用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法以及下行信號(hào)壓縮處理系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法以及一種下行信號(hào)壓縮處理系統(tǒng)。通過(guò)本發(fā)明提供的優(yōu)選的技術(shù)方案，在基帶處理單元中確定與每個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)的波束成形因子，并將信號(hào)和波束成形因子一起傳輸至遠(yuǎn)端射頻頭。在遠(yuǎn)端射頻頭處，將波束成形因子與相應(yīng)的信號(hào)相乘。由此顯著地提高了壓縮率，降低了基帶處理單元與遠(yuǎn)端射頻頭之間的帶寬要求。優(yōu)選地，本發(fā)明還可以兼容現(xiàn)有的多種傳輸模式，并可以通過(guò)傳輸模式指示幀頭來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的傳輸模式識(shí)別和解壓方法的切換。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法以及下行信號(hào)壓縮處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，尤其涉及一種用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法以及一種下行信號(hào)壓縮處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅猛增長(zhǎng)，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商為保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，部署傳統(tǒng)接入網(wǎng)的成本越來(lái)越高昂。為了降低建網(wǎng)成本，同時(shí)為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，許多移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備供應(yīng)商開(kāi)始考慮采用更具吸引力的方案，目前熱門(mén)的方案都是基于分布式天線和集中式基帶處理架構(gòu)的，例如中國(guó)移動(dòng)的云接入網(wǎng)(C-RAN)和阿爾卡特朗訊的靈云無(wú)線(LightRadio)等。采用基于集中式基帶處理的接入網(wǎng)架構(gòu)，基站站址的需求可以大大削減，基帶處理單元(或者基帶處理單元BBU)也可以在多個(gè)虛擬基站間共享。與傳統(tǒng)的接入網(wǎng)相比，這種架構(gòu)可以大大節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本和建設(shè)成本。而且，小區(qū)間干擾消除、多點(diǎn)協(xié)作等先進(jìn)的調(diào)度和信號(hào)處理技術(shù)更易于實(shí)現(xiàn)，從而這種架構(gòu)可以提供更大的容量、更廣的覆蓋和更好的用戶(hù)體驗(yàn)。
[0003]這些集中式處理系統(tǒng)中，基帶處理單元(BBU)和遠(yuǎn)端射頻頭(RRH)在地理上是分離的，可以通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)等有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，并通過(guò)開(kāi)放基站架構(gòu)協(xié)議(OBSAI)或公共無(wú)線接口(CPRI)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，在這些有線連接上傳輸原始的時(shí)域基帶信號(hào)。這種架構(gòu)給光纖網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)的有線傳輸帶寬需求帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，例如，帶寬20MHz的8天線3GPP LTE (長(zhǎng)期演進(jìn)項(xiàng)目)系統(tǒng)需要9.8304Gbps的有線傳輸帶寬，正在標(biāo)準(zhǔn)化研究中LTE-A(LTE-Advance)的帶寬需求更是激增到49.152Gbps。
[0004]因此，針對(duì)上述過(guò)高帶寬需求的問(wèn)題，如何提高基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻頭之間傳輸信號(hào)的壓縮比，以減小兩者之間的鏈接的帶寬要求是非常重要的。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)方案中，采用了分組提取公因子進(jìn)行頻率壓縮的方法。在該方案中，將一個(gè)物理資源塊對(duì)的一個(gè)符號(hào)和其對(duì)應(yīng)的12個(gè)子載波設(shè)置為一個(gè)分組，并提取該分組的公因子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]由此可見(jiàn)，需要提高基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻頭之間傳輸信號(hào)的壓縮比，以減小兩者之間的鏈接的帶寬要求。
[0007]特別地，在現(xiàn)有技術(shù)中，在需要進(jìn)行下行波束成形的傳輸模式中，將在基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻頭之間的各個(gè)通道傳輸?shù)男盘?hào)將乘以對(duì)應(yīng)的波束成形因子然后再由基帶處理單元傳輸至遠(yuǎn)端射頻頭。這就加大了傳輸?shù)呢?fù)載和對(duì)在基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻頭之間的帶寬的要求。
