專利名稱：基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中的信號(hào)壓縮的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)進(jìn)行的壓縮和解壓縮，并且更 具體地，涉及在通過(guò)該收發(fā)機(jī)系統(tǒng)的基站處理器和一個(gè)或多個(gè)射頻(RF)單元之間的串行 數(shù)據(jù)鏈路傳送之前，對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的收發(fā)機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行控制功能以引導(dǎo)信號(hào)在訂戶或終端之間的通 信以及與外部網(wǎng)絡(luò)的通信。一般的操作包括接收RF信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)數(shù)據(jù)、對(duì)信號(hào)數(shù) 據(jù)執(zhí)行各種控制和信號(hào)處理操作、將信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RF信號(hào)以及將RF信號(hào)發(fā)射到無(wú)線訂 戶。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括基站和分布式天線系統(tǒng)(DAS)。對(duì)于反向鏈路，或稱 上行鏈路，終端發(fā)射由收發(fā)機(jī)系統(tǒng)接收的RF信號(hào)。對(duì)于前向鏈路，或稱下行鏈路，收發(fā)機(jī)系 統(tǒng)向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的訂戶或終端發(fā)射RF信號(hào)。基站也可以稱為基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)(BTS)、小區(qū) 站點(diǎn)、接入點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)B或其他術(shù)語(yǔ)。終端可以是固定的或移動(dòng)的，其可以是無(wú)線設(shè)備、蜂窩電 話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、個(gè)人計(jì)算機(jī)或裝配有無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的任何設(shè)備。
對(duì)于此說(shuō)明書，術(shù)語(yǔ)“基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)(BTQ ”將表示基站處理器以及在基站處理 器的控制下與基站處理器通信的RF單元，其包括任何類型或長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)傳送鏈路。這包括 具有與基站處理器放置在一起或者放置在天線附近的天線塔上的RF單元的傳統(tǒng)基站。DAS 是BTS的另一示例，盡管RF單元遠(yuǎn)離基站處理器。
無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)必須管理向擴(kuò)大的訂戶基數(shù)供應(yīng)新服務(wù)所需的 日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)包括確保演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)的靈活性、支持增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)處理 需求以及降低整體成本?；镜哪K化設(shè)計(jì)方法提供了滿足這些挑戰(zhàn)的靈活性。模塊化基 站設(shè)計(jì)的組件包括基站處理器和通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路耦接的RF單元，其中串行數(shù)據(jù)鏈路包 括銅線或光纖線纜。RF單元包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。 有線的或光纖的串行數(shù)據(jù)鏈路在RF單元和基站處理器之間傳送采樣信號(hào)。采樣信號(hào)可以 在RF處集中或者在通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路傳送之前轉(zhuǎn)換為中頻(IF)或基帶?；咎幚砥靼ㄓ糜?信號(hào)處理、控制以及與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的功能。
模塊化設(shè)計(jì)的兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即開放式基站架構(gòu)聯(lián)盟(OBSAI)和通用公共無(wú)線 電接口(CPRI)，規(guī)定了用于互連RF模塊和基站處理器的架構(gòu)以及用于串行數(shù)據(jù)鏈路的 傳輸協(xié)議。在以下文獻(xiàn)中描述了 OBSAI標(biāo)準(zhǔn)，“0BSAI Open Base Station Architecture Initiative BTS Systems Reference Document", ^ 2. 0,2006, 1 "OBSAI Open Base Station Architecture Initiative Reference Point 3 Specification，，,版本4. 0,2007。 在以下文獻(xiàn)中描述了 CPRI 標(biāo)準(zhǔn)，"CPRI Specification V3. 0 Interface Specification”， 2006。這兩種架構(gòu)都通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路發(fā)射/接收多信道信號(hào)數(shù)據(jù)以及傳送復(fù)用基帶信號(hào) 數(shù)據(jù)。模塊化設(shè)計(jì)可以不必與CPRI或OBSAI相兼容。
OBSAI標(biāo)準(zhǔn)描述了用于在基站處理器(稱為基帶模塊)和RF模塊之間通信的架 構(gòu)和協(xié)議。用于一個(gè)或多個(gè)基帶模塊與一個(gè)或多個(gè)RF模塊的連接拓?fù)浒ňW(wǎng)格、集中式組8合器/分發(fā)器以及橋接模塊。連接基帶模塊與RF模塊的OBSAI兼容的串行數(shù)據(jù)鏈路稱為 參考點(diǎn)3(RP;3)接口。在遠(yuǎn)程RF單元(RRU)連接到基帶模塊的系統(tǒng)中，串行數(shù)據(jù)鏈路稱為 RP3-01接口。用于基帶模塊與RRU的連接拓?fù)浒c(diǎn)到點(diǎn)、鏈狀、環(huán)行和樹與分支?；鶐?塊/RRU配置支持分布式天線系統(tǒng)。
CPRI標(biāo)準(zhǔn)表示用于處理基帶信號(hào)數(shù)據(jù)的無(wú)線電設(shè)備控制(REC)和對(duì)執(zhí)行RF處理 以便通過(guò)天線發(fā)射信號(hào)的無(wú)線電設(shè)備(RE)。REC和RE分別對(duì)應(yīng)于基站處理器和RF單元。 CPRI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了串行接口和在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的操作。REC和RE之間或兩個(gè)RE之間 的串行數(shù)據(jù)鏈路是雙向接口，其中每個(gè)方向一條傳輸線。REC和一個(gè)或多個(gè)RE之間的連接 拓?fù)浒c(diǎn)到點(diǎn)、多點(diǎn)到點(diǎn)、鏈狀、星形、樹、環(huán)形及其組合。
分布式天線系統(tǒng)(DAS)將信號(hào)數(shù)據(jù)從主天線/RF資源分發(fā)到經(jīng)由Cat5線纜、同軸 線纜或光纖鏈路連接的多個(gè)遠(yuǎn)程天線。實(shí)質(zhì)上，DAS可以連接至各種各樣的無(wú)線服務(wù)，并且 繼而在該DAS所安裝的整個(gè)區(qū)域上重播這些信號(hào)。例如，DAS可以改進(jìn)建筑物內(nèi)的蜂窩電 話覆蓋。建筑物屋頂上的主收發(fā)機(jī)和天線通過(guò)線纜或光纖連接至該建筑物內(nèi)的多個(gè)分布式 天線。每個(gè)DAS具有“頭端”，進(jìn)入頭端中的源信號(hào)被組合以分發(fā)給遠(yuǎn)程無(wú)線電單元。DAS 系統(tǒng)提供有限空間(諸如高層建筑、隧道、鐵路以及機(jī)場(chǎng))內(nèi)的覆蓋。如個(gè)人通信工業(yè)協(xié)會(huì) (PCIA)的DAS論壇所定義的，DAS是經(jīng)由傳輸介質(zhì)連接到公共源的空間分離天線節(jié)點(diǎn)的網(wǎng) 絡(luò)，其在地理區(qū)域或結(jié)構(gòu)內(nèi)提供無(wú)線服務(wù)。DAS天線高度(elevation)通常處于或低于雜 波水平并且節(jié)點(diǎn)安裝是緊湊的。數(shù)字串行數(shù)據(jù)鏈路將頭端(基站)連接至遠(yuǎn)程射頻單元或 頭。
用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)通過(guò)基站處理器與RF模塊之間的串行數(shù)據(jù) 鏈路來(lái)傳送大量采樣信號(hào)數(shù)據(jù)。與演進(jìn)的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)相兼容、增大數(shù)據(jù)容量以及服務(wù)更 多訂戶的需求可能要求對(duì)收發(fā)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行昂貴的硬件升級(jí)，包括增加串行數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)量 或容量以及增大支持子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。這些要求可能與收發(fā)機(jī)系統(tǒng)的約束相沖突， 收發(fā)機(jī)系統(tǒng)的約束包括物理尺寸限制、功耗限制以及地理限制。
因此，需要為基站和分布式天線系統(tǒng)增大串行數(shù)據(jù)鏈路的容量以及節(jié)省基站收發(fā) 機(jī)系統(tǒng)的資源。在通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，使得提供方可以通過(guò)增大 已有數(shù)據(jù)鏈路的容量來(lái)滿足這些要求，其有可能消除或至少推遲升級(jí)已有數(shù)據(jù)鏈路的需 求。計(jì)算效率高的壓縮和解壓縮節(jié)省了計(jì)算資源。OBSAI和CPRI標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有公開在通過(guò)串行 數(shù)據(jù)鏈路傳送之前對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮。因此，還需要提供對(duì)信號(hào)樣本的壓縮以及對(duì)已壓 縮樣本的格式化，以便與BTS的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議相兼容。發(fā)明內(nèi)容
考慮前述傳統(tǒng)問(wèn)題，做出了本發(fā)明的實(shí)施方式。本發(fā)明的一個(gè)目的是在無(wú)線通信 網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中，增大將基站處理器連接至RF單元的串行數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)傳送容量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng) 中，用于通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路將信號(hào)數(shù)據(jù)從射頻(RF)單元傳送至基站處理器的方法，其中RF 單元耦合至天線以接收基于通信數(shù)據(jù)而調(diào)制的模擬信號(hào)，RF單元包括將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多 個(gè)數(shù)字樣本的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其中所述基站處理器對(duì)接收自RF單元的信號(hào)樣本執(zhí)行信9號(hào)處理操作。所述方法包括
在RF單元處，根據(jù)壓縮控制參數(shù)對(duì)從ADC輸出的信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮樣 本；
對(duì)壓縮樣本進(jìn)行格式化以通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；
通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路將所述壓縮樣本從RF單元傳送至基站處理器；
在所述基站處理器處接收所述壓縮樣本；以及
根據(jù)解壓縮控制參數(shù)來(lái)解壓縮所述壓縮樣本以形成解壓縮信號(hào)樣本，其中所述基 站處理器對(duì)所述解壓縮信號(hào)樣本應(yīng)用所述信號(hào)處理操作。
實(shí)現(xiàn)前述目的的本發(fā)明的另一方面提供了 在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng) 中，用于通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路將表示調(diào)制的通信數(shù)據(jù)的信號(hào)樣本從基站處理器傳送至RF單 元的方法，所述RF單元具有用于將信號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其中所 述RF單元耦合至天線以發(fā)射所述模擬信號(hào)。所述方法包括
在基站處理器處，根據(jù)壓縮控制參數(shù)對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮樣本；
對(duì)壓縮樣本進(jìn)行格式化以通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；
