專利名稱：一種rru級聯(lián)光纖時延調(diào)整方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)端射頻單元級聯(lián)時延調(diào)整方法和裝置。
背景技術(shù)：
分布式基站包括基帶單元BBU (Base Band Unit)和射頻單元RRU (Remote Radio Unit)兩部分。BBU和RRU分別承擔(dān)基站的基帶處理部分和射頻處理部分功能，從硬件和軟 件上都自成一體，采用開放式的接口和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(CPRI、IR、0BSAI)，通過光纖互聯(lián)。兩單元 之間的關(guān)系如附圖1所示。RRU與BBU之間有單點、星型、鏈型、環(huán)型、以及多點等方式，能根據(jù)不同需求實現(xiàn) 靈活組網(wǎng)，廣泛和簡便的應(yīng)用于各種場合。對于鐵路、高速公路、海岸線等窄長底線，可以通 過RRU間的級聯(lián)，并采用定向天線覆蓋，從而達(dá)到高覆蓋低成本的目的。RRU級聯(lián)示意圖如 附圖1所示。RRU支持的最大級聯(lián)數(shù)主要決定因素有光口速率、單級RRU支持的天線載波 (AxC)數(shù)。時延主要由RRU器件處理時延和光纖傳輸時延兩部分構(gòu)成。在時分復(fù)用的系統(tǒng) 中，上下行信號分時復(fù)用信道，為了保證上下行通信正常，RRU必須保持同BBU的空口同步， 即工作在同一個時間基準(zhǔn)，這就需要進(jìn)行時延調(diào)整。單點連接時由BBU完成對RRU的時延 調(diào)整，級聯(lián)時則需本級的RRU測量下一級RRU的相關(guān)延時量并協(xié)助BBU完成時延調(diào)整。BBU下行方向會提前系統(tǒng)時間基準(zhǔn)發(fā)送信號，RRU從接收信號中恢復(fù)下行幀頭，并 根據(jù)下行幀頭產(chǎn)生發(fā)送的上行幀頭，同時計算這兩個幀頭之間的距離，通過OM消息上報給 BBU0 BBU根據(jù)接收到的RRU上行幀頭、時間基準(zhǔn)以及RRU上報的幀頭距離，計算出RRU上下 行時延調(diào)整值，通過OM消息下發(fā)給RRU，根據(jù)配置值RRU完成時延調(diào)整。當(dāng)各級RRU的時間 基準(zhǔn)同BBU —致并且上行數(shù)據(jù)能正確合成一路數(shù)據(jù)，即完成時延調(diào)整，否則系統(tǒng)將不能正 常工作。為了提高覆蓋和節(jié)約成本，級聯(lián)是最有效的組網(wǎng)方式。級聯(lián)的時延調(diào)整是整個系 統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵，調(diào)整的精度影響到通信的質(zhì)量。同時級聯(lián)時延調(diào)整也是一個技術(shù) 難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服傳統(tǒng)方法存在的缺陷，以保證BBU和RRU空口同步的穩(wěn)定 性及可靠性為核心，提供了一種通用性強、架構(gòu)實現(xiàn)簡單、有利于系統(tǒng)快速和準(zhǔn)確完成遠(yuǎn)端 射頻單元級聯(lián)光纖時延調(diào)整的方法和裝置。本發(fā)明方法由現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和CPU 配合完成；首先在初始化時，CPU將時延初始值配置為最大光纖長度時的值；在BBU開始時 延校準(zhǔn)時，由CPU在BBU配置值的基礎(chǔ)上根據(jù)RRU的ID號不同計算出不同級數(shù)RRU的時延 調(diào)整值，從而完成對不同級數(shù)RRU的時延配置；調(diào)整的結(jié)果需保證各級RRU同BBU工作在一 個時間基準(zhǔn)上，上行在本級和下一級RRU數(shù)據(jù)合成時，下一級RRU的上行幀頭始終在本級上 行幀頭前，F(xiàn)PGA計算兩個幀頭之間的距離若在既定的范圍內(nèi)，則有FPGA上報一個完成信號 給CPU表明時延調(diào)整完成，否則CPU復(fù)位光口重新調(diào)整幀頭位置，再次進(jìn)行調(diào)整直至檢測到成功信號。