一種射頻拉遠單元的製作方法

2023-05-09 23:06:26

專利名稱：一種射頻拉遠單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術，特別應用於時分同步碼分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)系統和時分長期演進(TD-LTE， Time Division-Long Term Evolution)系統中的一種射頻拉遠單元(RRU, Radio Remote Unit)。
背景技術：
目前，在TD-SCDMA系統和TD-LTE系統中，常用RRU與基帶處理單元(BBU， Building Base band Unit)組成分布式基站架構。圖1為現有的RRU結構示意圖。如圖1 所示，一個BBU連接一個或多個RRU，圖1中以一個BBU連接兩個RRU為例，BBU與RRU之間 通過光纖連接，相應地，BBU與RRU中均包括連接光纖的光收發器。RRU通過長饋線與天線 連接，在饋線連接中，可以根據需要採用放大器、分路器等。參見圖1，現有的RRU中至少包括模擬射頻單元、數字中頻單元、RRU與BBU之間 的接口(IR，Interface between the RRU and the BBU)單元、處理器、抖動清除模塊、鎖相 環模塊(PLL, Phase-Locked Loop)和時分雙工(TDD，Time Division Duplex)時序恢復模 塊，上述各單元位於同一個設備中。其中，IR表示RRU連接BBU的接口。圖1中，模擬射頻單元包括多頻段射頻帶通濾波器、環形器、上行鏈路、下行鏈 路和時鐘，上下行鏈路在環形器匯合，環形器經過多頻段射頻帶通濾波器連接到RRU設備 外部，通過長距離的饋線與天線相連。上行鏈路依次包括低噪聲放大器(LNA，Low noise Amplifier)、混頻器、中頻帶通濾波器、可調增益放大器和模數轉換器(ADC，Analog to Digital Converter)，對上行接收的射頻信號進行放大、濾波、下變頻至中頻、增益調節 和模數轉換。下行鏈路依次包括數模轉換器(DAC，Digital to Analog Converter), 中頻帶通濾波器、混頻器、可調增益放大器、射頻帶通濾波器和功率放大器(PA，Power Amplifier)，對下行發送的中頻信號進行數模轉換、濾波、上變頻至射頻、增益調節和放大。 並且，為了實現數字預失真(DPD，Digital Predistortion)功能，模擬射頻單元還需要對下 行發射的射頻信號進行反饋，需要包括獨立的反饋鏈路或利用現有的下行鏈路進行反饋。數字中頻單元包括對來自模擬射頻單元的上行信號進行數字下變頻(DDC， Digital Down Converter)的DDC模塊、對待發送給模擬射頻單元的下行信號進行數字上變 頻(DUC，Digital Up Converter)的DUC模塊，以及用於對DDC之後的上行信號和等待進行 DUC的下行信號進行緩衝的數據緩衝池。IR接口單元包括IR協議處理模塊、兩個串並行與並串行轉換器和兩個光收發器， IR協議處理模塊完成RRU與BBU之間的IR協議的解析和基帶數據處理，通過串並行與並串 行轉換器和光收發器與BBU進行通信。RRU中還包括處理器，用於管理本RRU的運行與維護0&M信息並對本RRU進行硬體 驅動。RRU中還包括時分雙工TDD時序恢復模塊，用於恢復本射頻遠端中TDD空口時隙。
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RRU中還包括抖動清除模塊和PLL，RRU從BBU獲取恢復時鐘信號，經過抖動清除 模塊對恢復時鐘信號進行初次鎖定後，輸入PLL進行再次鎖定，產生RRU的時鐘信號。目前TD-SCDMA系統的RRU中，在用戶業務密集區域，需要使用多個RRU才能完成 覆蓋。並且，由於目前的RRU通過長距離的饋線與天線連接，饋線的功率損耗隨長度呈指數 增長，因此RRU需要輸出大功率的下行信號，目前RRU輸出至天線的功率為20W，採用目前的 RRU功耗較大。因此，當在用戶業務密集區域使用多個RRU進行覆蓋時，更加地加大了設備 功耗，同時增加了設備成本。總之，目前的RRU的傳輸容量小，功率損耗大。

發明內容