通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路將所述壓縮樣本從基站處理器傳送到RF單元；
在RF單元處接收所述壓縮樣本；以及
根據(jù)解壓縮控制參數(shù)對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以形成解壓縮信號(hào)樣本，其中所 述解壓縮信號(hào)樣本被提供給所述DAC以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
實(shí)現(xiàn)前述目的的本發(fā)明的另一方面提供了 在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng) 中，包括耦合到天線以接收基于通信數(shù)據(jù)調(diào)制的模擬信號(hào)的RF單元，以及通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈 路耦合到所述RF單元的基站處理器，所述RF單元包括將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)信號(hào)樣 本的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其中所述基站處理器對(duì)接收自所述RF單元的信號(hào)樣本執(zhí)行信號(hào)處 理操作，一種用于從所述RF單元向所述基站處理器傳送數(shù)據(jù)的裝置。所述裝置包括
在所述RF單元處的壓縮器，其被耦合以從所述ADC接收信號(hào)樣本，以及根據(jù)壓縮 控制參數(shù)來(lái)產(chǎn)生壓縮樣本；
格式化器，其耦合至所述壓縮器，并且格式化所述壓縮樣本以便通過(guò)所述串行數(shù) 據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；
串行數(shù)據(jù)鏈路，其耦合至所述格式化器以將所述壓縮樣本傳送至所述基站處理 器；
基站處理器，其耦合至所述串行數(shù)據(jù)鏈路以接收所述壓縮樣本；以及
集成到所述基站處理器中的解壓縮器，用于解壓縮接收的壓縮樣本以形成解壓縮 信號(hào)樣本，其中所述基站處理器對(duì)所述解壓縮信號(hào)樣本執(zhí)行所述信號(hào)處理操作。
實(shí)現(xiàn)前述目的的本發(fā)明的另一方面提供了，在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng) 中，包括耦合到天線以發(fā)射模擬信號(hào)的射頻(RF)單元，以及通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路耦合到所述 RF單元的基站處理器，所述基站處理器向所述RF單元提供表示調(diào)制的通信數(shù)據(jù)的多個(gè)信 號(hào)樣本，所述RF單元包括將所述多個(gè)信號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其中 所述基站處理器對(duì)所述信號(hào)樣本執(zhí)行信號(hào)處理操作，一種用于從所述基站處理器向所述RF 單元傳送數(shù)據(jù)的裝置。所述裝置包括
集成在所述基站處理器中的壓縮器，用于根據(jù)壓縮控制參數(shù)對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮樣本；
格式化器，其耦合至所述壓縮器，并且對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行格式化以便通過(guò)所述 串行數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；
串行數(shù)據(jù)鏈路，其耦合至所述格式化器以將所述壓縮樣本傳送至所述RF單元；
RF單元，其耦合至所述串行數(shù)據(jù)鏈路以接收所述壓縮樣本；以及
集成在所述RF單元中的解壓縮器，用于對(duì)接收的壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以形成解 壓縮信號(hào)樣本，其中所述解壓縮信號(hào)樣本被提供給所述DAC以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。


圖Ia是并入了壓縮和解壓縮的通用基站架構(gòu)的框圖。
圖Ib是包括壓縮和解壓縮的分布式天線系統(tǒng)(DAS)的示例的框圖。
圖加是遵從OBSAI標(biāo)準(zhǔn)建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。
圖2b是在具有遠(yuǎn)程RF單元的OBSAI兼容的BTS中的壓縮和解壓縮的框圖。
圖2c是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)、OBSAI標(biāo)準(zhǔn)所支持的無(wú)線調(diào)制格式的表。
圖3a是遵從CPRI標(biāo)準(zhǔn)建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。
圖北示出了無(wú)線基站系統(tǒng)300，其中REC 320和多個(gè)無(wú)線電設(shè)備310a和310b經(jīng) 由數(shù)據(jù)傳送鏈路340a和340b以鏈?zhǔn)讲贾眠B接。
圖4是壓縮和解壓縮的框圖，其中多個(gè)信號(hào)信道在通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送之前被 壓縮和復(fù)用。
圖5示出了將已壓縮數(shù)據(jù)分組映射至RP3消息的有效載荷部分的示例。
圖6示出了將已壓縮數(shù)據(jù)分組映射至以太網(wǎng)MAC幀并繼而映射至RP3消息的示 例。
圖7是示出了用于將已壓縮數(shù)據(jù)映射至以太網(wǎng)有效載荷的三個(gè)列舉示例的表。
圖8示出了映射已壓縮數(shù)據(jù)分組以根據(jù)CPRI協(xié)議進(jìn)行傳送的示例。
圖9a是基帶單元處的壓縮器的框圖。
圖9b是RF單元處的壓縮器的框圖。
圖IOa是RF單元處的解壓縮器的框圖。
圖IOb是基帶單元處的解壓縮器的框圖。
圖11給出了示出用于壓縮具有不同中心頻率的信號(hào)樣本的備選方案基本原理的 示例。
圖12是基于中心頻率信號(hào)樣本的壓縮算法的框圖。
圖13示出了基于中心頻率產(chǎn)生修改的樣本的操作。
圖14給出了針對(duì)圖11的示例的信號(hào)樣本x(i)和x(i-j)的和或差。
圖15是由解壓縮器執(zhí)行的操作的框圖。
具體實(shí)施方式
下文描述根據(jù)本發(fā)明如何將壓縮和解壓縮并入基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中。示例架構(gòu)包括 通用基站、OBSAI或CPRI基站以及分布式天線系統(tǒng)中的壓縮和解壓縮。繼而描述應(yīng)用于由 收發(fā)機(jī)系統(tǒng)處理的信號(hào)樣本的壓縮和解壓縮的優(yōu)選方法。
圖Ia是根據(jù)本發(fā)明并入了壓縮和解壓縮的通用基站架構(gòu)的框圖。BTS架構(gòu)包括通 過(guò)一個(gè)或多個(gè)串行數(shù)據(jù)鏈路140連接至RF單元150的基站處理器100。此通用架構(gòu)可以 用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用的任何空中接口標(biāo)準(zhǔn)，包括GSM/EDGE、基于CDMA的調(diào)制格式、基于 OFDM的調(diào)制格式(諸如WiMax)以及可能發(fā)展的其他信號(hào)調(diào)制格式。遠(yuǎn)程RF單元150可以 位于天線塔上的天線155附近。RF單元150可以連接至多個(gè)天線以便發(fā)射、接收、分集或波 束成形。串行數(shù)據(jù)鏈路可以由光纖、同軸線纜或RJ-45雙絞線來(lái)實(shí)現(xiàn)?；咎幚砥?00執(zhí) 行信號(hào)處理功能，以準(zhǔn)備要由RF單元發(fā)射的數(shù)據(jù)或者從接收自RF單元150的信號(hào)樣本中 恢復(fù)數(shù)據(jù)。功能的類型包括符號(hào)調(diào)制/解調(diào)、信號(hào)編碼/解碼、用于CDMA的擴(kuò)頻/解擴(kuò)、用 于發(fā)射/接收的分集處理、干擾消除、均衡、時(shí)間和頻率同步、上變頻/下變頻、復(fù)用/解復(fù) 用以及去往/來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)(未示出)的數(shù)據(jù)傳輸。
對(duì)于發(fā)射路徑，或稱下行鏈路，基站處理器100執(zhí)行信號(hào)處理功能以對(duì)從之前接 收的無(wú)線信號(hào)中提取的、或從外部網(wǎng)絡(luò)接收到的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，從而產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。信 號(hào)處理功能取決于調(diào)制格式，并且可以包括符號(hào)調(diào)制、信道編碼、用于CDMA的擴(kuò)頻，用于發(fā) 射的分集處理、時(shí)間和頻率同步、上變頻、復(fù)用以及用于OFDM的反向離散傅里葉變換。取決 于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，數(shù)字信號(hào)的中心頻率可以為0Hz、中頻(IF)或射頻(RF)。在通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈 路140傳送到RF單元之前，壓縮器120對(duì)數(shù)字信號(hào)的樣本進(jìn)行壓縮。在RF單元150處，解 壓縮器125對(duì)已壓縮的樣本進(jìn)行解壓縮以重構(gòu)數(shù)字信號(hào)，之后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 160將重構(gòu)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。發(fā)射機(jī)182準(zhǔn)備模擬信號(hào)以由天線155發(fā) 射，包括上變頻到適當(dāng)?shù)纳漕l、RF濾波以及放大。
對(duì)于接收路徑，或稱上行鏈路，RF單元150處的天線155從一個(gè)或多個(gè)無(wú)線源或訂 戶接收代表已調(diào)制通信數(shù)據(jù)的RF模擬信號(hào)。所接收信號(hào)的頻帶可以是來(lái)自多個(gè)無(wú)線訂戶 的發(fā)射信號(hào)的組合。根據(jù)空中接口協(xié)議，不同的訂戶信號(hào)可以被指派給某些頻率信道，或者 多個(gè)訂戶可以被指派給某個(gè)特定頻帶。在CDMA空中接口協(xié)議的情況下，多個(gè)訂戶信號(hào)被指 派給特定頻帶，并且每個(gè)訂戶信號(hào)使用唯一擴(kuò)頻碼在該頻帶上擴(kuò)展。接收機(jī)180對(duì)RF模擬 信號(hào)執(zhí)行模擬操作，包括RF濾波、放大和下變頻，取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將接收信號(hào)的中心頻率 從RF移至IF或0Hz?；谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 170將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號(hào)以產(chǎn)生僅具有實(shí)數(shù)值的信號(hào)樣本，或者可選地，產(chǎn)生具有同相(I)和正交(Q)分量的信 號(hào)樣本。壓縮器130應(yīng)用于從ADC 170輸出的數(shù)字信號(hào)的整個(gè)帶寬。壓縮器130在數(shù)字信 號(hào)樣本通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路140傳輸之前對(duì)其進(jìn)行壓縮。在基站處理器100處，解壓縮器135 對(duì)已壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以重構(gòu)數(shù)字信號(hào)，之后執(zhí)行常規(guī)信號(hào)處理以從解壓縮的數(shù)字信號(hào) 中恢復(fù)通信數(shù)據(jù)。處理操作可以包括解調(diào)符號(hào)、信道解碼、解擴(kuò)(針對(duì)CDMA調(diào)制格式)、分 集處理、干擾消除、均衡、時(shí)間和頻率同步、下變頻、解復(fù)用、離散傅里葉變換(針對(duì)OFDM調(diào) 制格式)，以及將從解壓縮的信號(hào)樣本中得到的數(shù)據(jù)傳輸給外部網(wǎng)絡(luò)。
基站處理器100和RF單元150可以表示為本領(lǐng)域中的其他名稱，并不限制權(quán)利要 求中所述的本發(fā)明的范圍。
