一種實現下行鏈路時延補償的方法
2023-05-19 12:06:16
專利名稱：一種實現下行鏈路時延補償的方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統中BBU(Baseband Processor Unit，基帶處理單 元)+RRU(Remote Radio Frequency Unit，遠端射頻單元)分布式基站的應用技術，為其射 頻拉遠時下行鏈路的時延補償提供具體的實現方法。
背景技術：
從當前的移動通信技術發展方向來看，2G與3G技術的融合已成為必然趨勢。由於 建設和運營一張全新的通訊網絡需要高昂的成本，為此運營商希望3G技術可以最大化地 與現有的2G網絡重合演進，從而能夠安全、穩定、高性價比地實現無線網絡調整。BBU+RRU 分布式基站是運營商理想的建網解決方案，其核心思想是將基帶部分和射頻部分分離，基 帶部分集中放置在機房大樓內，而射頻部分可以靈活放置在室內或室外，並通過光纖連接 基帶池與分布在城市中的射頻單元，從而有效地降低運營商投資成本和維護成本。將分布 式基帶理念引入GSM網絡，便可以和WCDMA、TD-SCDMA等制式組成全新的多制式基帶混插基 站，為運營商提供更為靈活、高效的建網解決方案。 在GSM/EDGE射頻拉遠模式下，不同的光纖鏈路長度會造成基帶下行的數據流到 達各個RRU的時間也不同。但是GSM協議規定在同一個小區內不同載波天線口輸出要求同 步，其同步誤差小於1/4個symbol (字符)，為此BBU+RRU的構架要滿足下列幾種情況
BBU連接多個RRU，其中的若干個RRU屬於一個邏輯小區，比如圖1中RRU#1和 RRU#2屬於同一個邏輯小區，但是它們與BBU連接的光纖長度不同，因此為了滿足天線口輸 出同步的要求就必須把其中的時延差補償掉； 在同一站點下一般也要求各個載波空口同步，這是由於同步切換比異步切換成功 率高，可以提高網絡性能。因此當BBU和RRU與其他基站組成一個站點時，也需要補償BBU 和RRU之間的鏈路時延； 全網同步情況下，要求所有載波空口同步，這種情況下，BBU和RRU系統內的時延 補償必不可少。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種實現下行鏈路時延補償的方法，實現了各 RRU天線口的輸出同步要求，即到達各RRU的天線口的時間相同。 為了解決上述問題，本發明提供了一種實現下行鏈路時延補償的方法，在基帶處 理單元內對數據進行調製，然後進行IQ數據成幀處理，成幀後的數據經過交換板後下發給 遠端射頻單元； 在基帶處理單元內設置一個系統時延TsysD作為時延基準，設一載波的實際時延量 為Tdelay，則延遲TsysD_Tdelay後向遠端射頻單元發送該載波對應的數據流；所述TsysD大於基帶 處理單元與各遠端射頻單元間的最大時延值。 進一步地，在基帶處理單元內對該載波的數據流經過兩級時延補償後向遠端射頻單元發送， 一級時延補償在所述調製之前，二級時延補償在調製之後，兩級時延補償量之和 為所述TsvsD-Td
sysD 1 delay 0 進一步地，將T^D分為一級時延的最大補償量及二級時延的最大補償量，一級時
延的最大補償量用T，b表示，二級時延的最大補償量用Tw表示，？;—
5戸&
+^，其值不小
於基帶處理單元與各遠端射頻單元間的最大實際時延量，vsymb為下行字符傳輸的有效速
率，D，b為存儲的字符個數，△ S為預留的時間常量；T》-V^，Dw為存儲的IQ數據量或者
TSymb+TiQ
幀數據量，VIQ為IQ數據流或幀數據流的速率，系統時延TsysD
設實際時延量Td^y分兩級，一級實際時延量在所述調製之前，記為Tdd^，二級實 際時延量在所述調製之後，記為Tdelay2 ; 則一級時延補償量為Tsymb-Tdelayl， 二級時延補償量為TIQ_Tdelay2。 進一步地，當Td—不為0且小於或等於l^時，設Td—二 oXn+m，其中o = 1/
VIQ， VIQ為IQ數據流或幀數據流的速率； 此時一級時延補償量取一級時延的最大補償量T，b， 二級時延補償量為 TiQ_Tdelay2 ;Tdelay2 = o Xn+m。 進一步地，當Tdelay為0時， 一級時延補償量為一級時延的最大補償量Tsymb， 二級時 延補償量為二級時延的最大補償量TIQ。 進一步地，當Td^y不為0且大於Tw時，設Td一 = A XQ+R，R= o Xn' +111'，其 中0 = 1/VIQ， Vw為IQ數據流或幀數據流的速率，A為每個字符傳輸所需要的單位時間；
