光口傳輸速率自動檢測及應用的方法
2023-05-10 23:57:01 2
專利名稱：光口傳輸速率自動檢測及應用的方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統中的TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網傳輸技術，特別涉 及一種支持基於Ir協議的光口傳輸速率自動檢測及應用的可編程晶片中的軟體實現方法。
背景技術：
在20世紀的最後20年內，現代移動通信技術走過了第一代(模擬系統)和第二 代(窄帶數字系統)兩個階段。從20世紀90年代起，移動通信就以極高速度發展。1999年，在通信設備市場中， 移動通信產品所佔份額已超過通信產品的50%。而且，此比例還在逐漸增加。手持機的 逐漸普及並帶來對通信個人化的強烈需求，網際網路的高速發展又帶來了移動數據通信的機 遇。回顧近十年的發展，可以說，移動通信技術的發展開闢了一個巨大的市場，而市場的急 需又推動了第三代移動通信技術進步和國際標準的制定。近年來，隨著我國移動通信事業尤其是第三代移動通信事業的迅猛發展，我國自 主智慧財產權的TD-SCDMA第三代移動通信標準已經拉開了大規模應用的序幕。由中華人民 共和國工業和信息化部發布的《2GHz TD-SCDMA數字蜂窩移動通信網分布式基站的Ir接口 技術要求》中提到了在光纖傳輸中分別支持1. 2288Gbps和2. 4576Gbps兩種光口傳輸速率。 傳統的做法為分別設計兩套設備或者兩套程序支持兩種光口傳輸速率，以適應不同廠商的 BBU的光口傳輸速率要求，此種應用方法不但造成了設備成本的增加，還會形成工程施工和 維護成本的成倍增加。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種光口傳輸速率自動檢測 及應用的方法，該方法可實現兩種光速率選擇性傳輸且可自動檢測光口傳輸速率，有利於 大規模降低研發成本和維護成本，通過軟體自適應檢測光傳輸速率，無需過多的人工幹預， 軟體配置方便。本發明的目的通過以下技術方案來實現光口傳輸速率自動檢測及應用的方法， 包括以下步驟(1)、在下行鏈路，對於光口接收到的數據，將1. 25Gbps數據均按照2. 5Gbps光口 傳輸速率進行傳輸，並通過雙倍數據速率轉換模塊轉換為高低位並行的兩路數據；然後判 斷出光口傳輸速率，並產生相應的光口傳輸速率指示信號；最後在下行路由模塊中對兩種 光口傳輸速率分別從多個天線載波中選擇出所需要的各個載波，再傳輸至數字上變頻模 塊，最後將數據傳輸出基帶；(2)、在上行鏈路，將數字上變頻模塊處理後的多個載波分別根據下行光口傳輸速 率判斷後的指示信號插入至相應的天線載波中；在光口接口中，將1.25Gbps數據分為兩 個相同的高低位數據，然後經由雙倍數據速率轉換模塊傳出基帶至並串一串並轉換處理晶片。在上述光口傳輸速率自動檢測及應用的方法中，在下行鏈路中包含以下步驟(11)雙倍數據速率轉換模塊對從光口接收到的2. 5Gbps數據採用雙沿採樣，對從 光口接收到的1. 25Gbps數據採用上升沿採樣，將20比特數據流轉換成分高低位的10比特 數據流，且將1. 25Gbps數據的K碼放在低位、超組號SGN放在高位，將2. 5Gbps數據的K碼 放在低位、超組號SGN放在高位，或者將2. 5Gbps數據的K碼放在高位、超組號SGN放在下 一個時鐘周期的低位；(12)根據Ir協議特性，將高10比特或者低10比特賦給新的變量後傳輸至同步校 驗模塊，校驗同步後繼續傳輸20比特位寬的IQ數據至位寬轉換模塊；如果校驗不同步則傳
輸全零；(13)位寬轉換模塊將同步校驗後合併的20比特位寬的IQ數據去掉第19、18、9、8 比特，得到16比特的純IQ數據；(14)解幀模塊根據光口傳輸速率指示信號分別處理1. 25Gbps數據和2. 5Gbps數 據，解出IQ數據；(15)下行路由選擇模塊按照本級RRU的配置需求，分別對兩種光口傳輸速率中的 天線載波選擇出需要的載波，然後將其傳輸到數字上變頻模塊；在上行鏈路中包含以下步驟(21)上行路由插入模塊根據來自下行鏈路中判斷得到的光口數據速率指示信 號，對多個天線載波的IQ數據經上行幀頭繼承一個時鐘周期(即俗稱的打拍)後，得到 2. 5Gbps數據和1. 25Gbps數據；然後，對2. 5Gbps數據，為每個採樣時鐘採樣一個數據；對
