基站收发机系统中的信号压缩装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于无线通信网络的基站收发机系统（ＢＴＳ）中的信号压缩装置，其在系统中提供通过串行数据链路的压缩信号样本的有效传送。对于上行链路，ＢＴＳ的ＲＦ单元在对经由天线接收的模拟信号进行模数转换之后，对得到的信号样本进行压缩。ＲＦ单元将压缩的信号样本通过串行数据链路传送给基站处理器，在该基站处理器处对其解压缩，之后执行常规信号处理。对于下行链路，基站处理器压缩信号样本，并且将压缩的信号样本通过串行数据链路传送给ＲＦ单元。ＲＦ单元对压缩的样本进行解压缩，然后将解压缩的样本转换为模拟信号以便通过天线发射。压缩和解压缩可以并入传统的基站和分布式天线系统的操作中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及在无线通信网络的收发机系统中对信号进行的压縮和解压縮，并 且更具体地，涉及在通过该收发机系统的基站处理器和一个或多个射频(RF)单元之间的串行数据链路传送之前，对基带信号样本进行压縮。
技术介绍
无线通信网络中的收发机系统执行控制功能以引导信号在订户或终端之间的通 信以及与外部网络的通信。 一般的操作包括接收RF信号、将其转换为信号数据、对信号数 据执行各种控制和信号处理操作、将信号数据转换为RF信号以及将RF信号发射到无线订 户。无线通信网络中的收发机系统包括基站和分布式天线系统(DAS)。对于反向链路，或称 上行链路，终端发射由收发机系统接收的RF信号。对于前向链路，或称下行链路，收发机系 统向无线网络中的订户或终端发射RF信号。基站也可以称为基站收发机系统(BTS)、小区 站点、接入点、节点B或其他术语。终端可以是固定的或移动的，其可以是无线设备、蜂窝电 话、个人数字助理(PDA)、个人计算机或装配有无线调制解调器的任何设备。 对于此说明书，术语基站收发机系统(BTS)将表示基站处理器以及在基站处理 器的控制下与基站处理器通信的RF单元，其包括任何类型或长度的数据传送链路。这包括 具有与基站处理器放置在一起或者放置在天线附近的天线塔上的RF单元的传统基站。DAS 是BTS的另一示例，尽管RF单元远离基站处理器。 无线通信网络的基站收发机系统必须管理向扩大的订户基数供应新服务所需的 日益增长的数据量。系统设计的挑战包括确保演进的标准的灵活性、支持增长的数据处理 需求以及降低整体成本。基站的模块化设计方法提供了满足这些挑战的灵活性。模块化基 站设计的组件包括基站处理器和通过串行数据链路耦接的RF单元，其中串行数据链路包 括铜线或光纤线缆。RF单元包括发射机、接收机、模数转换器(ADC)以及数模转换器(DAC)。 有线的或光纤的串行数据链路在RF单元和基站处理器之间传送采样信号。采样信号可以 在RF处集中或者在通过数据链路传送之前转换为中频(IF)或基带。基站处理器包括用于 信号处理、控制以及与外部网络通信的功能。 模块化设计的两个行业标准，即开放式基站架构联盟(0BSAI)和通用公共无线 电接口 (CPRI)，规定了用于互连RF模块和基站处理器的架构以及用于串行数据链路的 传输协议。在以下文献中描述了 0BSAI标准，0BSAI Open Base Station Architecture InitiativeBTS Systems Reference Document,片反本2. 0， 2006，以及OBSAIOpen Base Station Architecture Initiative Reference Point 3Specif ication，片反本4. 0， 2007。 在以下文献中描述了CPRI标准，CPRI Specification V3. 0 Interface Specification, 2006。这两种架构都通过串行数据链路发射/接收多信道信号数据以及传送复用基带信号 数据。模块化设计可以不必与CPRI或OBSAI相兼容。 