本發明提供了一種RRU，使用該RRU能夠擴大傳輸容量，減小功率損耗。一種RRU，其特徵在於，包括至少一個射頻遠端和一個IR處理單元，每個射頻遠端 與一根天線連接，且每個射頻遠端還通過一條超五類線與所述IR處理單元連接；所述射頻遠端，用於接收來自天線的上行模擬射頻信號，進行放大、濾波、下變頻、 增益調節、模數轉換、簡單協議編碼和並串轉換，得到包含上行數字中頻信號的上行數據， 通過超五類線發送給所述IR處理單元；並且，通過超五類線接收來自IR處理單元的包含下 行數字中頻信號的下行數據，進行串並轉換、簡單協議解析、數模轉換、增益調節、上變頻、 濾波和放大，得到下行模擬射頻信號並發送給天線；所述IR處理單元，用於通過超五類線接收每一個射頻遠端傳送的包含上行數字 中頻信號的上行數據，進行簡單協議解析、數字下變頻、IR協議處理和串並轉換，得到上行 數字基帶信號並發送給基帶處理單元BBU ；並且，接收來自BBU的下行數字基帶信號，進行 並串轉換、IR協議處理、數字上變頻和簡單協議編碼，得到包含下行數字中頻信號的下行數 據，並選擇一個射頻遠端，通過超五類線進行發送；所述IR處理單元包括電源模塊，用於對IR處理單元提供電源，並與所述超五類線 連接，同時通過乙太網供電(POE，Power Over Ethernet)方式向射頻遠端供電；所述射頻遠 端包括電源模塊，用於採用P0E方式，通過所述超五類線從IR處理單元的電源模塊取電，作 為射頻遠端的電源。由以上發明內容可見，在RRU中包括多個射頻遠端和一個共用的IR處理單元，並 且，本發明在射頻遠端與IR處理單元之間用超五類線連接，相應地，IR處理單元通過超五 類線實現對射頻遠端的供電，將多個射頻遠端集成在一個RRU中，所以增大了 RRU的傳輸容 量，在業務密集區域只需要採用一個RRU即可完成覆蓋，因此減小了功率損耗和設備體積， 從而有效的提高了 RRU的覆蓋能力和覆蓋效率。


圖1為現有的RRU的結構示意圖；圖2為本發明實施例的RRU的結構示意圖；圖3為本發明實施例射頻遠端21內部結構示意圖；圖4為本發明實施例IR處理單元22內部結構示意圖；圖5為本發明實施例IR處理單元22與射頻遠端21之間的數據傳輸格式示意圖；圖6為本發明實施例IR處理單元22與射頻遠端21之間的時延測量示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本 發明進一步詳細說明。本發明的基本思想是，每個RRU由一個或多個射頻遠端和一個IR處理單元組成。 其中，多個射頻遠端置於天線側，每個射頻遠端連接一根天線，IR處理單元可以置於室內。 射頻遠端與IR處理單元之間通過超五類線連接，相應地，在射頻遠端和IR處理單元中分別 設置電源模塊；IR處理單元包含的電源模塊，對IR處理單元提供電源，與所述超五類線連 接，同時通過P0E方式向射頻遠端供電；所述射頻遠端包含的電源模塊，用於採用P0E方式， 通過所述超五類線從IR處理單元的電源模塊取電，作為射頻遠端的電源。圖2為本發明實施例RRU的結構示意圖。如圖2所示，本發明實施例的RRU包括 一個或多個射頻遠端21和一個IR處理單元22。每一個射頻遠端21接收來自天線的上行模擬射頻信號，進行放大、濾波、下變頻、 增益調節、模數轉換、簡單協議編碼和並串轉換，得到包含上行數字中頻信號的上行數據， 發送給IR處理單元22。並且，接收來自IR處理單元22的包含下行數字中頻信號的下行數 據，進行串並轉換、簡單協議解析、數模轉換、上變頻、增益調節、濾波和放大，得到下行模擬 射頻信號並發送給天線。IR處理單元22接收來自每一個射頻遠端21的包含上行數字中頻信號的上行數 據，進行簡單協議解析、數字下變頻、IR協議處理和串並轉換，得到上行數字基帶信號並發 送給BBU。並且，IR處理單元22接收來自BBU的下行數字基帶信號，進行並串轉換、IR協 議處理、數字上變頻、簡單協議編碼，得到包含下行數字中頻信號的下行數據，並選擇一個 射頻遠端21進行發送。在本實施例中，以RRU中包括n個射頻遠端21為例。每個射頻遠端21連接一根天 線，並且每個射頻遠端21通過一根超五類線與IR處理單元22連接。該超五類線，用於在 射頻遠端21與IR處理單元22之間傳輸數據和控制命令；並且，在射頻遠端21與IR處理 單元22之間採用超五類線後，相應地，在射頻遠端和IR處理單元內分別設置電源模塊，具 體地，所述IR處理單元包括電源模塊2217，用於從本地取電，並與所述超五類線連接，對IR 處理單元提供電源，同時通過P0E方式向射頻遠端供電；所述射頻遠端包括電源模塊2124， 用於採用P0E方式，通過所述超五類線從IR處理單元的電源模塊取電，作為射頻遠端的電 源。IR處理單元22與每一個射頻遠端21分別通過一根超五類線連接，並且，IR處理 單元22通過一根或多根光纖與BBU相連。參見圖2，每個IR處理單元22與一個或多個射頻遠端21相連，並且存在一個或多 個與BBU連接的光纖接口。因此，一個射頻遠端21的數據能夠通過IR處理單元22映射到 多個BBU的光纖接口，一個BBU光纖接口的數據也能夠通過IR處理單元22分發到多個射 頻遠端21。並且，不同的BBU也可以使用同一個IR處理單元接入RRU，因此能夠使得不同 的移動通信服務商共享同一組RRU設備。圖3為本發明實施例射頻遠端21內部結構示意圖。如圖3所示，本發明實施例 的射頻遠端21至少包括環形器2102、上行混頻器2105、ADC2108、DAC2109、下行混頻器