此時一級時延補償量為Tsymb-Tdelayl， 二級時延補償量為TIQ_Tdelay2，其中Tdelayl = 入XQ，T一二n' Xo+m'。 進一步地，m的取值為0《m《o ，為了取值方便，m取o ，此時T^—二 (n+1) X o ;
或m取O，此時T
del3y2
nX o 。 進一步地，m'的取值為0《m'《o，為了取值方便，m'取o，此時T (n' +1) X o ;或m'取0，此時Tde^2 = n' Xo。
delay2 進一步地，所述A S取A的整數倍，A為每個字符傳輸所需要的單位時間。
進一步地，所述TIQ大於等於入。 綜上所述，本發明提供一種實現下行鏈路時延補償的方法，可實現與同一BBU相 連的RRU獲得的數據和時鐘均與BBU保持同步。
圖1是BBU連接多個RRU的示意圖；
圖2是下行鏈路中BBU內部結構示意圖；
圖3是下行鏈路時延補償實現的流程圖。
具體實施例方式
本發明提供一種實現下行鏈路時延補償的方法，在BBU內物理底層對數據的處理 過程包括DSP(數位訊號處理晶片)下發待調製數據給FPGA(FieldProgrammable Gate
5Array :現場可編程門陣列)，然後FPGA將接收到的待調製數據進行調製，接著進行IQ數據 成幀處理，成幀後的數據經過交換板後下發給RRU。 在BBU內實現下行鏈路的時延補償，即在基帶板的FPGA(FieldProgrammable Gate Array :現場可編程門陣列)數據流處理流程中設置一個系統時延TsysD作為時延基準，這個 系統時延量大於BBU和RRU之間實際所需要的最大時延補償值，這樣一方面可以滿足同一 個BBU連接多個RRU(光纖鏈路長度不等)的時延補償需求，另一方面可以為多個BBU間的 時延補償提供一個時延基準，以至於不會出現由於不同BBU間時延基準不同而導致實際時 延補償不準的情況。 本實施例提供一種實現下行鏈路時延補償的方法，如圖3所示包含以下步驟
步驟301 :在BBU的主控板和交換板中測試下行各個載波的實際時延量Tdelay並配 置給基帶板，Tdelay的測試方法同現有技術； —般來說在實際應用中光纖拉遠的距離是有限的，例如10km，並且RRU光纖拉遠 的長度確定後，系統可以測試BBU和這個RRU之間的時延量Tdelay。 步驟302 :根據各載波的實際時延量Tdelay確定系統時延TsysD，設置的TsysD應大於 BBU與各RRU間實際時延的最大值； 如圖2所示，在基帶板的FPGA內部，為了同時兼顧精度要求及系統資源的佔用情 況，各載波的實際時延量Td^y可以分為兩級，一級時延在調製之前，記為T^^ ;二級時延在
調製之後，記為Td—2，相應的時延補償量Te。，nsati 。n也通過兩級實現，分別記為Te。mpensati 。nl 、 T，pmsati 。n2。設TsysD也分為兩級，分別為一級時延的最大補償量T，b、二級時延的最大補償 首先，根據系統方案中待調製字符的有效傳輸速率V，b及IQ數據流或幀數據流的 傳輸速率VIQ，並結合FPGA內部存儲資源的狀況，確定Tsymb與TIQ。 GSM規範中規定每個Burst (時隙)的時長為15/26ms，約為577us，其間需要傳輸 待調製的156. 25個symbols (字符)，因此字符傳輸的平均速率為270. 833Kbps。假設下行 字符傳輸的有效速率為Vsymb(大於等於270. 833Kbps) ， Dsymb表示存儲的字符個數(小於等 於一個時隙的字符量)，D，b可根據V，b進行調節，A S表示時延常數，於是可以得到一級 時延的最大補償量的公式為;礎二^+^ Tsymb應能夠基本滿足系統最大時延的要求，即Tsymb不小於基帶處理單元與各遠端 射頻單元間的最大實際時延量。當Vsymb很大時，即使將Dsymb調到最大值( 一個時隙的字符 量)也僅能提供一個很小的時延量，無法滿足T，b接近接近系統最大時延的要求，因此必須 額外預留一個時間常量△ S ，以使得T，b能夠基本滿足系統最大時延的要求。當V，b很小 時，可通過調節D，b就能夠使T，b提供基本滿足系統時延要求的時延量，此時A S可以省 略。為了便於計算和控制，可以將時間常量A S取為每個字符傳輸所需要的單位時間A 的整數倍。取多少倍需根據系統實際設計而定。 二級時延Tw是為了滿足精度的要求而對一級時延的補充，可通過以下公式確定 formula see original document page 6