0BSAI标准描述了用于在基站处理器(称为基带模块)和RF模块之间通信的架 构和协议。用于一个或多个基带模块与一个或多个RF模块的连接拓扑包括网格、集中式组合器/分发器以及桥接模块。连接基带模块与RF模块的0BSAI兼容的串行数据链路称为 参考点3(RP3)接口。在远程RF单元(RRU)连接到基带模块的系统中，串行数据链路称为 RP3-01接口。用于基带模块与RRU的连接拓扑包括点到点、链状、环行和树与分支。基带模 块/RRU配置支持分布式天线系统。 CPRI标准表示用于处理基带信号数据的无线电设备控制(REC)和对执行RF处理 以便通过天线发射信号的无线电设备(RE)。 REC和RE分别对应于基站处理器和RF单元。 CPRI标准规定了串行接口和在物理层和数据链路层的操作。REC和RE之间或两个RE之间 的串行数据链路是双向接口 ，其中每个方向一条传输线。REC和一个或多个RE之间的连接 拓扑包括点到点、多点到点、链状、星形、树、环形及其组合。 分布式天线系统(DAS)将信号数据从主天线/RF资源分发到经由Cat5线缆、同轴 线缆或光纤链路连接的多个远程天线。实质上，DAS可以连接至各种各样的无线服务，并且 继而在该DAS所安装的整个区域上重播这些信号。例如，DAS可以改进建筑物内的蜂窝电 话覆盖。建筑物屋顶上的主收发机和天线通过线缆或光纤连接至该建筑物内的多个分布式 天线。每个DAS具有头端，进入头端中的源信号被组合以分发给远程无线电单元。DAS 系统提供有限空间(诸如高层建筑、隧道、铁路以及机场)内的覆盖。如个人通信工业协会 (PCIA)的DAS论坛所定义的，DAS是经由传输介质连接到公共源的空间分离天线节点的网 络，其在地理区域或结构内提供无线服务。DAS天线高度(elevation)通常处于或低于杂 波水平并且节点安装是紧凑的。数字串行数据链路将头端(基站)连接至远程射频单元或 头。 用于无线通信网络的基站收发机系统通过基站处理器与RF模块之间的串行数据 链路来传送大量采样信号数据。与演进的无线通信标准相兼容、增大数据容量以及服务更 多订户的需求可能要求对收发机系统进行昂贵的硬件升级，包括增加串行数据链路的数量 或容量以及增大支持子系统的数据处理能力。这些要求可能与收发机系统的约束相冲突， 收发机系统的约束包括物理尺寸限制、功耗限制以及地理限制。 因此，需要为基站和分布式天线系统增大串行数据链路的容量以及节省基站收发 机系统的资源。在通过串行数据链路传送之前对数据进行压縮，使得提供方可以通过增大 已有数据链路的容量来满足这些要求，其有可能消除或至少推迟升级已有数据链路的需 求。计算效率高的压縮和解压縮节省了计算资源。OBSAI和CPRI标准没有公开在通过串行 数据链路传送之前对信号样本进行压縮。因此，还需要提供对信号样本的压縮以及对已压 縮样本的格式化，以便与BTS的数据传输协议相兼容。
技术实现思路
考虑前述传统问题，做出了本技术的实施方式。本技术的一个目的是在 无线通信网络的基站收发机系统中，增大将基站处理器连接至RF单元的串行数据链路的数据传送容量。 为了实现上述目的，本技术的一个方面提供了在无线通信网络的基站收发机 系统中，用于通过串行数据链路将信号数据从射频(RF)单元传送至基站处理器的方法，其 中RF单元耦合至天线以接收基于通信数据而调制的模拟信号，RF单元包括将模拟信号转 换为多个数字样本的模数转换器(ADC)，其中所述基站处理器对从RF单元接收到的信号样5本执行信号处理操作。所述方法包括 在RF单元处，按照压縮控制参数对从ADC输出的信号样本进行压縮以形成压縮样 本； 对压縮样本进行格式化以通过所述串行数据链路进行传送； 通过所述串行数据链路将所述压縮样本从RF单元传送至基站处理器； 在所述基站处理器处接收所述压縮样本；以及 按照解压縮控制参数来解压縮所述压縮样本以形成解压縮信号样本，其中所述基 站处理器对所述解压縮信号样本应用所述信号处理操作。 