本發(fā)明涉及無線傳輸領域，具體地，本發(fā)明涉及一種用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)。

背景技術：

伴隨著在移動數據業(yè)務中的技術進步，例如伴隨著大型天線(large-scale antenna)、大規(guī)模多入多出(massive MIMO)和多點協(xié)作(CoMP)等技術的出現(xiàn)，移動網絡(MN)將開始下一級別的革新。而作為移動網絡的最有利的支持的光技術也將繼續(xù)發(fā)展。

一個示例就是從移動回程(mobile backhaul)到移動前端回傳(mobile fronthaul)的演進。與傳統(tǒng)的將移動網絡中的多個基帶單元(BBU)分布在多個遠程節(jié)點不同，根據移動前端回傳技術，基帶單元在下一代移動網絡(NGMN)中將會是集中設置的。這將帶來極大的優(yōu)點，反映采用集中式基帶單元的室內無線接入的優(yōu)點的一個示例如圖1所示。

圖1示出了基于集中式基帶單元的室內無線接入系統(tǒng)的智能動態(tài)資源分配方案。如圖1所示，能夠根據樓宇內每個位置處的負荷情況來動態(tài)地和智能地分配無線資源。這將有助于節(jié)約能量。

為了實現(xiàn)高性能的和智能的室內無線接入系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)具有高可靠性的并且同時成本低廉的移動前端回傳的光技術是非常有意義的。通過全球標準化組織(例如寬帶論壇(BBF：The Broadband Forum)、全業(yè)務接入網(FSAN：Full Service Access Network))的參與者、運營商和銷售商的共同努力，基于光纖的前端回傳技術的生 態(tài)系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。例如，在發(fā)明人之前的工作中已經提出了一系列的移動前端回傳方法，其能夠適用于使用模擬光纖無線電(A-RoF:Analog Radio over Fiber)技術。

然而，這些之前的工作都是針對室外的宏小區(qū)應用場景的。而室內無線前端回傳和室外宏小區(qū)前端回傳之間具有以下區(qū)別：

表1室內無線前端回傳和宏小區(qū)前端回傳之間的區(qū)別

根據表1中示出的比較，現(xiàn)有的用于宏小區(qū)前端回傳的系統(tǒng)結構并不適用于室內場景。這是因為在室內場景中，多個射頻頭(RH：Radio head)是物理分散的，并且在各個遠程節(jié)點(RN：remote node)中的吞吐量相對于BBU池來說是非常少的。而至今還沒有一種適用于室內前端回傳場景的前端回傳方案。

此外，在現(xiàn)有的方案中，基于光纖的前端回傳方案是基于CPRI協(xié)議進行的，這會限制前端回傳的容量。例如，一個10GHz的光收發(fā)器只能支持8根天線。同時，受限于CPRI的點對點結構，室內天線分配方式的靈活性也受到了限制。因此，也亟需一種能夠擴展前端回傳的容量的方案。

技術實現(xiàn)要素：

為了適應于室內的前端回傳場景，并且進一步提高前端回傳系 統(tǒng)的傳輸容量，有必要提出一種優(yōu)化的用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)，所述前端回傳系統(tǒng)包括：集中式的基帶單元池、M個遠程節(jié)點以及分別與所述M個遠程節(jié)點相連接的M*N個射頻頭，其特征在于，所述基帶單元池通過光纖連接至所述M個遠程節(jié)點，其中M為大于等于2的整數，并且N為大于等于1的整數。

通過上述的前端回傳系統(tǒng)，使得基帶單元池和遠程節(jié)點以及射頻頭之間為一對多的連接方式?；诖耍环矫?，由于前端回傳系統(tǒng)的容量不會被遠程節(jié)點的處理能力所限制，因此，傳輸容量得到了大大提高。另一方面，由于每個遠程節(jié)點和射頻頭僅處理較少的數據量，這簡化了遠程節(jié)點和射頻頭的結構并且降低了成本。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述M個遠程節(jié)點中的每個分別通過雙絞線與所述M*N個射頻頭中的N個相連接。通過這種方式，能夠將已預安裝在樓宇中的雙絞線作為傳輸介質，這進一步降低的了成本。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述基帶單元池包括：信號復用模塊，所述信號復用模塊用于將M*N個基帶電信號進行復用以生成數字復用電信號；數模轉換模塊，所述數模轉換模塊用于將所述數字復用電信號轉換為模擬復用電信號；以及電光轉換模塊，所述電光轉換模塊用于將所述模擬復用電信號轉換為模擬復用光信號。通過這種方式，信號是以模擬形式進行傳輸的，模擬傳輸能夠提供高頻譜效率的信息。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述復用模塊進一步包括：M個時分復用模塊，所述M個時分復用模塊用于將所述M*N個基帶電信號中的每N個在時域上進行復用，以形成信號簇；以及頻分復用模塊，所述頻分復用模塊用于將M個信號簇在頻域上進行復用以生成所述數字復用電信號。

