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一種分布式綜合接入系統(tǒng)的wlan實(shí)現(xiàn)方法

文檔序號:7779762閱讀:416來源:國知局
一種分布式綜合接入系統(tǒng)的wlan實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法,PHY芯片接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA,由FPGA完成一系列的數(shù)據(jù)處理:1)速率判斷:PHY工作在百兆模式,而FPGA根據(jù)PHY的工作時鐘來判斷是采用千兆模式還是百兆模式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸處理;2)數(shù)據(jù)格式變換;3)組幀解幀;4)級聯(lián):在同一條鏈路上,支持EU與任意RU進(jìn)行WALN通信。本發(fā)明的有益效果為:把射頻信號與以太網(wǎng)信號組幀后共同傳輸,實(shí)現(xiàn)在光纖上多業(yè)務(wù)傳輸,同時提供了較大容量、低延時以及無誤差的數(shù)據(jù)通道給網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備,提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋以及網(wǎng)絡(luò)訪問的安全性。
【專利說明】—種分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋及優(yōu)化領(lǐng)域,尤其涉及一種分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3G、4G等新一代通信系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備向小型化、小功率化、高覆蓋率以及高集成度方向發(fā)展,用戶也對網(wǎng)絡(luò)傳輸速率提出了更高的要求。
[0003]分布式綜合接入系統(tǒng)(iDAS:1ntegrated Distributed Access System)是通過數(shù)字化處理和數(shù)字光纖傳輸?shù)燃夹g(shù),將不同運(yùn)營商、不同制式、不同頻段的基站射頻信號通過AU單元數(shù)字化處理后組幀通過光纖傳輸至EU擴(kuò)展單元;WLAN、Small cell等數(shù)字信號通過EU單元上面的千兆以太網(wǎng)口接入,并和AU輸入的光纖信號再次組幀通過光纖傳輸至RU遠(yuǎn)端單元;RU單元將輸入的不同制式、不同頻段的數(shù)字信號進(jìn)行射頻變換和功率放大后通過天饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所有制式、所有頻段信號的遠(yuǎn)端覆蓋,并且將WLAN信號解析出來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)端覆蓋。
[0004]原有的移動通信覆蓋設(shè)備不具有WLAN,系統(tǒng)集成度較低,需要采用專門的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。而隨著對網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和速率需求的提高,具有高集成度,高可靠性與高覆蓋率的移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,而提供一種分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法,將FPGA作為MAC設(shè)備,與千兆PHY設(shè)備進(jìn)行連接,F(xiàn)PGA提供雙向最高2G帶寬用于傳輸處理,在整個傳輸過程中實(shí)現(xiàn)零丟包率,可承載普通網(wǎng)絡(luò)幀格式以及錯誤的幀格式,可無縫對接百兆或者千兆設(shè)備。該方法基于CPRI協(xié)議在光纖中進(jìn)行傳輸,采用用時分復(fù)用的方法分配出IG或者100M的帶寬給WLAN,實(shí)現(xiàn)射頻信號與以太網(wǎng)信號的同步傳輸,增加了設(shè)備的集成度和功能多樣化。并且根據(jù)用戶需要,可自由切換成千兆模式或者百兆模式。
[0006]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的,這種分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法,首先在AU上給出一組信號配置拓?fù)鋽?shù)值,通過光纖傳遞到EU以及RU。系統(tǒng)采用 3.072G 的光纖速率傳輸,支持 GSM16 選頻 +TD-LTE20MX 2 (MIMO) +TDSCDMA (15M) +WLAN (100M)基本模式。如果WLAN需要IG的帶寬,那么GSM16選頻、TD-LTE20MX2、TDSCDMA15M四種信號種只能任選兩種信號傳輸,這樣才能滿足有足夠的帶寬提供給WLAN用于傳輸1000M網(wǎng)絡(luò)。將FPGA作為MAC端,與PHY芯片進(jìn)行雙向通信,PHY芯片接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA,由FPGA完成一系列的數(shù)據(jù)處理:
