云无线电接入网络的改进架构和压缩前传数据的方法技术

本文所公开的系统和方法描述了集中式处理的基于云的RAN(C‑RAN或云RAN)架构，与基于通用公共无线电接口(CPRI)的C‑RAN架构相比，该架构提供降低的前传数据速率要求。基带物理层处理可在BBU池与增强的RRH(eRRH)之间分派。可在eRRH处使用利用LTE信号冗余和用户调度信息的频域压缩方法来显著降低前传数据速率要求。可基于用户调度信息将频域中的均匀标量量化和可变速率霍夫曼编码应用于压缩方法，其中有损压缩之后是无损压缩。

Improved architecture of cloud radio access network and method for compressing data

System and method are disclosed herein described a cloud based RAN centralized processing (C RAN or RAN Cloud Architecture), and the general public radio interface (CPRI) based on C compared to RAN architecture, this architecture provides a data rate reduction requirement. Baseband physical layer processing can be distributed between the BBU pool and the enhanced RRH (eRRH). ERRH can be used in the use of LTE signal redundancy and user scheduling information in the frequency domain compression method to significantly reduce the data rate requirements. The method can be applied to the compression method in the frequency domain, which is based on the user scheduling information, and can be applied to the compression method in the frequency domain.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
随着移动装置(例如，蜂窝电话和平板计算机)在近年来变得越来越受欢迎，对无线通信的需求已经增加。为了满足该需求，在无线接入网络(RAN)中已经形成不断增长数量的基站。因为无线连接到RAN的装置中的许多为移动的，所以在给定基站处的网络流量负载可在典型的一天中随着客户将移动装置携带至不同的位置而变化。附图说明从下面结合附图的详细描述中，本公开的特征和优点将显而易见，附图以实例的方式共同说明了本公开的特征；以及，其中：图1根据实例说明了C-RAN架构；图2根据实例说明了基于通用公共无线电接口(CPRI)的C-RAN架构；图3根据实例说明了PHY-分离式C-RAN架构；图4根据实例说明了增强的远程无线电头(eRRH)的图；图5为根据实例说明eRRH的示例性功能性的流程图；以及图6根据实例提供了无线装置的示例说明。现将参考所说明的示例性实施例并且将使用特定语言描述示例性实施例。然而，将理解的是，并非旨在由此做范围上的限制。具体实施方式在公开和描述一些实施例之前，应理解的是，所要求保护的主题不限于本文所公开的特定结构、过程操作或材料，而是扩展至相关
中普通技术人员所公认的其等同物。也应理解的是，本文所采用的术语仅仅用于描述特定实例的目的，并且并非旨在限制意义。不同附图中相同的附图标记表示相同的元件。在流程图和过程中提供的数字被提供用于清楚地说明操作并且不一定指示特定的次序或顺序。以下提供了实施例的初步综述，并且然后在后面更详细地描述了具体的技术实施例。该初步综述旨在帮助读者更快地理解技术，但并非旨在识别技术的关键特征或基本特征也并非旨在限制所要求保护的主题的范围。随着具有无线能力的移动装置已经变得越来越受欢迎，对无线通信的需求在近年来快速增长。这些移动装置中的许多提供依赖于到无线网络的连接的便利的功能性(例如，互联网接入、语音呼叫和发送文本)。随着移动装置已经变得更加普遍存在，通过无线网络的流量已经显著增加，无线网络服务于这些移动装置。通过无线网络的流量增加对传统的无线接入网络(RAN)范例提出了挑战。为了满足对无线流量的不断增长的客户需求而建立、升级和维持传统基站(BS)站点的成本在资本支出(CAPEX)和营运费用(OPEX)量方面上是高的。由于网络负载的峰均比通常是高的，所以该问题被进一步放大。例如，在清晨在居民离开去附近城市中工作之前的短暂的时间段，大部分住宅近郊区域中的BS可经受无线流量的高峰负载，但是在居民晚上返回为止的大部分白天，可经受非常低的负载。在该类型的情形中，BS的网络资源对于一天的大部分时候是未充分利用的。为了解决在传统的RAN基础设施中出现的这些问题，提议了集中式处理的基于云的RAN(云(C)-RAN)基础设施。