然后下一級的上行數(shù)據(jù)依據(jù)本級幀頭進(jìn)行緩存，從而使級聯(lián)RRU的上行數(shù)據(jù)幀 頭保持一致，完成鏈路的建立和調(diào)整工作，實現(xiàn)和BBU的正常通信。本發(fā)明的RRU級聯(lián)光纖時延調(diào)整裝置，由以下幾個部分組成二個激光器(0，1)、 FPGA、CPU，F(xiàn)PGA分別與二個激光器、CPU相連。本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)技術(shù)方案參見圖2。該 裝置中各個模塊的功能如下激光器0用于下行鏈路數(shù)據(jù)的接收和上行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送， 以完成本級RRU與上一級RRU或BBU的通信；FPGA的串/并轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)完成高速差分串 行信號與并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并完成8B/10B編解碼；FPGA的數(shù)據(jù)解析模塊完成本級RRU的ID 號獲??；FPGA的數(shù)據(jù)合成模塊完成本級RRU同下級RRU上行數(shù)據(jù)的整合以及判斷時延調(diào)整 是否完成；FPGA的時延調(diào)整模塊根據(jù)CPU的配置值完成時延調(diào)整功能；FPGA的上行數(shù)據(jù)處 理模塊完成接收數(shù)字中頻信號；CPU完成時延調(diào)整值的或其及配置；激光器1用于下行鏈路 數(shù)據(jù)的發(fā)送和上行鏈路數(shù)據(jù)的接收，以完成本級RRU與下一級RRU的通信。本發(fā)明的一種RRU級聯(lián)光纖時延調(diào)整方法，包括以下步驟(1)激光器0負(fù)責(zé)下行鏈路數(shù)據(jù)的接收和上行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送，以完成本級RRU與 上一級RRU或BBU的通信；(2)FPGA的串/并轉(zhuǎn)換(SerDes)模塊負(fù)責(zé)完成高速差分串行信號與并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn) 換，并完成8B/10B編解碼；(3) FPGA的上行數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)將中頻載波信號根據(jù)BBU發(fā)送的AXC配置信息 封裝成無線幀，發(fā)送給時延調(diào)整模塊；(4) CPU在初始化配置時將上下行的時延值設(shè)為光纖最大長度時的值，以保證時延 校準(zhǔn)后下一級RRU的上行幀頭始終在本級RRU上行幀頭前；(5)鏈路建立后，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)解析模塊獲得本級RRU的ID，上報給CPU保存；(6) BBU開始時延校準(zhǔn)后，CPU獲取BBU的時延配置參數(shù)，將下行的配置值保存作為 下行時延調(diào)整的值，上行時延調(diào)整值需根據(jù)本級RRU的ID號查表得到一個微調(diào)值再加上下 行時延配置值獲得；(7) FPGA的時延調(diào)整模塊負(fù)責(zé)接收CPU獲取的BBU的時延配置參數(shù)，通過調(diào)整內(nèi)部 緩存單元對無線數(shù)據(jù)幀進(jìn)行延時輸出，以完成鏈路時延的調(diào)整，然后將無線數(shù)據(jù)幀發(fā)送給 數(shù)據(jù)合成模塊；(8)在FPGA的數(shù)據(jù)合成模塊中，數(shù)據(jù)合成模塊計算本級RRU的上行幀頭和下一級 RRU的上行幀頭的距離，若下一級RRU的上行幀頭超前本級RRU的上行幀頭，并且兩幀頭之 間的距離在既定范圍內(nèi)，則FPGA上報完成信號給CPU，否則CPU調(diào)用本級RRU的光口復(fù)位信 