[0007]I)速率判斷:由于射頻信號配置模式的不確定,提供給WLAN的帶寬有可能達(dá)不到千兆,則PHY工作在百兆模式,而FPGA根據(jù)PHY的工作時鐘來判斷是采用千兆模式還是百兆模式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸處理;[0008]2)數(shù)據(jù)格式變換:在接收端將雙沿的DDR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單沿?cái)?shù)據(jù),并且根據(jù)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)格式,轉(zhuǎn)化為帶有幀頭指示、幀尾指示以及擴(kuò)展數(shù)據(jù)位和幀尾有效數(shù)據(jù)位寬的一種數(shù)據(jù)幀格式,在發(fā)送端將接收端的處理進(jìn)行逆變化,最后通過DDIO接口,將雙沿的數(shù)據(jù)發(fā)送給PHY ;
[0009]3)組幀解幀:基于CPRI協(xié)議來傳輸射頻信號和以太網(wǎng)信號,配置信息定義了 WLAN在CPRI幀格式中的位置,在將WLAN數(shù)據(jù)插入到對應(yīng)的CPRI幀格式中后,通過光纖能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)從EU到RU的傳遞;在遠(yuǎn)端RU接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù),根據(jù)預(yù)知的配置信息,從CPRI協(xié)議中提取出來,發(fā)送到PHY端,而RU到EU的發(fā)送過程與之一致;
[0010]4)級聯(lián):在同一條鏈路上,支持EU與任意RU進(jìn)行WALN通信,前提是同一條光纖鏈路上只有當(dāng)前RU是接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;如果一條光纖上有好幾臺RU接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,那么以距離EU設(shè)備最近的RU為通信目標(biāo),其他RU與EU的通信保持中斷。
[0011]所述速率檢測中,PHY芯片工作在MII模式,則PHY芯片的參考時鐘為25M ;如果PHY工作在RGMII模式,則其參考時鐘為125M ;在對數(shù)據(jù)格式變換之前,必須先確認(rèn)其工作模式,速率檢測模塊引入一個基本參考時鐘,該參考時鐘與PHY芯片的參考時鐘不同頻,然后與PHY芯片的參考時鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)比較,當(dāng)統(tǒng)計(jì)到某個闕值的時候,來判斷各時鐘域下計(jì)數(shù)值的大小,從而判斷該P(yáng)HY芯片目前的工作模式。
[0012]所述格式變換中提取其完整的一幀數(shù)據(jù),然后將4比特位的數(shù)據(jù)位擴(kuò)展為24比特位,再加上SOP、EOP和MOD指示位,總共有28比特位;其中SOP為I位,代表start ofpacket ;Ε0Ρ也是I位,代表end of packet ;DATA為24位,代表有效的以太網(wǎng)數(shù)據(jù);M0D為2位,則是EOP對應(yīng)部分代表的有效字節(jié)數(shù),如果MOD值為“00”,那么有效字節(jié)為‘0’ ;如果MOD值為“01”,那么有效字節(jié)為‘I’ ;如果MOD值為“10”,那么有效字節(jié)為‘2’ ;如果MOD值為“11”,那么有效字節(jié)為‘3’。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:把射頻信號與以太網(wǎng)信號組幀后共同傳輸,實(shí)現(xiàn)在光纖上多業(yè)務(wù)傳輸,同時提供了較大容量、低延時以及無誤差的數(shù)據(jù)通道給網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備,提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋以及網(wǎng)絡(luò)訪問的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是分布式綜合接入系統(tǒng)整體示意圖;
[0015]圖2是本發(fā)明的WLAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方法對本發(fā)明作進(jìn)一步介紹:
[0017]圖1是數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)包括有近端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備,系統(tǒng)下行鏈路:近端單元AU通過射頻接口耦合基站扇區(qū)信號,經(jīng)雙工器、模擬變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)、數(shù)字下變頻(DDC)后進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換,數(shù)字光信號按照CPRI幀結(jié)構(gòu)通過光纖傳輸?shù)街欣^擴(kuò)展單元EU,WLAN、Small cell等數(shù)字信號通過EU單元上面的千兆以太網(wǎng)口接入,并和AU輸入的光纖信號再次組幀成新的CPRI幀結(jié)構(gòu)通過光纖傳輸至遠(yuǎn)端單元RU,遠(yuǎn)端單元經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、數(shù)字上變頻(DUC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)、模擬變頻后進(jìn)入射頻功率放大器,最后大功率射頻信號送到天饋系統(tǒng)。而WLAN信號則從CPRI幀結(jié)構(gòu)中提取出來,通過AP模塊發(fā)出WLAN信號。數(shù)字光纖系統(tǒng)上行鏈路:采用與下行同樣的處理過程。