在C-RAN中，与传统的蜂窝系统不同，基带处理单元(BBU)的中央池实行大部分的基带处理，而远程无线电头(RRH)实行无线电信号的发送和接收。C-RAN架构可通过将耗能硬件设备合并在BBU池处来提高能量效率。C-RAN架构也可通过使集中式网络管理和网络升级易于完成来减小网络的CAPEX和OPEX两者。此外，C-RAN架构可用于实现高级多点协调(CoMP)通信和干扰-管理方案诸如增强的小区间干扰协调(eICIC)。图1说明了典型的C-RAN架构100。RRH102、104和106可发送和接收来自具有无线能力的装置诸如用户设备(UE)的无线信号。RRH102、104和106可分别经由前传链路116、118和120与BBU池114通信。通用公共无线电接口(CPRI)可为用于将RRH102、104和106经由前传链路116、118和120连接到BBU池114的接口类型。BBU池114可与核心网络122通信。在一个实例中，从核心网络122到在RRH102(或RRH104或RRH106)的覆盖范围装置中的无线装置124的通信可从核心网络122被发送到BBU池114。然后BBU池114可将该通信经由前传链路116(或前传链路118、或前传链路120，分别)发送到RRH102(RRH104或RRH106)。然后该通信可从RRH102(RRH104或RRH106)经由无线电信号被发送到无线装置124。这通常被称为下行链路通信。在另一个实例中，被称为上行链路通信的从无线装置124到核心网络的通信可从无线装置124被发送并且经由无线电信号在RRH102(RRH104或RRH106)处被接收。RRH102(RRH104或RRH106)可将该通信经由前传链路116(或前传链路118、或前传链路120，分别)发送到BBU池114。然后BBU池114可将该通信发送到核心网络122，在核心网络122中该通信可被定向至其所旨在的目的地。图2说明了其中BBU池202由前传链路206连接至RRH204的基于CPRI的C-RAN架构200的实例。RRH204可包括模拟前端(AFE)208、数字模拟转换器(DAC)210和模拟数字转换器(ADC)212。AFE208可被可操作地连接到多根天线228。此外，如在选择214中所示，RRH204可包括至少两个用于CPRI处理的模块：压缩与组帧模块216和解压与组帧模块218。BBU池202可包括操纵对分组数据汇聚协议(PDCP)层、无线链路控制(RLC)层、媒体接入控制(MAC)层和物理(PHY)层的处理的层处理模块220。如在选择222中所示，BBU池202也可包括至少两个用于CPRI处理的模块：压缩与组帧模块224和解压与组帧模块226。在一个实例中，在下行通信中，信号可从BBU池202的层处理模块220被发送到BBU池202的压缩与组帧模块224。压缩与组帧模块224可对信号实行时域压缩和组帧操作并且使用CPRI协议将信号经由前传链路206发送到RRH204的解压与组帧模块218。解压与组帧模块218可对信号实行加压和组帧操作并且将信号发送到DAC210。DAC210可将信号转换为模拟信号并且将模拟信号发送到AFE208。AFE可将模拟信号传达至多根天线228。多根天线228可将模拟信号无线发送到目的地装置(例如，UE)。在另一个实例中，在上行链路通信中，多根天线228可接收无线电信号并且将信号传达至AFE208。AFE208可将信号传达至ADC212。ADC212可使用相位(I)和正交(Q)采样来数字化信号并且将数字化信号发送到压缩与组帧模块216。压缩与组帧模块216可对信号实行时域压缩和组帧操作并且使用CPRI协议将信号经由前传链路206传递到BBU池202的解压与组帧模块226。解压与组帧模块226可对信号实行解压和组帧操作并且将信号发送到层处理模块220。层处理模块220可对信号实行较高层基带处理。虽然C-RAN范例减轻了许多与传统的RAN范例相关联的问题，但现存的C-RAN架构也引入了一些新的挑战。特别地，因为现存的C-RAN范例需要用于将RRH连接到BBU池的CPRI接口，所以对于用于C-RAN架构的前传链路的传递速率要求可能成问题，这是因为所预期的在前传接口上的传递速率(即，前传速率)可显著地高于在无线电接口上的数据传递的速率。例如，考虑10兆赫(MHz)带宽、在RRH处有两个接收天线并且采样频率为15.36MHz的长期演进(LT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强的远程无线电头(eRRH)，其被配置为用于基于云的无线电接入网络(C‑RAN)，在所述基于云的无线电接入网络中基带物理层处理在基带处理单元(BBU)池与所述eRRH之间分离，所述eRRH包括：一个或多个处理器；模拟前端(AFE)，所述模拟前端(AFE)被配置为从至少一个用户设备(EU)经由一根或多根天线接收无线电信号；模拟数字转换器(ADC)，所述模拟数字转换器(ADC)被配置为从所述AFE接收所述无线电信号并且数字化所述无线电信号；以及控制/数据分离器模块，所述控制/数据分离器模块被配置为：从所述ADC接收数字化无线电信号，使用所述一个或多个处理器对所述数字化无线电信号实行循环前缀移除，以及识别所述数字化无线电信号中的多个时域物理上行链路共享信道(PUSCH)相位/正交(I/Q)样本，所述多个时域PUSCH I/Q样本对应于多个PUSCH I/Q符号，其中所述多个PUSCH I/Q符号与物理资源块(PRB)相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.10 US 62/048,7301.