[0008]基于上述考量，在本發(fā)明中，在基帶處理單元中確定與每個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)的波束成形因子，但不以該波束成形因子乘以信號(hào)。而是替代地，將信號(hào)和波束成形因子一起傳輸至遠(yuǎn)端射頻頭。并在遠(yuǎn)端射頻頭中將接收的信號(hào)和波束成形因子相乘。由此顯著地提高了壓縮率，降低了基帶處理單元與遠(yuǎn)端射頻頭之間的帶寬要求。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種在基帶處理單元中用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法，其中，所述基帶處理單元與遠(yuǎn)端射頻頭之間具有多個(gè)通道，所述方法包括如下步驟:a.為所述多個(gè)通道分別確定波束成形因子；b.以第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)來(lái)量化每個(gè)所述波束成形因子；以及c.通過(guò)所述通道向所述遠(yuǎn)端射頻頭發(fā)送壓縮包，其中所述壓縮包包括信號(hào)包頭和信號(hào)，所述信號(hào)包頭包括第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟a進(jìn)一步包括:al.經(jīng)由所述多個(gè)通道分別從所述遠(yuǎn)端射頻頭接收多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)，其中所述多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)與所述多個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)；a2.根據(jù)所述多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)，分別對(duì)所述多個(gè)通道進(jìn)行信道估計(jì)；以及a3.根據(jù)所述信道估計(jì)值，使用預(yù)定算法為所述多個(gè)通道分別確定波束成形因子。
[0011]通過(guò)接收各個(gè)通道的上行參考信號(hào)，可以動(dòng)態(tài)地獲取各個(gè)信道估計(jì)值，從而實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確地確定對(duì)應(yīng)于各個(gè)通道的波束成形因子。
[0012]優(yōu)選地，所述預(yù)定算法包括波束掃描法、特征向量法。
[0013]優(yōu)選地，所述信號(hào)包頭還包括第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)，其用于量化信號(hào)的第一公因子，并且所述信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一公因子的壓縮。
[0014]因此，本發(fā)明的方案能夠有利地與現(xiàn)有的任意的壓縮方案相結(jié)合(例如【背景技術(shù)】中的壓縮方案)，從而進(jìn)一步有效地提高壓縮率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此所述的信號(hào)可以是經(jīng)過(guò)壓縮的(即提取過(guò)公因子的)，也可以是未經(jīng)過(guò)壓縮的(即未提取過(guò)公因子的)。當(dāng)已經(jīng)對(duì)各個(gè)信號(hào)提取過(guò)公因子，則信號(hào)包頭中也應(yīng)該包括該公因子的量化比特?cái)?shù)據(jù)。在此并不注重如何提取公因子，如何表示提取過(guò)公因子后的信號(hào)，因?yàn)槿魏慰尚械纳鲜鰤嚎s方法都能夠有利地與本發(fā)明結(jié)合，只要該傳輸模式涉及波束成形。
[0015]優(yōu)選地，所述第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)和/或第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)是全精度16個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)。
[0016]優(yōu)選地，所述基帶處理單元與遠(yuǎn)端射頻頭之間具有8個(gè)通道。
[0017]優(yōu)選地，在所述壓縮包所處的子幀中包括傳輸模式指示幀頭，其具有4個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)，用于指不傳輸模式。
[0018]因此，當(dāng)遠(yuǎn)端射頻頭接收到子幀時(shí)，其可以識(shí)別并確定使用哪種解壓方法來(lái)對(duì)壓縮包進(jìn)行處理。由此實(shí)現(xiàn)了兼容現(xiàn)有的多種傳輸模式，并可以通過(guò)特定的傳輸模式指示幀頭來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的傳輸模式識(shí)別和解壓方法的切換。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種在遠(yuǎn)端射頻頭中用于在頻率上解壓信號(hào)的方法，其中，所述遠(yuǎn)端射頻頭與基帶處理單元之間具有多個(gè)通道，所述方法包括如下步驟:C.從所述基帶處理單元接收壓縮包，所述壓縮包包括信號(hào)包頭和經(jīng)壓縮的信號(hào)，所述信號(hào)包頭包括用于量化波束成形因子的第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)；D.恢復(fù)所述波束成形因子；以及E.將所述波束成形因子乘以所述信號(hào)。
[0020]優(yōu)選地，在所述步驟B之前，所述方法還包括如下步驟:A.經(jīng)由所述多個(gè)通道分別向所述基帶處理單元發(fā)送上行探測(cè)參考信號(hào)，其中所述多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)與所述多個(gè)
通道一一對(duì)應(yīng)。