82111、本振發生器2115、簡單協議處理模塊2116、太網收發器(PHY, physical layer) 2119、 TDD時序恢復模塊2123和電源模塊2124。一種較佳的實施方式是，本發明實施例的射頻 遠端21還包括射頻天線濾波器2101、上行LNA2103、上行射頻濾波器2104、上行中頻濾波 器2106、上行可調增益放大器2107、下行中頻濾波器2110、下行可調增益放大器2112、下行 射頻濾波器2113、下行PA2114、8B到10B轉換器2117、10B到8B轉換器2118和微處理器 2120。以下對射頻遠端21的內部結構進行詳細說明，參見圖3。其中，射頻天線濾波器2101接收來自天線的上行模擬射頻信號，進行濾波後傳送 給環形器2102，並且，接收來自環形器2102的下行模擬射頻信號並傳送給天線。環形器2102接收來自射頻天線濾波器2101的上行模擬射頻信號並傳送給上行 LNA 2103，並且，接收來自下行PA 2114的放大的下行模擬射頻信號並傳送給射頻天線濾 波器2101。上行LNA 2103接收來自環形器2102的上行模擬射頻信號，進行放大後傳送給上 行射頻濾波器2104。上行射頻濾波器2104接收來自上行LNA 2103的放大的上行模擬射頻信號，進行 濾波後傳送給上行混頻器2105。上行混頻器2105接收來自上行射頻濾波器2104的濾波後的上行模擬射頻信號， 根據本振發生器2115提供的本振頻率信號對上行模擬射頻信號進行下變頻，得到上行中 頻模擬信號並發送給上行中頻濾波器2106。上行中頻濾波器2106接收來自上行混頻器2105的上行中頻模擬信號，進行濾波 後傳送給上行可調增益放大器2107。上行可調增益放大器2107接收來自上行中頻濾波器2106的濾波後的上行中頻模 擬信號，進行增益調節後發送給ADC 2108。ADC 2108接收來自上行可調增益放大器2107的上行模擬中頻信號，進行模數轉 換後得到上行數字中頻信號並發送給簡單協議處理模塊2116。DAC 2109接收來自簡單協議處理模塊2116的下行數字中頻信號，進行數模轉換 後得到下行模擬中頻信號並發送給下行中頻濾波器2110。下行中頻濾波器2110接收來自DAC 2109的下行模擬中頻信號，進行濾波後傳送 給下行混頻器2111。下行混頻器2111接收來自下行中頻濾波器2110的濾波後的下行模擬中頻信號， 根據本振發生器2115提供的本振頻率信號對下行模擬中頻信號進行上變頻，得到下行模 擬射頻信號並發送給下行可調增益放大器2112。下行可調增益放大器2112接收來自下行混頻器2111的下行模擬射頻信號，進行 增益調節後發送給下行射頻濾波器2113。下行射頻濾波器2113接收來自下行可調增益放大器2112的增益調節後的下行模 擬射頻信號，進行濾波後傳送給下行PA 2114。下行PA 2114接收來自下行射頻濾波器2113的濾波後的下行模擬射頻信號，進行 放大後傳送給環形器2102。簡單協議處理模塊2116，根據簡單協議組成協議規定的數據幀格式，將接收來自 ADC 2108的上行中頻數位訊號放在簡單協議幀的數據段，傳送給8B到10B轉換器2117，並且，接收來自8B到IOB轉換器2117的下行數據包，按照簡單協議幀格式，將數據包中的 下行數字中頻數位訊號分離出來，傳送給DAC2109。進一步地，簡單協議處理模塊2116根 據簡單協議組成協議規定的數據幀格式，將接收來自微處理器2120的運行與維護(0&M， Operation&Maintenance)數據放在簡單協議幀的管理數據段，傳送給8B到IOB轉換器 2117，並且，接收來自IOB到8B轉換器2118的下行數據，根據簡單協議幀格式，將下行數據 中的下行中頻數位訊號和0&M數據分離出來，將分離出的0&M數據傳送給微處理器2120。 圖中的簡單協議處理模塊2116、8B到IOB轉換器2117、IOB到8B轉換器2118和TDD時序恢 復模塊2123可以採用現場可編程門陣列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)實現。 微處理器2120把相關的0&M數據發給簡單協議處理模塊2116，簡單協議處理模塊2116根 據簡單協議，把該0&M數據摻入數據的管理數據段，達到在射頻遠端21和IR處理單元22 之間傳送的目的，微處理器2120接收來自簡單協議處理模塊2116的0&M數據，對射頻遠端 進行配置管理。該0&M數據包括配置信息、告警管理信息等。8B到IOB轉換器2117，用於接收來自簡單協議處理模塊2116的上行中頻數字信 號，該上行中頻數據信號為8比特數據，將8比特數據轉換為10比特數據後傳送給乙太網 收發器(PHY, physical layer)2119。