[0018]圖2是本發(fā)明的FPGA部分實(shí)現(xiàn)框圖,由發(fā)送與接收部分組成,接收部分由3個子單元構(gòu)成:速率檢測模塊、格式轉(zhuǎn)化模塊以及組幀模塊。發(fā)送模塊則由解幀模塊以及格式逆變換模塊組成。
[0019]其中速率檢測模塊中,因?yàn)樯婕暗絇HY芯片有時工作在MII模式,則PHY芯片的參考時鐘為25M ;如果PHY工作在RGMII模式,則其參考時鐘為125M。所以在對數(shù)據(jù)格式變換之前,必須先確認(rèn)其工作模式,速率檢測模塊引入一個基本參考時鐘,該參考時鐘與PHY芯片的參考時鐘不同頻,然后與PHY芯片的參考時鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)比較,當(dāng)統(tǒng)計(jì)到某個闕值的時候,來判斷各時鐘域下計(jì)數(shù)值的大小,從而可以判斷該P(yáng)HY芯片目前的工作模式。
[0020]格式轉(zhuǎn)化模塊根據(jù)PHY芯片發(fā)送給FPGA的原始數(shù)據(jù)其一幀數(shù)據(jù)連續(xù)的特點(diǎn),提取其完整的一幀數(shù)據(jù),然后將4比特位的數(shù)據(jù)位擴(kuò)展為24比特位,再加上SOP、EOP和MOD指示位,總共有28比特位。其中SOP為I位,代表start of packet ;Ε0Ρ也是I位,代表endof packet ;DATA為24位,代表有效的以太網(wǎng)數(shù)據(jù);M0D為2位,則是EOP對應(yīng)部分代表的有效字節(jié)數(shù),如果MOD值為“00”,那么有效字節(jié)為‘0’ ;如果MOD值為“01”,那么有效字節(jié)為‘I’ ;如果MOD值為“10”,那么有效字節(jié)為‘2’ ;如果MOD值為“11”,那么有效字節(jié)為‘3’。
[0021]組幀模塊根據(jù)近端單元AU上定義的整個信號拓?fù)浞峙湫畔?,來分配合適的帶寬用來傳遞WLAN。由于整個帶寬中還存在GSM、TD-LTE以及TDSCDMA等任意一路或者多路信號,而且因?yàn)閹捪拗疲谀承┣闆r下,WLAN的帶寬不足以用來傳輸1000M,那么就需要將EU的PHY芯片的工作模式設(shè)置成MII模式,那么同一個光纖鏈路上的RU也相應(yīng)地變?yōu)镸II模式;如果WLAN有足夠的帶寬1G,那么則將PHY芯片設(shè)置成RGMII模式,整個鏈路也相應(yīng)地置為RGMII模式。由于所有的數(shù)字信號都通過CPRI協(xié)議進(jìn)行傳輸,而CPRI協(xié)議有其標(biāo)準(zhǔn)的幀格式,由于我們的設(shè)備只跟自己的設(shè)備進(jìn)行傳輸,為了便于傳輸方便,故采用非標(biāo)準(zhǔn)的CPRI基本幀格式,每一個基本幀有40solt,位寬為32位,將WLAN信號按照配置信息固定地插入到基本幀格式中,除了基本幀的幀頭部分即第一個slot部分用來傳輸CPRI協(xié)議的控制字部分,其他任意時隙允許自由組合插入數(shù)據(jù),但是在解幀部分需要在相應(yīng)插入位置提取數(shù)據(jù)。
[0022]發(fā)送部分由解幀模塊以及格式逆變換模塊等主要構(gòu)成,其中解幀模塊是組幀模塊的逆變換,根據(jù)預(yù)先知道的CPRI幀結(jié)構(gòu)配置情況,正確地提取出WLAN數(shù)據(jù),發(fā)送給格式逆變化模塊。
[0023]格式逆變換模塊是格式變化模塊的逆過程,在接收光纖鏈路數(shù)據(jù)的過程中,上下電或者拔插光纖會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失等情況,導(dǎo)致無法恢復(fù)出正確的以太網(wǎng)幀格式,就需要對錯誤的幀進(jìn)行丟包處理,否者會堵塞整個數(shù)據(jù)通道。格式逆變換模塊能有效處理這種情況,保持通道的暢通,并自動統(tǒng)計(jì)錯誤包的個數(shù)。
[0024]隨著新一代通信系統(tǒng)的研究與開發(fā),移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備向小型化、小功率化、高覆蓋率以及高帶寬傳輸網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展,用戶對網(wǎng)絡(luò)速率提出了更高的要求。本發(fā)明提供了一種數(shù)字化處理和數(shù)字光纖傳輸方案,將不同運(yùn)營商、不同制式、不同頻段的基站射頻信號通過AU單元數(shù)字化處理后組幀在同一根光纖上傳輸至EU單元;WLAN、Small cell等數(shù)字信號通過EU單元上面的千兆以太網(wǎng)口接入,并和AU輸入的光纖信號再次組幀在同一根光纖中傳輸至RU單元;RU單元將輸入的不同制式、不同頻段的數(shù)字信號進(jìn)行射頻變換和功率放大后通過天饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所有制式、所有頻段信號的遠(yuǎn)端覆蓋。而WLAN方案解決了原有移動覆蓋設(shè)備沒有WLAN的缺點(diǎn),提高了覆蓋設(shè)備的集成度,解決了原來網(wǎng)絡(luò)傳輸需要專門網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的問題。并且具有的千兆網(wǎng)口,解決了原有網(wǎng)絡(luò)速率低,傳輸延時大,覆蓋范圍小等問題。并且可根據(jù)用戶需要,自動切換成百兆或者千兆模式。