[0021]優(yōu)選地，所述信號(hào)包頭還包括第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)，其用于量化信號(hào)的第一公因子，所述步驟D還包括恢復(fù)所述第一公因子，所述步驟E還包括以所述第一公因子解壓所述信號(hào)。
[0022]優(yōu)選地，在所述壓縮包所處的子幀中包括傳輸模式指示幀頭，其具有4個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)，用于指示傳輸模式，所述方法在步驟B與D之間包括步驟C:根據(jù)所述傳輸模式指示幀頭，確定傳輸模式。
[0023]優(yōu)選地，所述方法還包括如下步驟:F.將解壓后的信號(hào)映射至相應(yīng)的物理資源元素上；以及G.對(duì)經(jīng)映射的信號(hào)進(jìn)行IFFT處理。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種下行信號(hào)壓縮處理系統(tǒng)，包括:依據(jù)本發(fā)明的基帶處理單元、依據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)端射頻頭、以及光纖網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)，用以傳輸基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻頭之間的信號(hào)。
[0025]通過(guò)本發(fā)明提供的優(yōu)選的技術(shù)方案，可以有效地在基帶處理單元中為將在各個(gè)通道中傳輸?shù)男盘?hào)確定波束成形因子，并且不將該波束成形因子與信號(hào)相乘，而是替代地將信號(hào)和波束成形因子一起傳輸至遠(yuǎn)端射頻頭。在遠(yuǎn)端射頻頭處，將波束成形因子與相應(yīng)的信號(hào)相乘。在此，僅需要通過(guò)附加地傳輸用于量化波束成形因子的比特?cái)?shù)據(jù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。因此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，成本復(fù)雜性較低。此外，本發(fā)明能夠有利地與現(xiàn)有的壓縮方法兼容，可以切換使用或聯(lián)合使用。最后，本發(fā)明能夠有利于用于中國(guó)移動(dòng)的云接入網(wǎng)(C-RAN)，并且支持TD-LTE系統(tǒng)中的各種傳輸模式TM1、TM2、TM3、TM4、TM7和TM8，且能夠在上述傳輸模式之間相互自由的切換。
[0026]本發(fā)明的各個(gè)方面將通過(guò)下文中的具體實(shí)施例的說(shuō)明而更加清晰。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯:
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在基帶處理單元中用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法的流程圖；
[0029]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的壓縮包的封裝示意圖；
[0030]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的子幀示意圖；
[0031]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在遠(yuǎn)端射頻頭中用于在頻率上解壓信號(hào)的方法的流程圖；以及
[0032]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于壓縮處理信號(hào)的系統(tǒng)的框圖。
[0033]在圖中，貫穿不同的示圖,相同或類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示相同或相對(duì)應(yīng)的部件或特征。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在基帶處理單元中用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法的流程圖。
[0035]在該實(shí)施例中，遠(yuǎn)端射頻頭具有8根天線，因此遠(yuǎn)端射頻頭與基帶處理單元之間具有8個(gè)通道，其分別對(duì)應(yīng)8根天線。在此，由于TD-LTE系統(tǒng)中的TM7和TM8傳輸模式將應(yīng)用波束成形技術(shù)，因此將以此為例進(jìn)行描述。
[0036]在此需要指出的是，在本文中雖然基于8天線的場(chǎng)景進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明適用于任何多天線的波束成形場(chǎng)景(例如4根天線)，在此的8根天線僅是作為示例。
[0037]如圖1所示，在步驟SlOl中，基帶處理單元經(jīng)由8個(gè)通道分別從遠(yuǎn)端射頻頭接收8個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)，其中該些上行探測(cè)參考信號(hào)與該些通道一一對(duì)應(yīng)。
[0038]然后，在步驟S102中，基帶處理單元根據(jù)該些上行探測(cè)參考信號(hào)，分別對(duì)8個(gè)通道進(jìn)行信道估計(jì)。
[0039]隨后，在步驟S103中，基帶處理單元根據(jù)信道估計(jì)值，使用預(yù)定算法為8個(gè)通道分別確定波束成形因子。具體地，在此，可以適用任何適合的預(yù)定算法，例如波束掃描法(Gridof Beam)、特征向量法(Eigen-Based Beamforming)等。其中，特征向量法包括Per-RB-MRT、FULL-BW-EBB、COM-EBB。由于Per-RB-MRT算法為每個(gè)物理資源塊產(chǎn)生波束成形因子，其相對(duì)于其他算法需要利用較多的資源來(lái)在基帶處理單元與遠(yuǎn)端射頻頭之間傳輸信息。因此，在此，將該算法作為分析的基礎(chǔ)。對(duì)于具有可用上行信道估計(jì)值的每個(gè)物理資源塊，可用通過(guò)下式來(lái)確定波束成形因子:
【權(quán)利要求】
