CN103428149A - 一种lte基站***的上行接收机及其数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LTE基站***的上行接收机，所述上行接收机包括：基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，所述BBU和RRU通过RRU与BBU之间接口Ir连接；所述RRU包含快速傅立叶变换FFT模块；RRU，用于接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；BBU，用于通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。相应的，本发明还公开了所述上行接收机的数据处理方法，不仅降低了采样速率，而且降低了数据位宽，从而有效降低Ir上行的数据传输流量，降低RRU到BBU的传输成本，节省了Ir上铺设的光纤资源，达到了节约设备成本和维护成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及下一代长期演进(LTE，Long Term Evolution)技术，尤其涉及一种LTE基站***的上行接收机及其数据处理方法。
背景技术
目前，利用基带处理单元(BBU，Base Band Unit)和射频拉远单元(RRU，Remote Radio Unit)实现的分布式基站在LTE***中得到了广泛的应用。其中，BBU主要用于实现编码/解码、复用/解复用、调制/解调、扩频/解扩以及与高层***的通信等基带处理功能，RRU主要用于实现无线信号前端的调制/解调、数字上/下变频、A/D转换等功能。
在LTE***中，正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技术成为支持高速数据传输的关键技术。LTE***的关键技术之一是调制与解调，分别通过傅里叶逆变换(IDFT)与傅里叶变换(DFT)来实现。在实际应用中为降低计算复杂度，一般使用快速傅里叶逆变换(IFFT)和快速傅里叶变换(FFT)来代替IDFT和DFT。
LTE上行链路为无线信号的接收链路，由RRU向BBU传输，完成数据的接收、解调以及比特级处理等流程。现有的RRU和BBU之间的数据传输是按照RRU与BBU之间接口(Ir，Interface between the RRU and the BBU)的接口协议通过光纤连接来完成。上行Ir划分在FFT处理之前，IQ数据的比特位宽为分别为16bit。
在实际应用中为降低计算复杂度，通常要求FFT的长度N是2n(n是正整数)，如果子载波数M小于N，则需在进行N点FFT后，在频域去掉N-M个0，得到有用子载波数据。***采样率fs与IFFT的长度N之间关系如公式(1)所示，其中，f表示子载波间隔，由公式(1)可以看出***采样率与FFT的长度N成正比，因此，虽然使用FFT降低了运算复杂度，但却增加了***采样率。
fs＝N*f (1)
LTE***的子载波间隔f为15KHz，在LTE***带宽是20MHz时，有效子载波数是1200，有效数据的采样率为1200×15K＝18MHz。但此时要求IFFT的长度N为2048点，根据公式(1)可以得到FFT变换以后的***采样率是30.72MHz。这样，相比于1200个子载波的有效数据，使用2048点的FFT使***采样率增加了70.67％。对于采用分布式结构的基站***(BBU和RRU之间通过光纤进行连接的基站下行***)来说，过高的***采样率会导致Ir上传输的OFDM基带数据流量超出其传输容量，如此，为了使LTE***Ir上行传输的数据流量不超过Ir的传输容量，便需要增加Ir上的光纤数量，从而导致设备成本和维护成本的增高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种LTE基站***的上行接收机及其数据处理方法，以解决LTE分布式基站***Ir上行传输的数据流量过高的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种LTE基站***的上行接收机，所述上行接收机包括：基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，所述BBU和RRU通过RRU与BBU之间接口Ir连接；所述RRU包含快速傅立叶变换FFT模块；
