基站收發機系統中的信號壓縮的製作方法
2023-07-04 21:11:26 2
專利名稱：基站收發機系統中的信號壓縮的製作方法
技術領域：
本發明涉及在無線通信網絡的收發機系統中對信號進行的壓縮和解壓縮，並且更 具體地，涉及在通過該收發機系統的基站處理器和一個或多個射頻(RF)單元之間的串行 數據鏈路傳送之前，對信號樣本進行壓縮。
背景技術：
無線通信網絡中的收發機系統執行控制功能以引導信號在訂戶或終端之間的通 信以及與外部網絡的通信。一般的操作包括接收RF信號、將其轉換為信號數據、對信號數 據執行各種控制和信號處理操作、將信號數據轉換為RF信號以及將RF信號發射到無線訂 戶。無線通信網絡中的收發機系統包括基站和分布式天線系統(DAS)。對於反向鏈路，或稱 上行鏈路，終端發射由收發機系統接收的RF信號。對於前向鏈路，或稱下行鏈路，收發機系 統向無線網絡中的訂戶或終端發射RF信號。基站也可以稱為基站收發機系統(BTS)、小區 站點、接入點、節點B或其他術語。終端可以是固定的或移動的，其可以是無線設備、蜂窩電 話、個人數字助理(PDA)、個人計算機或裝配有無線數據機的任何設備。
對於此說明書，術語「基站收發機系統(BTQ 」將表示基站處理器以及在基站處理 器的控制下與基站處理器通信的RF單元，其包括任何類型或長度的數據傳送鏈路。這包括 具有與基站處理器放置在一起或者放置在天線附近的天線塔上的RF單元的傳統基站。DAS 是BTS的另一示例，儘管RF單元遠離基站處理器。
無線通信網絡的基站收發機系統必須管理向擴大的訂戶基數供應新服務所需的 日益增長的數據量。系統設計的挑戰包括確保演進的標準的靈活性、支持增長的數據處理 需求以及降低整體成本。基站的模塊化設計方法提供了滿足這些挑戰的靈活性。模塊化基 站設計的組件包括基站處理器和通過串行數據鏈路耦接的RF單元，其中串行數據鏈路包 括銅線或光纖線纜。RF單元包括發射機、接收機、模數轉換器(ADC)以及數模轉換器(DAC)。 有線的或光纖的串行數據鏈路在RF單元和基站處理器之間傳送採樣信號。採樣信號可以 在RF處集中或者在通過數據鏈路傳送之前轉換為中頻(IF)或基帶。基站處理器包括用於 信號處理、控制以及與外部網絡進行通信的功能。
模塊化設計的兩個行業標準，即開放式基站架構聯盟(OBSAI)和通用公共無線 電接口(CPRI)，規定了用於互連RF模塊和基站處理器的架構以及用於串行數據鏈路的 傳輸協議。在以下文獻中描述了 OBSAI標準，「0BSAI Open Base Station Architecture Initiative BTS Systems Reference Document", ^ 2. 0,2006, 1 "OBSAI Open Base Station Architecture Initiative Reference Point 3 Specification，，,版本4. 0,2007。 在以下文獻中描述了 CPRI 標準，"CPRI Specification V3. 0 Interface Specification」， 2006。這兩種架構都通過串行數據鏈路發射/接收多信道信號數據以及傳送復用基帶信號 數據。模塊化設計可以不必與CPRI或OBSAI相兼容。
OBSAI標準描述了用於在基站處理器(稱為基帶模塊)和RF模塊之間通信的架 構和協議。用於一個或多個基帶模塊與一個或多個RF模塊的連接拓撲包括網格、集中式組8合器/分發器以及橋接模塊。連接基帶模塊與RF模塊的OBSAI兼容的串行數據鏈路稱為 參考點3(RP;3)接口。在遠程RF單元(RRU)連接到基帶模塊的系統中，串行數據鏈路稱為 RP3-01接口。用於基帶模塊與RRU的連接拓撲包括點到點、鏈狀、環行和樹與分支。基帶模 塊/RRU配置支持分布式天線系統。
CPRI標準表示用於處理基帶信號數據的無線電設備控制(REC)和對執行RF處理 以便通過天線發射信號的無線電設備(RE)。REC和RE分別對應於基站處理器和RF單元。 CPRI標準規定了串行接口和在物理層和數據鏈路層的操作。REC和RE之間或兩個RE之間 的串行數據鏈路是雙向接口，其中每個方向一條傳輸線。REC和一個或多個RE之間的連接 拓撲包括點到點、多點到點、鏈狀、星形、樹、環形及其組合。
分布式天線系統(DAS)將信號數據從主天線/RF資源分發到經由Cat5線纜、同軸 線纜或光纖鏈路連接的多個遠程天線。實質上，DAS可以連接至各種各樣的無線服務，並且 繼而在該DAS所安裝的整個區域上重播這些信號。例如，DAS可以改進建築物內的蜂窩電 話覆蓋。建築物屋頂上的主收發機和天線通過線纜或光纖連接至該建築物內的多個分布式 天線。每個DAS具有「頭端」，進入頭端中的源信號被組合以分發給遠程無線電單元。DAS 系統提供有限空間(諸如高層建築、隧道、鐵路以及機場)內的覆蓋。如個人通信工業協會 (PCIA)的DAS論壇所定義的，DAS是經由傳輸介質連接到公共源的空間分離天線節點的網 絡，其在地理區域或結構內提供無線服務。DAS天線高度(elevation)通常處於或低於雜 波水平並且節點安裝是緊湊的。數字串行數據鏈路將頭端(基站)連接至遠程射頻單元或 頭。
用於無線通信網絡的基站收發機系統通過基站處理器與RF模塊之間的串行數據 鏈路來傳送大量採樣信號數據。與演進的無線通信標準相兼容、增大數據容量以及服務更 多訂戶的需求可能要求對收發機系統進行昂貴的硬體升級，包括增加串行數據鏈路的數量 或容量以及增大支持子系統的數據處理能力。這些要求可能與收發機系統的約束相衝突， 收發機系統的約束包括物理尺寸限制、功耗限制以及地理限制。
因此，需要為基站和分布式天線系統增大串行數據鏈路的容量以及節省基站收發 機系統的資源。在通過串行數據鏈路傳送之前對數據進行壓縮，使得提供方可以通過增大 已有數據鏈路的容量來滿足這些要求，其有可能消除或至少推遲升級已有數據鏈路的需 求。計算效率高的壓縮和解壓縮節省了計算資源。OBSAI和CPRI標準沒有公開在通過串行 數據鏈路傳送之前對信號樣本進行壓縮。因此，還需要提供對信號樣本的壓縮以及對已壓 縮樣本的格式化，以便與BTS的數據傳輸協議相兼容。發明內容
考慮前述傳統問題，做出了本發明的實施方式。本發明的一個目的是在無線通信 網絡的基站收發機系統中，增大將基站處理器連接至RF單元的串行數據鏈路的數據傳送容量。
為了實現上述目的，本發明的一個方面提供了在無線通信網絡的基站收發機系統 中，用於通過串行數據鏈路將信號數據從射頻(RF)單元傳送至基站處理器的方法，其中RF 單元耦合至天線以接收基於通信數據而調製的模擬信號，RF單元包括將模擬信號轉換為多 個數字樣本的模數轉換器(ADC)，其中所述基站處理器對接收自RF單元的信號樣本執行信9號處理操作。所述方法包括
在RF單元處，根據壓縮控制參數對從ADC輸出的信號樣本進行壓縮以形成壓縮樣 本；
對壓縮樣本進行格式化以通過所述串行數據鏈路進行傳送；
通過所述串行數據鏈路將所述壓縮樣本從RF單元傳送至基站處理器；
在所述基站處理器處接收所述壓縮樣本；以及
根據解壓縮控制參數來解壓縮所述壓縮樣本以形成解壓縮信號樣本，其中所述基 站處理器對所述解壓縮信號樣本應用所述信號處理操作。
實現前述目的的本發明的另一方面提供了 在無線通信網絡的基站收發機系統 中，用於通過串行數據鏈路將表示調製的通信數據的信號樣本從基站處理器傳送至RF單 元的方法，所述RF單元具有用於將信號樣本轉換為模擬信號的數模轉換器(DAC)，其中所 述RF單元耦合至天線以發射所述模擬信號。所述方法包括
在基站處理器處，根據壓縮控制參數對信號樣本進行壓縮以形成壓縮樣本；
對壓縮樣本進行格式化以通過所述串行數據鏈路進行傳送；
通過所述串行數據鏈路將所述壓縮樣本從基站處理器傳送到RF單元；
在RF單元處接收所述壓縮樣本；以及
根據解壓縮控制參數對所述壓縮樣本進行解壓縮以形成解壓縮信號樣本，其中所 述解壓縮信號樣本被提供給所述DAC以轉換為模擬信號。
實現前述目的的本發明的另一方面提供了 在無線通信網絡的基站收發機系統 中，包括耦合到天線以接收基於通信數據調製的模擬信號的RF單元，以及通過串行數據鏈 路耦合到所述RF單元的基站處理器，所述RF單元包括將所述模擬信號轉換為多個信號樣 本的模數轉換器(ADC)，其中所述基站處理器對接收自所述RF單元的信號樣本執行信號處 理操作，一種用於從所述RF單元向所述基站處理器傳送數據的裝置。所述裝置包括
在所述RF單元處的壓縮器，其被耦合以從所述ADC接收信號樣本，以及根據壓縮 控制參數來產生壓縮樣本；
格式化器，其耦合至所述壓縮器，並且格式化所述壓縮樣本以便通過所述串行數 據鏈路進行傳送；
串行數據鏈路，其耦合至所述格式化器以將所述壓縮樣本傳送至所述基站處理 器；
基站處理器，其耦合至所述串行數據鏈路以接收所述壓縮樣本；以及
集成到所述基站處理器中的解壓縮器，用於解壓縮接收的壓縮樣本以形成解壓縮 信號樣本，其中所述基站處理器對所述解壓縮信號樣本執行所述信號處理操作。