IOB到8B轉換器2118，用於接收來自以PHY2119的下行數字中頻信號，該下行數 字中頻信號為10比特數據，將10比特數據轉換為8比特後傳送給簡單協議處理模塊2116。由於射頻遠端21與IR處理單元22之間的超五類線傳輸的數據為10比特數據， 而射頻遠端21與IR處理單元22內部進行處理的數據都是8比特數據，因此，需要設置8B 到IOB轉換器2117和IOB到8B轉換器2118進行數據編碼轉換。PHY2119接收來自8B到IOB轉換器2117的上行數據，進行並串轉換後，按照以太 網的信號電平，發送給IR處理單元22，並且，按照乙太網的信號電平，接收來自IR處理單元 22的下行數據，進行串並轉換後發送給IOB到8B轉換器2118。TDD時序恢復模塊2123，與簡單協議處理模塊2116相連，用於恢復射頻遠端21中 TDD空口時隙。本振發生器2115給上行混頻器2105和下行混頻器2111提供本振頻率信號。微處理器2120管理本射頻遠端21的0&M信息並對本射頻遠端21進行硬體驅動。進一步地，每個射頻遠端21中還包括去抖電路模塊2121和PLL2122。IR處理單 元22從BBU獲取第一恢復時鐘信號並通過超五類線將同步時鐘信號傳送給射頻遠端21， 每個射頻遠端21中的PHY2119從IR處理單元22獲取第二恢復時鐘信號，第二恢復時鐘信 號經過射頻遠端21的去抖電路模塊2121對第一恢復時鐘信號進行初次鎖定後，輸入射頻 遠端21的PLL 2122, PLL 2122進行再次鎖定，產生高穩定度的時鐘信號，作為射頻遠端21 時鐘信號，即作為射頻遠端21的整板時鐘信號，並分配至射頻遠端21內部的各個晶片，例 如ADC 2108, DAC 2109、本振發生器2115、簡單協議處理模塊2116和PHY 2119。進一步地，在一種較佳實施方式中，上述射頻遠端21與天線採用一體化設計，每 根天線與射頻遠端21採用極短的饋線連接。圖4為本發明實施例IR處理單元22內部結構示意圖。如圖4所示，本發明實施例 的IR處理單元22至少包括一個電源模塊2217、一個或多個簡單協議處理模塊2204、一個 或多個數字下變頻(DDC)模塊2207、一個或多個數字上變頻(DUC)模塊2208、一個數據緩衝池2209、一個或多個IR協議處理模塊2210、一個或多個並串行與串並行轉換器(SERDES， Serial & Deserial) 2211和一個處理器2215。進一步地，IR處理單元22還包括一個或多 個PHY2201、一個或多個8B到10B(8B/10B)轉換器2202、一個或多個IOB到8B(10B/8B)轉 換器2203、一個或多個上行緩存器(Buffer) 2205、一個或多個下行緩存器(Buffer) 2206、 一個或多個光收發器2212、一個PLL2213、一個TDD時序恢復模塊2214和一個抖動清除模 塊2216。以下對IR處理單元22的內部結構進行詳細說明，參見圖4。其中，8B/10B轉換 器2202、10B/8B轉換器2203、簡單協議處理模塊2204、上行Buffer2206、下行Buffer2205、 DDC模塊2208、DUC模塊2207、數據緩衝池2209、IR協議處理模塊2210、TDD時序恢復模塊 2214 和 PLL2213 採用 FPGA 實現。電源模塊2217，可以從本地取電，完成對本IR處理單元的電源供電，還用於通過 POE方式向射頻遠端供電。一個或多個PHY2201，每個PHY2201通過超五類線接收來自一個對應的射頻遠端 的上行數據，進行串並轉換後，發送給一個對應的IOB到8B轉換器2203，並且，接收來自一 個對應的8B到IOB轉換器2202的下行數據，進行並串轉換後通過超五類線發送給一個對 應的射頻遠端。PHY的輸入輸出接口可採用十位界面(TBI，Ten比特interface)接口，其 輸入、輸出的參考時鐘為125MHZ。一個或多個IOB到8B轉換器2203，每個IOB到8B轉換器2203接收來自一個對應 的以PHY2201發送的上行數據，轉換為8比特數據後，傳送給一個對應的簡單協議處理模塊 2204。一個或多個8B到IOB轉換器2202，每個8B到IOB轉換器2202接收來自一個對 應的簡單協議處理單元2204發送的下行數據，轉換為10比特數據後，傳送給一個對應的 PHY2201。在一個或多個簡單協議處理模塊2204中，每個簡單協議處理模塊2204通過超五 類線接收來自一個對應的射頻遠端21的上行數據，該上行數據中包含上行數字中頻信號， 進行簡單協議解析，將解析後的上行數字中頻信號傳送給一個對應的上行BUffer2206，並 且，根據處理器2215的控制通過上行BUffer2206和DDC模塊2208從數據緩衝池2209中 選擇下行數字中頻信號，從一個對應的下行Buffer2205中讀取下行數字中頻信號，進行簡 單協議編碼，將編號後的下行數據傳送給一個對應的8B到IOB轉換器2202。