RRU，用于接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；
BBU，用于通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。
在上述方案中，所述上行接收机包括至少一个RRU，一个所述BBU连接至少一个所述RRU。
在上述方案中，所述RRU具体包括：天线、射频电路模块、模数转换ADC模块、数字中频模块、去循环前缀CP模块、FFT模块、符号级处理模块和均衡模块，其中，天线，用于接收数据并传递给所述射频电路模块；射频电路模块，用于对所述天线接收到的数据进行射频电路处理；ADC模块，用于对所述射频电路模块处理后的数据进行ADC处理；数字中频模块，用于对所述ADC模块处理后的数据进行数字中频处理；去CP模块，用于对所述数字中频模块处理后的数据进行去CP处理；FFT模块，用于对所述去CP模块处理后的数据进行FFT处理；符号级处理模块，用于对所述FFT模块处理后的数据进行符号级处理；均衡模块，用于对所述符号级处理模块处理后的数据进行均衡处理并通过Ir将均衡处理后的数据发送给所述BBU。
在上述方案中，所述BBU包括解调模块、比特级处理模块和介质访问控制MAC模块，其中，解调模块，用于通过所述Ir接收来自RRU的数据，并对所述数据进行解调处理；比特级处理模块，用于对所述解调模块处理后的数据进行比特级处理；MAC模块，用于对所述比特级处理模块处理后的数据进行MAC处理。
在上述方案中，所述RRU与BBU之间接口Ir通过光纤连接。
本发明还提供了一种LTE基站***上行接收机的数据处理方法，所述上行接收机包括BBU和RRU，所述BBU和RRU通过RRU与BBU之间接口Ir连接；所述RRU包括FFT模块；
所述数据处理方法包括：RRU接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；BBU通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。
在上述方案中，所述RRU接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU，包括：
所述RRU通过天线接收数据，首先，对所述数据进行射频电路处理，然后对所述射频电路处理后的数据进行ADC处理，再对所述ADC处理后的数据进行数字中频处理，再对所述数字中频处理后的数据进行去CP处理，之后，再对所述去CP处理后的数据进行FFT处理，再对所述FFT处理后的数据进行符号级处理，最后对所述符号级处理后的数据进行均衡处理并将均衡处理后的数据通过Ir发送给所述BBU。
在上述方案中，BBU通过所述Ir接收来自所述RRU的数据之后，还包括：对来自所述RRU的数据依次进行解调处理、比特级处理以及MAC处理。
本发明提供的上行接收机及其数据处理方法，FFT模块设置在RRU侧，RRU将FFT之后的数据通过所述Ir发送给所述BBU。这样，在Ir上行传输FFT之后的数据，不仅降低了采样速率，而且降低了数据位宽，从而有效降低Ir上行的数据传输流量，降低RRU到BBU的传输成本，节省了Ir上铺设的光纤资源，达到了节约设备成本和维护成本的目的。
附图说明
图1为本发明LTE基站***上行接收机的组成结构示意图；
图2为本发明实施例一中LTE基站***上行接收机的组成结构示意图；
图3为本发明实施例一中上行接收机的具体组成结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：由于FFT之后的有效子载波数小于FFT点数，因此，本发明提供一种LTE基站***的上行接收机及其数据处理方法，在Ir上行仅仅传输均衡之后的数据，在不影响接收机性能的前提下，降低Ir上行的数据传输流量。
本发明提供了一种LTE基站***的上行接收机，如图1所示，所述上行接收机包括：BBU和RRU，所述RRU和BBU之间通过RRU与BBU之间接口Ir连接，所述RRU包括FFT模块。也就是说，在BBU中未设置FFT模块，仅在RRU上设置了FFT模块。所述RRU，用于接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；所述BBU，用于通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。
实际应用中，所述上行接收机可以包括至少一个RRU，一个所述BBU连接至少一个所述RRU。所述上行接收机也可以包括至少一个BBU。