圖Ib是分布式天線系統(tǒng)(DAS)的示例的框圖。基站處理器100連接至多個(gè)遠(yuǎn)程 RF單元150及其相關(guān)聯(lián)的天線155。DAS可以有多個(gè)遠(yuǎn)程RF單元150，其通常位于離基站處 理器100幾十到幾百米之處。基站處理器100是主收發(fā)機(jī)系統(tǒng)(諸如圖Ia中所示的BTS) 的一部分，主收發(fā)機(jī)系統(tǒng)通常配置有RF。主收發(fā)機(jī)例如可以位于建筑物的屋頂。每個(gè)遠(yuǎn)程12RF單元150包括壓縮器130、解壓縮器125、ADC 170、DAC 160、發(fā)射機(jī)182和接收機(jī)180， 不過(guò)為了簡(jiǎn)化僅在一個(gè)遠(yuǎn)程RF單元150中示出了這些組件。在此示例中，基站處理器100 經(jīng)由集線器146連接至遠(yuǎn)程RF單元150。集線器146繼而經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路142連接至另一集 線器148，或者經(jīng)由鏈路144連接至多個(gè)遠(yuǎn)程RF單元150。取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這些數(shù)據(jù)鏈路 140、142和144可以具有相同的特性或者可以不相同。對(duì)于發(fā)射路徑，基站處理器100應(yīng)用 壓縮器120對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮。壓縮的樣本經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路140傳送至集線器146，經(jīng)由 數(shù)據(jù)鏈路142至另一集線器148、以及經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路144至多個(gè)遠(yuǎn)程RF單元150。壓縮的 數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)集線器146和148時(shí)可以保持壓縮。在每個(gè)遠(yuǎn)程RF單元150處，解壓縮器125 對(duì)信號(hào)進(jìn)行解壓縮，之后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換160。發(fā)射機(jī)182處理得到的模擬信號(hào)以用于通過(guò) 天線155的發(fā)射。對(duì)于每個(gè)遠(yuǎn)程RF單元150處的接收路徑，每個(gè)天線155提供模擬信號(hào)給 接收機(jī)180。ADC170將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。壓縮器130對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓 縮之后經(jīng)由適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)鏈路140、142或144以及集線器148和146將其傳送至基站處理器 100。解壓縮器135對(duì)壓縮的信號(hào)樣本進(jìn)行解壓縮以重構(gòu)接收到的數(shù)字信號(hào)，然后由基站處 理器100進(jìn)行傳統(tǒng)的信號(hào)處理。分布式天線系統(tǒng)可以通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路140、142和144傳送IF 或RF數(shù)字信號(hào)，如前面參考圖Ia所描述的，或者其可以如下文進(jìn)一步地描述的傳送數(shù)字基 帶信號(hào)。
壓縮器120/130將壓縮樣本打包在壓縮數(shù)據(jù)分組中，該壓縮數(shù)據(jù)分組具有與串行 數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議相兼容的格式。壓縮器120/130向部分或全部壓縮數(shù)據(jù)分組添加 報(bào)頭部分。備選地，如果數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議有可用的開銷比特(overhead bit)，則報(bào)頭可以被編 碼在開銷比特中。報(bào)頭部分具有定義的長(zhǎng)度，其包括用于解壓縮器125/135的同步和控制 信息。壓縮器120/130可以按任何順序?qū)嚎s樣本進(jìn)行打包；然而解壓縮器125/135將對(duì) 解壓縮的樣本重新排序并格式化以符合BTS期望的數(shù)據(jù)表示格式。串行數(shù)據(jù)鏈路可以具有 私有數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，諸如以太網(wǎng)。壓縮數(shù)據(jù)分組的大小被設(shè)置為適合此數(shù)據(jù)傳 輸協(xié)議。例如，為了在以太網(wǎng)MAC幀中傳送，壓縮數(shù)據(jù)分組可以將大小調(diào)整為適合放進(jìn)有效 載荷部分，如下文結(jié)合圖6和圖7所描述的。解壓縮器125/135接收以太網(wǎng)MAC幀，并從有 效載荷部分提取壓縮數(shù)據(jù)分組。解壓縮器125/135從報(bào)頭提取同步和控制信息，以用于解 壓縮和重構(gòu)信號(hào)樣本序列。
圖加是遵從OBSAI標(biāo)準(zhǔn)建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。OBSAI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 了對(duì)基帶I和Q信號(hào)樣本的處理和傳送?；?00包括經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)RP3串行數(shù)據(jù)鏈路 240連接的基帶模塊210和RF模塊250。可以存在多個(gè)基帶模塊210與多個(gè)RF模塊250 通信。OBSAI架構(gòu)支持用于固定或移動(dòng)接入的針對(duì)GSM/EDGE、CDMA、WCDMA和WiMax的空中 接口標(biāo)準(zhǔn)，其具有圖2c的表1中列出的配置。通過(guò)并入通用模塊，OBSAI標(biāo)準(zhǔn)也可以容納其 他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)配置或信號(hào)調(diào)制格式?；鶐K210對(duì)基帶信號(hào)數(shù)據(jù)執(zhí)行信號(hào)處理功能以適合 調(diào)制格式。信號(hào)處理功能可以包括符號(hào)調(diào)制/解調(diào)、信道編碼/解碼、擴(kuò)頻/解擴(kuò)、用于發(fā) 射/接收的分集處理、干擾消除、均衡、時(shí)間和頻率同步、反向/正向離散傅里葉變換，以便 適合空中接口標(biāo)準(zhǔn)或其他調(diào)制格式、以及去往/來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)(未示出)的數(shù)據(jù)傳輸。RF 模塊250可以僅包含發(fā)射功能、僅包含接收功能、或者包括發(fā)射和接收兩個(gè)功能。OBSAI RF 模塊功能包括ADC/DAC、上/下變頻、載波選擇、天線接口、Tx/Rx RF濾波、RF合并、分集Tx/ Rx以及空中接口功能。串行數(shù)據(jù)鏈路240的選擇包括光纖線纜、銅線線纜或無(wú)線傳輸。RP3總線協(xié)議定義了用于數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)格式和線路編碼?；鶐K210和RF模塊250 二者 都對(duì)壓縮的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化以根據(jù)RP3總線協(xié)議進(jìn)行傳送。
對(duì)于發(fā)射路徑，或稱下行鏈路，基帶模塊210對(duì)通信數(shù)據(jù)執(zhí)行適合于調(diào)制格式的 各種功能，從而產(chǎn)生基帶信號(hào)樣本對(duì)1。這些功能可以包括符號(hào)調(diào)制、信道編碼、擴(kuò)頻、發(fā)射 分集處理和反向離散傅里葉變換以適合于OBSAI支持的或其他信號(hào)調(diào)制格式。在通過(guò)串行 數(shù)據(jù)鏈路240傳送到RF模塊250之前，壓縮器120對(duì)信號(hào)樣本241進(jìn)行壓縮。在RF模塊 250處，解壓縮器125對(duì)已壓縮的樣本進(jìn)行解壓縮以形成解壓縮的信號(hào)樣本M2，之后進(jìn)行 RF傳輸?shù)某Ｒ?guī)處理。
對(duì)于接收路徑，或稱上行鏈路，天線155接收代表來(lái)自訂戶的已調(diào)制通信數(shù)據(jù)的 模擬RF信號(hào)。下文將參考圖4更詳細(xì)地描述RF模塊250形成基帶數(shù)字信號(hào)樣本243的操 作。壓縮器130對(duì)數(shù)字信號(hào)樣本243進(jìn)行壓縮，之后經(jīng)由串行數(shù)據(jù)鏈路240傳送至基帶模塊 210。在基帶模塊210處，解壓縮器135對(duì)已壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以形成解壓縮的信號(hào)樣本 2440基帶模塊210繼而對(duì)解壓縮的信號(hào)樣本應(yīng)用適合于調(diào)制格式的信號(hào)處理。信號(hào)處理 功能可以包括符號(hào)解調(diào)、信道解碼、解擴(kuò)、接收分集處理、干擾消除、均衡、時(shí)間和頻率同步、 正向離散傅里葉變換，以適合于空中接口標(biāo)準(zhǔn)或其他調(diào)制格式。盡管圖2示出了點(diǎn)到點(diǎn)布 置，但是其他連接布置也有可能，包括網(wǎng)格拓?fù)?、橋式連接以及組合器/分發(fā)器連接。
圖2b是在具有遠(yuǎn)程RF單元的OBSAI兼容的BTS中的壓縮和解壓縮的框圖。在此 示例中，基站200連接至兩個(gè)遠(yuǎn)程RF單元(RRU) 260-1和沈0_2。串行數(shù)據(jù)鏈路250-1和 250-2符合OBSAI規(guī)范定義的RP3-01串行數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。RP3-01協(xié)議將RP3協(xié)議擴(kuò)展為 容納適合于通過(guò)較長(zhǎng)物理鏈路來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的物理層技術(shù)。實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立模塊或與BTS 200或 RRU 260集成在一起的本地轉(zhuǎn)換器(LC)將數(shù)據(jù)映射為RP3-01數(shù)據(jù)格式。RP3-01協(xié)議使用 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802. 3-2002的以太網(wǎng)MAC幀。點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)傳送被應(yīng)用于RP3-01節(jié)點(diǎn)之 間，不論是RRU 260-1與260-2之間還是BTS 200與RRU 260-1之間。RRU 260-1包括以太 網(wǎng)開關(guān)，其確定數(shù)據(jù)幀是在RRU 260-1處消耗還是要轉(zhuǎn)發(fā)給RRU 260-2。對(duì)于發(fā)射路徑，基 帶模塊210壓縮有效載荷信號(hào)數(shù)據(jù)，之后根據(jù)RP3-01協(xié)議通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路250-1進(jìn)行傳送。 如果RRU 260-1是目的地節(jié)點(diǎn)，則RRU 260-1對(duì)已壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，之后處理從天線 255-1進(jìn)行的RF發(fā)射。如果RRU 260-2是目的地節(jié)點(diǎn)，則RRU 260-1將具有壓縮的有效載 荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀通過(guò)鏈路250-2遞送至RRU 260-2。RRU 260-2對(duì)壓縮的有效載荷數(shù)據(jù)進(jìn) 行解壓縮以從天線255-2發(fā)射。對(duì)于接收路徑，RRU 260-1和沈0-2對(duì)它們各自接收到的 信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮，并且對(duì)壓縮的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化以便根據(jù)RP3-01協(xié)議傳送?；鶐?塊210對(duì)接收自RRU260-1和260-2的壓縮信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，之后進(jìn)行常規(guī)基帶操作。 RRU 260-1會(huì)將其從RRU 260-2接收到的數(shù)據(jù)幀遞送給BTS 200，而不對(duì)有效載荷數(shù)據(jù)解壓 縮。
圖3a是遵從CPRI標(biāo)準(zhǔn)建模的基站中的壓縮和解壓縮的框圖。CPRI標(biāo)準(zhǔn)特別支 持UTRA/FDD標(biāo)準(zhǔn)(通用陸地?zé)o線電接入/頻分雙工，使用WCDM調(diào)制格式)以及WiMax標(biāo) 準(zhǔn)(IEEE 802. 16-2004和IEEE 802. 16e_2005)，不過(guò)其也可以用于其他空中接口調(diào)制格 式。在CPRI模型中，無(wú)線電基站系統(tǒng)300包括無(wú)線電設(shè)備控制(REC) 320和無(wú)線電設(shè)備 (RE) 310。這兩個(gè)組件經(jīng)由串行數(shù)據(jù)鏈路340連接，串行數(shù)據(jù)鏈路340包括使用有線或光纖 介質(zhì)的雙向鏈路。REC對(duì)基帶信號(hào)樣本執(zhí)行信號(hào)處理功能，包括信道編碼/解碼、交織、擴(kuò)頻/解擴(kuò)(UTRA/FDD)以及反向/正向離散傅里葉變換(WiMax)。RE功能為空中接口準(zhǔn)備 信號(hào)樣本或根據(jù)接收到的模擬信號(hào)生成信號(hào)樣本，其包括ADC/DAC、上/下變頻、載波復(fù)用 /解復(fù)用、Tx/Rx放大和RF濾波。RE 310連接至一個(gè)或多個(gè)天線155。CPRI標(biāo)準(zhǔn)指示每個(gè) RE具有1、2或6個(gè)天線，每個(gè)天線具有1-4個(gè)載波。
對(duì)于發(fā)射路徑，或稱下行鏈路，在REC 420處，壓縮器120壓縮基帶信號(hào)樣本341a， 之后經(jīng)由串行數(shù)據(jù)鏈路340傳送至RE 310。在RE 310處，解壓縮器125對(duì)壓縮的信號(hào)數(shù)據(jù) 進(jìn)行解壓縮以產(chǎn)生解壓縮的信號(hào)樣本34加。解壓縮的信號(hào)樣本34 進(jìn)一步被處理以用于 通過(guò)天線155的發(fā)射。對(duì)于接收路徑，或稱上行鏈路，RE 310處理通過(guò)天線155接收到的 信號(hào)以形成基帶信號(hào)樣本343a。壓縮器130對(duì)樣本進(jìn)行壓縮，之后經(jīng)由串行數(shù)據(jù)鏈路340 進(jìn)行傳送。在REC 320處，解壓縮器135對(duì)接收到的壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以形成解壓縮的 樣本對(duì)如。REC 320對(duì)解壓縮的樣本對(duì)如執(zhí)行常規(guī)處理功能。RE 310和REC 320的功能 在下文結(jié)合圖4進(jìn)一步描述。圖3a示出了 REC 320和RE 310之間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路。其他拓 撲包括REC 320和RE 310之間的多個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路以及一個(gè)REC 320與不止一個(gè)RE 310之 間的多個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路。圖北示出了無(wú)線電基站系統(tǒng)300，其中REC 320和多個(gè)無(wú)線電設(shè)備 310a和310b經(jīng)由數(shù)據(jù)傳送鏈路340a和340b以鏈?zhǔn)讲贾眠B接。RE相互連接的其他拓?fù)浒?括樹式、環(huán)形和星形。