[0025]凡采用等同替換或等效變換形成的分布式綜合接入系統(tǒng)中的WLAN的方法,均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法,其特征在于:將FPGA作為MAC端,與PHY芯片進(jìn)行雙向通信,PHY芯片接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后,將數(shù)據(jù)發(fā)送給FPGA,由FPGA完成一系列的數(shù)據(jù)處理: 1)速率判斷:FPGA根據(jù)PHY的工作時鐘來判斷是采用千兆模式還是百兆模式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸處理; 2)數(shù)據(jù)格式變換:在接收端將雙沿的DDR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單沿?cái)?shù)據(jù),并且根據(jù)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)格式,轉(zhuǎn)化為帶有幀頭指示、幀尾指示以及擴(kuò)展數(shù)據(jù)位和幀尾有效數(shù)據(jù)位寬的一種數(shù)據(jù)幀格式,在發(fā)送端將接收端的處理進(jìn)行逆變化,最后通過DDIO接口,將雙沿的數(shù)據(jù)發(fā)送給PHY ; 3)組幀解幀:基于CPRI協(xié)議來傳輸射頻信號和以太網(wǎng)信號,配置信息定義了WLAN在CPRI幀格式中的位置,在將WLAN數(shù)據(jù)插入到對應(yīng)的CPRI幀格式中后,通過光纖能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)從EU到RU的傳遞;在遠(yuǎn)端RU接收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù),根據(jù)預(yù)知的配置信息,從CPRI協(xié)議中提取出來,發(fā)送到PHY端,而RU到EU的發(fā)送過程與之一致; 4)級聯(lián):在同一條鏈路上,支持EU與任意RU進(jìn)行WALN通信,前提是同一條光纖鏈路上只有當(dāng)前RU是接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;如果一條光纖上有好幾臺RU接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,那么以距離EU設(shè)備最近的RU為通信目標(biāo),其他RU與EU的通信保持中斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法,其特征在于:所述速率檢測中,PHY芯片工作在MII模式,則PHY芯片的參考時鐘為25M ;如果PHY工作在RGMII模式,則其參考時鐘為125M ;在對數(shù)據(jù)格式變換之前,必須先確認(rèn)其工作模式,速率檢測模塊引入一個基本參考時鐘,該參考時鐘與PHY芯片的參考時鐘不同頻,然后與PHY芯片的參考時鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)比較,當(dāng)統(tǒng)計(jì)到某個闕值的時候,來判斷各時鐘域下計(jì)數(shù)值的大小,從而判斷該P(yáng)HY芯片目前的工作模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式綜合接入系統(tǒng)的WLAN實(shí)現(xiàn)方法,其特征在于:所述格式變換中提取其完整的一幀數(shù)據(jù),然后將4比特位的數(shù)據(jù)位擴(kuò)展為24比特位,再加上S0P、EOP和MOD指示位,總共有28比特位;其中SOP為I位,代表start of packet ;Ε0Ρ也是I位,代表end of packet ;DATA為24位,代表有效的以太網(wǎng)數(shù)據(jù);M0D為2位,則是EOP對應(yīng)部分代表的有效字節(jié)數(shù),如果MOD值為“00”,那么有效字節(jié)為‘0’ ;如果MOD值為“01”,那么有效字節(jié)為‘I’;如果MOD值為“10”,那么有效字節(jié)為‘2’;如果MOD值為“11”,那么有效字節(jié)為‘3’。
【文檔編號】H04W84/12GK103702339SQ201310667390
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】朱哲科, 王利強(qiáng), 金淮東, 洪杭迪 申請人:三維通信股份有限公司
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