號，重新調(diào)整幀頭位置，直至完成；同時數(shù)據(jù)合成模塊還負(fù)責(zé)將本級RRU上行無線數(shù)據(jù)幀和 下一級RRU上行無線數(shù)據(jù)幀進(jìn)行數(shù)據(jù)合成，即數(shù)據(jù)依據(jù)本級RRU的上行幀頭進(jìn)行緩存，兩路 數(shù)據(jù)相或即可合成一路數(shù)據(jù)送到krdes模塊；(9)激光器1負(fù)責(zé)下行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送和上行鏈路數(shù)據(jù)的接收，以完成本級RRU與 下一級RRU的通信；上述步驟(1)到步驟(9)重復(fù)執(zhí)行，直至步驟(8)CPU檢測到完成信號和BBU的時 延配置成功信息，就能實現(xiàn)RRU級聯(lián)時延調(diào)整。本發(fā)明具有快速、簡便、穩(wěn)定的特點，以保證級聯(lián)RRU能夠與BBU進(jìn)行正常通信。


圖1為分布式基站系統(tǒng)中RRU多級級聯(lián)示意圖。圖2為本發(fā)明方法所采用的RRU級聯(lián)時延調(diào)整的裝置框圖。圖3為本發(fā)明方法所采用的主要步驟流程圖。圖4為TDD-LTE中IOms無線幀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。在圖2所示，本發(fā)明的裝置，由以下幾個部分組成二個激光器(0，1)、FPGA、CPU, FPGA分別與二個激光器、CPU相連。該裝置中各個模塊的功能如下激光器0用于下行鏈路 數(shù)據(jù)的接收和上行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送，以完成本級RRU與上一級RRU或BBU的通信；FPGA的串 /并轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)完成高速差分串行信號與并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并完成8B/10B編解碼；FPGA 的數(shù)據(jù)解析模塊完成本級RRU的ID號獲?。籉PGA的數(shù)據(jù)合成模塊完成本級RRU同下級RRU 上行數(shù)據(jù)的整合以及判斷時延調(diào)整是否完成；FPGA的時延調(diào)整模塊根據(jù)CPU的配置值完成 時延調(diào)整功能；FPGA的上行數(shù)據(jù)處理模塊完成接收數(shù)字中頻信號；CPU完成時延調(diào)整值的 或其及配置；激光器1用于下行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送和上行鏈路數(shù)據(jù)的接收，以完成本級RRU與 下一級RRU的通信。根據(jù)圖3所示的流程圖，RRU啟動后CPU將時延的初始值配置為光纖最大長度時的 值，在鏈路建立后FPGA的數(shù)據(jù)解析模塊獲取本級RRU的ID號上報給CPU保存；BBU啟動時 延校準(zhǔn)流程后，F(xiàn)PGA計算各個幀頭之間的距離并上報給CPU，通過OM消息上傳給BBU ；BBU 根據(jù)時間基準(zhǔn)計算后將配置值下發(fā)給RRU的CPU，CPU將收到的下行配置值保存作為下行的 時延調(diào)整值，上行調(diào)整值則根據(jù)RRU的ID號查表獲取相應(yīng)的微調(diào)值再加上下行配置值就是 上行的時延調(diào)整值；CPU配置FPGA的寄存器，通過改變時延調(diào)整模塊的內(nèi)部緩存單元的緩 存量實現(xiàn)對無線數(shù)據(jù)幀的延時輸出，完成對不同級數(shù)RRU的上下行時延配置，以保證各級 RRU和BBU工作在一個時間基準(zhǔn)，上行在本級和下一級RRU數(shù)據(jù)合成時，下一級RRU的上行 幀頭始終在本級上行幀頭前，F(xiàn)PGA計算兩個幀頭之間的距離若在既定的范圍內(nèi)，則有FPGA 上報一個完成信號給CPU表明時延調(diào)整完成，否則CPU復(fù)位光口重新調(diào)整幀頭位置，再次進(jìn) 行調(diào)整直至檢測到成功信號。