圖4是壓縮和解壓縮的框圖，其中多個(gè)信號(hào)信道在通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送之前被 壓縮和復(fù)用。針對(duì)每個(gè)獨(dú)立的天線，OBSAI和CPRI收發(fā)機(jī)二者都接收和發(fā)射信號(hào)樣本的多 個(gè)頻率信道，或多個(gè)天線載波。在此示例中，存在代表四個(gè)天線載波的信號(hào)樣本的四個(gè)信 道。信號(hào)樣本包括基帶I樣本和Q樣本。對(duì)于發(fā)射路徑，基帶單元110中的每個(gè)壓縮器120i 獨(dú)立地壓縮基帶I、Q信號(hào)樣本流以形成對(duì)應(yīng)的壓縮樣本流。復(fù)用器420根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將壓縮樣 本復(fù)用成單個(gè)串行數(shù)據(jù)流，以通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路430進(jìn)行傳送。在RF單元150處，解復(fù)用 器440根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行數(shù)據(jù)流解復(fù)用以恢復(fù)四個(gè)壓縮樣本流。每個(gè)解壓縮器125i對(duì)一個(gè) 壓縮樣本流進(jìn)行解壓縮以重構(gòu)對(duì)應(yīng)的基帶I、Q信號(hào)樣本。數(shù)字上變頻器(DUC)461將每個(gè) 解壓縮的信號(hào)樣本流上變頻至相應(yīng)的載波頻率以形成信道化信號(hào)。每個(gè)上變頻的數(shù)字信號(hào) 占用所得信道化信號(hào)的特定信道。DAC 460將信道化信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。發(fā)射機(jī)480將 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)腞F頻率以供天線155發(fā)射。對(duì)于接收路徑，接收機(jī)482接收RF信 號(hào)，ADC 470將接收的信號(hào)數(shù)字化以產(chǎn)生代表信道化信號(hào)數(shù)據(jù)(如針對(duì)發(fā)射路徑所描述的) 的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字下變頻器(DDC)471將每個(gè)信道下變頻以形成對(duì)應(yīng)的基帶I、Q信號(hào)樣本 流，每個(gè)信道一個(gè)流。壓縮器130i對(duì)其輸入信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮的樣本。復(fù)用器 421將從壓縮器輸出的壓縮樣本流進(jìn)行復(fù)用以根據(jù)OBSAI或CPRI標(biāo)準(zhǔn)來(lái)形成串行數(shù)據(jù)流。 串行數(shù)據(jù)流經(jīng)由串行數(shù)據(jù)鏈路430被傳送至基帶單元110。解復(fù)用器441對(duì)串行數(shù)據(jù)進(jìn)行 解復(fù)用以恢復(fù)四個(gè)壓縮樣本流。每個(gè)解壓縮器135i重構(gòu)對(duì)應(yīng)的I、Q信號(hào)樣本，之后由基帶 處理器410進(jìn)行常規(guī)操作。
壓縮器120i和130i將壓縮樣本組織成與OBSAI、CPRI或其他協(xié)議相兼容的壓縮 數(shù)據(jù)分組。壓縮數(shù)據(jù)分組代表壓縮的I樣本和Q樣本。壓縮樣本的順序可以是順序交錯(cuò)壓縮 的I樣本和Q樣本，也即(I1 Q1 I2 Q2-In Qn) 0備選地，壓縮的I樣本和Q樣本的順序可以 是壓縮的I樣本塊，之后跟隨壓縮的Q樣本塊，也即(I1 I2-In Q1Q^Qn)。壓縮器120i/130i 對(duì)長(zhǎng)度為BL0CK_SIZE(塊大小)的連續(xù)輸入信號(hào)樣本塊進(jìn)行操作。壓縮器120i/130i對(duì)BL0CK_SIZE個(gè)連續(xù)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮的數(shù)據(jù)分組。
有益的BL0CK_SUE為192，不過(guò)也可以使用其他塊大小。192個(gè)樣本的塊大小提 供了用于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的簡(jiǎn)單雙緩存輸入塊?？梢詫?shí)現(xiàn)更小的塊大小，諸如4 個(gè)或8個(gè)樣本，從而滿足OBSAI和CPRI規(guī)范的更嚴(yán)格的等待時(shí)間需求。為了滿足等待時(shí)間 的規(guī)定，樣本的塊大小應(yīng)當(dāng)持續(xù)小于或等于所允許延遲周期的一半的一段時(shí)間。這假設(shè)將 一半等待時(shí)間用于壓縮，另一半用于解壓縮。例如，CPRI規(guī)定允許的等待時(shí)間周期為5 μ S。 對(duì)于碼片速率為3. 84MHz、每個(gè)碼片一個(gè)樣本的UTRA-FDD信號(hào)格式而言，5 μ s的允許等待 時(shí)間跨過(guò)大約19個(gè)采樣間隔。4個(gè)樣本大的塊大小將具有8個(gè)樣本間隔的等待時(shí)間周期， 其完全在CPRI所允許的等待時(shí)間周期內(nèi)。
壓縮器120i/130i可以向部分或全部壓縮數(shù)據(jù)分組添加報(bào)頭部分。報(bào)頭部分具有 定義的長(zhǎng)度，例如16比特。備選地，報(bào)頭信息可以放置在OBSAI或CPRI消息格式的輔助字 段中。在針對(duì)OBSAI的備選方案中，報(bào)頭信息可以利用OBSAI消息的TYPE字段中未使用的 代碼來(lái)編碼。在針對(duì)CPRI的備選方案中，報(bào)頭信息可以編碼在基本幀的填充比特中。壓 縮器120i/130i將壓縮數(shù)據(jù)分組提供至OBSAI或CPRI消息格式的有效載荷部分。解壓縮 器125i/135i接收OBSAI或CPRI消息，并從有效載荷部分提取壓縮數(shù)據(jù)分組。解壓縮器 125 /135 使用報(bào)頭來(lái)提取用于解壓縮的控制參數(shù)以及建立壓縮數(shù)據(jù)分組同步。解壓縮器 125 /135 根據(jù)I和Q樣本順序、字節(jié)順序以及OBSAI、CPRI或其他協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)格式， 重構(gòu)I、Q信號(hào)樣本序列。OBSAI或CPRI所使用的控制消息不進(jìn)行壓縮。
OBSAI標(biāo)準(zhǔn)的RP3和RP3-01總線協(xié)議包括有益于傳送壓縮數(shù)據(jù)分組的特征。OBSAI 應(yīng)用層消息格式具有固定的大小，19個(gè)字節(jié)或152比特，其包括分配用于地址/類型/時(shí) 間戳的3個(gè)字節(jié)以及分配用于有效載荷的16個(gè)字節(jié)或128比特。類型字段包括W-CDMA/ FDD、W-CDMA/TDD、802. 16、LTE和以太網(wǎng)。壓縮數(shù)據(jù)分組可以設(shè)置成長(zhǎng)度為128比特，以適 合放進(jìn)有效載荷部分。在通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送之前，OBSAI物理層應(yīng)用8b IOb對(duì)消息的 每個(gè)字節(jié)(包括有效載荷)進(jìn)行編碼。RP3協(xié)議定義了消息群，其包括多達(dá)65，536個(gè)消息 和多達(dá)20個(gè)空閑字節(jié)，以及包括多達(dá)65，536的整數(shù)倍個(gè)連續(xù)消息群的幀，其中該整數(shù)倍數(shù) 是1、2或4。整數(shù)倍數(shù)將幀長(zhǎng)度(以比特為單位)與串行數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率相聯(lián)系， 768Mbps (i = 1), 1536Mbps (i = 2)以及 3072Mbps (i = 4)。幀的時(shí)間間隔固定為 10ms。圖 5示出了將已壓縮數(shù)據(jù)分組映射至RP3消息520的有效載荷部分522的示例。類型字段524 指示信號(hào)樣本的數(shù)據(jù)類型，例如W-CDMA/FDD。地址5 用于在傳輸層進(jìn)行路由。傳輸層功 能包括消息復(fù)用器528，其根據(jù)系統(tǒng)配置和路由需求將RP3消息520與其他RP3消息(未示 出)進(jìn)行復(fù)用。在數(shù)據(jù)鏈路層，消息群格式化器530將多個(gè)消息指派給消息時(shí)隙(slot)， 并添加控制數(shù)據(jù)和空閑字節(jié)以形成消息群。在物理層，SblOb編碼器540將每個(gè)字節(jié)編碼 成10比特，從而形成用于通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送的比特流部分。參考圖4，對(duì)于OBSAI系 統(tǒng)，復(fù)用器420和421對(duì)來(lái)自每個(gè)壓縮器120i和130i的每個(gè)群組的壓縮數(shù)據(jù)分組510執(zhí) 行參考圖5和圖6所描述的功能。對(duì)于OBSAI系統(tǒng)，解復(fù)用器440和441執(zhí)行反向操作，包 括SblOb解碼、消息解復(fù)用以及從RP3消息520中提取有效載荷數(shù)據(jù)以取回壓縮數(shù)據(jù)分組 510。對(duì)于圖6的示例，根據(jù)來(lái)自RP3分組的有效載荷數(shù)據(jù)630-1到630_n來(lái)重新裝配以太 網(wǎng)MAC幀550的有效載荷數(shù)據(jù)。從以太網(wǎng)MAC幀550的有效載荷數(shù)據(jù)中取回壓縮數(shù)據(jù)分組 510。這些反向操作在上述參考的OBSAI標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)中描述。對(duì)應(yīng)的壓縮數(shù)據(jù)分組被輸入到解壓縮器125i和135i。
例如，IOms的OBSAI幀容納用于W-CDMA信號(hào)的38，400個(gè)碼片。對(duì)于數(shù)據(jù)率為 768Mbps、1536Mbps和3072Mbps以及8bl0b編碼，在IOms期間傳送的用戶數(shù)據(jù)有6. 144兆 比特、12. 288兆比特以及24. 576兆比特。每個(gè)天線載波使用3. 84MHzX32比特X 1. 25 = 153. 6Mbps的鏈路帶寬。因此，768Mbps的鏈路可以攜帶4個(gè)天線載波(16比特用于I，16 比特用于Q)。對(duì)于壓縮率為2 1的情形，768Mbps的鏈路將攜帶8個(gè)天線載波。
由于OBSAI支持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)類型，所以壓縮數(shù)據(jù)分組可以被映射到以太網(wǎng)幀中， 該以太網(wǎng)幀繼而被映射為RP3消息。對(duì)于連接至多個(gè)RRU的BTS，RP3-01協(xié)議規(guī)定將以太 網(wǎng)MAC幀連同控制數(shù)據(jù)一起映射為連續(xù)的RP3消息。以太網(wǎng)MAC幀大小在64字節(jié)到1518 字節(jié)之間，其中14個(gè)字節(jié)用于報(bào)頭，有效載荷大小在46個(gè)字節(jié)到1500個(gè)字節(jié)之間。圖6 示出了將已壓縮數(shù)據(jù)分組映射至以太網(wǎng)MAC幀并繼而映射至RP3消息的示例。在應(yīng)用層， 壓縮數(shù)據(jù)分組510被映射到以太網(wǎng)MAC幀550的有效載荷部分。以太網(wǎng)MAC幀550的內(nèi)容 繼而被映射到若干RP3消息的有效載荷部分630-1到630-n。傳輸層的復(fù)用功能、數(shù)據(jù)鏈路 層的消息群組的格式化以及物理層的SblOb編碼如參考圖5描述的方式進(jìn)行。為了方便地 將壓縮數(shù)據(jù)映射到以太網(wǎng)MAC幀，壓縮數(shù)據(jù)的BL0CK_SUE可以是4的任意倍數(shù)。圖7的表 給出了用于將已壓縮數(shù)據(jù)映射至以太網(wǎng)有效載荷的三個(gè)列舉示例。每樣本比特指示分派給 每個(gè)I樣本和每個(gè)Q樣本的比特?cái)?shù)目。列出了假設(shè)的BL0CK_SUE和得到的每個(gè)以太網(wǎng)MAC 幀的有效載荷字節(jié)的數(shù)目。對(duì)于每個(gè)樣本(I或Q)具有12比特和14比特的未壓縮樣本， 假設(shè)值為750的每有效載荷樣本數(shù)沒(méi)有比特封裝(bit-packing)。用戶可以選擇壓縮數(shù)據(jù) 的BL0CK_SUE以獲得期望的以太網(wǎng)有效載荷大小。
OBSAI標(biāo)準(zhǔn)還支持用于RP3消息的自定義數(shù)據(jù)類型。由于類型值01111-11111尚 未分配，因此用戶可以將此類型值之一分配給在有效載荷部分中包含壓縮數(shù)據(jù)的自定義消 息。參考圖5，可以向類型字段5M分配對(duì)應(yīng)于自定義消息的類型值。用戶可以指定附加參 數(shù)用于包含自定義消息的消息群，這些參數(shù)包括每消息群的消息數(shù)目(M_MG)、每幀的消息 群的最小數(shù)目(N_MG)以及每消息群的空閑代碼數(shù)目(K_MG)。