这里，所述RRU具体包括：天线、射频电路模块、模数转换(ADC，Analog-to-Digital Convert)模块、数字中频模块、去循环前缀(CP，Cyclic Prefix)模块、FFT模块、符号级处理模块和均衡模块，其中，天线，用于接收数据并传递给所述射频电路模块；射频电路模块，用于对所述天线接收到的数据进行射频电路处理；ADC模块，用于对所述射频电路模块处理后的数据进行ADC处理；数字中频模块，用于对所述ADC模块处理后的数据进行数字中频处理；去CP模块，用于对所述数字中频模块处理后的数据进行去CP处理；FFT模块，用于对所述去CP模块处理后的数据进行FFT处理；符号级处理模块，用于对所述FFT模块处理后的数据进行符号级处理；均衡模块，用于对所述符号级处理模块处理后的数据进行均衡处理并通过Ir将均衡处理后的数据发送给所述BBU。
所述BBU具体可以包括解调模块、比特级处理模块和介质访问控制(MAC，Medium/MediaAccess Control)模块，其中，解调模块，用于通过所述Ir接收来自RRU的数据，并对所述数据进行解调处理；比特级处理模块，用于对所述解调模块处理后的数据进行比特级处理；MAC模块，用于对所述比特级处理模块处理后的数据进行MAC处理。
这里，所述RRU与BBU之间接口Ir通过光纤连接。
相应的，本发明还提供了基于上述上行接收机的数据处理方法，所述数据处理方法包括：RRU接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；BBU通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。
具体地，所述RRU通过天线接收数据，首先，对所述数据进行射频电路处理，然后对所述射频电路处理后的数据进行ADC处理，再对所述ADC处理后的数据进行数字中频处理，再对所述数字中频处理后的数据进行去CP处理，之后，再对所述去CP处理后的数据进行FFT处理，再对所述FFT处理后的数据进行符号级处理，最后对所述符号级处理后的数据进行均衡处理并将均衡处理后的数据通过Ir发送给所述BBU。
这里，BBU通过所述Ir接收来自所述RRU的数据之后，还包括：对来自所述RRU的数据依次进行解调处理、比特级处理以及MAC处理。
实施例一
本实施例中，LTE基站***的带宽是20MHz，子载波数是1200，子载波间隔是15KHz。
本实施例的LTE基站***上行接收机的组成结构如图2所示，包括BBU和RRU，BBU和RRU之间通过Ir连接。其中，一个接收机可以包括至少一个BBU和至少一个RRU，一个BBU可以连接至少一个RRU，也就是说，一个BBU可以连接一个或多个RRU。
具体地，如图3所示，本实施例中的上行接收机中RRU可以包括天线、射频(Radio Frequency，RF)模块、DAC模块、数字中频模块、去CP模块、FFT模块、符号级处理模块和均衡模块，BBU可以包括解调模块、比特级处理模块和MAC模块。
对于LTE上行信号，RRU首先将天线接收到的数据进行射频电路处理，然后通过ADC将所述射频电路处理后的数据转换为数字信号，再对得到的数字信号进行数字中频处理，然后再对数字中频处理后的数据依次进行去CP处理、FFT处理、符号级处理和均衡处理，最后，将均衡处理后的数据通过Ir发送给BBU；BBU通过Ir接口接收来自RRU的数据，对所述数据进行解调、比特级处理和MAC处理，完成数据的接收。
具体地，本实施例中的上行接收机进行数据处理的过程具体可以包括如下步骤：
步骤1，RRU的天线接收数据，对所述数据进行射频电路处理，然后通过ADC转换为数字信号，再进行数字中频处理；
步骤2，RRU对数字中频处理后的数据进行去CP处理和FFT处理，并对FFT处理后的数据进行符号级处理和均衡处理，最后将均衡处理后的数据通过Ir发送给BBU；
步骤3，BBU通过Ir接口接收来自RRU的数据，然后在BBU侧对所述数据进行解调、比特级处理和MAC处理，结束当前流程。
令BBU到RRU的数据传输采样率是f，***子载波数为M，子载波间隔为15KHz，则采样率f可以由式(2)得到。
f＝M*15 (2)
假设均衡之后的数据位宽均为W，使用Q比特调制，则RRU到BBU的数据传输流量L，即Ir上行的数据传输流量L可以由式(3)得到：
L＝M*15*W*103/Q(bit/s) (3)