通過這種方式，能夠提供較小的峰均比(PAPR：Peak to Average Power Ratio)和較低的成本。這是因為，如果僅采用時分復用方案，會導致需要寬帶的接收器和模數轉換器，這會引起較高的成本。而如果僅采用頻分復用方案，會導致在輸出信號中的較高的峰均比，以及在光鏈路中的非線性和失真。而同時使用時分復用和頻分復用的混合方案能夠盡量避免這些問題。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述遠程節(jié)點包括：光電轉換模塊，所述光電轉換模塊用于將通過所述光纖接收到的模擬復用光信號轉換為模擬復用電信號；信號簇分離模塊，所述信號簇分離模塊用于從所述模擬復用電信號中獲得一個信號簇；低速模數轉換模塊，所述低速模數轉換模塊用于將所述一個信號簇轉換為數字信號簇；解時分復用模塊，所述解時分復用模塊用于將所述數字信號簇解時分復用為N個的數字電信號；以及低速數模轉換模塊，所述多個低速數模轉換模塊用于將所述N個的數字電信號轉換為N個基帶模擬電信號。通過這種方式，能夠將從基帶單元池接收到的復用光信號還原為初始的M*N個模擬電信號。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述低速模數轉換模塊的采樣率為基帶單元池的數模轉換模塊的采樣率的M分之一。通過這種方式，能夠降低遠程節(jié)點中的低速模數轉換模塊的成本。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述遠程節(jié)點還包括：第一供電模塊，所述第一供電模塊用于將直流供電電壓提供給所述射頻頭。通過這種方式，不再需要專門的對射頻頭的供電裝置，使得在布置射頻頭時無需考慮其周圍是否有插座，這提高了射頻頭的安裝靈活性。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述第一供電模塊將所述供電電壓施加在雙絞線上。通過這種方式，利用現(xiàn)有的雙絞線同時傳輸數據和供電電壓。這進一步簡化了系統(tǒng)并且降低了安裝成本。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述射頻頭 包括：射頻信號轉換模塊，所述基帶射頻信號轉換模塊用于將從雙絞線中接收到的基帶模擬電信號轉換為射頻信號。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述射頻頭還包括：第二供電模塊，所述第二供電模塊接收來自遠程節(jié)點的第一供電模塊的直流供電電壓。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述第二供電模塊通過雙絞線接收所述供電電壓。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述基帶單元池被設置在樓宇的地下室中。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述M個遠程節(jié)點被設置在樓宇的各個樓層的電井中。

在依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)的一種實施方式中，所述M*N個射頻頭被設置在樓宇的各個房間中。

綜上所述，依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)能夠具有相當于現(xiàn)有的使用CPRI協(xié)議的前端回傳系統(tǒng)的十倍的容量。同時，由于引入了時分復用和頻分復用的混合復用方案，提供了在光纖鏈路中的良好的傳輸性能。通過實驗得知，依據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)為信號傳輸提供了小于2.5％的誤差向量幅度(EVM)的衰減。此外，由于本發(fā)明的遠程節(jié)點僅需要在窄帶范圍內工作，因此其僅需要具有窄的帶寬的模數轉換器和低速的采樣率，從而節(jié)約的成本并且降低了能量消耗。