CPRI定義了持續(xù)時(shí)間為IOms的基本幀?；編?6個(gè)字，其中一個(gè)字包含控 制數(shù)據(jù)，其余15個(gè)字(稱為IQ數(shù)據(jù)塊)包含基帶I、Q信號(hào)樣本。字長(zhǎng)度(以比特為單元) 取決于鏈路的數(shù)據(jù)傳送速率。IQ數(shù)據(jù)塊大小(以比特為單元)等于字長(zhǎng)度的15倍，因此基 本幀的容量取決于數(shù)據(jù)傳送速率。對(duì)應(yīng)于字長(zhǎng)為8、16、32和40比特，指定的數(shù)據(jù)傳送速率 為 614. 4Mbps、1228. 8Mbps,2457. 6Mbps 和 3072. 0Mbps。CPRI 標(biāo)準(zhǔn)允許將變化的信號(hào)樣本 的樣本寬度用于下行鏈路(每樣本8-20比特)和上行鏈路(每樣本4-20比特)。樣本寬 度是每樣本的比特?cái)?shù)目。每個(gè)I、Q信號(hào)樣本包括一個(gè)具有某個(gè)樣本寬度的I樣本以及一個(gè) 具有相同樣本寬度的Q樣本。樣本寬度在應(yīng)用層確定。樣本寬度的靈活性對(duì)于適應(yīng)壓縮樣 本非常有益。CPRI協(xié)議將信號(hào)數(shù)據(jù)組織到稱為AxC容器的分組中。每個(gè)AxC容器包括對(duì)應(yīng) 于一個(gè)天線載波(AxC)的I和Q樣本。AxC對(duì)應(yīng)于提供給或接收自一個(gè)獨(dú)立天線元件的一 個(gè)載波的數(shù)據(jù)。AxC容器將I、Q樣本保持一個(gè)UMTS碼片的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于WiMax，AxC容 器保持I、Q樣本，有時(shí)還保持附加的填充比特。來(lái)自若干個(gè)不同AxC的AxC容器被復(fù)用到 一起以形成AxC容器群。AxC容器群被映射到基本幀的I、Q數(shù)據(jù)塊。
圖8示出了映射已壓縮數(shù)據(jù)分組以根據(jù)CPRI協(xié)議進(jìn)行傳送的示例。來(lái)自同一天線載波的每個(gè)壓縮數(shù)據(jù)分組510被映射到AxC容器610。連續(xù)的AxC容器AC0-1和AC0-2對(duì) 應(yīng)于第一天線載波AxC#0。每個(gè)AxC容器611保持來(lái)自第二 AxC(AxC#l)的壓縮數(shù)據(jù)分組。 復(fù)用器620將來(lái)自這兩個(gè)天線載波的AxC容器復(fù)用以形成AxC容器群625。基本幀格式化 器630形成在IQ數(shù)據(jù)塊中具有多個(gè)AxC容器群以及添加了控制字的基本幀。SblOb編碼 器540對(duì)基本幀中的每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)應(yīng)用SblOb編碼。參考圖4，對(duì)于CPRI系統(tǒng)，復(fù)用器420 和421對(duì)從壓縮器120i和130i的每個(gè)群組中輸出的壓縮數(shù)據(jù)分組520執(zhí)行參考圖8描述 的功能。解復(fù)用器440和441執(zhí)行反向操作，包括SblOb解碼、從AxC容器群中解復(fù)用AxC 容器、以及從AxC容器中提取壓縮數(shù)據(jù)分組510。CPRI標(biāo)準(zhǔn)支持每個(gè)RE有4到M個(gè)AxC。 CPRI標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，對(duì)于UTRA/FDD上行鏈路，以因子2到4對(duì)接收的模擬信號(hào)過(guò)采樣。壓縮 過(guò)采樣的信號(hào)減少了信號(hào)冗余。壓縮可以使得在REC和RE之間使用較少的媒介連接(線 纜)，降低物理連接成本以及允許已有CPRI鏈路支持附加的AxC。
串行數(shù)據(jù)傳送鏈路可以使用多種類型的線纜或使用無(wú)線傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于長(zhǎng)距 離，可以使用單?；蚨嗄９饫w線纜，而對(duì)于較短鏈路，可以使用CAT5/6，也可以使用其他雙 絞線纜或同軸線纜。作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流發(fā)射的多個(gè)RF頻帶可以在光纖鏈路上時(shí)分復(fù)用。
當(dāng)基帶信號(hào)被過(guò)采樣時(shí)，壓縮減少了冗余度并且提高了數(shù)據(jù)傳送效率。當(dāng)每個(gè)符 號(hào)或碼片的樣本數(shù)目大于一時(shí)，表明是過(guò)采樣。過(guò)采樣率是樣本率與符號(hào)率或碼率的比值。 當(dāng)過(guò)采樣率大于一時(shí)，信號(hào)被過(guò)采樣。例如，CPRI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于UTRA/FDD上行鏈路，利用 每碼片2或4個(gè)樣本的過(guò)采樣率對(duì)接收的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣。對(duì)于另一示例，OBSAI標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定通過(guò)每碼片2個(gè)樣本的過(guò)采樣率對(duì)上行鏈路WCDMA信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣。
在多數(shù)情況下，可以在維持系統(tǒng)質(zhì)量度量的同時(shí)對(duì)信號(hào)樣本應(yīng)用有損壓縮。對(duì) 于無(wú)損壓縮，解壓縮的信號(hào)樣本與原始信號(hào)樣本相同。對(duì)于有損壓縮，解壓縮的信號(hào)樣 本接近于原始信號(hào)樣本。系統(tǒng)質(zhì)量度量通常包括合成誤差矢量幅度(cEVM)、峰值碼域誤 差(P⑶E)、頻譜發(fā)射掩模(SEM)、相鄰信道泄露比率(ALCR)、誤比特率(BER)以及誤塊率 (BLER)。信號(hào)樣本的過(guò)采樣和/或樣本寬度可以比滿足系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量要求所必需的大。 有損壓縮可以在數(shù)據(jù)傳送容量方面提供更好的縮減，同時(shí)維持重要的信號(hào)質(zhì)量度量。
在共同擁有的標(biāo)題為"Adaptive Compression and Decompression of Bandlimited Signals”、日期為 2006 年 3 月 7 日的美國(guó)專利 US 7，009，533B1 (‘533 專利) 中，本發(fā)明人描述了對(duì)特定帶寬受限信號(hào)的壓縮和解壓縮的算法。此處描述的壓縮方法使 這些算法適用于本申請(qǐng)的來(lái)自BTS的各種配置的信號(hào)樣本。所應(yīng)用的壓縮方法取決于信號(hào) 樣本的特性，包括中心頻率、采樣率以及信噪比(SNR)。
生成基帶信號(hào)樣本以通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送的系統(tǒng)包括與OBSAI或CPRI以及信 號(hào)樣本的中心頻率為OHz的普通BTS的配置相兼容的那些系統(tǒng)。對(duì)基帶信號(hào)樣本所應(yīng)用的 壓縮方法包括塊浮點(diǎn)編碼以及在塊浮點(diǎn)編碼之前計(jì)算信號(hào)樣本的第一階或高階倒數(shù)?；舴?曼或其他類型的編碼可以代替塊浮點(diǎn)編碼。對(duì)于以每碼片或每符號(hào)一個(gè)樣本進(jìn)行采樣的信 號(hào)樣本，優(yōu)選方法是對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行塊浮點(diǎn)編碼。例如，用于從基帶模塊到RF單元的下行 鏈路的OBSAI兼容的W-CDMA信號(hào)樣本具有每碼片一個(gè)樣本。塊浮點(diǎn)編碼獨(dú)立地應(yīng)用于I 樣本和Q樣本，以形成壓縮樣本。
優(yōu)選的塊浮點(diǎn)編碼針對(duì)BL0CK_SUE個(gè)樣本具有以下步驟，其中每個(gè)BL0CK_SUE 被劃分為具有N_gr0Up個(gè)樣本的群組
對(duì)于第一組樣本
1)確定具有最大量值的樣本的指數(shù)(基數(shù)為幻，諸如通過(guò)計(jì)算最大量值的1呢2。 這指示了該組中每個(gè)編碼樣本的比特?cái)?shù)目，或n_exp (0)。
2)使用S個(gè)比特對(duì)第一組的指數(shù)n_eXp (0)進(jìn)行絕對(duì)編碼。
3)使用每個(gè)樣本n_exp (0)個(gè)比特來(lái)對(duì)N_group個(gè)樣本進(jìn)行編碼。
對(duì)于第i組N_group個(gè)樣本
4)確定第i個(gè)具有最大量值的樣本的指數(shù)(基數(shù)為幻，其指示了第i組中每個(gè)編 碼樣本的比特?cái)?shù)目，或?。即⑴。
5)通過(guò)將n_eXp (i_l)減去n_eXp (i)對(duì)第i個(gè)指數(shù)進(jìn)行差分編碼來(lái)確定第i組編 碼樣本中的第一記號(hào)。
6)使用每樣本n_exp (i)個(gè)比特對(duì)第i組N_group個(gè)樣本進(jìn)行編碼。
對(duì)于BL0CK_SUE個(gè)樣本中的第一組樣本，指數(shù)n_exp (0)被絕對(duì)編碼。例如，指數(shù) n_exp(0)可以編碼如下，其中S是每樣本的原始比特?cái)?shù)
a.0 :n_exp (0) =0(所有4個(gè)樣本值為零)
b.1 :n_exp (0) =2(每樣本2比特)
C.2 :n_exp (0) =3(每樣本3比特)
d.等等，直到S:n_eXp(0) =S(每樣本S比特)
對(duì)于第i組，使用前綴碼對(duì)指數(shù)11_^ (1)進(jìn)行差分編碼，其中任何碼字都不作為另一碼字的前綴。優(yōu)選的差分編碼如下
1.計(jì)算差值:e_diff = n_exp(i)-n_exp(i-l)
2.)te_diff編碼如下
a.0 :e_diff = e(i)-e(i-l)
b.101:e_diff = +1
C.110 :e_diff = -1
d.1001:e_diff = +2
e.1110 :e_diff = -2
f.寸寸
用于基帶信號(hào)樣本的另一壓縮備選方法是計(jì)算差值之后進(jìn)行編碼。計(jì)算信號(hào)樣本的一階或高階差分可以得到具有比原始信號(hào)樣本更小的量值的差值樣本。對(duì)這些差值樣本進(jìn)行編碼可以得到比對(duì)樣本本身進(jìn)行編碼更多的壓縮。計(jì)算每BL0CK_SUE個(gè)樣本中的連 續(xù)樣本的差值之后，對(duì)這些差值樣本進(jìn)行塊浮點(diǎn)編碼，如前所述。備選地，可以對(duì)差值樣本 應(yīng)用霍夫曼編碼或其他編碼。
壓縮也可以包括減小信號(hào)樣本的幅度。這是一種有損壓縮。通過(guò)衰減因子來(lái)衰減 信號(hào)樣本減小了有效樣本寬度。衰減后的信號(hào)樣本可以通過(guò)塊浮點(diǎn)編碼或其他編碼來(lái)進(jìn)行 編碼。備選地，可以在編碼之前計(jì)算衰減后的信號(hào)樣本的一階或高階差分。對(duì)于解壓縮，解 壓縮的樣本的幅度可以通過(guò)衰減的反向來(lái)增大以恢復(fù)至原始信號(hào)寬度。
可以預(yù)先確定滿足BTS系統(tǒng)質(zhì)量要求的用于無(wú)線通信信號(hào)的最佳壓縮。壓縮備選 方案可以包括無(wú)損壓縮和有損壓縮?；谡{(diào)制類型、采樣率(或過(guò)采樣率)、帶寬和樣本寬 度的控制參數(shù)可以用來(lái)配置壓縮和解壓縮操作?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)試來(lái)確定用于BTS所服務(wù)的各種信號(hào)類型的控制參數(shù)?？刂茀?shù)繼而可以基于調(diào)制類型來(lái)設(shè)置。例如，在OBSAI標(biāo)準(zhǔn)中， RP3消息中的類型字段指示了信號(hào)類型，或調(diào)制類型。由于OBSAI標(biāo)準(zhǔn)基于調(diào)制類型規(guī)定了 采樣率和采樣寬度，因此壓縮/解壓縮控制器可以使用此類型信息來(lái)選擇用于壓縮器/解 壓縮器的對(duì)應(yīng)控制參數(shù)。用戶也可以選擇無(wú)損或有損模式。例如，選擇用于減小信號(hào)樣本 幅度的衰減參數(shù)，將得到有損壓縮。用戶也可以選擇固定比率的有損模式，其中已壓縮樣本 的比特率是恒定的。
圖9a和圖9b示出了圖4的壓縮器120i和130i的框圖。壓縮器120i從基帶處 理器410接收輸入，壓縮器130i從DDC 471接收輸入。壓縮器120i/130i包括對(duì)應(yīng)的壓縮 控制器126/136，其為對(duì)應(yīng)的差值運(yùn)算器122/132和編碼器1M/134提供控制參數(shù)。基站 處理器和RF單元的應(yīng)用層包括針對(duì)無(wú)線信號(hào)的類型的空中接口應(yīng)用。例如，在OBSAI標(biāo)準(zhǔn) 中，應(yīng)用層確定信號(hào)類型或調(diào)制類型，將其編碼以用于RP3消息的類型字段。本發(fā)明的壓縮 操作被添加到應(yīng)用層的常規(guī)操作中，因此有關(guān)調(diào)制類型的信息可用于壓縮控制器126/136。 壓縮控制器126/136使用此調(diào)制類型信息來(lái)確定用于對(duì)應(yīng)的差值運(yùn)算器122/132和編碼器 124/134的控制參數(shù)。用于差值運(yùn)算器122/132的控制參數(shù)可以選擇一階、二階或更高階差 分，或者旁路這些差值運(yùn)算。用于編碼器124/134的控制參數(shù)可以指示用于塊浮點(diǎn)編碼器 的參數(shù)，諸如比特?cái)?shù)目S、群組大小和BL0CK_SUE。
圖IOa和圖IOb是圖4的解壓縮器125i和135i的框圖。解碼器127/137逆轉(zhuǎn)編碼 器1M/134的操作以形成解碼樣本。例如，解碼器127/137執(zhí)行塊浮點(diǎn)解碼、霍夫曼解碼或 其他解碼。積分運(yùn)算器1四/139將解碼的差值樣本相加以逆轉(zhuǎn)針對(duì)壓縮而執(zhí)行的一階或高 階差分。如果壓縮時(shí)未執(zhí)行差分，則應(yīng)當(dāng)旁路積分運(yùn)算器129/139。解壓縮控制器123/133 為對(duì)應(yīng)的解碼器127/137和積分運(yùn)算器1四/139提供控制參數(shù)。解壓縮控制器123/133可 以從壓縮數(shù)據(jù)分組的報(bào)頭中提取控制數(shù)據(jù)以確定控制參數(shù)。解壓縮控制器123/133也可以 使用調(diào)制類型信息來(lái)確定合適的解壓縮配置。調(diào)制類型信息可以包括在報(bào)頭中。對(duì)于OBSAI 而言，調(diào)制類型可以根據(jù)RP3消息的類型字段來(lái)確定。
上述壓縮和解壓縮也可以應(yīng)用于具有非零中心頻率的信號(hào)樣本。例如，圖Ia和圖 Ib的用于通用BTS架構(gòu)的壓縮器120/130和解壓縮器125/135可以對(duì)中心頻率為IF或RF 的信號(hào)樣本應(yīng)用如上所述的塊浮點(diǎn)編碼或者在差分之后再編碼。壓縮也可以包括如上所述 的衰減信號(hào)樣本。然而，下文描述的備選壓縮算法對(duì)于具有非零中心頻率的信號(hào)樣本可以 獲得更好的壓縮。采樣率表示為fs，采樣間隔是采樣率的倒數(shù)，l/fs。信號(hào)樣本可以表示在 頻率塊或頻帶中以RF為中心或者被轉(zhuǎn)換為IF的信號(hào)數(shù)據(jù)的多個(gè)信道。壓縮器120/130和 解壓縮器125/135將頻率塊作為一個(gè)單元進(jìn)行處理。