1.25Gbps數據，為每兩個採樣時鐘採樣一個數據；(22)幀格式轉換模塊對數據幀格式進行轉換；(23)位寬轉換模塊將16比特的IQ數據，在K碼位置加上第8比特，第9、18、19比 特賦值0後，轉換為20比特的數據，分高低位的10比特數據流傳輸至雙倍數據速率轉換模 塊；(24)雙倍數據速率轉換模塊對2. 5Gbps數據轉換為採樣時鐘上升沿和下降沿均 採樣10比特數據的時序，對1. 25Gbps數據則不改變其時序。在上述光口傳輸速率自動檢測及應用的方法的步驟(11)中，若將2. 5Gbps數據的 K碼放在低位、超組號SGN放在高位，則不需要改變2. 5Gbps數據的時序；若將2. 5Gbps數據 的K碼放在高位、超組號SGN放在下一個時鐘周期的低位，則將高位緩存一個時鐘周期(即 緩存一拍)，通過反轉高低位，得到高位的超組號SGN和低位的K碼對齊的IQ數據。在上述光口傳輸速率自動檢測及應用的方法的步驟(13)中，位寬轉換模塊對
2.5Gbps光口傳輸速率的數據，其輸出16比特數據的高8比特取的是20比特數據高10比 特中的高8比特，低8比特取的是20比特數據低10比特中的低8比特；對1. 25Gbps光口 傳輸速率的數據，其輸出16比特數據的高8比特和低8比特數據分別取20比特數據高10 比特中的低8比特數據和低10比特中的低8比特數據。本發明相對於現有技術具有如下優點及有益效果1、使得一套軟體的TD-SCDMA射頻拉遠單元產品可以和兩種光口傳輸速率的BBU 相連，且能夠自動檢測光口傳輸速率，不需要任何人為操作，在提高產品競爭力的同時，也大大減少了施工工程人員的麻煩。 2、本發明有利於採用如FPGA、CPLD、EPLD、SPLD等可編程邏輯器件來實現，也可使 用專用ASIC晶片來實現。
圖1是本發明上、下行鏈路的信號流向圖2是SERDES之後的數據時序圖3是DDR採樣數據時序圖4是同步校驗模塊中1. 25Gbps光口傳輸速率的時序圖5是同步校驗模塊中2. 5Gbps光口傳輸速率第一種情況的時序圖6是同步校驗模塊中2. 5Gbps光口傳輸速率第二種情況的時序圖7是同步校驗模塊中2. 5Gbps光口傳輸速率第一種情況經處理後的時序圖
圖8是位寬轉換模塊中2. 5Gbps光口傳輸速率的時序圖9是位寬轉換模塊中1. 25Gbps光口傳輸速率的時序圖10是下行路由模塊中2. 5Gbps光口傳輸速率的時序圖11是下行路由模塊中1. 25Gbps光口傳輸速率的時序圖12是上行路由插入模塊的時序圖13是上行位寬轉換模塊中的時序圖14是上行DDR處理模塊的時序圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不僅 限於此。實施例根據TD-SCDMA通信制式的網絡覆蓋要求，目前信號覆蓋採用較多的是BBU和RRU 相連接的覆蓋方式。根據中移動提出的Ir接口協議，RRU需要支持1. 25Gbps和2. 5Gbps兩 種光口傳輸速率。對TD-SCDMA射頻拉遠單元中的軟體，可以設計為一套軟體同時支持兩種 光口傳輸速率，自動檢測，並根據不同的光口傳輸速率自動採用不同的數據傳輸方式。總的 來說，本發明光口傳輸速率自動檢測及應用的方法的下行、上行設計過程分別如下(1)、在下行鏈路，對於光口接收到的數據，將1. 25Gbps數據均按照2. 5Gbps光口 傳輸速率的傳輸，並通過DDR(雙倍數據速率)轉換模塊轉換為高低位並行的兩路數據。然 後根據Ir協議中，1. 25Gbps和2. 5Gbps兩種光口傳輸速率的特性，判斷出光口傳輸速率，並 產生相應的光口傳輸速率指示信號。最後在下行路由模塊中，對兩種光口傳輸速率分別從 多個AxC(即天線載波)中選擇出所需要的各個載波，再傳輸至DUC(數字上變頻)模塊，最 後將數據傳輸出基帶。(2)、在上行鏈路，路由處理類似下行路由，將DUC模塊處理後的多個載波分別根 據下行光口傳輸速率判斷後的指示信號插入至相應的AxC中。在光口接口中，將1. 25Gbps 數據分為兩個相同的高低位數據(這樣就和2. 5Gbps數據後面的操作相同)，然後經由DDR 轉換模塊傳出基帶至SERDES(並串一串並轉換)處理晶片。