附圖說明

參照下面的附圖和說明進一步解釋本發(fā)明的實施例，其中：

圖1示出了基于集中式基帶單元的室內無線接入系統(tǒng)的智能動態(tài)資源分配方案；

圖2示出了具有光纖和雙絞線的混合式室內無線前端回傳系統(tǒng)的示意圖；

圖3示出了具有時分復用和頻分復用的混合復用方法的示意圖；

圖4示出了根據本發(fā)明的用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)的示意圖；

圖5示出了根據本發(fā)明的用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)的結構圖；

圖6示出了根據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)中的基帶單元池的結構圖；以及

圖7示出了根據本發(fā)明的前端回傳系統(tǒng)中的遠程節(jié)點的結構圖。

具體實施方式

在以下優(yōu)選的實施例的具體描述中，將參考構成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過示例的方式示出了能夠實現(xiàn)本發(fā)明的特定的實施例。示例的實施例并不旨在窮盡根據本發(fā)明的所有實施例?？梢岳斫猓诓黄x本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實施例，也可以進行結構性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權利要求所限定。

在基于光纖的宏小區(qū)前端回傳場景下，射頻拉遠頭中的天線(例如在一個小區(qū)基站中為24根)是放置在同一位置的，與之不同，室內無線系統(tǒng)中的天線是物理分散的并且分布在不同樓層的不同房間中。因此，點對多點的無源光網絡(PON：Passive Optical Network)結構是最合適的方案，以通過長距離的光纖將大量的天線前端回傳數據傳送給樓宇。并且在到達遠程節(jié)點(例如位于每個樓層入口)之后，在樓宇中的雙絞線(例如預安裝的銅制雙絞線)被用作至室內射頻頭的最后100米的接入介質，這些室內射頻頭分布在不同的房間中。

圖2示出了具有光纖和雙絞線的混合式室內無線前端回傳系統(tǒng)的示意圖。

在圖2中，在基帶單元池201和多個遠程節(jié)點202之間是基于PON結構的光纖，遠程節(jié)點202能夠被設置在每個樓層的強/弱電井205中。在遠程節(jié)點202中，光信號被轉換為電信號(以下行鏈路為 例)并且然后通過銅制雙絞線204被傳送至多個射頻頭203。多個射頻頭203示例性地位于每個樓層的每個房間中。

圖3示出了具有時分復用和頻分復用的混合復用方法的示意圖。

在圖3中，每個塊表示一個頻率-時間域資源塊。首先，4個具有20MHz帶寬的信號在時域中被復用，并且被壓縮成一個具有80MHz帶寬的寬帶信號，這樣的寬帶信號被稱為一個信號簇。接著，多個80MHz帶寬的信號簇在頻域中被復用。其中，多個信號簇之間具有保護頻帶。

基于具有光纖和雙絞線的混合鏈路以及具有時分復用和頻分復用的混合復用方法，圖4中示出了根據本發(fā)明的用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)的示意圖。

在圖4中，基帶單元池401被集中在每個樓宇的地下室或者多個樓宇分享一個基帶單元。光纖被用作基帶單元池401和多個位于樓層的入口處的遠程節(jié)點402之間的鏈路，光纖鏈路采用PON結構形式，由此多個遠程節(jié)點402能夠連接至共同的基帶單元池401并且因此能夠實現(xiàn)多個遠程節(jié)點402之間的協(xié)作。每個遠程節(jié)點僅需要使用具有較低成本的窄帶的裝置和組件來提取80MHz的頻率分段。遠程節(jié)點402的輸出端連接至N＝4個射頻頭403，在遠程節(jié)點402和射頻頭403之間的鏈路為銅制雙絞線。由于在辦公樓宇中會預安裝具有4個銅制雙絞線對的Cat 5a/6a線，因此無需額外鋪設遠程節(jié)點402和射頻頭403之間的鏈路。

如圖4所示，基帶單元池401需要傳輸M*N＝24*4＝96個基帶信號，其中每N個信號構成一個信號簇。每個遠程節(jié)點402能夠處理一個信號簇，并通過銅制雙絞線將該信號簇的信號繼續(xù)傳送給N個射頻頭403。N個射頻頭403分別帶有一根天線404，其中每根天線404傳輸一個信號。

圖5示出了根據本發(fā)明的用于室內無線傳輸的前端回傳系統(tǒng)的結構圖。

如圖5所示，前端回傳系統(tǒng)包括集中式的基帶單元池500、M＝24個遠程節(jié)點510以及分別與M個遠程節(jié)點510相連接的M*N個射頻頭520。此外，在基帶單元池500和M個遠程節(jié)點510之間是通過光纖530進行一對多的連接的。在每個遠程節(jié)點510和每N個射頻頭520之間則是通過銅制雙絞線540進行連接的。優(yōu)選地，光纖530能夠具有20km的長度，而銅制雙絞線540能夠具有50m-100m的長度。