實現前述目的的本發明的另一方面提供了，在無線通信網絡的基站收發機系統 中，包括耦合到天線以發射模擬信號的射頻(RF)單元，以及通過串行數據鏈路耦合到所述 RF單元的基站處理器，所述基站處理器向所述RF單元提供表示調製的通信數據的多個信 號樣本，所述RF單元包括將所述多個信號樣本轉換為模擬信號的數模轉換器(DAC)，其中 所述基站處理器對所述信號樣本執行信號處理操作，一種用於從所述基站處理器向所述RF 單元傳送數據的裝置。所述裝置包括
集成在所述基站處理器中的壓縮器，用於根據壓縮控制參數對信號樣本進行壓縮以形成壓縮樣本；
格式化器，其耦合至所述壓縮器，並且對所述壓縮樣本進行格式化以便通過所述 串行數據鏈路進行傳送；
串行數據鏈路，其耦合至所述格式化器以將所述壓縮樣本傳送至所述RF單元；
RF單元，其耦合至所述串行數據鏈路以接收所述壓縮樣本；以及
集成在所述RF單元中的解壓縮器，用於對接收的壓縮樣本進行解壓縮以形成解 壓縮信號樣本，其中所述解壓縮信號樣本被提供給所述DAC以轉換為模擬信號。
圖Ia是併入了壓縮和解壓縮的通用基站架構的框圖。
圖Ib是包括壓縮和解壓縮的分布式天線系統(DAS)的示例的框圖。
圖加是遵從OBSAI標準建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。
圖2b是在具有遠程RF單元的OBSAI兼容的BTS中的壓縮和解壓縮的框圖。
圖2c是根據現有技術、OBSAI標準所支持的無線調製格式的表。
圖3a是遵從CPRI標準建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。
圖北示出了無線基站系統300，其中REC 320和多個無線電設備310a和310b經 由數據傳送鏈路340a和340b以鏈式布置連接。
圖4是壓縮和解壓縮的框圖，其中多個信號信道在通過串行數據鏈路傳送之前被 壓縮和復用。
圖5示出了將已壓縮數據分組映射至RP3消息的有效載荷部分的示例。
圖6示出了將已壓縮數據分組映射至乙太網MAC幀並繼而映射至RP3消息的示 例。
圖7是示出了用於將已壓縮數據映射至乙太網有效載荷的三個列舉示例的表。
圖8示出了映射已壓縮數據分組以根據CPRI協議進行傳送的示例。
圖9a是基帶單元處的壓縮器的框圖。
圖9b是RF單元處的壓縮器的框圖。
圖IOa是RF單元處的解壓縮器的框圖。
圖IOb是基帶單元處的解壓縮器的框圖。
圖11給出了示出用於壓縮具有不同中心頻率的信號樣本的備選方案基本原理的 示例。
圖12是基於中心頻率信號樣本的壓縮算法的框圖。
圖13示出了基於中心頻率產生修改的樣本的操作。
圖14給出了針對圖11的示例的信號樣本x(i)和x(i-j)的和或差。
圖15是由解壓縮器執行的操作的框圖。
具體實施方式
下文描述根據本發明如何將壓縮和解壓縮併入基站收發機系統中。示例架構包括 通用基站、OBSAI或CPRI基站以及分布式天線系統中的壓縮和解壓縮。繼而描述應用於由 收發機系統處理的信號樣本的壓縮和解壓縮的優選方法。
圖Ia是根據本發明併入了壓縮和解壓縮的通用基站架構的框圖。BTS架構包括通 過一個或多個串行數據鏈路140連接至RF單元150的基站處理器100。此通用架構可以 用於無線通信網絡採用的任何空中接口標準，包括GSM/EDGE、基於CDMA的調製格式、基於 OFDM的調製格式(諸如WiMax)以及可能發展的其他信號調製格式。遠程RF單元150可以 位於天線塔上的天線155附近。RF單元150可以連接至多個天線以便發射、接收、分集或波 束成形。串行數據鏈路可以由光纖、同軸線纜或RJ-45雙絞線來實現。基站處理器100執 行信號處理功能，以準備要由RF單元發射的數據或者從接收自RF單元150的信號樣本中 恢復數據。功能的類型包括符號調製/解調、信號編碼/解碼、用於CDMA的擴頻/解擴、用 於發射/接收的分集處理、幹擾消除、均衡、時間和頻率同步、上變頻/下變頻、復用/解復 用以及去往/來自外部網絡(未示出)的數據傳輸。
對於發射路徑，或稱下行鏈路，基站處理器100執行信號處理功能以對從之前接 收的無線信號中提取的、或從外部網絡接收到的通信數據進行調製，從而產生數位訊號。信 號處理功能取決於調製格式，並且可以包括符號調製、信道編碼、用於CDMA的擴頻，用於發 射的分集處理、時間和頻率同步、上變頻、復用以及用於OFDM的反向離散傅立葉變換。取決 於系統設計，數位訊號的中心頻率可以為0Hz、中頻(IF)或射頻(RF)。在通過串行數據鏈 路140傳送到RF單元之前，壓縮器120對數位訊號的樣本進行壓縮。在RF單元150處，解 壓縮器125對已壓縮的樣本進行解壓縮以重構數位訊號，之後進行數模轉換。數模轉換器 (DAC) 160將重構的數位訊號轉換為模擬信號。發射機182準備模擬信號以由天線155發 射，包括上變頻到適當的射頻、RF濾波以及放大。
對於接收路徑，或稱上行鏈路，RF單元150處的天線155從一個或多個無線源或訂 戶接收代表已調製通信數據的RF模擬信號。所接收信號的頻帶可以是來自多個無線訂戶 的發射信號的組合。根據空中接口協議，不同的訂戶信號可以被指派給某些頻率信道，或者 多個訂戶可以被指派給某個特定頻帶。在CDMA空中接口協議的情況下，多個訂戶信號被指 派給特定頻帶，並且每個訂戶信號使用唯一擴頻碼在該頻帶上擴展。接收機180對RF模擬 信號執行模擬操作，包括RF濾波、放大和下變頻，取決於系統設計，將接收信號的中心頻率 從RF移至IF或0Hz。基於系統設計，模數轉換器(ADC) 170將接收的模擬信號轉換為數字 信號以產生僅具有實數值的信號樣本，或者可選地，產生具有同相(I)和正交(Q)分量的信 號樣本。壓縮器130應用於從ADC 170輸出的數位訊號的整個帶寬。壓縮器130在數字信 號樣本通過串行數據鏈路140傳輸之前對其進行壓縮。在基站處理器100處，解壓縮器135 對已壓縮樣本進行解壓縮以重構數位訊號，之後執行常規信號處理以從解壓縮的數位訊號 中恢復通信數據。處理操作可以包括解調符號、信道解碼、解擴(針對CDMA調製格式)、分 集處理、幹擾消除、均衡、時間和頻率同步、下變頻、解復用、離散傅立葉變換(針對OFDM調 制格式)，以及將從解壓縮的信號樣本中得到的數據傳輸給外部網絡。
基站處理器100和RF單元150可以表示為本領域中的其他名稱，並不限制權利要 求中所述的本發明的範圍。
圖Ib是分布式天線系統(DAS)的示例的框圖。基站處理器100連接至多個遠程 RF單元150及其相關聯的天線155。DAS可以有多個遠程RF單元150，其通常位於離基站處 理器100幾十到幾百米之處。基站處理器100是主收發機系統(諸如圖Ia中所示的BTS) 的一部分，主收發機系統通常配置有RF。主收發機例如可以位於建築物的屋頂。每個遠程12RF單元150包括壓縮器130、解壓縮器125、ADC 170、DAC 160、發射機182和接收機180， 不過為了簡化僅在一個遠程RF單元150中示出了這些組件。在此示例中，基站處理器100 經由集線器146連接至遠程RF單元150。集線器146繼而經由數據鏈路142連接至另一集 線器148，或者經由鏈路144連接至多個遠程RF單元150。取決於系統設計，這些數據鏈路 140、142和144可以具有相同的特性或者可以不相同。對於發射路徑，基站處理器100應用 壓縮器120對信號樣本進行壓縮。壓縮的樣本經由數據鏈路140傳送至集線器146，經由 數據鏈路142至另一集線器148、以及經由數據鏈路144至多個遠程RF單元150。壓縮的 數據在經過集線器146和148時可以保持壓縮。在每個遠程RF單元150處，解壓縮器125 對信號進行解壓縮，之後進行數模轉換160。發射機182處理得到的模擬信號以用於通過 天線155的發射。對於每個遠程RF單元150處的接收路徑，每個天線155提供模擬信號給 接收機180。ADC170將接收到的模擬信號轉換為數位訊號。壓縮器130對數位訊號進行壓 縮之後經由適當的數據鏈路140、142或144以及集線器148和146將其傳送至基站處理器 100。解壓縮器135對壓縮的信號樣本進行解壓縮以重構接收到的數位訊號，然後由基站處 理器100進行傳統的信號處理。分布式天線系統可以通過數據鏈路140、142和144傳送IF 或RF數位訊號，如前面參考圖Ia所描述的，或者其可以如下文進一步地描述的傳送數字基 帶信號。
壓縮器120/130將壓縮樣本打包在壓縮數據分組中，該壓縮數據分組具有與串行 數據鏈路的數據傳輸協議相兼容的格式。壓縮器120/130向部分或全部壓縮數據分組添加 報頭部分。備選地，如果數據傳輸協議有可用的開銷比特(overhead bit)，則報頭可以被編 碼在開銷比特中。報頭部分具有定義的長度，其包括用於解壓縮器125/135的同步和控制 信息。壓縮器120/130可以按任何順序對壓縮樣本進行打包；然而解壓縮器125/135將對 解壓縮的樣本重新排序並格式化以符合BTS期望的數據表示格式。串行數據鏈路可以具有 私有數據傳輸協議或標準協議，諸如乙太網。壓縮數據分組的大小被設置為適合此數據傳 輸協議。例如，為了在乙太網MAC幀中傳送，壓縮數據分組可以將大小調整為適合放進有效 載荷部分，如下文結合圖6和圖7所描述的。解壓縮器125/135接收乙太網MAC幀，並從有 效載荷部分提取壓縮數據分組。解壓縮器125/135從報頭提取同步和控制信息，以用於解 壓縮和重構信號樣本序列。