现有技术中，Ir上行传输的是FFT之前的数据，假设上行发射天线数为Rx，FFT点数为N，FFT之前的数据位宽均为W′，则现有技术中RRU到BBU的数据传输流量L′，即现有技术中Ir上行的数据传输流量L′可以由式(4)得到：
L′＝N*15*W′*Rx*103(bit/s) (4)
其中，对于本实施例中带宽为20M的LTE基站***，***子载波数M为1200，FFT点数N一般为2048，上行接收天线数Rx为4，上行一个子帧总符号个数与数据符号个数的比值为7/6，假设W等于W′，使用本实施例中的上行接收机及其数据处理方法，可以降低Ir上行87.44％(1-1200/(2048*4*7/6))的流量。如果使用一些压缩技术，使W＜W′，则通过本实施例的上行接收机及其数据处理方法在Ir上行降低的数据传输流量会高于87.44％。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种长期演进LTE基站***的上行接收机，其特征在于，所述上行接收机包括：基带处理单元BBU和射频拉远单元RRU，所述BBU和RRU通过RRU与BBU之间接口Ir连接；所述RRU包含快速傅立叶变换FFT模块；
RRU，用于接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；
BBU，用于通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。
2.根据权利要求1所述LTE基站***的上行接收机，其特征在于，所述上行接收机包括至少一个RRU，一个所述BBU连接至少一个所述RRU。
3.根据权利要求1所述LTE基站***的上行接收机，其特征在于，
所述RRU具体包括：天线、射频电路模块、模数转换ADC模块、数字中频模块、去循环前缀CP模块、FFT模块、符号级处理模块和均衡模块，其中，天线，用于接收数据并传递给所述射频电路模块；射频电路模块，用于对所述天线接收到的数据进行射频电路处理；ADC模块，用于对所述射频电路模块处理后的数据进行ADC处理；数字中频模块，用于对所述ADC模块处理后的数据进行数字中频处理；去CP模块，用于对所述数字中频模块处理后的数据进行去CP处理；FFT模块，用于对所述去CP模块处理后的数据进行FFT处理；符号级处理模块，用于对所述FFT模块处理后的数据进行符号级处理；均衡模块，用于对所述符号级处理模块处理后的数据进行均衡处理并通过Ir将均衡处理后的数据发送给所述BBU。
4.根据权利要求1或3所述LTE基站***的上行接收机，其特征在于，
所述BBU包括解调模块、比特级处理模块和介质访问控制MAC模块，其中，解调模块，用于通过所述Ir接收来自RRU的数据，并对所述数据进行解调处理；比特级处理模块，用于对所述解调模块处理后的数据进行比特级处理；MAC模块，用于对所述比特级处理模块处理后的数据进行MAC处理。
5.根据权利要求1或3所述LTE基站***的上行接收机，其特征在于，所述RRU与BBU之间接口Ir通过光纤连接。
6.一种LTE基站***上行接收机的数据处理方法，其特征在于，所述上行接收机包括BBU和RRU，所述BBU和RRU通过RRU与BBU之间接口Ir连接；所述RRU包括FFT模块；
所述数据处理方法包括：RRU接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU；BBU通过所述Ir接收来自所述RRU的数据。
7.根据权利要求6所述LTE基站***上行接收机的数据处理方法，其特征在于，所述RRU接收数据并对所接收到的数据进行FFT处理后，通过所述Ir发送给所述BBU，包括：
所述RRU通过天线接收数据，首先，对所述数据进行射频电路处理，然后对所述射频电路处理后的数据进行ADC处理，再对所述ADC处理后的数据进行数字中频处理，再对所述数字中频处理后的数据进行去CP处理，之后，再对所述去CP处理后的数据进行FFT处理，再对所述FFT处理后的数据进行符号级处理，最后对所述符号级处理后的数据进行均衡处理并将均衡处理后的数据通过Ir发送给所述BBU。
8.根据权利要求6所述LTE基站***上行接收机的数据处理方法，其特征在于，BBU通过所述Ir接收来自所述RRU的数据之后，还包括：对来自所述RRU的数据依次进行解调处理、比特级处理以及MAC处理。
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Application publication date: 20131204 |