圖11給出了示出用于壓縮具有不同中心頻率的信號(hào)樣本的備選方案基本原理 的示例。從基帶信號(hào)的示例開始，對(duì)應(yīng)于圖11的標(biāo)記為“頻帶1”的行，中心頻率接近于 DC(OHz)，連續(xù)樣本之間的相位增量不超過(guò)10度。第一相位矢量圖710顯示由于連續(xù)樣本 之間的相位變化很小，所以連續(xù)樣本的差值量值與樣本自身的量值相比將會(huì)相對(duì)較小。第 一示例序列712對(duì)應(yīng)于頻帶1基帶信號(hào)的樣本。由于連續(xù)樣本之間的差值相對(duì)于樣本量值 而言較小，因此計(jì)算一階或高階差分或差分編碼會(huì)產(chǎn)生比原始樣本具有更小數(shù)據(jù)寬度的差 值樣本。使用差分編碼方法的壓縮對(duì)于基帶(頻帶1)示例是高效的。這對(duì)應(yīng)于參考圖9a 和圖9b針對(duì)基帶信號(hào)樣本描述的壓縮方法。20
圖11還給出了中心頻率在DC之上，不過(guò)低于奈奎斯特頻率fjl的采樣信號(hào)的示 例。對(duì)于頻帶2，中心頻率接近fs/6，連續(xù)樣本之間的相位增量大約為60度。第二相位矢 量圖 720 顯示如樣本對(duì)(720-0，720-3)、(720-1，720-4)、(720-2,720-5)所示出的那樣， 分隔180度或三個(gè)采樣間隔的樣本對(duì)具有類似的量值，但是極性相反。將樣本對(duì)中的樣本 之一反向(或者乘以(-1))，可以提供樣本對(duì)中另一樣本的近似估計(jì)。第二示例序列722也 示出了分隔三個(gè)采樣間隔的樣本具有類似的量值，但是符號(hào)相反。例如，樣本722-0的值是 32767，而樣本722-3的值是-32756。對(duì)于頻帶2，對(duì)分隔三個(gè)采樣間隔的樣本對(duì)的操作產(chǎn) 生具有較小數(shù)據(jù)寬度的修改樣本。將樣本對(duì)中的樣本相加在一起的操作產(chǎn)生具有較小數(shù)據(jù) 寬度的修改樣本，其可以被更有效地編碼。
對(duì)于圖11中頻帶3的示例，中心頻率接近fs/4，連續(xù)樣本之間的相位增量大約為 90度。第三相位矢量圖730顯示分隔180度或兩個(gè)采樣間隔的樣本具有類似的量值和相 反的極性。第三示例序列732也示出了每隔一個(gè)樣本具有類似的量值和相反的極性。對(duì)于 頻帶3，每隔一個(gè)樣本相加將得到具有較小數(shù)據(jù)寬度的修改樣本，其可以比原始樣本更有效 地被編碼。
對(duì)于圖11中頻帶4的示例，中心頻率接近fs/3，連續(xù)樣本之間的相位增量大約為 120度。第四相位矢量圖740顯示分隔360度或三個(gè)采樣間隔的樣本具有類似的量值。第 四示例序列742示出了每三個(gè)樣本具有類似的量值。這種情況下，形成分隔3個(gè)采樣間隔 的樣本之間的差值將給出具有較小數(shù)據(jù)寬度的修改樣本，其可以比原始樣本更有效地被編 碼。
對(duì)于圖11中頻帶5的示例，中心頻率接近fs/2，連續(xù)樣本之間的相位增量大約為 180度。第五相位矢量圖750顯示分隔180度或一個(gè)采樣間隔的樣本將具有類似的量值， 但是極性相反。第五示例序列752示出了連續(xù)樣本具有類似的量值和相反的極性。這種情 況下，將兩個(gè)連續(xù)樣本相加將形成具有較小數(shù)據(jù)寬度的修改樣本，其可以比原始樣本更有 效地被編碼。
上述針對(duì)圖11描述的示例顯示可以通過(guò)對(duì)分隔1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)采樣間隔(取 決于采樣率與中心頻率的比值)的信號(hào)樣本執(zhí)行諸如加法(或反向后相減)或減法(或反 向后相加)之類的運(yùn)算，來(lái)實(shí)現(xiàn)量值的減小。得到的修改樣本繼而可以被編碼以形成壓縮 樣本。類似的操作可以應(yīng)用于分隔4個(gè)或更多個(gè)采樣間隔(取決于中心頻率與采樣率的比 值)的樣本，從而產(chǎn)生具有比原始信號(hào)樣本更小的數(shù)據(jù)寬度的修改樣本。
圖12是基于中心頻率信號(hào)樣本的壓縮算法的框圖。ADC 170或基站處理器100向 對(duì)應(yīng)的壓縮器120或130提供I和Q信號(hào)樣本。重新排序解復(fù)用器810根據(jù)壓縮控制參數(shù) 852來(lái)選擇信號(hào)樣本，使得所選信號(hào)樣本分隔適當(dāng)數(shù)目的樣本間隔，從而形成解復(fù)用器輸出 812。算術(shù)運(yùn)算器830根據(jù)壓縮控制參數(shù)856對(duì)解復(fù)用器輸出樣本對(duì)812執(zhí)行加法或減法 運(yùn)算，從而形成修改樣本832。算術(shù)運(yùn)算器830也可以被配置用于對(duì)解復(fù)用器輸出樣本812 執(zhí)行高階差分。編碼器840對(duì)修改樣本832進(jìn)行編碼以形成壓縮信號(hào)樣本。編碼器840應(yīng) 用塊浮點(diǎn)編碼、霍夫曼編碼或其他編碼。壓縮信號(hào)樣本被打包和格式化以便通過(guò)串行數(shù)據(jù) 鏈路140傳送。
壓縮控制器860基于采樣率與信號(hào)樣本的中心頻率的比值，向壓縮器元件提供控 制參數(shù)。重新排序解復(fù)用器810和算術(shù)運(yùn)算器830分別響應(yīng)于壓縮控制參數(shù)852和856，執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?。圖13示出了基于中心頻率產(chǎn)生修改樣本832的操作。第一列871給出了 對(duì)于此示例可能的中心頻率。第二列872給出了針對(duì)每個(gè)中心頻率的對(duì)應(yīng)頻帶指示符。這 些指示符可以用作壓縮控制參數(shù)852和856。第三列873給出了根據(jù)壓縮控制參數(shù)852將 產(chǎn)生的重新排序解復(fù)用器輸出812中的樣本x(i)和x(i-j)的不同分隔。第四列874顯示 了根據(jù)壓縮控制參數(shù)856選擇加法或減法算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果。當(dāng)反相器對(duì)延遲的樣本為“開 啟”時(shí)，減去x(i-j)。第五列875顯示了產(chǎn)生修改樣本832或y(i)的算術(shù)運(yùn)算器830的數(shù) 學(xué)結(jié)果。壓縮控制器860還提供對(duì)編碼器840的控制。壓縮控制參數(shù)858可以指示用于塊 浮點(diǎn)編碼或其他編碼技術(shù)的參數(shù)。
圖14給出了根據(jù)圖12和圖13的描述針對(duì)不同中心頻率計(jì)算的圖11的示例的信 號(hào)樣本x(i)和x(i-j)的和或差。示例信號(hào)樣本序列與圖11中的相同。在示例序列912 和942中DIFF (差)行以及在示例序列922、932和952中SUM(和)行中的樣本具有比相 應(yīng)信號(hào)樣本或x(i)低得多的量值。DIFF樣本和SUM樣本是輸入到圖12的編碼器840中的 修改樣本832的示例。
例如，考慮包括4個(gè)5MHz信道、總帶寬為20MHz的多載波信號(hào)。此20MHz多載波 信號(hào)的中心頻率為30. 72MHz的IF，并且根據(jù)122. 88MHz的采樣率(fs)進(jìn)行采樣。IF對(duì)應(yīng) 于仁/4，從而修改樣本由圖13中指出的等式表示
y(i) = x(i)+x(i-2) (1)
參考圖12，重新排序解復(fù)用器810將樣本重新安排成兩個(gè)序列，一個(gè)序列具有奇 數(shù)索引樣本，一個(gè)序列具有偶數(shù)索引樣本，從而每個(gè)序列中的樣本分隔兩個(gè)采樣間隔。算術(shù) 運(yùn)算器830根據(jù)公式(1)將每個(gè)序列中的樣本相加，以形成修改樣本832。編碼器440對(duì)修 改樣本應(yīng)用塊浮點(diǎn)編碼，以形成壓縮樣本。
如上所述的，壓縮樣本被打包以形成壓縮數(shù)據(jù)分組，其在報(bào)頭中包括控制數(shù)據(jù)。壓 縮分組可以進(jìn)一步根據(jù)串行數(shù)據(jù)鏈路140上的傳送協(xié)議來(lái)格式化。串行數(shù)據(jù)鏈路140可以 是自定義鏈路或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鏈路。取決于鏈路的類型，格式化操作可以包括SblOb編碼、插入 以太網(wǎng)MAC幀或其他格式化。
圖15是由解壓縮器125/135執(zhí)行的操作的框圖。解碼器910從數(shù)據(jù)鏈路140接 收壓縮分組。解碼器910對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解包并且執(zhí)行解碼操作，例如塊浮點(diǎn)解碼，從而形 成解碼修改樣本。反向算術(shù)運(yùn)算器920執(zhí)行與算術(shù)運(yùn)算器830相反的操作，以根據(jù)解碼修 改樣本來(lái)重構(gòu)信號(hào)樣本。復(fù)用器930恢復(fù)解壓縮信號(hào)樣本的原始順序。在RF單元處，解壓 縮信號(hào)樣本被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并且進(jìn)行處理以便傳輸。在基站處理器處，對(duì)解壓縮信號(hào)樣 本應(yīng)用常規(guī)信號(hào)處理操作。
上述壓縮方法可以被配置用于產(chǎn)生無(wú)損或有損壓縮。當(dāng)對(duì)信號(hào)樣本應(yīng)用有損壓縮 時(shí)，取決于系統(tǒng)參數(shù)，有可能獲得針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的規(guī)定的誤比特率(BE 或其他質(zhì)量度量。 有損壓縮可以在BER的限度內(nèi)提供額外的資源節(jié)省。一種用于有損編碼的方法是減小待壓 縮的樣本的數(shù)據(jù)寬度或動(dòng)態(tài)范圍?？删幊趟p器可以在壓縮器120/130和120i/130i的其 他壓縮操作之前，衰減信號(hào)樣本以減小數(shù)據(jù)寬度。備選地，可編程移位器可以從信號(hào)樣本中 移出一個(gè)或多個(gè)最低有效位，其同樣減小數(shù)據(jù)寬度。在另一備選方案中，算術(shù)運(yùn)算器830或 編碼器840可以省略一個(gè)或多個(gè)最低有效位。這些用于有損編碼的備選方案的每一個(gè)可以 由壓縮控制器860來(lái)控制。用于控制無(wú)損和有損壓縮的額外的備選方案可以基于用于壓縮信號(hào)樣本的期望比特率或解壓縮信號(hào)的期望信號(hào)質(zhì)量，諸如SNR或BER。
在圖1到圖4的示例中，BTS在從基站處理器到RF單元的前向鏈路以及從RF單 元到基站處理器的反向鏈路二者上都包括壓縮和解壓縮。備選實(shí)施方式包括僅在一個(gè)方向 上提供壓縮和解壓縮。對(duì)于前向鏈路，或稱下行鏈路，僅基站處理器包括壓縮器，并且僅RF 單元包括解壓縮器。對(duì)于反向鏈路，或稱上行鏈路，僅RF單元包括壓縮器，并且僅基站處理 器包括解壓縮器。
壓縮器和解壓縮器的可選實(shí)現(xiàn)包括可編程處理器和專用集成電路(ASIC)?？删幊?處理器包括軟件/固件可編程處理器，諸如計(jì)算機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器(包括 微控制器)以及其他可編程設(shè)備，以及硬件可編程設(shè)備，諸如復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(CPLD)、 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。取決于可編程處理器的類型，實(shí)現(xiàn)壓縮和解壓縮操作的程序表 示為軟件、固件、網(wǎng)表、比特流或其他類型的處理器可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)壓縮器和解壓 縮器的子系統(tǒng)可以集成到執(zhí)行RF單元或基站處理器的其他功能的設(shè)備中。壓縮和解壓縮 的實(shí)現(xiàn)可以實(shí)時(shí)執(zhí)行，換言之，至少與ADC或DAC的采樣率一樣快。壓縮和解壓縮操作包括 復(fù)用操作、反向操作以及包括加法、減法和移位的簡(jiǎn)單算術(shù)操作。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是很顯然，本發(fā)明不僅僅限于 這些實(shí)施方式。在不脫離由以下權(quán)利要求書記載的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，多種改 變、變換、變形、替代和等價(jià)物對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是很明顯的。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中、用于通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路將信號(hào)數(shù)據(jù)從 射頻RF單元傳送至基站處理器的方法，其中所述RF單元耦合至天線以接收基于通信數(shù)據(jù) 而調(diào)制的模擬信號(hào)，所述RF單元包括將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)信號(hào)樣本的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC，其中所述基站處理器對(duì)接收自所述RF單元的信號(hào)樣本執(zhí)行信號(hào)處理操作，所述方法 包括在RF單元處，根據(jù)壓縮控制參數(shù)對(duì)從所述ADC輸出的信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮樣本；對(duì)壓縮樣本進(jìn)行格式化以通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路將所述壓縮樣本從所述RF單元傳送至所述基站處理器；在所述基站處理器處接收所述壓縮樣本；以及根據(jù)解壓縮控制參數(shù)來(lái)解壓縮所述壓縮樣本以形成解壓縮信號(hào)樣本，其中所述基站處 理器對(duì)所述解壓縮信號(hào)樣本應(yīng)用所述信號(hào)處理操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壓縮步驟進(jìn)一步包括下述步驟之一對(duì)所述信號(hào)樣本應(yīng)用塊浮點(diǎn)編碼以形成所述壓縮樣本；以及對(duì)所述信號(hào)樣本應(yīng)用哈夫曼編碼以形成所述壓縮樣本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)所述壓縮控制參數(shù)，計(jì)算信號(hào)樣本對(duì)的和或差以生成修改樣本，其中所述信號(hào)樣 本對(duì)中的信號(hào)樣本分隔預(yù)定數(shù)目的采樣間隔，其中根據(jù)多個(gè)信號(hào)樣本對(duì)來(lái)計(jì)算多個(gè)修改樣 本；以及對(duì)所述修改樣本進(jìn)行編碼以形成所述壓縮樣本。