更具體地來說，如圖1所示，本發明光口傳輸速率自動檢測及應用的方法，在下行 鏈路中包含以下步驟(Il)DDR轉換模塊對從光口接收到的2. 5Gbps數據採用雙沿採樣，對從光口接收 到的1. 25Gbps數據採用上升沿採樣，將20比特數據流轉換成分高低位的10比特數據流， 且將1. 25Gbps數據的K碼放在低位、超組號SGN放在高位，將2. 5Gbps數據的K碼放在低 位、超組號SGN放在高位，或者將2. 5Gbps數據的K碼放在高位、超組號SGN放在下一個時 鍾周期的低位。具體為光口給SERDES晶片傳輸兩種均為10比特、時鐘均為122. 88MHz的數據，並對其中 光口傳輸速率為2. 5Gbps的數據進行雙沿採樣，對光口傳輸速率為1. 25Gbps的數據進行上 升沿採樣，其時序圖如圖2所示。然後利用DDR轉換模塊，將2. 5Gbps光口傳輸速率的數據 轉換為均為10比特的高低位，其中輸入數據為10比特，輸出數據也為10比特，對1. 25Gbps 光口傳輸速率的數據，其高低位數據完全相同，其時序圖如圖3所示。此時對1. 25Gbps的 數據來說，因為高低位相同，故K碼和超組號SGN僅有一種情況，即K碼放在低位、超組號 SGN放在高位，此時高低位數據位寬均為10比特，其時序圖見圖4 ；對2. 5Gbps的數據來說， 有兩種情況第一種情況是K碼在低位，超組號SGN (在此以SGN為0來作說明，SGN等於0 的時候是5ms幀頭)在高位，此時數據的高低位均為10比特，時序圖見圖5 ；第二種情況是 K碼在高位，超組號SGN在下一個時鐘周期的低位，高位的K碼和低位的超組號SGN並不對 齊，此時數據的高低位均為10比特，時序圖見圖6。在上述對2. 5Gbps數據的兩種情況中，對第一種情況不需要改變數據的時序。對 第二種情況，將高位緩存一拍(即緩存一個時鐘周期)，通過反轉高低位，得到高位的超組 號SGN和低位的K碼對齊的IQ數據，此時數據的高低位均為10比特，時序圖如圖7所示。 此時判斷高位數據，如果高位有K碼，則取出高位中的K碼和低位中的超組號SGN，以及其餘 相關的IQ數據，但不取出高位中的K碼和低位中的超組號SGN相鄰的相關IQ數據，賦至一 個10比特新變量；反之，如果高位沒有K碼，則低位中一定有K碼，同樣取出高位中的K碼 和低位中的超組號SGN，以及其餘相關的IQ數據，但不取出高位中的K碼和低位中的超組號 SGN相鄰的相關IQ數據，賦至一個10比特新變量。(12)根據Ir協議特性，將高10比特或者低10比特賦給新的變量後傳輸至同步校 驗模塊，校驗同步後繼續傳輸前面所述的20比特位寬的IQ數據至位寬轉換模塊；如果校驗 不同步則傳輸全零。(13)位寬轉換模塊將同步校驗後合併的20比特位寬的IQ數據去掉第19、18、9、8 比特，得到16比特的純IQ數據。上行鏈路同理，將16比特的IQ數據(由於已經作了 K碼 位置固定)在K碼位置加上第8比特，第9、18、19比特均為0，這樣得到20比特的數據。位寬轉換模塊對2. 5Gbps光口傳輸速率的數據，其輸出16比特數據的高8比特 取的是前面所述20比特數據高10比特中的高8比特，低8比特取的是前面所述20比特 數據低10比特中的低8比特，即去掉高低位的第8、9比特數據，其時序圖如圖8所示；對 1. 25Gbps光口傳輸速率的數據，前面所述20比特數據高10比特中的低8比特數據、低10 比特中的低8比特數據是相同的，所以其輸出16比特數據的高8比特和低8比特數據一樣， 高8比特可以取20比特數據高10比特中的低8比特數據，低8比特可以取20比特數據低 10比特中的低8比特數據，其時序圖如圖9所示。