圖加是遵從OBSAI標準建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。OBSAI標準規定 了對基帶I和Q信號樣本的處理和傳送。基站200包括經由一個或多個RP3串行數據鏈路 240連接的基帶模塊210和RF模塊250。可以存在多個基帶模塊210與多個RF模塊250 通信。OBSAI架構支持用於固定或移動接入的針對GSM/EDGE、CDMA、WCDMA和WiMax的空中 接口標準，其具有圖2c的表1中列出的配置。通過併入通用模塊，OBSAI標準也可以容納其 他無線網絡配置或信號調製格式。基帶模塊210對基帶信號數據執行信號處理功能以適合 調製格式。信號處理功能可以包括符號調製/解調、信道編碼/解碼、擴頻/解擴、用於發 射/接收的分集處理、幹擾消除、均衡、時間和頻率同步、反向/正向離散傅立葉變換，以便 適合空中接口標準或其他調製格式、以及去往/來自外部網絡(未示出)的數據傳輸。RF 模塊250可以僅包含發射功能、僅包含接收功能、或者包括發射和接收兩個功能。OBSAI RF 模塊功能包括ADC/DAC、上/下變頻、載波選擇、天線接口、Tx/Rx RF濾波、RF合併、分集Tx/ Rx以及空中接口功能。串行數據鏈路240的選擇包括光纖線纜、銅線線纜或無線傳輸。RP3總線協議定義了用於數據傳送的數據格式和線路編碼。基帶模塊210和RF模塊250 二者 都對壓縮的數據進行格式化以根據RP3總線協議進行傳送。
對於發射路徑，或稱下行鏈路，基帶模塊210對通信數據執行適合於調製格式的 各種功能，從而產生基帶信號樣本對1。這些功能可以包括符號調製、信道編碼、擴頻、發射 分集處理和反向離散傅立葉變換以適合於OBSAI支持的或其他信號調製格式。在通過串行 數據鏈路240傳送到RF模塊250之前，壓縮器120對信號樣本241進行壓縮。在RF模塊 250處，解壓縮器125對已壓縮的樣本進行解壓縮以形成解壓縮的信號樣本M2，之後進行 RF傳輸的常規處理。
對於接收路徑，或稱上行鏈路，天線155接收代表來自訂戶的已調製通信數據的 模擬RF信號。下文將參考圖4更詳細地描述RF模塊250形成基帶數位訊號樣本243的操 作。壓縮器130對數位訊號樣本243進行壓縮，之後經由串行數據鏈路240傳送至基帶模塊 210。在基帶模塊210處，解壓縮器135對已壓縮樣本進行解壓縮以形成解壓縮的信號樣本 2440基帶模塊210繼而對解壓縮的信號樣本應用適合於調製格式的信號處理。信號處理 功能可以包括符號解調、信道解碼、解擴、接收分集處理、幹擾消除、均衡、時間和頻率同步、 正向離散傅立葉變換，以適合於空中接口標準或其他調製格式。儘管圖2示出了點到點布 置，但是其他連接布置也有可能，包括網格拓撲、橋式連接以及組合器/分發器連接。
圖2b是在具有遠程RF單元的OBSAI兼容的BTS中的壓縮和解壓縮的框圖。在此 示例中，基站200連接至兩個遠程RF單元(RRU) 260-1和沈0_2。串行數據鏈路250-1和 250-2符合OBSAI規範定義的RP3-01串行數據鏈路協議。RP3-01協議將RP3協議擴展為 容納適合於通過較長物理鏈路來傳輸數據的物理層技術。實現為獨立模塊或與BTS 200或 RRU 260集成在一起的本地轉換器(LC)將數據映射為RP3-01數據格式。RP3-01協議使用 根據標準IEEE 802. 3-2002的乙太網MAC幀。點到點乙太網傳送被應用於RP3-01節點之 間，不論是RRU 260-1與260-2之間還是BTS 200與RRU 260-1之間。RRU 260-1包括以太 網開關，其確定數據幀是在RRU 260-1處消耗還是要轉發給RRU 260-2。對於發射路徑，基 帶模塊210壓縮有效載荷信號數據，之後根據RP3-01協議通過數據鏈路250-1進行傳送。 如果RRU 260-1是目的地節點，則RRU 260-1對已壓縮數據進行解壓縮，之後處理從天線 255-1進行的RF發射。如果RRU 260-2是目的地節點，則RRU 260-1將具有壓縮的有效載 荷數據的數據幀通過鏈路250-2遞送至RRU 260-2。RRU 260-2對壓縮的有效載荷數據進 行解壓縮以從天線255-2發射。對於接收路徑，RRU 260-1和沈0-2對它們各自接收到的 信號樣本進行壓縮，並且對壓縮的信號數據進行格式化以便根據RP3-01協議傳送。基帶模 塊210對接收自RRU260-1和260-2的壓縮信號數據進行解壓縮，之後進行常規基帶操作。 RRU 260-1會將其從RRU 260-2接收到的數據幀遞送給BTS 200，而不對有效載荷數據解壓 縮。
圖3a是遵從CPRI標準建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。CPRI標準特別支 持UTRA/FDD標準(通用陸地無線電接入/頻分雙工，使用WCDM調製格式)以及WiMax標 準(IEEE 802. 16-2004和IEEE 802. 16e_2005)，不過其也可以用於其他空中接口調製格 式。在CPRI模型中，無線電基站系統300包括無線電設備控制(REC) 320和無線電設備 (RE) 310。這兩個組件經由串行數據鏈路340連接，串行數據鏈路340包括使用有線或光纖 介質的雙向鏈路。REC對基帶信號樣本執行信號處理功能，包括信道編碼/解碼、交織、擴頻/解擴(UTRA/FDD)以及反向/正向離散傅立葉變換(WiMax)。RE功能為空中接口準備 信號樣本或根據接收到的模擬信號生成信號樣本，其包括ADC/DAC、上/下變頻、載波復用 /解復用、Tx/Rx放大和RF濾波。RE 310連接至一個或多個天線155。CPRI標準指示每個 RE具有1、2或6個天線，每個天線具有1-4個載波。
對於發射路徑，或稱下行鏈路，在REC 420處，壓縮器120壓縮基帶信號樣本341a， 之後經由串行數據鏈路340傳送至RE 310。在RE 310處，解壓縮器125對壓縮的信號數據 進行解壓縮以產生解壓縮的信號樣本34加。解壓縮的信號樣本34 進一步被處理以用於 通過天線155的發射。對於接收路徑，或稱上行鏈路，RE 310處理通過天線155接收到的 信號以形成基帶信號樣本343a。壓縮器130對樣本進行壓縮，之後經由串行數據鏈路340 進行傳送。在REC 320處，解壓縮器135對接收到的壓縮樣本進行解壓縮以形成解壓縮的 樣本對如。REC 320對解壓縮的樣本對如執行常規處理功能。RE 310和REC 320的功能 在下文結合圖4進一步描述。圖3a示出了 REC 320和RE 310之間的點到點鏈路。其他拓 撲包括REC 320和RE 310之間的多個點到點鏈路以及一個REC 320與不止一個RE 310之 間的多個點到點鏈路。圖北示出了無線電基站系統300，其中REC 320和多個無線電設備 310a和310b經由數據傳送鏈路340a和340b以鏈式布置連接。RE相互連接的其他拓撲包 括樹式、環形和星形。
圖4是壓縮和解壓縮的框圖，其中多個信號信道在通過串行數據鏈路傳送之前被 壓縮和復用。針對每個獨立的天線，OBSAI和CPRI收發機二者都接收和發射信號樣本的多 個頻率信道，或多個天線載波。在此示例中，存在代表四個天線載波的信號樣本的四個信 道。信號樣本包括基帶I樣本和Q樣本。對於發射路徑，基帶單元110中的每個壓縮器120i 獨立地壓縮基帶I、Q信號樣本流以形成對應的壓縮樣本流。復用器420根據標準將壓縮樣 本復用成單個串行數據流，以通過串行數據鏈路430進行傳送。在RF單元150處，解復用 器440根據標準對串行數據流解復用以恢復四個壓縮樣本流。每個解壓縮器125i對一個 壓縮樣本流進行解壓縮以重構對應的基帶I、Q信號樣本。數字上變頻器(DUC)461將每個 解壓縮的信號樣本流上變頻至相應的載波頻率以形成信道化信號。每個上變頻的數位訊號 佔用所得信道化信號的特定信道。DAC 460將信道化信號轉換為模擬信號。發射機480將 模擬信號轉換為適當的RF頻率以供天線155發射。對於接收路徑，接收機482接收RF信 號，ADC 470將接收的信號數位化以產生代表信道化信號數據(如針對發射路徑所描述的) 的數位訊號。數字下變頻器(DDC)471將每個信道下變頻以形成對應的基帶I、Q信號樣本 流，每個信道一個流。壓縮器130i對其輸入信號樣本進行壓縮以形成壓縮的樣本。復用器 421將從壓縮器輸出的壓縮樣本流進行復用以根據OBSAI或CPRI標準來形成串行數據流。 串行數據流經由串行數據鏈路430被傳送至基帶單元110。解復用器441對串行數據進行 解復用以恢復四個壓縮樣本流。每個解壓縮器135i重構對應的I、Q信號樣本，之後由基帶 處理器410進行常規操作。