進一步地，簡 單協議處理模塊2204接收來自處理器2215的對射頻遠端21的0&M數據，進行簡單協議 編碼後經過8B/10B轉換器2202轉換成10比特數據，再由PHY2201進行並串轉換後傳送給 對應的射頻遠端21 ；所述簡單協議編碼具體包括根據簡單協議組成協議規定的數據幀格 式，將接收到來自處理器2215的0&M數據放在簡單協議幀的管理數據段。一個或多個上行Buffer2206，每個上行Buffer2206用於接收來自一個對應的簡 單協議處理模塊2204的上行數字中頻信號，進行緩存，並在一個對應的DDC模塊2208的控 制下，將緩存的上行數字中頻信號發送給對應的DDC模塊2208。超五類線傳輸的數據速率 為固定值，一般為IGB/秒，而輸入DDC模塊2208的速率一般為983. 04Mb/每秒，為了使二 者的速率匹配，設置上行Buf f er2206，用於緩存簡單協議處理模塊2204輸入的數據，DDC模 塊2208再從上行Buffer2206按照983. 04Mb/秒的速率讀取數據，從而，實現速率匹配。一個或多個下行Buffer2205，每個下行Buffer2205用於接收來自一個對應的DUC
11模塊2207的下行數字中頻信號，進行緩存，並在一個對應的簡單協議處理模塊2204的控制 下，將緩存的下行數字中頻信號發送給對應的簡單協議處理模塊2204。超五類線傳輸的數 據速率為固定速率，一般為IGb/秒，而DUC模塊2207輸出的速率與一般為983. 04Mb/每 秒，為了使二者的速率匹配，設置下行Buffer2205，用於緩存DUC模塊2207輸入的數據，簡 單協議處理模塊2204再從下行BufTer2205按照IGB/秒讀取數據，從而，實現速率匹配。在一個或多個DDC 2208中，每個DDC模塊2208接收來自一個對應的上行緩存器 2206的上行數字中頻信號，進行數字下變頻後傳送給數據緩衝池2209。在一個或多個DUC 2207中，每個DUC模塊2207接收來自數據緩衝池2209的下行 數字中頻信號，進行數字上變頻後傳送給一個對應的下行緩存器2205。數據緩衝池2209接收來自所有DDC 2208的上行數字中頻信號，根據IR協議處理 模塊2210的選擇將上行數字中頻信號傳送給對應的IR協議處理模塊2210，並且，接收來 自所有IR協議處理模塊2210的下行數字中頻信號，根據簡單協議處理模塊2204通過DUC 2207的選擇將下行數字中頻信號傳送給對應的DUC 2207。在一個或多個IR協議處理模塊2210中，每個IR協議處理模塊2210根據處理器 2215的控制從數據緩衝池2209中選擇上行數字中頻信號，進行IR協議編碼後得到上行 數字基帶信號，並傳送給一個對應的SERDES2211，並且，接收來自一個對應的SERDES2211 的下行數字基帶信號，進行IR協議解析後得到下行數字中頻信號，並傳送給數據緩衝池
2209。本發明實施例中的IR協議處理模塊2210的個數可以根據RRU傳輸容量與IR協議 處理模塊2210的處理速度進行調整，不必要求與射頻遠端21的個數相同，只要能夠完成IR 協議處理即可。在一個或多個SERDES 2211中，每個SERDES2211接收來自一個對應的IR協議處 理模塊2210的上行數字基帶信號，進行串並轉換後傳送給光收發器2212，並且，接收來自 光收發器2212的下行數字基帶信號，進行並串轉換後傳送給一個對應的IR協議處理模塊
2210。在本發明實施例中，以2個SERDES2211為例，在具體應用中，還可以對SERDES 2211 的個數進行調整，在RRU工作時，可以所有SERDES2211同時進行上下行數據傳輸，也可以採 用一部分SERDES2211同時進行上下行數據傳輸，另一部分SERDES 2211用作備份。一個或多個光收發器2212，每個光收發器2212接收來自一個對應的SERDES2211 的上行數字基帶信號，轉換為光信號後，發送給BBU，並且，接收來自BBU的上行數字基帶光 信號，轉換為電信號後，發送給一個對應的SERDES2211。處理器2215管理本RRU的0&M信息並對本IR處理單元22進行硬體驅動，控制每 個IR協議處理模塊2210從數據緩衝池2209中選擇上行數字中頻信號，並且控制每個簡單 協議處理模塊2204通過DUC 2207從數據緩衝池2209中選擇下行數字中頻信號。進一步 地，處理器2215生成對射頻遠端21的0&M信息，控制各個射頻遠端21的載波的動態配置、 本地操作維護和研發測試，並且控制簡單協議處理模塊2204將通過多個不同光纖從BBU接 收的數據合成，傳送給對應的射頻遠端21。該0&M信息包括動態配置信息、本地操作維護信 息、研發測試信息，還包括配置管理信息、告警管理信息等。TDD時序恢復模塊2214，與IR協議處理模塊2210相連，用於根據主載波的控制信 息產生滿足第三代合作夥伴計劃(3GPP)要求的TD時隙的控制信號，恢復IR處理單元22 中TDD空口時隙。