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述編碼步驟包括應(yīng)用于所述修改樣本的塊浮點(diǎn) 編碼或哈夫曼編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壓縮控制參數(shù)基于所述信號(hào)樣本的一個(gè)或多 個(gè)特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述特性包括信號(hào)樣本的中心頻率、采樣率、樣本 寬度、帶寬以及調(diào)制類型中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述壓縮步驟在所述RF單元的、實(shí)現(xiàn)在可編程處 理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA或者專用集成電路ASIC中的壓縮子系統(tǒng)中執(zhí)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述解碼步驟進(jìn)一步包括下述之一對(duì)所述壓縮樣本應(yīng)用塊浮點(diǎn)解碼以形成所述解壓縮信號(hào)樣本；以及對(duì)所述壓縮樣本應(yīng)用哈夫曼解碼以形成所述解壓縮信號(hào)樣本。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述解壓縮步驟進(jìn)一步包括對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行解碼以形成解碼的修改樣本；以及根據(jù)所述解壓縮控制參數(shù)，通過(guò)將第一解壓縮信號(hào)樣本加上或減去對(duì)應(yīng)的解碼的修改 樣本以計(jì)算第二解壓縮信號(hào)樣本，來(lái)重構(gòu)所述解壓縮信號(hào)樣本，其中所述第一解壓縮信號(hào) 樣本和第二解壓縮信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定數(shù)目的采樣間隔所分隔的信號(hào)樣本對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述解碼步驟對(duì)所述壓縮樣本執(zhí)行塊浮點(diǎn)解碼 或哈夫曼解碼。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述解壓縮步驟在所述基站處理器的、實(shí)現(xiàn)在可編程處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC中的解壓縮子系統(tǒng)中執(zhí)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號(hào)處理操作包括根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào) 制格式，對(duì)解壓縮信號(hào)樣本或者從所述解壓縮信號(hào)樣本導(dǎo)出的經(jīng)處理的樣本執(zhí)行下述功能 中的至少一個(gè)解調(diào)符號(hào)、信道解碼、解擴(kuò)、分集處理、干擾消除、均衡、時(shí)間同步、頻率同步、下變頻、解 復(fù)用以及離散傅里葉變換。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號(hào)處理操作根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格 式，從所述解壓縮信號(hào)樣本恢復(fù)所述通信數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括在分布式天線系統(tǒng)中 通過(guò)多個(gè)串行數(shù)據(jù)鏈路與所述基站處理器通信的多個(gè)RF單元，每個(gè)RF單元執(zhí)行下述步驟 壓縮所述信號(hào)樣本，格式化壓縮樣本，以及通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路將所述壓縮樣本傳送給 所述基站處理器，其中所述基站處理器對(duì)接收自每個(gè)RF單元的壓縮樣本應(yīng)用解壓縮步驟 以形成對(duì)應(yīng)的解壓縮信號(hào)樣本。
15.一種在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中、用于通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路將表示調(diào)制的 通信數(shù)據(jù)的信號(hào)樣本從基站處理器傳送至射頻RF單元的方法，所述RF單元具有用于將信 號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC，其中所述RF單元耦合至天線以發(fā)射所述模擬信 號(hào)，所述方法包括在基站處理器處，根據(jù)壓縮控制參數(shù)對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮以形成壓縮樣本；對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行格式化以便通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路將所述壓縮樣本從所述基站處理器傳送到所述RF單元；在所述RF單元處接收所述壓縮樣本；以及根據(jù)解壓縮控制參數(shù)，對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以形成解壓縮信號(hào)樣本，其中所述 解壓縮信號(hào)樣本被提供給所述DAC以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述壓縮步驟進(jìn)一步包括下述步驟之一對(duì)所述信號(hào)樣本應(yīng)用塊浮點(diǎn)編碼以形成所述壓縮樣本；以及對(duì)所述信號(hào)樣本應(yīng)用哈夫曼編碼以形成所述壓縮樣本。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述壓縮步驟還包括根據(jù)所述壓縮控制參數(shù)計(jì)算信號(hào)樣本對(duì)的和或差以生成修改樣本，其中所述信號(hào)樣 本對(duì)中的信號(hào)樣本分隔預(yù)定數(shù)目的采樣間隔，其中根據(jù)多個(gè)信號(hào)樣本對(duì)來(lái)計(jì)算多個(gè)修改樣 本；以及對(duì)所述修改樣本進(jìn)行編碼以形成所述壓縮樣本。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述編碼步驟包括應(yīng)用于所述修改樣本的塊浮 點(diǎn)編碼或哈夫曼編碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述壓縮控制參數(shù)基于所述信號(hào)樣本的一個(gè)或 多個(gè)特性。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述特性包括信號(hào)樣本的中心頻率、采樣率以 及調(diào)制類型中的至少一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述壓縮步驟在所述基站處理器的、實(shí)現(xiàn)在可 編程處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA或者專用集成電路ASIC中的壓縮子系統(tǒng)中執(zhí)行。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述解碼步驟進(jìn)一步包括下述之一 對(duì)所述壓縮樣本應(yīng)用塊浮點(diǎn)解碼以形成所述解壓縮信號(hào)樣本；以及 對(duì)所述壓縮樣本應(yīng)用哈夫曼解碼以形成所述解壓縮信號(hào)樣本。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述解壓縮步驟進(jìn)一步包括 對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行解碼以形成解碼的修改樣本；以及根據(jù)所述解壓縮控制參數(shù)，通過(guò)將第一解壓縮信號(hào)樣本加上或減去對(duì)應(yīng)的解碼的修改 樣本以計(jì)算第二解壓縮信號(hào)樣本，來(lái)重構(gòu)所述解壓縮信號(hào)樣本，其中所述第一解壓縮信號(hào) 樣本和第二解壓縮信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定數(shù)目的采樣間隔所分隔的信號(hào)樣本對(duì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述解碼步驟對(duì)所述壓縮樣本執(zhí)行塊浮點(diǎn)解碼 或哈夫曼解碼。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述解壓縮步驟在所述RF單元的、實(shí)現(xiàn)在可編 程處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC中的解壓縮子系統(tǒng)中執(zhí)行。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述信號(hào)處理操作包括在對(duì)信號(hào)樣本進(jìn)行所述 壓縮之前，根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格式所執(zhí)行的下述功能中的至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)、信道編碼、擴(kuò)頻、分集處理、時(shí)間同步、頻率同步、上變頻、復(fù)用以及反向離散 傅里葉變換。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述信號(hào)處理操作包括在對(duì)所述信號(hào)樣本進(jìn) 行所述壓縮之前，根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格式來(lái)調(diào)制通信數(shù)據(jù)以形成所述信號(hào)樣本。
28.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括在分布式天線系統(tǒng)中 通過(guò)多個(gè)串行數(shù)據(jù)鏈路與所述基站處理器通信的多個(gè)RF單元，其中所述基站處理器通過(guò) 對(duì)應(yīng)的串行數(shù)據(jù)鏈路將所述壓縮樣本傳送至每個(gè)RF單元，每個(gè)RF單元對(duì)接收自所述基站 處理器的壓縮樣本執(zhí)行所述解壓縮步驟，以形成對(duì)應(yīng)的解壓縮信號(hào)樣本，其中每個(gè)RF單元 提供對(duì)應(yīng)的解壓縮信號(hào)樣本給所述DAC以便轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。
29.一種在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中的裝置，所述基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括耦合 到天線以接收基于通信數(shù)據(jù)調(diào)制的模擬信號(hào)的射頻RF單元，以及通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路耦合 到所述RF單元的基站處理器，所述RF單元包括用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)信號(hào)樣本 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，其中所述基站處理器對(duì)接收自所述RF單元的信號(hào)樣本執(zhí)行信號(hào)處理操 作，所述裝置用于從所述RF單元向所述基站處理器傳送數(shù)據(jù)，所述裝置包括在所述RF單元處的壓縮器，其被耦合以從所述ADC接收所述信號(hào)樣本，以及根據(jù)壓縮 控制參數(shù)來(lái)產(chǎn)生壓縮樣本；格式化器，其耦合至所述壓縮器，并且格式化所述壓縮樣本以便通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈 路進(jìn)行傳送；串行數(shù)據(jù)鏈路，其耦合至所述格式化器以將所述壓縮樣本傳送至所述基站處理器； 基站處理器，其耦合至所述串行數(shù)據(jù)鏈路以接收所述壓縮樣本；以及 集成到所述基站處理器中的解壓縮器，用于解壓縮所述接收的壓縮樣本以形成解壓縮 信號(hào)樣本，其中所述基站處理器對(duì)所述解壓縮信號(hào)樣本執(zhí)行所述信號(hào)處理操作。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述壓縮器還包括下述之一 塊浮點(diǎn)編碼器，其應(yīng)用于所述信號(hào)樣本以形成所述壓縮樣本；以及 哈夫曼編碼器，其應(yīng)用于所述信號(hào)樣本以形成所述壓縮樣本。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述壓縮器還包括算術(shù)運(yùn)算器，其根據(jù)所述壓縮控制參數(shù)對(duì)信號(hào)樣本對(duì)進(jìn)行相加或相減以形成修改樣 本，其中所述信號(hào)樣本對(duì)中的信號(hào)樣本分隔預(yù)定數(shù)目的采樣間隔，所述算術(shù)運(yùn)算器根據(jù)多 個(gè)信號(hào)樣本對(duì)來(lái)計(jì)算多個(gè)修改樣本；以及編碼器，其應(yīng)用于所述修改樣本以產(chǎn)生所述壓縮樣本。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述編碼器還包括下述之一塊浮點(diǎn)編碼器，其應(yīng)用于所述修改樣本以生成所述壓縮樣本；以及哈夫曼編碼器，其應(yīng)用于所述修改樣本以生成所述壓縮樣本。