其中Dw為存儲的IQ數據量或者幀數據量，V工。為IQ數據流或幀數據流的速率，Tw 表示二級時延的最大補償值，其值應大於等於A 。 二級延時的最小補償粒度o由V工。決定， o = lAw，以此實現小容量而較為精確的時延補償。 這樣，系統時延TsysD = Tsymb+TIQ，實際當中Tsymb與TIQ可以根據其各自的數據傳輸 速率及系統存儲資源狀況來分配，V，b與V工。是系統設計時就已經確定的。這樣當實際時延 量Tdelay小於等於TIQ時只需要單獨計算二級實際時延量，而只有當實際時延量Tdelay大於TIQ 時才需要分別計算兩級實際時延量，這樣使得時延補償的實現變得更加靈活、有效。
步驟303 :計算該載波的時延補償量T。。mpensati 。n。首先完成兩級實際時延量Tdelayl、 Tdelay2的計算，進而計算出兩級時延補償。Tdelayl、Tdelay2的確定及T,ensati 。n的計算可分為以 下三種情況 (a)假設某個載波的實際時延量Tdelay為零，即無時延補償時，在兩級時延補償中 均延遲最大的時延量之後再下發IQ數據流或幀數據流。此時Tdelayl、 Tdelay2均為0，時延補 償量等式為Tcompensati onTSySD(Tdelayl+Tdelay2) TSySD TSymb+TlQ 從上式可看出， 一級時延補償量T。。mTCnsati 。nl為Tsvmb， 二級時延補償量T。。mTCnsati 。n2為
compensati onl丄symb賃■ "^CHj _x^_ | | 丄compensati on2
TIQ。
(b)假設某個載波的實際時延量Tdelay不為零且其值小於或等於TIQ時，則一級時 延補償作最大時延補償處理，取Tsymb，即一級實際時延量Tdelayl為0，只需要計算二級實際時 MSTdelay2。設有如下公式
Tdelay = o Xn+m 其中n為商，m為餘數。當m為零時，二級實際時延量為Tdelay2 = nX o ;當m不為 零時，Td^y2二 o Xn+m，m的取值為0《m《o ，為了取值方便，m可以取o ，即二級實際時 延量可以取為Tde^ = (n+l)X o ，m也可以取0，即二級實際時延量Td^y2二nX o ，實際處 理中m取0還是o根據系統實際的補償精度要求而定。因此有公式
T面pensati 。n — TSysD_ (Tdelayl+Tdelay2) — Tsymb+(TIQ_Tdelay2) 從上式可看出， 一級時延補償量Tc。mpensati 。nl為Tsymb， 二級時延補償量Tc。mpensati 。n2為 TiQ_Tdelay2。 (c)假設某個載波的實際時延量Tdelay不為零且其值大於TIQ時，則需要分別計算 兩級實際時延量。設
Tdelay=入XQ+R 其中A作為一級時延的補償單位，Q為商，R為餘數，將Tdelayl = A XQ作為一級 實際時延量，而R作為二級實際時延量的參考量，於是在二級補償中得到
R = o Xn' +m' 其中n'為商，m'為餘數。於是二級實際時延量為Tdelay2 = n' X o+m' ， m'的 取值為0《m'《o，為了取值方便，m'可以取o ，即二級實際時延量可以取為Tdd^ = (n' +l)Xo，m'也可以取0，即二級實際時延量可以取為Tde^二n' X o 。因此可以實 現時延補償 TMmpensation — TsysD_ (Tdelayl+Tdelay2) — (Tsymb_Tdelayl) + (TIQ_Tdelay2) 從上述公式可看出， 一級時延補償為Tsymb-Tdelayl， 二級時延補償為TIQ-Tdelay2。
步驟304 :對要發送的載波延遲Te。mpensati。n後發送數據流，這樣，通過基帶板的時延 補償，各個RRU獲得的數據和時鐘與BBU保持同步，即數據到達各RRU的時延均為TsysD。
根據上面兩級時延補償的計算公式可以看出，實際的補償精度不僅與A、 0有 關，也與TSYmb和TIQ的分配有關。
權利要求
