特征在于，所述配置单元包括：
业务配置子单元，与业务设计子单元相连，根据所述统一定时信息，通过通用无线接口的控制信道，采用信令或控制字的方式配置各种业务所对应的无线业务帧的同相正交IQ数据在基本帧组中的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式；
对齐子单元，与业务配置子单元相连，用于将所述各种业务填充同相正交IQ数据后与统一定时信息对齐。
19.根据权利要求16所述传输多体制无线业务数据的装置，其特征在于，所述传输单元包括：
组帧发送子单元，分别与业务配置子单元和对齐子单元相连，用于发送统一定时信息，并根据所配置的帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式，将填充同相正交IQ数据的无线业务帧进行组帧发送；
接收恢复子单元，与组帧发送子单元相连，对接收到组帧发送子单元的统一定时信息、帧定时信息和/或同相正交IQ容器映射方式分别进行恢复，得到无线业务的帧定时信息和无线业务数据。
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