33.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述壓縮控制參數(shù)基于所述信號(hào)樣本的一個(gè)或 多個(gè)特性。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述特性包括信號(hào)樣本的中心頻率、采樣率以 及調(diào)制類型中的至少一個(gè)。
35.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述壓縮器在可編程處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣 列FPGA、或者專用集成電路ASIC中實(shí)現(xiàn)，其被耦合以從所述ADC接收所述信號(hào)樣本。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述解碼器還包括下述之一塊浮點(diǎn)解碼器，其應(yīng)用于所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號(hào)樣本；以及哈夫曼解碼器，其應(yīng)用于所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號(hào)樣本。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述解壓縮器還包括解碼器，其應(yīng)用于所述壓縮樣本以產(chǎn)生解碼的修改樣本；以及反向算術(shù)運(yùn)算器，其根據(jù)所述解壓縮控制參數(shù)，通過(guò)將第一解壓縮信號(hào)樣本加上或減 去對(duì)應(yīng)的解碼的修改樣本以計(jì)算第二解壓縮信號(hào)樣本，執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算器的反向運(yùn)算以計(jì)算 所述解壓縮信號(hào)樣本，其中所述第一解壓縮信號(hào)樣本和第二解壓縮信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)于所述預(yù) 定數(shù)目的采樣間隔所分隔的信號(hào)樣本對(duì)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置，其中所述解碼器還包括應(yīng)用于所述壓縮樣本的塊浮 點(diǎn)解碼器或哈夫曼解碼器。
39.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述解壓縮器實(shí)現(xiàn)在所述基站處理器的解壓縮 子系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、專用集成電路ASIC或者可編程處理器中。
40.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述基站處理器根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格 式，對(duì)解壓縮信號(hào)樣本或者從所述解壓縮信號(hào)樣本導(dǎo)出的經(jīng)處理的樣本執(zhí)行下述信號(hào)處理 操作中的至少一個(gè)符號(hào)解調(diào)、信道解碼、解擴(kuò)、分集處理、干擾消除、均衡、時(shí)間同步、頻率同步、下變頻、解 復(fù)用以及離散傅里葉變換。
41.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述信號(hào)處理操作根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格 式，從所述解壓縮信號(hào)樣本恢復(fù)所述通信數(shù)據(jù)。
42.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中第一串行數(shù)據(jù)鏈路將所述RF單元耦合到中間集 線器，所述中間集線器通過(guò)第二串行數(shù)據(jù)鏈路耦合到另一個(gè)集線器或者所述基站處理器， 其中所述中間集線器將所述壓縮樣本從所述第一串行數(shù)據(jù)鏈路傳送到所述第二串行數(shù)據(jù) 鏈路。
43.根據(jù)權(quán)利要求四所述的裝置，其中所述基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括在分布式天線系統(tǒng)中通過(guò)多個(gè)串行數(shù)據(jù)鏈路與所述基站處理器通信的多個(gè)RF單元，每個(gè)RF單元包括所述壓縮 器和所述格式化器以提供對(duì)應(yīng)的壓縮樣本，用以通過(guò)所述串行數(shù)據(jù)鏈路傳送給所述基站處 理器，所述基站處理器解壓縮接收自每個(gè)RF單元的壓縮樣本以形成對(duì)應(yīng)的解壓縮信號(hào)樣 本。
44.一種在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中的裝置，所述基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括耦合 到天線以發(fā)射模擬信號(hào)的射頻RF單元，以及通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路耦合到所述RF單元的基站 處理器，所述基站處理器向所述RF單元提供表示調(diào)制的通信數(shù)據(jù)的多個(gè)信號(hào)樣本，所述RF 單元包括用于將所述多個(gè)信號(hào)樣本轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC，其中所述基站處理 器對(duì)所述信號(hào)樣本執(zhí)行信號(hào)處理操作，所述裝置用于從所述基站處理器向所述RF單元傳 送數(shù)據(jù)，所述裝置包括集成在所述基站處理器中的壓縮器，用于根據(jù)壓縮控制參數(shù)對(duì)所述信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮 以形成壓縮樣本；格式化器，其耦合至所述壓縮器，并且對(duì)所述壓縮樣本進(jìn)行格式化以便通過(guò)所述串行 數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行傳送；串行數(shù)據(jù)鏈路，其耦合至所述格式化器，用于將所述壓縮樣本傳送至所述RF單元； RF單元，其耦合至所述串行數(shù)據(jù)鏈路以接收所述壓縮樣本；以及 集成在所述RF單元中的解壓縮器，用于對(duì)所述接收的壓縮樣本進(jìn)行解壓縮以形成解 壓縮信號(hào)樣本，其中所述解壓縮信號(hào)樣本被提供給所述DAC以轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述壓縮器還包括下述之一 塊浮點(diǎn)編碼器，其應(yīng)用于所述信號(hào)樣本以生成所述壓縮樣本；以及 哈夫曼編碼器，其應(yīng)用于所述信號(hào)樣本以生成所述壓縮樣本。
46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述壓縮器還包括算術(shù)運(yùn)算器，其根據(jù)所述壓縮控制參數(shù)對(duì)信號(hào)樣本對(duì)進(jìn)行相加或相減以形成修改樣 本，其中所述信號(hào)樣本對(duì)中的信號(hào)樣本分隔預(yù)定數(shù)目的采樣間隔，所述算術(shù)運(yùn)算器根據(jù)多 個(gè)信號(hào)樣本對(duì)來(lái)計(jì)算多個(gè)修改樣本；以及編碼器，其應(yīng)用于所述修改樣本以產(chǎn)生所述壓縮樣本。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其中所述編碼器還包括下述之一 塊浮點(diǎn)編碼器，其應(yīng)用于所述修改樣本以生成所述壓縮樣本；以及 哈夫曼編碼器，其應(yīng)用于所述修改樣本以生成所述壓縮樣本。
48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述壓縮控制參數(shù)基于所述信號(hào)樣本的一個(gè)或 多個(gè)特性。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述特性包括信號(hào)樣本的中心頻率、采樣率以 及調(diào)制類型中的至少一個(gè)。
50.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述壓縮器在所述基站處理器的、壓縮子系統(tǒng) 中的可編程處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、或者專用集成電路ASIC中實(shí)現(xiàn)。
51.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其中所述解碼器還包括下述之一 塊浮點(diǎn)解碼器，其應(yīng)用于所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號(hào)樣本；以及 哈夫曼解碼器，其應(yīng)用于所述壓縮樣本以生成所述解壓縮信號(hào)樣本。
52.根據(jù)權(quán)利要求46所述的裝置，其中所述解壓縮器還包括解碼器，其應(yīng)用于所述壓縮樣本以產(chǎn)生解碼的修改樣本；以及反向算術(shù)運(yùn)算器，其根據(jù)所述解壓縮控制參數(shù)，通過(guò)將第一解壓縮信號(hào)樣本加上或減 去對(duì)應(yīng)的解碼的修改樣本以計(jì)算第二解壓縮信號(hào)樣本，執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算器的反向運(yùn)算以計(jì)算 所述解壓縮信號(hào)樣本，其中所述第一解壓縮信號(hào)樣本和第二解壓縮信號(hào)樣本對(duì)應(yīng)于所述預(yù) 定數(shù)目的采樣間隔所分隔的信號(hào)樣本對(duì)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的裝置，其中所述解碼器還包括應(yīng)用于所述壓縮樣本的塊浮 點(diǎn)解碼器或哈夫曼解碼器。
54.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述解壓縮器實(shí)現(xiàn)在所述RF單元的、解壓縮子 系統(tǒng)中的可編程處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA、或者專用集成電路ASIC中。
55.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述基站處理器在對(duì)所述信號(hào)樣本應(yīng)用所述壓 縮器之前，根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格式對(duì)所述信號(hào)樣本執(zhí)行下述信號(hào)處理操作中的至少 一個(gè)符號(hào)調(diào)制、信道編碼、擴(kuò)頻、分集處理、時(shí)間同步、頻率同步、上變頻以及反向離散傅里 葉變換。
56.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述基站處理器在對(duì)所述信號(hào)樣本應(yīng)用所述壓 縮器之前，根據(jù)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制格式執(zhí)行用于調(diào)制通信數(shù)據(jù)的信號(hào)處理操作以形成所 述信號(hào)樣本。
57.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中第一串行數(shù)據(jù)鏈路將所述基站處理器耦合到中 間集線器，所述中間集線器通過(guò)第二串行數(shù)據(jù)鏈路耦合到另一個(gè)集線器或者所述RF單元， 其中所述中間集線器將所述壓縮樣本從所述第一串行數(shù)據(jù)鏈路傳送到所述第二串行數(shù)據(jù) 鏈路。
58.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置，其中所述基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)包括通過(guò)多個(gè)串行數(shù)據(jù)鏈 路與所述基站處理器通信的多個(gè)RF單元，所述多個(gè)RF單元形成分布式天線系統(tǒng)，每個(gè)RF 單元包括所述解壓縮器以解壓縮對(duì)應(yīng)的接收自所述基站處理器的壓縮樣本，并且將對(duì)應(yīng)的 解壓縮信號(hào)樣本提供給DAC。
全文摘要
一種用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)(BTS)中的信號(hào)壓縮方法和裝置，其在系統(tǒng)中提供通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路的壓縮信號(hào)樣本的有效傳送。對(duì)于上行鏈路，BTS的RF單元在對(duì)經(jīng)由天線接收的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換之后，對(duì)得到的信號(hào)樣本進(jìn)行壓縮。RF單元將壓縮的信號(hào)樣本通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送給基站處理器，在該基站處理器處對(duì)其解壓縮，之后執(zhí)行常規(guī)信號(hào)處理。對(duì)于下行鏈路，基站處理器壓縮信號(hào)樣本，并且將壓縮的信號(hào)樣本通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路傳送給RF單元。RF單元對(duì)壓縮的樣本進(jìn)行解壓縮，然后將解壓縮的樣本轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)以便通過(guò)天線發(fā)射。壓縮和解壓縮可以并入傳統(tǒng)的基站和分布式天線系統(tǒng)的操作中。
文檔編號(hào)H04B7/26GK102037662SQ200980118622
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者阿爾伯特·W·魏格納 申請(qǐng)人:信飛系統(tǒng)公司