進一步地，IR處理單元22中還包括抖動清除模塊2216和PLL 2213。IR處理單 元22的SERDES 2211從BBU獲取第一恢復時鐘信號，第一恢復時鐘信號經過IR處理單元 22的抖動清除模塊2216進行清除抖動初次鎖定後，輸入IR處理單元22的PLL 2213，PLL 2213進行再次鎖定，產生高穩定度的時鐘信號，作為IR處理單元22時鐘信號，即作為IR處 理單元22的整板時鐘信號，並分配至IR處理單元22內部的各個晶片。射頻遠端21與IR處理單元22之間通過超五類進行通信時，需要採用統一格式的 信號；相應地，射頻遠端21包含的簡單協議處理單元2116和IR處理單元22包含的簡單協 議處理單元2204，都按照該統一的格式進行編碼和解碼，所述統一的格式也就是前述簡單 協議規定的格式。圖5為本發明實施例IR處理單元22與射頻遠端21之間的數據傳輸格 式示意圖。參見圖5，一種較佳實施方式是，射頻遠端21與IR處理單元22之間的每個上下 行數據幀依次包括1位元組的幀同步頭、2位元組的幀號、12288位元組的數據信號和209位元組的 0&M信號。具體地，圖5中的上下行數據幀格式為S 幀同步頭，佔用1位元組，幀同步頭的格式為K28. 5。N 幀號，幀號範圍為0 19999，佔用2位元組，幀號0對應的幀頭對應IOms的邊沿。D 數據，佔用12288位元組。0&M 管理數據，佔用209位元組，如果存在空數據的情況，填0。並且，由於射頻遠端21與IR處理單元22之間通過超五類線進行通信，超五類線 會造成傳輸時延，因此需要對射頻遠端21與IR處理單元22之間的時間延遲進行測量，以 對從IR處理單元發送至天線的下行數據幀進行時延補償。圖6為本發明實施例IR處理單 元22與射頻遠端21之間的時延測量示意圖。IR處理單元22向射頻遠端21發送下行數據 幀，下行數據幀中包含下行幀號；並且，射頻遠端21向IR處理單元22發送上行數據幀，上 行數據幀中包含上行幀號。參見圖6，IR處理單元22在向射頻遠端21發送下行數據幀時 記錄下行幀號；射頻遠端21接收IR處理單元22發送的下行數據幀，將發送給射頻遠端的 上行數據幀中的上行幀號設置為此時接收到的下行數據幀的下行幀號；IR處理單元22在 接收來自射頻遠端的上行數據幀時記錄上行幀號，計算出下行幀號與上行幀號相同的上行 數據幀和下行數據幀之間的時間延遲，超五類線的傳輸時延便為該時間延遲的一半，然後 IR處理單元22根據該傳輸時延對發送給射頻遠端21的數據進行時延補償。圖中，上行數 據幀的邊界和下行數據幀的邊界對齊，同時幀號相同。前述計算下行幀號與上行幀號相同 的上行數據幀和下行數據幀之間的時間延遲的方法具體包括確定出下行幀號與上行幀號 相同的上行數據幀和下行數據幀，將發送該下行數據幀的時間與發送該上行數據幀的時間 之間的時間差作為該時間延遲，發送下行數據幀和發送上行數據幀的時間可以通過時間戳 記錄。圖6的實例中，測量出的時間延遲為2XT_delay，T_delay為傳輸時延；相應地，對發 送給射頻遠端21的數據進行時延補償的方法具體包括IR處理單元22提前T_delay的時 間向射頻遠端21發送下行數據幀。由以上具體實施方式
可見，在RRU中包括多個射頻遠端和一個共用的IR處理單 元，因為包括多個射頻遠端，所以增大了 RRU的傳輸容量，並且可以對射頻遠端進行靈活配 置，從而有效的提高了業務密集區域的覆蓋能力和覆蓋效率。並且，由於射頻遠端位於天線 側，與天線採用一體化設計，而IR處理單元位於室內，射頻遠端通過超五類線與距離較遠 的IR處理單元連接，因此縮短了 RRU與天線之間的連接饋線，減小了饋線造成的功率損耗，
13從而減小了 RRU設備的功耗和體積。並且，在射頻遠端與IR處理單元之間採用超五類線連 接，通過超五類線便可實現IR處理單元對射頻遠端的供電，這樣，無需對射頻遠端採用核 外的供電技術，簡化了供電實現。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
一種射頻拉遠單元RRU，其特徵在於，包括至少一個射頻遠端和一個IR處理單元，每個射頻遠端與一根天線連接，且每個射頻遠端還通過一條超五類線與所述IR處理單元連接；所述射頻遠端，用於接收來自天線的上行模擬射頻信號，進行放大、濾波、下變頻、增益調節、模數轉換、簡單協議編碼和並串轉換，得到包含上行數字中頻信號的上行數據，通過超五類線發送給所述IR處理單元；並且，通過超五類線接收來自IR處理單元的包含下行數字中頻信號的下行數據，進行串並轉換、簡單協議解析、數模轉換、增益調節、上變頻、濾波和放大，得到下行模擬射頻信號並發送給天線；所述IR處理單元，用於通過超五類線接收每一個射頻遠端傳送的包含上行數字中頻信號的上行數據，進行簡單協議解析、數字下變頻、IR協議處理和串並轉換，得到上行數字基帶信號並發送給基帶處理單元BBU；並且，接收來自BBU的下行數字基帶信號，進行並串轉換、IR協議處理、數字上變頻和簡單協議編碼，得到包含下行數字中頻信號的下行數據，並選擇一個射頻遠端，通過超五類線進行發送；所述IR處理單元包括電源模塊，用於對IR處理單元提供電源，並與所述超五類線連接，同時通過乙太網供電POE方式向射頻遠端供電；所述射頻遠端包括電源模塊，用於採用POE方式，通過所述超五類線從IR處理單元的電源模塊取電，作為射頻遠端的電源。