实现前述目的的本技术的另一方面提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用在无线通信网络的基站收发机系统中的装置，该基站收发机系统包括耦合到天线以接收基于通信数据调制的模拟信号的射频ＲＦ单元，以及通过串行数据链路耦合到所述ＲＦ单元的基站处理器，所述ＲＦ单元包括用于将所述模拟信号转换为多个信号样本的模数转换器ＡＤＣ，其中所述基站处理器对从所述ＲＦ单元接收到的信号样本执行信号处理操作，所述装置用于从所述ＲＦ单元向所述基站处理器传送数据，所述装置的特征在于包括：在所述ＲＦ单元处的压缩器，其被耦合以从所述ＡＤＣ接收所述信号样本，以及按照压缩控制参数来产生压缩样本；格式化器，其耦合至所述压缩器，并且格式化所述压缩样本以便通过所述串行数据链路进行传送；串行数据链路，其耦合至所述格式化器以将所述压缩样本传送至所述基站处理器；基站处理器，其耦合至所述串行数据链路以接收所述压缩样本；以及集成到所述基站处理器中的解压缩器，用于解压缩接收的压缩样本以形成解压缩信号样本，其中所述基站处理器对所述解压缩信号样本执行所述信号处理操作。

【技术特征摘要】
一种用在无线通信网络的基站收发机系统中的装置，该基站收发机系统包括耦合到天线以接收基于通信数据调制的模拟信号的射频RF单元，以及通过串行数据链路耦合到所述RF单元的基站处理器，所述RF单元包括用于将所述模拟信号转换为多个信号样本的模数转换器ADC，其中所述基站处理器对从所述RF单元接收到的信号样本执行信号处理操作，所述装置用于从所述RF单元向所述基站处理器传送数据，所述装置的特征在于包括在所述RF单元处的压缩器，其被耦合以从所述ADC接收所述信号样本，以及按照压缩控制参数来产生压缩样本；格式化器，其耦合至所述压缩器，并且格式化所述压缩样本以便通过所述串行数据链路进行传送；串行数据链路，其耦合至所述格式化器以将所述压缩样本传送至所述基站处理器；基站处理器，其耦合至所述串行数据链路以接收所述压缩样本；以及集成到所述基站处理器中的解压缩器，用于解压缩接收的压缩样本以形成解压缩信号样本，其中所述基站处理器对所述解压缩信号样本执行所述信号处理操作。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压縮器还包括算术运算器，其按照所述压縮控制参数对信号样本对进行相加或相减以形成修改样 本，其中所述信号样本对中的信号样本分隔预定数目的采样间隔，所述算术运算器根据多 个信号样本对来计算多个修改样本；以及编码器，其应用于所述修改样本以产生所述压縮样本。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述解压縮器还包括 解码器，其应用于所述压縮样本以产生解码的修改样本；以及反向算术运算器，其按照所述解压縮控制参数来执行所述算术运算器的反向运算以计 算所述解压縮信号样本，其中通过将第一解压縮信号样本加上或减去对应的解码的修改样 本来计算第二解压縮信号样本，所述第一和第二解压縮信号样本对应于分隔所述预定数目 的采样间隔的信号样本对。4. 根据权利要求1-3中任一所述的装置，其特征在于，所述解压縮器实现在所述RF单 元的解压縮子系统的可编程处理器、现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC中。5. 根据权利要求1-3中任一所述的装置，其特征在于，所述基站收发机系统包括多个 所述RF单元，所述RF单元被耦合以经由多个串行数据链路与所述基站处理器通信，从而形 成分布式天线系统，每个RF单元包括所述解压縮器，以便对来自基站处理器的对应的压縮 样本进行解压縮，以及将对应的解压縮信号样本提供给所述DAC。6. —种用在无线通信网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔伯特W魏格纳，
申请(专利权)人：信飞系统公司，
类型：实用新型
国别省市：US[美国]