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(14)解幀模塊根據光口傳輸速率指示信號分別處理1. 25Gbps數據和2. 5Gbps數 據，解出IQ數據，即將Ir協議要求的在光纖中傳輸的數據格式轉換為IQ數據的幀格式，提 出最低比特位和另外15比特組成16比特的IQ數據。解幀模塊僅對數據格式進行轉換，轉換後的輸出數據時序和輸入數據時序相同， 僅數據幀格式有變化；轉換方法具體為對2. 5Gbps光口傳輸速率的數據，在一個5毫秒幀中組的時間段裡面，每個16比 特數據所佔時間為一個採樣時鐘周期，前六個數據為所有數據的最低位，其餘位為所有IQ 數據的高15比特從第1比特至第15比特依次排列。將其用存儲邏輯存儲數據(共90個 時鐘周期的時間)，至下一個5毫秒幀中組的時間段，第一個數據為前一個5毫秒幀中組的 時間段的第7個數據的前15比特和最低位，後面的數據便可以依此類推。對1. 25Gbps光口傳輸速率的數據，在一個5毫秒幀中組的時間段裡面，每個16比 特數據所佔時間為兩個採樣時鐘周期，前三個數據為所有數據的最低位，其餘位為所有IQ 數據的高15比特從第1比特至第15比特依次排列。將其用RAM存儲(90個時鐘周期的時 間)，至下一個5毫秒幀中組的時間段，第一個數據為前一個5毫秒幀中組的時間段的第4 個數據的前15比特和最低位，後面的數據亦可以依此類推。(15)下行路由選擇模塊按照本級RRU的配置需求，分別對兩種光口傳輸速率中的 AxC選擇出需要的載波，然後將其傳輸到DUC模塊。對2.5Gbps數據(此處數據位寬均為 16比特)，其處理時序圖如圖10所示。對1.25Gbps數據(此處數據位寬均為16比特)，其 處理時序圖如圖11所示。在上行鏈路中包含以下步驟(21)上行路由插入模塊根據來自下行鏈路中判斷得到的光口數據速率指示信號， 對多個天線載波的1. 28MSPS數據速率的IQ數據經上行幀頭打拍(即繼承一個時鐘周期) 後，得到2. 5Gbps數據和1. 25Gbps數據；然後，對2. 5Gbps數據，為每個採樣時鐘採樣一個 數據，一個5ms幀中組的時間段總共採樣96個數據；對1. 25Gbps數據，為每兩個採樣時鐘 採樣一個數據，一個5ms幀中組的時間段總共採樣48個數據，其時序圖如圖12所示。(22)幀格式轉換模塊(即組幀模塊)對數據幀格式進行轉換，為解幀模塊的逆過 程。組幀模塊的輸出數據時序和輸入數據時序相同，僅數據幀格式有變化；轉換方法具體如 下對2. 5Gbps光口傳輸速率的數據，在一個5ms幀中組的時間段裡面，將其所有數據 的最低位取出來，分別依次存入6個變量，並將其全部緩存102個採樣時鐘周期的時間。然 後將其前6個數據位依次存放6個變量裡面的數據，接下來按順序依次存放高15比特的數 據。對1. 25Gbps光口傳輸速率的數據，在一個5ms幀中組的時間段裡面，將其所有數 據的最低位取出來，分別依次存入3個變量，並將其全部緩存102個採樣時鐘周期的時間。 然後將其前3個數據位依次存放3個變量裡面的數據，接下來存放高15比特的數據。(23)位寬轉換模塊將16比特的IQ數據，在K碼位置加上第8比特，第9、18、19比 特賦值0後，轉換為20比特的數據，分高低位的10比特數據流傳輸至DDR轉換模塊，其時 序圖如圖13所示。(24)DDR轉換模塊對2. 5Gbps數據轉換為採樣時鐘上升沿和下降沿均採樣10比特數據的時序，對1. 25Gbps數據則不改變其時序，時序圖如圖14所示。至此，上行鏈路的IQ 數據傳輸出了基帶，至SERDES晶片後由光纖傳輸。 上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
光口傳輸速率自動檢測及應用的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)、在下行鏈路，對於光口接收到的數據，將1.25Gbps數據均按照2.5Gbps光口傳輸速率進行傳輸，並通過雙倍數據速率轉換模塊轉換為高低位並行的兩路數據；然後判斷出光口傳輸速率，並產生相應的光口傳輸速率指示信號；最後在下行路由模塊中對兩種光口傳輸速率分別從多個天線載波中選擇出所需要的各個載波，再傳輸至數字上變頻模塊，最後將數據傳輸出基帶；(2)、在上行鏈路，將數字上變頻模塊處理後的多個載波分別根據下行光口傳輸速率判斷後的指示信號插入至相應的天線載波中；在光口接口中，將1.25Gbps數據分為兩個相同的高低位數據，然後經由雙倍數據速率轉換模塊傳出基帶至並串一串並轉換處理晶片。