2.如權利要求1所述的RRU，其特徵在於，所述射頻遠端與IR處理單元之間的每個上 下行數據幀依次包括1位元組的幀同步頭、2位元組的幀號、12288位元組的數據信號和209位元組 的運行與維護信號。
3.如權利要求1所述的RRU，其特徵在於，所述IR處理單元，進一步用於在向射頻遠端發送下行數據幀時記錄下行幀號，並在接 收來自射頻遠端的上行數據幀時記錄上行幀號，計算出下行幀號與上行幀號相同的上行數 據幀和下行數據幀之間的時間延遲，對發送給所述射頻遠端的數據進行時延補償。
4.如權利要求1所述的RRU，其特徵在於，所述射頻遠端包括所述射頻遠端包括射頻天線濾波器，用於接收來自天線的上行模擬射頻信號，進行濾波後傳送給環形器， 並且，接收來自環形器的下行模擬射頻信號並傳送給天線；環形器，用於接收來自射頻天線濾波器的上行模擬射頻信號並傳送給上行低噪聲放大 器LNA，並且，接收來自下行功率放大器PA的放大的下行模擬射頻信號並傳送給射頻天線 濾波器；上行LNA，用於接收來自環形器的上行模擬射頻信號，進行放大後傳送給上行射頻濾波器；上行射頻濾波器，用於接收來自上行LNA的放大的上行模擬射頻信號，進行濾波後傳 送給上行混頻器；上行混頻器，用於接收來自上行射頻濾波器的濾波後的上行模擬射頻信號，根據本振 發生器提供的本振頻率信號對上行模擬射頻信號進行下變頻，得到上行中頻模擬信號並發 送給上行中頻濾波器；上行中頻濾波器，用於接收來自上行混頻器的上行中頻模擬信號，進行濾波後傳送給 上行可調增益放大器；上行可調增益放大器，用於接收來自上行中頻濾波器的濾波後的上行中頻模擬信號， 進行增益調節後發送給模數轉換器ADC ；ADC，用於接收來自上行可調增益放大器的上行模擬中頻信號，進行模數轉換後得到上 行數字中頻信號並發送給簡單協議處理模塊；數模轉換器DAC，用於接收來自簡單協議處理模塊的下行數字中頻信號，進行數模轉換 後得到下行模擬中頻信號並發送給下行中頻濾波器；下行中頻濾波器，用於接收來自DAC的下行模擬中頻信號，進行濾波後傳送給下行混 頻器；下行混頻器，用於接收來自下行中頻濾波器的濾波後的下行模擬中頻信號，根據本振 發生器提供的本振頻率信號對下行模擬中頻信號進行上變頻，得到下行模擬射頻信號並發 送給下行可調增益放大器；下行可調增益放大器，用於接收來自下行混頻器的下行模擬射頻信號，進行增益調節 後發送給下行射頻濾波器；下行射頻濾波器，用於接收來自下行可調增益放大器的增益調節後的下行模擬射頻信 號，進行濾波後傳送給下行PA ；下行PA，用於接收來自下行射頻濾波器的濾波後的下行模擬射頻信號，進行放大後傳 送給環形器；簡單協議處理模塊，根據簡單協議組成協議規定的數據幀格式，將接收來自ADC的上 行中頻數位訊號放在簡單協議幀的數據段，傳送給8B到10B轉換器，並且，接收來自10B到 8B轉換器的數據包，按照簡單協議幀格式，將數據包中的下行數字中頻數位訊號分離出來， 傳送給DAC;8B到10B轉換器，用於接收來自簡單協議處理模塊的上行8比特數據，轉換為10比特 數據後傳送給乙太網收發器；10B到8B轉換器，用於接收來自乙太網收發器的下行10比特數據，轉換為8比特後傳 送給簡單協議處理模塊；乙太網收發器PHY，用於接收來自8B到10B轉換器的上行數據，進行並串轉換後，按照 乙太網的信號電平，發送給IR處理單元，並且，按照乙太網的信號電平，接收來自IR處理單 元的下行數據，進行串並轉換後發送給10B到8B轉換器；時分雙工TDD時序恢復模塊，用於恢復本射頻遠端中TDD空口時隙； 本振發生器，用於給上行混頻器和下行混頻器提供本振頻率信號。
5.如權利要求4所述的RRU，其特徵在於，所述簡單協議處理模塊，進一步用於根據簡單協議組成協議規定的數據幀格式，將接 收來自微處理器的運行與維護0&M數據放在簡單協議幀的管理數據段，傳送給8B到10B轉 換器，並且，接收來自10B到8B轉換器的數據，按照簡單協議幀格式，將數據包中的0&M數 據分離出來，傳送給微處理器；所述微處理器，用於向簡單協議處理模塊發送0&M數據，並接收來自簡單協議處理模 塊的0&M數據，對本射頻遠端進行配置管理。