然后下一級的上行數(shù)據(jù)依據(jù)本級幀頭進(jìn)行緩存，從而使級聯(lián) RRU的上行數(shù)據(jù)幀頭保持一致，完成鏈路的建立和調(diào)整工作，實現(xiàn)和BBU的正常通信。具體實施例如在光接口速率2. 4576Gbps兩天線LTE-RRU中，無線幀結(jié)構(gòu)如圖 4所示，F(xiàn)PGA工作時鐘為122. 88MHz，以40Km光纖為例，依據(jù)BBU規(guī)定的定時提前量為 234. 375us計算，最大的時延量為28800 (換算到FPGA的時鐘域)。初始化時，CPU給FPGA 上下行的配置值為(14400,14400)；第1級RRU獲得ID為1，依次類推，根據(jù)LTE的帶寬和 光速率只能有4級RRU級聯(lián)，F(xiàn)PGA將ID號上報CPU保存；BBU啟動時延校準(zhǔn)流程，本級RRU 根據(jù)頂協(xié)議的時延校準(zhǔn)原則計算相關(guān)的幀頭之間的距離并上報給BBU，BBU計算后下發(fā)配 置值，如為(3000，4000)則CPU配置下行的值為3000，上行配置第1級的值為3000，第2級 則需加微調(diào)值a，則對第2級的配置值為3000+a，第3級則為3000+b，第4級則為3000+c, 其中微調(diào)值由計算和實驗得到并且每級的固定；時延調(diào)整模塊根據(jù)配置值完成調(diào)整后，各 個幀頭的位置會發(fā)生變化，BBU側(cè)會判斷第1級RRU是否同自己工作在一個時間基準(zhǔn)，而級聯(lián)的RRU則需逐級判斷，本級RRU計算下一級RRU的上行幀頭同本級上行幀頭之間的距離， 若下一級RRU上行幀頭超前并在既定的范圍內(nèi)，則表明下一級RRU時延調(diào)整成功，并將完成 信息上報CPU以便繼續(xù)其他流程；時延調(diào)整流程逐級進(jìn)行，直至級聯(lián)的RRU全部同BBU工作 在一個時間基準(zhǔn)并且上行數(shù)據(jù)能正確合成一路，則表明時延調(diào)整完成。
本發(fā)明的上述實例僅僅為說明本發(fā)明的實現(xiàn)方法，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明 所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，都可輕易想到其變化和替換，因此本發(fā)明保護(hù)范圍都應(yīng)涵蓋在由權(quán) 利要求書所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.RRU級聯(lián)光纖時延調(diào)整裝置，由二個激光器(0，1)、FPGA、CPU組成，其特征在于FPGA 分別與二個激光器、CPU相連；激光器0用于下行鏈路數(shù)據(jù)的接收和上行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送， 以完成本級RRU與上一級RRU或BBU的通信；FPGA的數(shù)據(jù)解析模塊完成本級RRU的ID號獲 ?。籉PGA的串/并轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)完成高速差分串行信號與并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并完成8B/10B 編解碼；FPGA的數(shù)據(jù)合成模塊完成本級RRU同下級RRU上行數(shù)據(jù)的整合以及判斷時延調(diào)整 是否完成；FPGA的時延調(diào)整模塊根據(jù)CPU的配置值完成時延調(diào)整功能；FPGA的上行數(shù)據(jù)處 理模塊完成接收數(shù)字中頻信號；CPU完成時延調(diào)整值的或其及配置；激光器1用于下行鏈路 數(shù)據(jù)的發(fā)送和上行鏈路數(shù)據(jù)的接收，以完成本級RRU與下一級RRU的通信。