2.根據權利要求1所述的光口傳輸速率自動檢測及應用的方法，其特徵在於在下行鏈 路中包含以下步驟(11)雙倍數據速率轉換模塊對從光口接收到的2.5Gbps數據採用雙沿採樣，對從光口 接收到的1. 25Gbps數據採用上升沿採樣，將20比特數據流轉換成分高低位的10比特數據 流，且將1. 25Gbps數據的K碼放在低位、超組號SGN放在高位，將2. 5Gbps數據的K碼放在 低位、超組號SGN放在高位，或者將2. 5Gbps數據的K碼放在高位、超組號SGN放在下一個 時鐘周期的低位；(12)根據Ir協議特性，將高10比特或者低10比特賦給新的變量後傳輸至同步校驗模 塊，校驗同步後繼續傳輸20比特位寬的IQ數據至位寬轉換模塊；如果校驗不同步則傳輸全 零；(13)位寬轉換模塊將同步校驗後合併的20比特位寬的IQ數據去掉第19、18、9、8比 特，得到16比特的純IQ數據；(14)解幀模塊根據光口傳輸速率指示信號分別處理1.25Gbps數據和2. 5Gbps數據，解 出IQ數據；(15)下行路由選擇模塊按照本級RRU的配置需求，分別對兩種光口傳輸速率中的天線 載波選擇出需要的載波，然後將其傳輸到數字上變頻模塊；在上行鏈路中包含以下步驟(21)上行路由插入模塊根據來自下行鏈路中判斷得到的光口數據速率指示信號，對多 個天線載波的IQ數據經上行幀頭繼承一個時鐘周期後，得到2. 5Gbps數據和1. 25Gbps數 據；然後，對2. 5Gbps數據，為每個採樣時鐘採樣一個數據；對1. 25Gbps數據，為每兩個採 樣時鐘採樣一個數據；(22)幀格式轉換模塊對數據幀格式進行轉換；(23)位寬轉換模塊將16比特的IQ數據，在K碼位置加上第8比特，第9、18、19比特賦 值0後，轉換為20比特的數據，分高低位的10比特數據流傳輸至雙倍數據速率轉換模塊；(24)雙倍數據速率轉換模塊對2.5Gbps數據轉換為採樣時鐘上升沿和下降沿均採樣 10比特數據的時序，對1. 25Gbps數據則不改變其時序。
3.根據權利要求2所述的光口傳輸速率自動檢測及應用的方法，其特徵在於步驟 (11)中，若將2. 5Gbps數據的K碼放在低位、超組號SGN放在高位，則不需要改變2. 5Gbps 數據的時序；若將2. 5Gbps數據的K碼放在高位、超組號SGN放在下一個時鐘周期的低位， 則將高位緩存一個時鐘周期，通過反轉高低位，得到高位的超組號SGN和低位的K碼對齊的IQ數據。
4.根據權利要求2所述的光口傳輸速率自動檢測及應用的方法，其特徵在於步驟 (13)中，位寬轉換模塊對2. 5Gbps光口傳輸速率的數據，其輸出16比特數據的高8比特取 的是20比特數據高10比特中的低8比特，低8比特取的是20比特數據低10比特中的低 8比特；對1. 25Gbps光口傳輸速率的數據，其輸出16比特數據的高8比特和低8比特數據 分別取20比特數據高10比特中的低8比特和低10比特中的低8比特數據。
全文摘要
本發明涉及可實現兩種光速率選擇性傳輸的光口傳輸速率自動檢測及應用的方法(1)、在下行鏈路，將1.25Gbps數據均按照2.5Gbps傳輸並通過DDR轉換模塊轉換為高低位並行的兩路數據；判斷出光口傳輸速率後產生相應的指示信號；對兩種光口傳輸速率分別從多個天線載波中選擇出所需要的各個載波，再傳輸至DUC模塊後傳輸出基帶；(2)、在上行鏈路，將多個載波分別根據指示信號插入至相應的天線載波中；然後將1.25Gbps數據分為兩個相同的高低位數據，經由DDR轉換模塊傳出基帶至並串一串並轉換處理晶片。本發明有利於大規模降低研發成本和維護成本，通過軟體自適應檢測光傳輸速率，無需過多的人工幹預。
文檔編號H04B10/08GK101882959SQ20101022387
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月12日 優先權日2010年7月12日
發明者唐良建, 彭劍, 楊波 申請人:京信通信系統(中國)有限公司