6.如權利要求1所述的RRU，其特徵在於，所述IR處理單元包括一個或多個乙太網收發器PHY，每個PHY通過所述超五類線接收來自一個對應的射頻遠端的上行數據，進行串並轉換後，發送給一個對應的10B到8B轉換器，並且，接收來自一 個對應的8B到10B轉換器的下行數據，進行並串轉換後通過所述超五類線發送給一個對應 的射頻遠端；一個或多個10B到8B轉換器，每個10B到8B轉換器接收來自一個對應的PHY發送的 上行數據，轉換為8比特數據後，傳送給一個對應的簡單協議處理模塊；一個或多個8B到10B轉換器，每個8B到10B轉換器接收來自一個對應的簡單協議處 理單元發送的下行數據，轉換為10比特數據後，傳送給一個對應的PHY ；一個或多個簡單協議處理模塊，每個簡單協議處理模塊接收來自一個對應的10B到8B 的上行數據，進行簡單協議解析，將解析後的上行數字中頻信號傳送給一個對應的上行緩 存器，並且，根據處理器的控制通過數字下變頻DDC模塊從數據緩衝池中選擇下行數字中 頻信號，從一個對應的下行緩存器中讀取下行數字中頻信號，進行簡單協議編碼，將編碼後 的下行數據傳送給一個對應的8B到10B轉換器；一個或多個上行緩存器，每個上行緩存器用於接收來自一個對應的簡單協議處理模塊 的上行數字中頻信號，進行緩存，並在一個對應的DDC模塊的控制下，將緩存的上行數字中 頻信號發送給對應的DDC模塊；一個或多個下行緩存器，每個下行緩存器用於接收來自一個對應的數字上變頻DUC的 下行數字中頻信號，進行緩存，並在一個對應的簡單協議處理模塊的控制下，將緩存的下行 數字中頻信號發送給對應的簡單協議處理模塊；一個或多個DDC模塊，每個DDC模塊接收來自一個對應的上行緩存器的上行數字中頻 信號，進行數字下變頻後傳送給數據緩衝池；一個或多個DUC模塊，每個DUC模塊接收來自數據緩衝池的下行數字中頻信號，進行數 字上變頻後傳送給一個對應的下行緩存器；一個數據緩衝池，用於接收來自所有DDC模塊的上行數字中頻信號，根據IR協議處理 模塊的選擇將上行數字中頻信號傳送給對應的IR協議處理模塊，並且，接收來自所有IR協 議處理模塊的下行數字中頻信號，根據簡單協議處理模塊通過DUC模塊的選擇將下行數字 中頻信號傳送給對應的DUC模塊；一個或多個IR協議處理模塊，每個IR協議處理模塊根據處理器的控制從數據緩衝池 中選擇上行數字中頻信號，進行IR協議編碼後得到上行數字基帶信號，並傳送給一個對應 的並串行與串並行轉換器SERDES，並且，接收來自一個對應的SERDES的下行數字基帶信 號，進行IR協議解析後得到下行數字中頻信號，並傳送給數據緩衝池；一個或多個SERDES，每個SERDES接收來自一個對應的IR協議處理模塊的上行數字基 帶信號，進行串並轉換後傳送給光收發器，並且，接收來自光收發器的下行數字基帶信號， 進行並串轉換後傳送給一個對應的IR協議處理模塊；一個或多個光收發器，每個光收發器接收來自一個對應的SERDES的上行數字基帶信 號，轉換為光信號後，發送給BBU，並且，接收來自BBU的上行數字基帶光信號，轉換為電信 號後，發送給一個對應的SERDES ；一個處理器，用於管理本RRU的0&M信息並對本IR處理單元進行硬體驅動，控制每個 IR協議處理模塊從數據緩衝池中選擇上行數字中頻信號，並且控制每個簡單協議處理模塊 通過DUC模塊從數據緩衝池中選擇下行數字中頻信號；一個TDD時序恢復模塊，用於恢復IR處理單元中的TDD空口時隙。
7.如權利要求1、2或3所述的RRU，其特徵在於，所述每個射頻遠端和IR處理單元中 均進一步包括鎖相環模塊和去抖電路模塊；所述IR處理單元進一步從BBU獲取第一恢復時鐘信號，經過IR處理單元的去抖電路 模塊對第一恢復時鐘信號進行初次鎖定後，輸入IR處理單元的鎖相環模塊進行再次鎖定， 產生IR處理單元時鐘信號；所述每個射頻遠端進一步從IR處理單元獲取第二恢復時鐘信號，經過射頻遠端的去 抖電路模塊對第一恢復時鐘信號進行初次鎖定後，輸入射頻遠端的鎖相環模塊進行再次鎖 定，產生射頻遠端時鐘信號。
全文摘要
本發明提供了一種射頻拉遠單元RRU，其包括至少一個射頻遠端和一個IR處理單元，每個射頻遠端通過一條超五類線與IR處理單元連接，每個射頻遠端與一根天線連接，將接收的上行模擬射頻信號處理成包含上行數字中頻信號的上行數據發送給IR處理單元，接收來自IR處理單元的包含下行數字中頻信號的下行數據，處理成下行模擬射頻信號並發送給天線；IR處理單元將來自每一個射頻遠端的包含上行數字中頻信號的上行數據處理成上行數字基帶信號發送給BBU，將來自BBU的下行數字基帶信號處理成包含下行數字中頻信號的下行數據並選擇一個射頻遠端進行發送。採用本發明的RRU，能夠採用多個射頻遠端進行覆蓋，因此能夠擴充RRU的傳輸容量。
文檔編號H04L12/10GK101931540SQ20101023380
公開日2010年12月29日 申請日期2010年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者苗英, 葛芷斌, 郭曉春 申請人:新郵通信設備有限公司