壓縮器120i和130i將壓縮樣本組織成與OBSAI、CPRI或其他協議相兼容的壓縮 數據分組。壓縮數據分組代表壓縮的I樣本和Q樣本。壓縮樣本的順序可以是順序交錯壓縮 的I樣本和Q樣本，也即(I1 Q1 I2 Q2-In Qn) 0備選地，壓縮的I樣本和Q樣本的順序可以 是壓縮的I樣本塊，之後跟隨壓縮的Q樣本塊，也即(I1 I2-In Q1Q^Qn)。壓縮器120i/130i 對長度為BL0CK_SIZE(塊大小)的連續輸入信號樣本塊進行操作。壓縮器120i/130i對BL0CK_SIZE個連續樣本進行壓縮以形成壓縮的數據分組。
有益的BL0CK_SUE為192，不過也可以使用其他塊大小。192個樣本的塊大小提 供了用於現場可編程門陣列(FPGA)的簡單雙緩存輸入塊。可以實現更小的塊大小，諸如4 個或8個樣本，從而滿足OBSAI和CPRI規範的更嚴格的等待時間需求。為了滿足等待時間 的規定，樣本的塊大小應當持續小於或等於所允許延遲周期的一半的一段時間。這假設將 一半等待時間用於壓縮，另一半用於解壓縮。例如，CPRI規定允許的等待時間周期為5 μ S。 對於碼片速率為3. 84MHz、每個碼片一個樣本的UTRA-FDD信號格式而言，5 μ s的允許等待 時間跨過大約19個採樣間隔。4個樣本大的塊大小將具有8個樣本間隔的等待時間周期， 其完全在CPRI所允許的等待時間周期內。
壓縮器120i/130i可以向部分或全部壓縮數據分組添加報頭部分。報頭部分具有 定義的長度，例如16比特。備選地，報頭信息可以放置在OBSAI或CPRI消息格式的輔助字 段中。在針對OBSAI的備選方案中，報頭信息可以利用OBSAI消息的TYPE欄位中未使用的 代碼來編碼。在針對CPRI的備選方案中，報頭信息可以編碼在基本幀的填充比特中。壓 縮器120i/130i將壓縮數據分組提供至OBSAI或CPRI消息格式的有效載荷部分。解壓縮 器125i/135i接收OBSAI或CPRI消息，並從有效載荷部分提取壓縮數據分組。解壓縮器 125 /135 使用報頭來提取用於解壓縮的控制參數以及建立壓縮數據分組同步。解壓縮器 125 /135 根據I和Q樣本順序、字節順序以及OBSAI、CPRI或其他協議規定的數據格式， 重構I、Q信號樣本序列。OBSAI或CPRI所使用的控制消息不進行壓縮。
OBSAI標準的RP3和RP3-01總線協議包括有益於傳送壓縮數據分組的特徵。OBSAI 應用層消息格式具有固定的大小，19個字節或152比特，其包括分配用於地址/類型/時 間戳的3個字節以及分配用於有效載荷的16個字節或128比特。類型欄位包括W-CDMA/ FDD、W-CDMA/TDD、802. 16、LTE和乙太網。壓縮數據分組可以設置成長度為128比特，以適 合放進有效載荷部分。在通過數據鏈路進行傳送之前，OBSAI物理層應用8b IOb對消息的 每個字節(包括有效載荷)進行編碼。RP3協議定義了消息群，其包括多達65，536個消息 和多達20個空閒字節，以及包括多達65，536的整數倍個連續消息群的幀，其中該整數倍數 是1、2或4。整數倍數將幀長度(以比特為單位)與串行數據鏈路的數據傳輸速率相聯繫， 768Mbps (i = 1), 1536Mbps (i = 2)以及 3072Mbps (i = 4)。幀的時間間隔固定為 10ms。圖 5示出了將已壓縮數據分組映射至RP3消息520的有效載荷部分522的示例。類型欄位524 指示信號樣本的數據類型，例如W-CDMA/FDD。地址5 用於在傳輸層進行路由。傳輸層功 能包括消息復用器528，其根據系統配置和路由需求將RP3消息520與其他RP3消息(未示 出)進行復用。在數據鏈路層，消息群格式化器530將多個消息指派給消息時隙(slot)， 並添加控制數據和空閒字節以形成消息群。在物理層，SblOb編碼器540將每個字節編碼 成10比特，從而形成用於通過串行數據鏈路傳送的比特流部分。參考圖4，對於OBSAI系 統，復用器420和421對來自每個壓縮器120i和130i的每個群組的壓縮數據分組510執 行參考圖5和圖6所描述的功能。對於OBSAI系統，解復用器440和441執行反向操作，包 括SblOb解碼、消息解復用以及從RP3消息520中提取有效載荷數據以取回壓縮數據分組 510。對於圖6的示例，根據來自RP3分組的有效載荷數據630-1到630_n來重新裝配以太 網MAC幀550的有效載荷數據。從乙太網MAC幀550的有效載荷數據中取回壓縮數據分組 510。這些反向操作在上述參考的OBSAI標準的文獻中描述。對應的壓縮數據分組被輸入到解壓縮器125i和135i。
例如，IOms的OBSAI幀容納用於W-CDMA信號的38，400個碼片。對於數據率為 768Mbps、1536Mbps和3072Mbps以及8bl0b編碼，在IOms期間傳送的用戶數據有6. 144兆 比特、12. 288兆比特以及24. 576兆比特。每個天線載波使用3. 84MHzX32比特X 1. 25 = 153. 6Mbps的鏈路帶寬。因此，768Mbps的鏈路可以攜帶4個天線載波(16比特用於I，16 比特用於Q)。對於壓縮率為2 1的情形，768Mbps的鏈路將攜帶8個天線載波。
由於OBSAI支持乙太網數據類型，所以壓縮數據分組可以被映射到乙太網幀中， 該乙太網幀繼而被映射為RP3消息。對於連接至多個RRU的BTS，RP3-01協議規定將以太 網MAC幀連同控制數據一起映射為連續的RP3消息。乙太網MAC幀大小在64位元組到1518 字節之間，其中14個字節用於報頭，有效載荷大小在46個字節到1500個字節之間。圖6 示出了將已壓縮數據分組映射至乙太網MAC幀並繼而映射至RP3消息的示例。在應用層， 壓縮數據分組510被映射到乙太網MAC幀550的有效載荷部分。乙太網MAC幀550的內容 繼而被映射到若干RP3消息的有效載荷部分630-1到630-n。傳輸層的復用功能、數據鏈路 層的消息群組的格式化以及物理層的SblOb編碼如參考圖5描述的方式進行。為了方便地 將壓縮數據映射到乙太網MAC幀，壓縮數據的BL0CK_SUE可以是4的任意倍數。圖7的表 給出了用於將已壓縮數據映射至乙太網有效載荷的三個列舉示例。每樣本比特指示分派給 每個I樣本和每個Q樣本的比特數目。列出了假設的BL0CK_SUE和得到的每個乙太網MAC 幀的有效載荷字節的數目。對於每個樣本(I或Q)具有12比特和14比特的未壓縮樣本， 假設值為750的每有效載荷樣本數沒有比特封裝(bit-packing)。用戶可以選擇壓縮數據 的BL0CK_SUE以獲得期望的乙太網有效載荷大小。
OBSAI標準還支持用於RP3消息的自定義數據類型。由於類型值01111-11111尚 未分配，因此用戶可以將此類型值之一分配給在有效載荷部分中包含壓縮數據的自定義消 息。參考圖5，可以向類型欄位5M分配對應於自定義消息的類型值。用戶可以指定附加參 數用於包含自定義消息的消息群，這些參數包括每消息群的消息數目(M_MG)、每幀的消息 群的最小數目(N_MG)以及每消息群的空閒代碼數目(K_MG)。
CPRI定義了持續時間為IOms的基本幀。基本幀包括16個字，其中一個字包含控 制數據，其餘15個字(稱為IQ數據塊)包含基帶I、Q信號樣本。字長度(以比特為單元) 取決於鏈路的數據傳送速率。IQ數據塊大小(以比特為單元)等於字長度的15倍，因此基 本幀的容量取決於數據傳送速率。對應於字長為8、16、32和40比特，指定的數據傳送速率 為 614. 4Mbps、1228. 8Mbps,2457. 6Mbps 和 3072. 0Mbps。CPRI 標準允許將變化的信號樣本 的樣本寬度用於下行鏈路(每樣本8-20比特)和上行鏈路(每樣本4-20比特)。樣本寬 度是每樣本的比特數目。每個I、Q信號樣本包括一個具有某個樣本寬度的I樣本以及一個 具有相同樣本寬度的Q樣本。樣本寬度在應用層確定。樣本寬度的靈活性對於適應壓縮樣 本非常有益。CPRI協議將信號數據組織到稱為AxC容器的分組中。每個AxC容器包括對應 於一個天線載波(AxC)的I和Q樣本。AxC對應於提供給或接收自一個獨立天線元件的一 個載波的數據。AxC容器將I、Q樣本保持一個UMTS碼片的持續時間。對於WiMax，AxC容 器保持I、Q樣本，有時還保持附加的填充比特。來自若干個不同AxC的AxC容器被復用到 一起以形成AxC容器群。AxC容器群被映射到基本幀的I、Q數據塊。
圖8示出了映射已壓縮數據分組以根據CPRI協議進行傳送的示例。來自同一天線載波的每個壓縮數據分組510被映射到AxC容器610。連續的AxC容器AC0-1和AC0-2對 應於第一天線載波AxC#0。每個AxC容器611保持來自第二 AxC(AxC#l)的壓縮數據分組。 復用器620將來自這兩個天線載波的AxC容器復用以形成AxC容器群625。基本幀格式化 器630形成在IQ數據塊中具有多個AxC容器群以及添加了控制字的基本幀。SblOb編碼 器540對基本幀中的每個數據字節應用SblOb編碼。參考圖4，對於CPRI系統，復用器420 和421對從壓縮器120i和130i的每個群組中輸出的壓縮數據分組520執行參考圖8描述 的功能。解復用器440和441執行反向操作，包括SblOb解碼、從AxC容器群中解復用AxC 容器、以及從AxC容器中提取壓縮數據分組510。CPRI標準支持每個RE有4到M個AxC。 CPRI標準還規定，對於UTRA/FDD上行鏈路，以因子2到4對接收的模擬信號過採樣。壓縮 過採樣的信號減少了信號冗餘。壓縮可以使得在REC和RE之間使用較少的媒介連接(線 纜)，降低物理連接成本以及允許已有CPRI鏈路支持附加的AxC。