一种增强的远程无线电头(eRRH)，其被配置为用于基于云的无线电接入网络(C-RAN)，在所述基于云的无线电接入网络中基带物理层处理在基带处理单元(BBU)池与所述eRRH之间分离，所述eRRH包括：一个或多个处理器；模拟前端(AFE)，所述模拟前端(AFE)被配置为从至少一个用户设备(EU)经由一根或多根天线接收无线电信号；模拟数字转换器(ADC)，所述模拟数字转换器(ADC)被配置为从所述AFE接收所述无线电信号并且数字化所述无线电信号；以及控制/数据分离器模块，所述控制/数据分离器模块被配置为：从所述ADC接收数字化无线电信号，使用所述一个或多个处理器对所述数字化无线电信号实行循环前缀移除，以及识别所述数字化无线电信号中的多个时域物理上行链路共享信道(PUSCH)相位/正交(I/Q)样本，所述多个时域PUSCHI/Q样本对应于多个PUSCHI/Q符号，其中所述多个PUSCHI/Q符号与物理资源块(PRB)相关联。2.根据权利要求1所述的eRRH，进一步包括：快速傅里叶变换(FFT)模块，所述快速傅里叶变换(FFT)模块被配置为从所述控制/数据分离器模块接收多个时域PUSCHI/Q样本并且对所述时域PUSCHI/Q样本实行快速傅里叶变换，以产生对应于所述多个PUSCHI/Q符号的多个频域PUSCHI/Q样本。3.根据权利要求2所述的eRRH，进一步包括位分配模块，所述位分配模块被配置为：从所述BBU池经由前传链路接收用户调度侧信息，所述用户调度侧信息与所述(PRB)相关联；以及基于所述用户调度侧信息识别要分配给所述多个PUSCHI/Q符号中的每个PUSCHI/Q符号的位数。4.根据权利要求3所述的eRRH，进一步包括压缩模块，所述压缩模块被配置为：从所述FFT模块接收多个频域PUSCHI/Q样本；从所述位分配模块接收用于所述多个PUSCHI/Q符号中的每个PUSCHI/Q符号的位数；以及实行有损压缩，在所述有损压缩中使对应于所述多个PUSCHI/Q符号的多个频域PUSCHI/Q样本中的每个频域PUSCHI/Q样本标准化，并且基于从所述位分配模块接收的位数使所述每个频域PUSCHI/Q样本量化。5.根据权利要求3所述的eRRH，其中所述用户调度侧信息包括以下项中的一个或多个：用户活动、副载波占用、对个别副载波的集群或调制、Turbo编码率、在多输入多输出(MIMO)中调度的用户的数量、混合自动重传请求(HARQ)状态、目标信号干扰噪声比(SINR)或平均位/块错误性能。6.根据权利要求4所述的eRRH，其中所述压缩模块被进一步配置为通过减去平均值并且使用标度值使所述多个频域PUSCHI/Q样本中的每个频域PUSCHI/Q样本标准化为在-1至1范围内的值。7.根据权利要求4所述的eRRH，其中所述压缩模块被进一步配置为应用均匀量化来量化所述多个频域PUSCHI/Q样本中的每个频域PUSCHI/Q样本。8.根据权利要求4所述的eRRH，其中所述位分配模块被进一步配置为基于包含在所述用户调度侧信息中的调制阶数来识别用于所述多个PUSCHI/Q符号中的每个PUSCHI/Q符号的位数。9.根据权利要求8所述的eRRH，其中所述位分配模块被进一步配置为确定：当所述调制阶数为正交相移键控(QPSK)时要为每个PUSCHI/Q符号分配的位数为每符号四位，当所述调制阶数为16正交幅度调制(16-QAM)时为每符号五位，当所述调制阶数为64正交幅度调制(64-QAM)时为每符号六位。10.根据权利要求4所述的eRRH，其中所述压缩模块被进一步配置为实行无损压缩，在所述无损压缩中，无前缀代码被应用于多个位子集，所述多个位子集中的每个位子集都与所述多个PUSCHI/Q样本中的相应PUSCHI/Q样本相关联。11.根据权利要求10所述的eRRH，其中所述多个位子集中的每个位子集都包括所述多个频域PUSCHI/Q样本中的相应频域PUSCHI/Q样本的两个最高有效位(MSB)。12.根据权利要求11所述的eRRH，使用霍夫曼代码作为所述无前缀代码，其中：所述MSB的值00映射到具有值0的单个编码位；所述MSB的值01映射到具有值10的两个编码位；所述MSB的值10映射到具有值110的三个编码位；以及所述MSB的值11映射到具有值111的四个编码位。13.根据权利要求1所述的eRRH，其中所述控制/数据分离器模块被进一步配置为识别所述无线电信号中的参考信号、物理上行链路控制信道(PUCCH)符号和随机接入信道(RACH)信号，并且其中所述eRRH进一步包括参考信号压缩模块，所述参考信号压缩模块被配置为将与应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·帕瓦尔，牛华宁，A·T·帕帕萨纳西奥，
申请(专利权)人：英特尔IP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US