1.一種在基帶處理單元中用于在頻率上壓縮信號(hào)的方法，其中，所述基帶處理單元與遠(yuǎn)端射頻頭之間具有多個(gè)通道，所述方法包括如下步驟: a.為所述多個(gè)通道分別確定波束成形因子； b.以第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)來(lái)量化每個(gè)所述波束成形因子；以及 c.通過(guò)所述通道向所述遠(yuǎn)端射頻頭發(fā)送壓縮包，其中所述壓縮包包括信號(hào)包頭和信號(hào)，所述信號(hào)包頭包括第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a進(jìn)一步包括: al.經(jīng)由所述多個(gè)通道分別從所述遠(yuǎn)端射頻頭接收多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)，其中所述多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)與所述多個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)； a2.根據(jù)所述多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)，分別對(duì)所述多個(gè)通道進(jìn)行信道估計(jì)；以及 a3.根據(jù)所述信道估計(jì)值，使用預(yù)定算法為所述多個(gè)通道分別確定波束成形因子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定算法包括波束掃描法、特征向量法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)包頭還包括第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)，其用于量化信號(hào)的第一公因子，并且所述信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一公因子的壓縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)和/或第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)是全精度16個(gè)比 特?cái)?shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基帶處理單元與所述遠(yuǎn)端射頻頭之間具有8個(gè)通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述壓縮包所處的子幀中包括傳輸模式指示幀頭，其具有4個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)，用于指示傳輸模式。
8.—種在遠(yuǎn)端射頻頭中用于在頻率上解壓信號(hào)的方法，其中，所述遠(yuǎn)端射頻頭與基帶處理單元之間具有多個(gè)通道，所述方法包括如下步驟: B.從所述基帶處理單元接收壓縮包，所述壓縮包包括信號(hào)包頭和信號(hào)，所述信號(hào)包頭包括用于量化波束成形因子的第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)； D.恢復(fù)所述波束成形因子；以及 E.將所述波束成形因子乘以所述信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步驟B之前，所述方法還包括如下步驟: A.經(jīng)由所述多個(gè)通道分別向所述基帶處理單元發(fā)送上行探測(cè)參考信號(hào)，其中所述多個(gè)上行探測(cè)參考信號(hào)與所述多個(gè)通道一一對(duì)應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)包頭還包括第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)，其用于量化信號(hào)的第一公因子，所述步驟D還包括恢復(fù)所述第一公因子，所述步驟E還包括以所述第一公因子解壓所述信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述壓縮包所處的子幀中包括傳輸模式指示幀頭，其具有4個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)，用于指示傳輸模式，所述方法在步驟B與D之間包括步驟C:根據(jù)所述傳輸模式指示幀頭，確定傳輸模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)和/或第二數(shù)量的比特?cái)?shù)據(jù)是全精度16個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)端射頻頭與所述基帶處理單元之間具有8個(gè)通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟: F.將解壓后的信號(hào)映射至相應(yīng)的物理資源元素上；以及 G.對(duì)經(jīng)映射的信號(hào)進(jìn)行IFFT處理。
15.—種下行信號(hào)壓縮處理系統(tǒng),包括: 基帶處理單元，其用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法； 遠(yuǎn)端射頻頭，其用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求8至15中任一項(xiàng)所述的方法；以及 光纖網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)，用以傳輸基帶處理單元和遠(yuǎn)端射頻頭之間的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04W28/06GK103702363SQ201210369984
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】唐彥波, 徐朝軍, 倪威, 冷曉冰, 沈鋼, 韓鋒 申請(qǐng)人:上海貝爾股份有限公司