串行數據傳送鏈路可以使用多種類型的線纜或使用無線傳輸來實現。對於長距 離，可以使用單模或多模光纖線纜，而對於較短鏈路，可以使用CAT5/6，也可以使用其他雙 絞線纜或同軸線纜。作為數字數據流發射的多個RF頻帶可以在光纖鏈路上時分復用。
當基帶信號被過採樣時，壓縮減少了冗餘度並且提高了數據傳送效率。當每個符 號或碼片的樣本數目大於一時，表明是過採樣。過採樣率是樣本率與符號率或碼率的比值。 當過採樣率大於一時，信號被過採樣。例如，CPRI標準規定，對於UTRA/FDD上行鏈路，利用 每碼片2或4個樣本的過採樣率對接收的模擬信號進行採樣。對於另一示例，OBSAI標準 規定通過每碼片2個樣本的過採樣率對上行鏈路WCDMA信號進行過採樣。
在多數情況下，可以在維持系統質量度量的同時對信號樣本應用有損壓縮。對 於無損壓縮，解壓縮的信號樣本與原始信號樣本相同。對於有損壓縮，解壓縮的信號樣 本接近於原始信號樣本。系統質量度量通常包括合成誤差矢量幅度(cEVM)、峰值碼域誤 差(P⑶E)、頻譜發射掩模(SEM)、相鄰信道洩露比率(ALCR)、誤比特率(BER)以及誤塊率 (BLER)。信號樣本的過採樣和/或樣本寬度可以比滿足系統的信號質量要求所必需的大。 有損壓縮可以在數據傳送容量方面提供更好的縮減，同時維持重要的信號質量度量。
在共同擁有的標題為"Adaptive Compression and Decompression of Bandlimited Signals」、日期為 2006 年 3 月 7 日的美國專利 US 7，009，533B1 (『533 專利) 中，本發明人描述了對特定帶寬受限信號的壓縮和解壓縮的算法。此處描述的壓縮方法使 這些算法適用於本申請的來自BTS的各種配置的信號樣本。所應用的壓縮方法取決於信號 樣本的特性，包括中心頻率、採樣率以及信噪比(SNR)。
生成基帶信號樣本以通過串行數據鏈路傳送的系統包括與OBSAI或CPRI以及信 號樣本的中心頻率為OHz的普通BTS的配置相兼容的那些系統。對基帶信號樣本所應用的 壓縮方法包括塊浮點編碼以及在塊浮點編碼之前計算信號樣本的第一階或高階倒數。霍夫 曼或其他類型的編碼可以代替塊浮點編碼。對於以每碼片或每符號一個樣本進行採樣的信 號樣本，優選方法是對信號樣本進行塊浮點編碼。例如，用於從基帶模塊到RF單元的下行 鏈路的OBSAI兼容的W-CDMA信號樣本具有每碼片一個樣本。塊浮點編碼獨立地應用於I 樣本和Q樣本，以形成壓縮樣本。
優選的塊浮點編碼針對BL0CK_SUE個樣本具有以下步驟，其中每個BL0CK_SUE 被劃分為具有N_gr0Up個樣本的群組
對於第一組樣本
1)確定具有最大量值的樣本的指數(基數為幻，諸如通過計算最大量值的1呢2。 這指示了該組中每個編碼樣本的比特數目，或n_exp (0)。
2)使用S個比特對第一組的指數n_eXp (0)進行絕對編碼。
3)使用每個樣本n_exp (0)個比特來對N_group個樣本進行編碼。
對於第i組N_group個樣本
4)確定第i個具有最大量值的樣本的指數(基數為幻，其指示了第i組中每個編 碼樣本的比特數目，或！！^即⑴。
5)通過將n_eXp (i_l)減去n_eXp (i)對第i個指數進行差分編碼來確定第i組編 碼樣本中的第一記號。
6)使用每樣本n_exp (i)個比特對第i組N_group個樣本進行編碼。
對於BL0CK_SUE個樣本中的第一組樣本，指數n_exp (0)被絕對編碼。例如，指數 n_exp(0)可以編碼如下，其中S是每樣本的原始比特數
a.0 :n_exp (0) =0(所有4個樣本值為零)
b.1 :n_exp (0) =2(每樣本2比特)
C.2 :n_exp (0) =3(每樣本3比特)
d.等等，直到S:n_eXp(0) =S(每樣本S比特)
對於第i組，使用前綴碼對指數11_^ (1)進行差分編碼，其中任何碼字都不作為另一碼字的前綴。優選的差分編碼如下
1.計算差值:e_diff = n_exp(i)-n_exp(i-l)
2.)te_diff編碼如下
a.0 :e_diff = e(i)-e(i-l)
b.101:e_diff = +1
C.110 :e_diff = -1
d.1001:e_diff = +2
e.1110 :e_diff = -2
f.寸寸
用於基帶信號樣本的另一壓縮備選方法是計算差值之後進行編碼。計算信號樣本的一階或高階差分可以得到具有比原始信號樣本更小的量值的差值樣本。對這些差值樣本進行編碼可以得到比對樣本本身進行編碼更多的壓縮。計算每BL0CK_SUE個樣本中的連 續樣本的差值之後，對這些差值樣本進行塊浮點編碼，如前所述。備選地，可以對差值樣本 應用霍夫曼編碼或其他編碼。
壓縮也可以包括減小信號樣本的幅度。這是一種有損壓縮。通過衰減因子來衰減 信號樣本減小了有效樣本寬度。衰減後的信號樣本可以通過塊浮點編碼或其他編碼來進行 編碼。備選地，可以在編碼之前計算衰減後的信號樣本的一階或高階差分。對於解壓縮，解 壓縮的樣本的幅度可以通過衰減的反向來增大以恢復至原始信號寬度。
可以預先確定滿足BTS系統質量要求的用於無線通信信號的最佳壓縮。壓縮備選 方案可以包括無損壓縮和有損壓縮。基於調製類型、採樣率(或過採樣率)、帶寬和樣本寬 度的控制參數可以用來配置壓縮和解壓縮操作。可以通過測試來確定用於BTS所服務的各種信號類型的控制參數。控制參數繼而可以基於調製類型來設置。例如，在OBSAI標準中， RP3消息中的類型欄位指示了信號類型，或調製類型。由於OBSAI標準基於調製類型規定了 採樣率和採樣寬度，因此壓縮/解壓縮控制器可以使用此類型信息來選擇用於壓縮器/解 壓縮器的對應控制參數。用戶也可以選擇無損或有損模式。例如，選擇用於減小信號樣本 幅度的衰減參數，將得到有損壓縮。用戶也可以選擇固定比率的有損模式，其中已壓縮樣本 的比特率是恆定的。
圖9a和圖9b示出了圖4的壓縮器120i和130i的框圖。壓縮器120i從基帶處 理器410接收輸入，壓縮器130i從DDC 471接收輸入。壓縮器120i/130i包括對應的壓縮 控制器126/136，其為對應的差值運算器122/132和編碼器1M/134提供控制參數。基站 處理器和RF單元的應用層包括針對無線信號的類型的空中接口應用。例如，在OBSAI標準 中，應用層確定信號類型或調製類型，將其編碼以用於RP3消息的類型欄位。本發明的壓縮 操作被添加到應用層的常規操作中，因此有關調製類型的信息可用於壓縮控制器126/136。 壓縮控制器126/136使用此調製類型信息來確定用於對應的差值運算器122/132和編碼器 124/134的控制參數。用於差值運算器122/132的控制參數可以選擇一階、二階或更高階差 分，或者旁路這些差值運算。用於編碼器124/134的控制參數可以指示用於塊浮點編碼器 的參數，諸如比特數目S、群組大小和BL0CK_SUE。
圖IOa和圖IOb是圖4的解壓縮器125i和135i的框圖。解碼器127/137逆轉編碼 器1M/134的操作以形成解碼樣本。例如，解碼器127/137執行塊浮點解碼、霍夫曼解碼或 其他解碼。積分運算器1四/139將解碼的差值樣本相加以逆轉針對壓縮而執行的一階或高 階差分。如果壓縮時未執行差分，則應當旁路積分運算器129/139。解壓縮控制器123/133 為對應的解碼器127/137和積分運算器1四/139提供控制參數。解壓縮控制器123/133可 以從壓縮數據分組的報頭中提取控制數據以確定控制參數。解壓縮控制器123/133也可以 使用調製類型信息來確定合適的解壓縮配置。調製類型信息可以包括在報頭中。對於OBSAI 而言，調製類型可以根據RP3消息的類型欄位來確定。
上述壓縮和解壓縮也可以應用於具有非零中心頻率的信號樣本。例如，圖Ia和圖 Ib的用於通用BTS架構的壓縮器120/130和解壓縮器125/135可以對中心頻率為IF或RF 的信號樣本應用如上所述的塊浮點編碼或者在差分之後再編碼。壓縮也可以包括如上所述 的衰減信號樣本。然而，下文描述的備選壓縮算法對於具有非零中心頻率的信號樣本可以 獲得更好的壓縮。採樣率表示為fs，採樣間隔是採樣率的倒數，l/fs。信號樣本可以表示在 頻率塊或頻帶中以RF為中心或者被轉換為IF的信號數據的多個信道。壓縮器120/130和 解壓縮器125/135將頻率塊作為一個單元進行處理。