2.—種RRU級聯(lián)光纖時延調(diào)整方法，包括以下步驟(1)激光器0負(fù)責(zé)下行鏈路數(shù)據(jù)的接收和上行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送，以完成本級RRU與上一 級RRU或BBU的通信；(2)FPGA的串/并轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)完成高速差分串行信號與并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并完成 8B/10B編解碼；(3)FPGA的上行數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)將中頻載波信號根據(jù)BBU發(fā)送的AXC配置信息封裝 成無線幀，發(fā)送給時延調(diào)整模塊；(4)CPU在初始化配置時將上下行的時延值設(shè)為光纖最大長度時的值，以保證時延校準(zhǔn) 后下一級RRU的上行幀頭始終在本級RRU上行幀頭前；(5)鏈路建立后，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)解析模塊獲得本級RRU的ID，上報給CPU保存；(6)BBU開始時延校準(zhǔn)后，CPU獲取BBU的時延配置參數(shù)，將下行的配置值保存作為下行 時延調(diào)整的值，上行時延調(diào)整值需根據(jù)本級RRU的ID號查表得到一個微調(diào)值再加上下行時 延配置值獲得；(7)FPGA的時延調(diào)整模塊負(fù)責(zé)接收CPU獲取的BBU的時延配置參數(shù)，通過調(diào)整內(nèi)部緩存 單元對無線數(shù)據(jù)幀進(jìn)行延時輸出，以完成鏈路時延的調(diào)整，然后將無線數(shù)據(jù)幀發(fā)送給數(shù)據(jù) 合成模塊；(8)在FPGA的數(shù)據(jù)合成模塊中，數(shù)據(jù)合成模塊計算本級RRU的上行幀頭和下一級RRU 的上行幀頭的距離，若下一級RRU的上行幀頭超前本級RRU的上行幀頭，并且兩幀頭之間的 距離在既定范圍內(nèi)，則FPGA上報完成信號給CPU，否則CPU調(diào)用本級RRU的光口復(fù)位信號， 重新調(diào)整幀頭位置，直至完成；同時數(shù)據(jù)合成模塊還負(fù)責(zé)將本級RRU上行無線數(shù)據(jù)幀和下 一級RRU上行無線數(shù)據(jù)幀進(jìn)行數(shù)據(jù)合成，即數(shù)據(jù)依據(jù)本級RRU的上行幀頭進(jìn)行緩存，兩路數(shù) 據(jù)相或即可合成一路數(shù)據(jù)送到krdes模塊；(9)激光器1負(fù)責(zé)下行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送和上行鏈路數(shù)據(jù)的接收，以完成本級RRU與下一 級RRU的通信；上述步驟(1)到步驟(9)重復(fù)執(zhí)行，直至步驟(8) CPU檢測到完成信號和BBU的時延配 置成功信息，就能實現(xiàn)RRU級聯(lián)時延調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RRU級聯(lián)光纖時延調(diào)整方法及裝置，裝置由二個激光器、FPGA模塊、CPU組成，F(xiàn)PGA模塊分別與二個激光器、CPU相連；FPGA模塊獲得本級RRU的ID，根據(jù)CPU的配置調(diào)整時延，將下一級RRU的上行數(shù)據(jù)同本級RRU的上行數(shù)據(jù)合成，計算BBU配置時延所需的各個幀頭之間的距離；CPU模塊獲取BBU配置時延的參數(shù)，并根據(jù)本級RRU的ID號進(jìn)行調(diào)整，同時檢測時延配置是否完成，沒有則復(fù)位光口進(jìn)而從新調(diào)整幀頭位置直至?xí)r延調(diào)整完成。本發(fā)明具有簡單、快速、穩(wěn)定的特點，保證整個級聯(lián)鏈路的正常通信。
文檔編號H04W88/08GK102082608SQ20101060544
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者周世軍, 杜仲, 江浩洋, 汪洋, 王冉, 邢凌燕, 陳付齊 申請人:武漢郵電科學(xué)研究院