基帶單元池500進一步包括信號復用模塊502、數模轉換模塊503以及電光轉換模塊504。信號復用模塊502將M*N＝96個基帶電信號501進行復用以生成復用電信號。該復用電信號被傳送至數模轉換模塊503，后者將該復用電信號進行模數轉換，以生成模擬的復用電信號。接著，電光轉換模塊504繼續(xù)將該模擬復用電信號轉換為復用光信號，以使其能夠在光纖530中進行傳輸。

復用光信號將通過光纖530被傳輸至M個遠程節(jié)點，在圖5中示意性地示出了其中一個遠程節(jié)點510。該遠程節(jié)點510包括光電轉換模塊511和分離模塊512。光電轉換模塊511將復用光信號又轉換為復用電信號，而分離模塊512從該復用電信號中選出一個信號簇，并且將該信號簇轉換為適合在N個雙絞線上傳輸的信號形式，即N個模擬電信號。

優(yōu)選地，圖5中的遠程節(jié)點510還能夠包括第一供電模塊513，其用于為相應的N個射頻頭520供電。例如，能夠將第一供電模塊513的電壓加在雙絞線上提供給N個射頻頭520。同時，其他的供電方式(例如通過遠程節(jié)點510和射頻頭520之間的單獨的供電線)也應當在本發(fā)明的保護范圍之內。

每個射頻頭520通過一根雙絞線接收模擬電信號和電壓信號。在射頻頭520中具有射頻信號轉換模塊521，以將接收到的模擬電信號轉換為射頻信號。優(yōu)選地，每個射頻頭520還能夠包括第二供電模塊522，其能夠接收來自遠程節(jié)點510的電壓并且通過該電壓為射頻頭520供電。每個射頻頭520能夠帶有一根天線550。

圖6進一步示出了圖5中的前端回傳系統(tǒng)中的基帶單元池500 的結構圖。其中，數模轉換模塊603和電光轉換模塊604與圖5中的描述是一致的。

在圖6中，信號復用模塊是由M個時分復用模塊601和一個頻分復用模塊602組成的。M個時分復用模塊601中的每個能夠將M*N個基帶電信號中的N個在時域上進行復用，以形成一個信號簇。在N＝4的情況下，每個時分復用模塊601將四個位于不同時域的具有20MHz帶寬的基帶電信號(如圖6中的(A))復用在一個時域中(如圖6中的(B))，這樣形成的信號簇將具有80MHz的帶寬。而頻分復用模塊602則將由M個時分復用模塊601輸出的M個信號簇復用在一個頻域中(如圖6中的(C))。

圖7進一步示出了圖5中的前端回傳系統(tǒng)中的遠程節(jié)點510的結構圖。其中，光電轉換模塊701與圖5中的描述是一致的。

如圖7所示，遠程節(jié)點510還包括信號簇分離模塊702、模數轉換模塊703、重構模塊704和低速數模轉換模塊705。其中，信號簇分離模塊702從復用電信號中獲得一個信號簇。在模數轉換模塊703中，將以第一采樣率對該信號簇進行模數轉換，以獲取數字形式的信號簇(如圖7中的(A)所示)。在N＝4的情況下，該數字信號簇實際上包括了4個信號的采樣點數據。接著，重構模塊704將該數字信號簇重構為4個的數字電信號(如圖7中的(B)所示)，其中每個數字電信號僅包括一個信號的采樣點數據。而在低速數模轉換模塊705中，將以四分之一倍的采樣率對每個數字電信號進行數模轉換。例如，低速數模轉換模塊705能夠包括4個低速數模轉換單元7051。每個低速數模轉換單元7051的輸出端能夠連接有雙絞線，以用于將4個模擬電信號傳送給相應的4個射頻頭。

本領域技術人員應當理解，在實施例中給出的M和N的值都是示例性的，本發(fā)明并不限制于此。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域內的技術人員可以在所附權利要求的范圍內做出各種變形和修改。