圖11給出了示出用於壓縮具有不同中心頻率的信號樣本的備選方案基本原理 的示例。從基帶信號的示例開始，對應於圖11的標記為「頻帶1」的行，中心頻率接近於 DC(OHz)，連續樣本之間的相位增量不超過10度。第一相位矢量圖710顯示由於連續樣本 之間的相位變化很小，所以連續樣本的差值量值與樣本自身的量值相比將會相對較小。第 一示例序列712對應於頻帶1基帶信號的樣本。由於連續樣本之間的差值相對於樣本量值 而言較小，因此計算一階或高階差分或差分編碼會產生比原始樣本具有更小數據寬度的差 值樣本。使用差分編碼方法的壓縮對於基帶(頻帶1)示例是高效的。這對應於參考圖9a 和圖9b針對基帶信號樣本描述的壓縮方法。20
圖11還給出了中心頻率在DC之上，不過低於奈奎斯特頻率fjl的採樣信號的示 例。對於頻帶2，中心頻率接近fs/6，連續樣本之間的相位增量大約為60度。第二相位矢 量圖 720 顯示如樣本對(720-0，720-3)、(720-1，720-4)、(720-2,720-5)所示出的那樣， 分隔180度或三個採樣間隔的樣本對具有類似的量值，但是極性相反。將樣本對中的樣本 之一反向(或者乘以(-1))，可以提供樣本對中另一樣本的近似估計。第二示例序列722也 示出了分隔三個採樣間隔的樣本具有類似的量值，但是符號相反。例如，樣本722-0的值是 32767，而樣本722-3的值是-32756。對於頻帶2，對分隔三個採樣間隔的樣本對的操作產 生具有較小數據寬度的修改樣本。將樣本對中的樣本相加在一起的操作產生具有較小數據 寬度的修改樣本，其可以被更有效地編碼。
對於圖11中頻帶3的示例，中心頻率接近fs/4，連續樣本之間的相位增量大約為 90度。第三相位矢量圖730顯示分隔180度或兩個採樣間隔的樣本具有類似的量值和相 反的極性。第三示例序列732也示出了每隔一個樣本具有類似的量值和相反的極性。對於 頻帶3，每隔一個樣本相加將得到具有較小數據寬度的修改樣本，其可以比原始樣本更有效 地被編碼。
對於圖11中頻帶4的示例，中心頻率接近fs/3，連續樣本之間的相位增量大約為 120度。第四相位矢量圖740顯示分隔360度或三個採樣間隔的樣本具有類似的量值。第 四示例序列742示出了每三個樣本具有類似的量值。這種情況下，形成分隔3個採樣間隔 的樣本之間的差值將給出具有較小數據寬度的修改樣本，其可以比原始樣本更有效地被編 碼。
對於圖11中頻帶5的示例，中心頻率接近fs/2，連續樣本之間的相位增量大約為 180度。第五相位矢量圖750顯示分隔180度或一個採樣間隔的樣本將具有類似的量值， 但是極性相反。第五示例序列752示出了連續樣本具有類似的量值和相反的極性。這種情 況下，將兩個連續樣本相加將形成具有較小數據寬度的修改樣本，其可以比原始樣本更有 效地被編碼。
上述針對圖11描述的示例顯示可以通過對分隔1個、2個或3個採樣間隔(取 決於採樣率與中心頻率的比值)的信號樣本執行諸如加法(或反向後相減)或減法(或反 向後相加)之類的運算，來實現量值的減小。得到的修改樣本繼而可以被編碼以形成壓縮 樣本。類似的操作可以應用於分隔4個或更多個採樣間隔(取決於中心頻率與採樣率的比 值)的樣本，從而產生具有比原始信號樣本更小的數據寬度的修改樣本。
圖12是基於中心頻率信號樣本的壓縮算法的框圖。ADC 170或基站處理器100向 對應的壓縮器120或130提供I和Q信號樣本。重新排序解復用器810根據壓縮控制參數 852來選擇信號樣本，使得所選信號樣本分隔適當數目的樣本間隔，從而形成解復用器輸出 812。算術運算器830根據壓縮控制參數856對解復用器輸出樣本對812執行加法或減法 運算，從而形成修改樣本832。算術運算器830也可以被配置用於對解復用器輸出樣本812 執行高階差分。編碼器840對修改樣本832進行編碼以形成壓縮信號樣本。編碼器840應 用塊浮點編碼、霍夫曼編碼或其他編碼。壓縮信號樣本被打包和格式化以便通過串行數據 鏈路140傳送。
壓縮控制器860基於採樣率與信號樣本的中心頻率的比值，向壓縮器元件提供控 制參數。重新排序解復用器810和算術運算器830分別響應於壓縮控制參數852和856，執行適當的操作。圖13示出了基於中心頻率產生修改樣本832的操作。第一列871給出了 對於此示例可能的中心頻率。第二列872給出了針對每個中心頻率的對應頻帶指示符。這 些指示符可以用作壓縮控制參數852和856。第三列873給出了根據壓縮控制參數852將 產生的重新排序解復用器輸出812中的樣本x(i)和x(i-j)的不同分隔。第四列874顯示 了根據壓縮控制參數856選擇加法或減法算術運算的結果。當反相器對延遲的樣本為「開 啟」時，減去x(i-j)。第五列875顯示了產生修改樣本832或y(i)的算術運算器830的數 學結果。壓縮控制器860還提供對編碼器840的控制。壓縮控制參數858可以指示用於塊 浮點編碼或其他編碼技術的參數。
圖14給出了根據圖12和圖13的描述針對不同中心頻率計算的圖11的示例的信 號樣本x(i)和x(i-j)的和或差。示例信號樣本序列與圖11中的相同。在示例序列912 和942中DIFF (差)行以及在示例序列922、932和952中SUM(和)行中的樣本具有比相 應信號樣本或x(i)低得多的量值。DIFF樣本和SUM樣本是輸入到圖12的編碼器840中的 修改樣本832的示例。
例如，考慮包括4個5MHz信道、總帶寬為20MHz的多載波信號。此20MHz多載波 信號的中心頻率為30. 72MHz的IF，並且根據122. 88MHz的採樣率(fs)進行採樣。IF對應 於仁/4，從而修改樣本由圖13中指出的等式表示
y(i) = x(i)+x(i-2) (1)
參考圖12，重新排序解復用器810將樣本重新安排成兩個序列，一個序列具有奇 數索引樣本，一個序列具有偶數索引樣本，從而每個序列中的樣本分隔兩個採樣間隔。算術 運算器830根據公式(1)將每個序列中的樣本相加，以形成修改樣本832。編碼器440對修 改樣本應用塊浮點編碼，以形成壓縮樣本。
如上所述的，壓縮樣本被打包以形成壓縮數據分組，其在報頭中包括控制數據。壓 縮分組可以進一步根據串行數據鏈路140上的傳送協議來格式化。串行數據鏈路140可以 是自定義鏈路或行業標準鏈路。取決於鏈路的類型，格式化操作可以包括SblOb編碼、插入 乙太網MAC幀或其他格式化。
圖15是由解壓縮器125/135執行的操作的框圖。解碼器910從數據鏈路140接 收壓縮分組。解碼器910對壓縮數據進行解包並且執行解碼操作，例如塊浮點解碼，從而形 成解碼修改樣本。反向算術運算器920執行與算術運算器830相反的操作，以根據解碼修 改樣本來重構信號樣本。復用器930恢復解壓縮信號樣本的原始順序。在RF單元處，解壓 縮信號樣本被轉換為模擬信號並且進行處理以便傳輸。在基站處理器處，對解壓縮信號樣 本應用常規信號處理操作。
上述壓縮方法可以被配置用於產生無損或有損壓縮。當對信號樣本應用有損壓縮 時，取決於系統參數，有可能獲得針對數據傳送的規定的誤比特率(BE 或其他質量度量。 有損壓縮可以在BER的限度內提供額外的資源節省。一種用於有損編碼的方法是減小待壓 縮的樣本的數據寬度或動態範圍。可編程衰減器可以在壓縮器120/130和120i/130i的其 他壓縮操作之前，衰減信號樣本以減小數據寬度。備選地，可編程移位器可以從信號樣本中 移出一個或多個最低有效位，其同樣減小數據寬度。在另一備選方案中，算術運算器830或 編碼器840可以省略一個或多個最低有效位。這些用於有損編碼的備選方案的每一個可以 由壓縮控制器860來控制。用於控制無損和有損壓縮的額外的備選方案可以基於用於壓縮信號樣本的期望比特率或解壓縮信號的期望信號質量，諸如SNR或BER。
在圖1到圖4的示例中，BTS在從基站處理器到RF單元的前向鏈路以及從RF單 元到基站處理器的反向鏈路二者上都包括壓縮和解壓縮。備選實施方式包括僅在一個方向 上提供壓縮和解壓縮。對於前向鏈路，或稱下行鏈路，僅基站處理器包括壓縮器，並且僅RF 單元包括解壓縮器。對於反向鏈路，或稱上行鏈路，僅RF單元包括壓縮器，並且僅基站處理 器包括解壓縮器。
壓縮器和解壓縮器的可選實現包括可編程處理器和專用集成電路(ASIC)。可編程 處理器包括軟體/固件可編程處理器，諸如計算機、數位訊號處理器(DSP)、微處理器(包括 微控制器)以及其他可編程設備，以及硬體可編程設備，諸如複雜可編程邏輯設備(CPLD)、 現場可編程門陣列(FPGA)。取決於可編程處理器的類型，實現壓縮和解壓縮操作的程序表 示為軟體、固件、網表、比特流或其他類型的處理器可執行指令和數據。實現壓縮器和解壓 縮器的子系統可以集成到執行RF單元或基站處理器的其他功能的設備中。壓縮和解壓縮 的實現可以實時執行，換言之，至少與ADC或DAC的採樣率一樣快。壓縮和解壓縮操作包括 復用操作、反向操作以及包括加法、減法和移位的簡單算術操作。
儘管已經示出和描述了本發明的優選實施方式，但是很顯然，本發明不僅僅限於 這些實施方式。在不脫離由以下權利要求書記載的本發明的精神和範圍的情況下，多種改 變、變換、變形、替代和等價物對於本領域技術人員來說將是很明顯的。
權利要求