一種實現下行鏈路時延補償的方法，在基帶處理單元內對數據進行調製，然後進行IQ數據成幀處理，成幀後的數據經過交換板後下發給遠端射頻單元；其特徵在於在基帶處理單元內設置一個系統時延TsysD作為時延基準，設一載波的實際時延量為Tdelay，則延遲TsysD-Tdelay後向遠端射頻單元發送該載波對應的數據流；所述TsysD大於基帶處理單元與各遠端射頻單元間的最大時延值。
2. 如權利要求l所述的方法，其特徵在於在基帶處理單元內對該載波的數據流經過兩級時延補償後向遠端射頻單元發送， 一級時延補償在所述調製之前，二級時延補償在調製之後，兩級時延補償量之和為所述1 sysD 1 delay 0
3. 如權利要求2所述的方法，其特徵在於將TsysD分為一級時延的最大補償量及二級時延的最大補償量，一級時延的最大補償量 用T，b表示，二級時延的最大補償量用Tw表示， ^6-^ + A^其值不小於基帶處理單元 與各遠端射頻單元間的最大實際時延量，Vsvmb為下行字符傳輸的有效速率，D^b為存儲的字symb Z J II J JI J I 7 "THJ M J yV^AC!_~t^ ! "symb符個數，A S為預留的時間常量；110=》，Dw為存儲的IQ數據量或者幀數據量，Vw為IQVIQ數據流或幀數據流的速率，系統時延TsysD = Tsymb+TIQ ;設實際時延量Tdelay分兩級， 一級實際時延量在所述調製之前，記為Tdelayl， 二級實際時 延量在所述調製之後，記為Tdelay2 ;則一級時延補償量為T，b-Tde一，二級時延補償量為TIQ-Tdelay2。
4. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於當Tdelay不為0且小於或等於TIQ時，設Tdelay = o Xn+m，其中o = 1/VIQ， VIQ為IQ數 據流或幀數據流的速率；此時一級時延補償量取一級時延的最大補償量T，b，二級時延補償量為TIQ-Tdelay2 ; Tdeiay2 = o Xn+m。
5. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於當Tdelay為0時， 一級時延補償量為一級時延的最大補償量Tsymb， 二級時延補償量為二 級時延的最大補償量Tw。
6. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於當Td^y不為0且大於^時，設Td—二 AXQ+R，R= o Xn' +m'，其中o = 1/VIQ， Vw為IQ數據流或幀數據流的速率，A為每個字符傳輸所需要的單位時間；此時一級時延補償量為T一-Tde一，二級時延補償量為Ude^，其中Tdelayl = A XQ， Tdelay2 = n' Xo+m'。
7. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於m的取值為0《m《o ，為了取值方便，m取o ，此時1^— = (n+1) X o ;或m取O，此 時W二nXo。
8. 如權利要求6所述的方法，其特徵在於m'的取值為0《m'《o ，為了取值方便，m'取o ，此時Td^y2 = (n' +1) X o ;或 m'取0，此時Tde一2 = n' X o 。
9. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於所述A S取A的整數倍，A為每個字符傳輸所需要的單位時間。
10. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於 所述TIQ大於等於入。
全文摘要
本發明提供一種實現下行鏈路時延補償的方法，在基帶處理單元內對數據進行調製，然後進行IQ數據成幀處理，成幀後的數據經過交換板後下發給遠端射頻單元；在基帶處理單元內設置一個系統時延TsysD作為時延基準，設一載波的實際時延量為Tdelay，則延遲TsysD-Tdelay後向遠端射頻單元發送該載波對應的數據流；上述TsysD大於基帶處理單元與各遠端射頻單元間的最大時延值。採用本發明的技術方案，可實現與同一基帶處理單元相連的遠端射頻單元獲得的數據和時鐘均與基帶處理單元保持同步。
文檔編號H04W56/00GK101754269SQ20081017934
公開日2010年6月23日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者趙志勇, 陳孟傑 申請人:中興通訊股份有限公司