1.一種在無線通信網絡的基站收發機系統中、用於通過串行數據鏈路將信號數據從 射頻RF單元傳送至基站處理器的方法，其中所述RF單元耦合至天線以接收基於通信數據 而調製的模擬信號，所述RF單元包括將所述模擬信號轉換為多個信號樣本的模數轉換器 ADC，其中所述基站處理器對接收自所述RF單元的信號樣本執行信號處理操作，所述方法 包括在RF單元處，根據壓縮控制參數對從所述ADC輸出的信號樣本進行壓縮以形成壓縮樣本；對壓縮樣本進行格式化以通過所述串行數據鏈路進行傳送；通過所述串行數據鏈路將所述壓縮樣本從所述RF單元傳送至所述基站處理器；在所述基站處理器處接收所述壓縮樣本；以及根據解壓縮控制參數來解壓縮所述壓縮樣本以形成解壓縮信號樣本，其中所述基站處 理器對所述解壓縮信號樣本應用所述信號處理操作。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述壓縮步驟進一步包括下述步驟之一對所述信號樣本應用塊浮點編碼以形成所述壓縮樣本；以及對所述信號樣本應用哈夫曼編碼以形成所述壓縮樣本。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括根據所述壓縮控制參數，計算信號樣本對的和或差以生成修改樣本，其中所述信號樣 本對中的信號樣本分隔預定數目的採樣間隔，其中根據多個信號樣本對來計算多個修改樣 本；以及對所述修改樣本進行編碼以形成所述壓縮樣本。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述編碼步驟包括應用於所述修改樣本的塊浮點 編碼或哈夫曼編碼。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述壓縮控制參數基於所述信號樣本的一個或多 個特性。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述特性包括信號樣本的中心頻率、採樣率、樣本 寬度、帶寬以及調製類型中的至少一個。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述壓縮步驟在所述RF單元的、實現在可編程處 理器、現場可編程門陣列FPGA或者專用集成電路ASIC中的壓縮子系統中執行。
8.根據權利要求2所述的方法，其中所述解碼步驟進一步包括下述之一對所述壓縮樣本應用塊浮點解碼以形成所述解壓縮信號樣本；以及對所述壓縮樣本應用哈夫曼解碼以形成所述解壓縮信號樣本。
9.根據權利要求3所述的方法，其中所述解壓縮步驟進一步包括對所述壓縮樣本進行解碼以形成解碼的修改樣本；以及根據所述解壓縮控制參數，通過將第一解壓縮信號樣本加上或減去對應的解碼的修改 樣本以計算第二解壓縮信號樣本，來重構所述解壓縮信號樣本，其中所述第一解壓縮信號 樣本和第二解壓縮信號樣本對應於所述預定數目的採樣間隔所分隔的信號樣本對。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述解碼步驟對所述壓縮樣本執行塊浮點解碼 或哈夫曼解碼。
11.根據權利要求1所述的方法，其中所述解壓縮步驟在所述基站處理器的、實現在可編程處理器、現場可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC中的解壓縮子系統中執行。
12.根據權利要求1所述的方法，其中所述信號處理操作包括根據無線通信網絡的調 制格式，對解壓縮信號樣本或者從所述解壓縮信號樣本導出的經處理的樣本執行下述功能 中的至少一個解調符號、信道解碼、解擴、分集處理、幹擾消除、均衡、時間同步、頻率同步、下變頻、解 復用以及離散傅立葉變換。
13.根據權利要求1所述的方法，其中所述信號處理操作根據無線通信網絡的調製格 式，從所述解壓縮信號樣本恢復所述通信數據。
14.根據權利要求1所述的方法，其中所述基站收發機系統包括在分布式天線系統中 通過多個串行數據鏈路與所述基站處理器通信的多個RF單元，每個RF單元執行下述步驟 壓縮所述信號樣本，格式化壓縮樣本，以及通過所述串行數據鏈路將所述壓縮樣本傳送給 所述基站處理器，其中所述基站處理器對接收自每個RF單元的壓縮樣本應用解壓縮步驟 以形成對應的解壓縮信號樣本。
15.一種在無線通信網絡的基站收發機系統中、用於通過串行數據鏈路將表示調製的 通信數據的信號樣本從基站處理器傳送至射頻RF單元的方法，所述RF單元具有用於將信 號樣本轉換為模擬信號的數模轉換器DAC，其中所述RF單元耦合至天線以發射所述模擬信 號，所述方法包括在基站處理器處，根據壓縮控制參數對信號樣本進行壓縮以形成壓縮樣本；對所述壓縮樣本進行格式化以便通過所述串行數據鏈路進行傳送；通過所述串行數據鏈路將所述壓縮樣本從所述基站處理器傳送到所述RF單元；在所述RF單元處接收所述壓縮樣本；以及根據解壓縮控制參數，對所述壓縮樣本進行解壓縮以形成解壓縮信號樣本，其中所述 解壓縮信號樣本被提供給所述DAC以轉換為模擬信號。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述壓縮步驟進一步包括下述步驟之一對所述信號樣本應用塊浮點編碼以形成所述壓縮樣本；以及對所述信號樣本應用哈夫曼編碼以形成所述壓縮樣本。
17.根據權利要求15所述的方法，其中所述壓縮步驟還包括根據所述壓縮控制參數計算信號樣本對的和或差以生成修改樣本，其中所述信號樣 本對中的信號樣本分隔預定數目的採樣間隔，其中根據多個信號樣本對來計算多個修改樣 本；以及對所述修改樣本進行編碼以形成所述壓縮樣本。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述編碼步驟包括應用於所述修改樣本的塊浮 點編碼或哈夫曼編碼。
19.根據權利要求15所述的方法，其中所述壓縮控制參數基於所述信號樣本的一個或 多個特性。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述特性包括信號樣本的中心頻率、採樣率以 及調製類型中的至少一個。
21.根據權利要求15所述的方法，其中所述壓縮步驟在所述基站處理器的、實現在可 編程處理器、現場可編程門陣列FPGA或者專用集成電路ASIC中的壓縮子系統中執行。
22.根據權利要求16所述的方法，其中所述解碼步驟進一步包括下述之一 對所述壓縮樣本應用塊浮點解碼以形成所述解壓縮信號樣本；以及 對所述壓縮樣本應用哈夫曼解碼以形成所述解壓縮信號樣本。
23.根據權利要求17所述的方法，其中所述解壓縮步驟進一步包括 對所述壓縮樣本進行解碼以形成解碼的修改樣本；以及根據所述解壓縮控制參數，通過將第一解壓縮信號樣本加上或減去對應的解碼的修改 樣本以計算第二解壓縮信號樣本，來重構所述解壓縮信號樣本，其中所述第一解壓縮信號 樣本和第二解壓縮信號樣本對應於所述預定數目的採樣間隔所分隔的信號樣本對。
24.根據權利要求23所述的方法，其中所述解碼步驟對所述壓縮樣本執行塊浮點解碼 或哈夫曼解碼。
25.根據權利要求15所述的方法，其中所述解壓縮步驟在所述RF單元的、實現在可編 程處理器、現場可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC中的解壓縮子系統中執行。
26.根據權利要求15所述的方法，其中所述信號處理操作包括在對信號樣本進行所述 壓縮之前，根據無線通信網絡的調製格式所執行的下述功能中的至少一個調製符號、信道編碼、擴頻、分集處理、時間同步、頻率同步、上變頻、復用以及反向離散 傅立葉變換。
27.根據權利要求15所述的方法，其中所述信號處理操作包括在對所述信號樣本進 行所述壓縮之前，根據無線通信網絡的調製格式來調製通信數據以形成所述信號樣本。
28.根據權利要求15所述的方法，其中所述基站收發機系統包括在分布式天線系統中 通過多個串行數據鏈路與所述基站處理器通信的多個RF單元，其中所述基站處理器通過 對應的串行數據鏈路將所述壓縮樣本傳送至每個RF單元，每個RF單元對接收自所述基站 處理器的壓縮樣本執行所述解壓縮步驟，以形成對應的解壓縮信號樣本，其中每個RF單元 提供對應的解壓縮信號樣本給所述DAC以便轉換成模擬信號。
29.一種在無線通信網絡的基站收發機系統中的裝置，所述基站收發機系統包括耦合 到天線以接收基於通信數據調製的模擬信號的射頻RF單元，以及通過串行數據鏈路耦合 到所述RF單元的基站處理器，所述RF單元包括用於將所述模擬信號轉換為多個信號樣本 的模數轉換器ADC，其中所述基站處理器對接收自所述RF單元的信號樣本執行信號處理操 作，所述裝置用於從所述RF單元向所述基站處理器傳送數據，所述裝置包括在所述RF單元處的壓縮器，其被耦合以從所述ADC接收所述信號樣本，以及根據壓縮 控制參數來產生壓縮樣本；格式化器，其耦合至所述壓縮器，並且格式化所述壓縮樣本以便通過所述串行數據鏈 路進行傳送；串行數據鏈路，其耦合至所述格式化器以將所述壓縮樣本傳送至所述基站處理器； 基站處理器，其耦合至所述串行數據鏈路以接收所述壓縮樣本；以及 集成到所述基站處理器中的解壓縮器，用於解壓縮所述接收的壓縮樣本以形成解壓縮 信號樣本，其中所述基站處理器對所述解壓縮信號樣本執行所述信號處理操作。
30.根據權利要求四所述的裝置，其中所述壓縮器還包括下述之一 塊浮點編碼器，其應用於所述信號樣本以形成所述壓縮樣本；以及 哈夫曼編碼器，其應用於所述信號樣本以形成所述壓縮樣本。
31.根據權利要求四所述的裝置，其中所述壓縮器還包括算術運算器，其根據所述壓縮控制參數對信號樣本對進行相加或相減以形成修改樣 本，其中所述信號樣本對中的信號樣本分隔預定數目的採樣間隔，所述算術運算器根據多 個信號樣本對來計算多個修改樣本；以及編碼器，其應用於所述修改樣本以產生所述壓縮樣本。
32.根據權利要求31所述的裝置，其中所述編碼器還包括下述之一塊浮點編碼器，其應用於所述修改樣本以生成所述壓縮樣本；以及哈夫曼編碼器，其應用於所述修改樣本以生成所述壓縮樣本。
33.根據權利要求四所述的裝置，其中所述壓縮控制參數基於所述信號樣本的一個或 多個特性。
34.根據權利要求33所述的裝置，其中所述特性包括信號樣本的中心頻率、採樣率以 及調製類型中的至少一個。
35.根據權利要求四所述的裝置，其中所述壓縮器在可編程處理器、現場可編程門陣 列FPGA、或者專用集成電路ASIC中實現，其被耦合以從所述ADC接收所述信號樣本。
36.根據權利要求30所述的裝置，其中所述解碼器還包括下述之一塊浮點解碼器，其應用於所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號樣本；以及哈夫曼解碼器，其應用於所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號樣本。
37.根據權利要求31所述的裝置，其中所述解壓縮器還包括解碼器，其應用於所述壓縮樣本以產生解碼的修改樣本；以及反向算術運算器，其根據所述解壓縮控制參數，通過將第一解壓縮信號樣本加上或減 去對應的解碼的修改樣本以計算第二解壓縮信號樣本，執行算術運算器的反向運算以計算 所述解壓縮信號樣本，其中所述第一解壓縮信號樣本和第二解壓縮信號樣本對應於所述預 定數目的採樣間隔所分隔的信號樣本對。
38.根據權利要求37所述的裝置，其中所述解碼器還包括應用於所述壓縮樣本的塊浮 點解碼器或哈夫曼解碼器。
39.根據權利要求四所述的裝置，其中所述解壓縮器實現在所述基站處理器的解壓縮 子系統的現場可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC或者可編程處理器中。
40.根據權利要求四所述的裝置，其中所述基站處理器根據無線通信網絡的調製格 式，對解壓縮信號樣本或者從所述解壓縮信號樣本導出的經處理的樣本執行下述信號處理 操作中的至少一個符號解調、信道解碼、解擴、分集處理、幹擾消除、均衡、時間同步、頻率同步、下變頻、解 復用以及離散傅立葉變換。
41.根據權利要求四所述的裝置，其中所述信號處理操作根據無線通信網絡的調製格 式，從所述解壓縮信號樣本恢復所述通信數據。
42.根據權利要求四所述的裝置，其中第一串行數據鏈路將所述RF單元耦合到中間集 線器，所述中間集線器通過第二串行數據鏈路耦合到另一個集線器或者所述基站處理器， 其中所述中間集線器將所述壓縮樣本從所述第一串行數據鏈路傳送到所述第二串行數據 鏈路。
43.根據權利要求四所述的裝置，其中所述基站收發機系統包括在分布式天線系統中通過多個串行數據鏈路與所述基站處理器通信的多個RF單元，每個RF單元包括所述壓縮 器和所述格式化器以提供對應的壓縮樣本，用以通過所述串行數據鏈路傳送給所述基站處 理器，所述基站處理器解壓縮接收自每個RF單元的壓縮樣本以形成對應的解壓縮信號樣 本。
44.一種在無線通信網絡的基站收發機系統中的裝置，所述基站收發機系統包括耦合 到天線以發射模擬信號的射頻RF單元，以及通過串行數據鏈路耦合到所述RF單元的基站 處理器，所述基站處理器向所述RF單元提供表示調製的通信數據的多個信號樣本，所述RF 單元包括用於將所述多個信號樣本轉換為模擬信號的數模轉換器DAC，其中所述基站處理 器對所述信號樣本執行信號處理操作，所述裝置用於從所述基站處理器向所述RF單元傳 送數據，所述裝置包括集成在所述基站處理器中的壓縮器，用於根據壓縮控制參數對所述信號樣本進行壓縮 以形成壓縮樣本；格式化器，其耦合至所述壓縮器，並且對所述壓縮樣本進行格式化以便通過所述串行 數據鏈路進行傳送；串行數據鏈路，其耦合至所述格式化器，用於將所述壓縮樣本傳送至所述RF單元； RF單元，其耦合至所述串行數據鏈路以接收所述壓縮樣本；以及 集成在所述RF單元中的解壓縮器，用於對所述接收的壓縮樣本進行解壓縮以形成解 壓縮信號樣本，其中所述解壓縮信號樣本被提供給所述DAC以轉換為模擬信號。
45.根據權利要求44所述的裝置，其中所述壓縮器還包括下述之一 塊浮點編碼器，其應用於所述信號樣本以生成所述壓縮樣本；以及 哈夫曼編碼器，其應用於所述信號樣本以生成所述壓縮樣本。
46.根據權利要求44所述的裝置，其中所述壓縮器還包括算術運算器，其根據所述壓縮控制參數對信號樣本對進行相加或相減以形成修改樣 本，其中所述信號樣本對中的信號樣本分隔預定數目的採樣間隔，所述算術運算器根據多 個信號樣本對來計算多個修改樣本；以及編碼器，其應用於所述修改樣本以產生所述壓縮樣本。
47.根據權利要求46所述的裝置，其中所述編碼器還包括下述之一 塊浮點編碼器，其應用於所述修改樣本以生成所述壓縮樣本；以及 哈夫曼編碼器，其應用於所述修改樣本以生成所述壓縮樣本。
48.根據權利要求44所述的裝置，其中所述壓縮控制參數基於所述信號樣本的一個或 多個特性。
49.根據權利要求48所述的裝置，其中所述特性包括信號樣本的中心頻率、採樣率以 及調製類型中的至少一個。
50.根據權利要求44所述的裝置，其中所述壓縮器在所述基站處理器的、壓縮子系統 中的可編程處理器、現場可編程門陣列FPGA、或者專用集成電路ASIC中實現。
51.根據權利要求45所述的裝置，其中所述解碼器還包括下述之一 塊浮點解碼器，其應用於所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號樣本；以及 哈夫曼解碼器，其應用於所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號樣本。
52.根據權利要求46所述的裝置，其中所述解壓縮器還包括解碼器，其應用於所述壓縮樣本以產生解碼的修改樣本；以及反向算術運算器，其根據所述解壓縮控制參數，通過將第一解壓縮信號樣本加上或減 去對應的解碼的修改樣本以計算第二解壓縮信號樣本，執行算術運算器的反向運算以計算 所述解壓縮信號樣本，其中所述第一解壓縮信號樣本和第二解壓縮信號樣本對應於所述預 定數目的採樣間隔所分隔的信號樣本對。
53.根據權利要求52所述的裝置，其中所述解碼器還包括應用於所述壓縮樣本的塊浮 點解碼器或哈夫曼解碼器。
54.根據權利要求44所述的裝置，其中所述解壓縮器實現在所述RF單元的、解壓縮子 系統中的可編程處理器、現場可編程門陣列FPGA、或者專用集成電路ASIC中。
55.根據權利要求44所述的裝置，其中所述基站處理器在對所述信號樣本應用所述壓 縮器之前，根據無線通信網絡的調製格式對所述信號樣本執行下述信號處理操作中的至少 一個符號調製、信道編碼、擴頻、分集處理、時間同步、頻率同步、上變頻以及反向離散傅裡 葉變換。
56.根據權利要求44所述的裝置，其中所述基站處理器在對所述信號樣本應用所述壓 縮器之前，根據無線通信網絡的調製格式執行用於調製通信數據的信號處理操作以形成所 述信號樣本。
57.根據權利要求44所述的裝置，其中第一串行數據鏈路將所述基站處理器耦合到中 間集線器，所述中間集線器通過第二串行數據鏈路耦合到另一個集線器或者所述RF單元， 其中所述中間集線器將所述壓縮樣本從所述第一串行數據鏈路傳送到所述第二串行數據 鏈路。
58.根據權利要求44所述的裝置，其中所述基站收發機系統包括通過多個串行數據鏈 路與所述基站處理器通信的多個RF單元，所述多個RF單元形成分布式天線系統，每個RF 單元包括所述解壓縮器以解壓縮對應的接收自所述基站處理器的壓縮樣本，並且將對應的 解壓縮信號樣本提供給DAC。
全文摘要
一種用於無線通信網絡的基站收發機系統(BTS)中的信號壓縮方法和裝置，其在系統中提供通過串行數據鏈路的壓縮信號樣本的有效傳送。對於上行鏈路，BTS的RF單元在對經由天線接收的模擬信號進行模數轉換之後，對得到的信號樣本進行壓縮。RF單元將壓縮的信號樣本通過串行數據鏈路傳送給基站處理器，在該基站處理器處對其解壓縮，之後執行常規信號處理。對於下行鏈路，基站處理器壓縮信號樣本，並且將壓縮的信號樣本通過串行數據鏈路傳送給RF單元。RF單元對壓縮的樣本進行解壓縮，然後將解壓縮的樣本轉換為模擬信號以便通過天線發射。壓縮和解壓縮可以併入傳統的基站和分布式天線系統的操作中。
文檔編號H04B7/26GK102037662SQ200980118622
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月19日 優先權日2008年5月21日
發明者阿爾伯特·W·魏格納 申請人:信飛系統公司