專利名稱：Lte系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及長期演進項目(LTE)系統(tǒng)，特別涉及LTE系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
在移動通信系統(tǒng)中，受到成本、功耗和組網(wǎng)靈活性等客觀因素的影響，對網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備單板的處理能力的要求越來越高。單板通常要完成多天線多小區(qū)的數(shù)據(jù)處理，這樣就對單板的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)傳輸能力提出了很高的要求。在多天線多小區(qū)系統(tǒng)中，基帶處理單元(BBU, Base band Unit)與射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU，Radio Remote Unit)之間的數(shù)據(jù)基于IR協(xié)議在光纖上傳輸，BBU與RRU之間的IR接口上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量與小區(qū)數(shù)、天線數(shù)以及時域數(shù)據(jù)的位寬、速率成正比。隨著單板要處理的天線數(shù)和小區(qū)數(shù)的增加，IR接口上要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)帶寬將會很高,這樣就對IR的傳輸能力以及相應(yīng)的硬件支持提出了要求，如何降低IR上要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)帶寬，提高IR的傳輸效率就是一個急需解決的問題。同時，由于單板要處理多天線多小區(qū)數(shù)的數(shù)據(jù)，這也對BBU的基帶處理提出了很高的要求，BBU要處理的數(shù)據(jù)量將會增加，這樣將會帶來對單板上的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的存儲資源和邏輯資源的大量需求，如何以更少的隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)資源和邏輯資源來完成多天線多小區(qū)數(shù)的處理也是單板處理能力優(yōu)化的
方向之一。目前，對單板處理能力的優(yōu)化，出發(fā)點主要集中在是如何降低IR接口上傳輸數(shù)據(jù)的帶寬和單板內(nèi)的邏輯資源以及存儲資源。通常采用的方法通過對BBU與RRU之間的時域數(shù)據(jù)進行壓縮，即通過對要發(fā)送時域數(shù)據(jù)進行量化處理，去除一部分冗余的數(shù)據(jù)比特，進而完成對時域數(shù)據(jù)的壓縮。這種方法通過對時域數(shù)據(jù)的冗余比特壓縮來完成降低數(shù)據(jù)處理量和數(shù)據(jù)傳輸帶寬，是以犧牲整個系統(tǒng)的信噪比為代價，會對整個系統(tǒng)的性能有很大的影響。具體地，如果時域數(shù)據(jù)壓縮方式是在一定時間段內(nèi)對要處理的時域信號進行的固定量化壓縮，這樣固定量化壓縮對這段時間內(nèi)的時域數(shù)據(jù)的處理都是一樣的，這樣就會對原本時域幅度比較小的數(shù)據(jù)進一步壓縮，從而會對這部分?jǐn)?shù)據(jù)的信噪比進一步惡化，這部分?jǐn)?shù)據(jù)的性能損失更大；如果時域壓縮是按照一定動態(tài)因子對一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)進行壓縮，這樣會對這段時間內(nèi)的不同用戶帶來性能的很大影響，會急劇惡化小信號的用戶的數(shù)據(jù)，例如在LTE系統(tǒng)中，一個符號內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能是多個用戶的數(shù)據(jù)，若采用時域壓縮的方法，就會對多個用戶帶來影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 LTE系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理方法，可以提升LTE系統(tǒng)性能。
本發(fā)明實施例提出一種LTE系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟:A、將頻域數(shù)據(jù)進行頻域壓縮；B、通過IR接口傳輸或者用隨機存取存儲器緩存經(jīng)過頻域壓縮后的數(shù)據(jù)；C、從IR接口上接收到頻域壓縮的數(shù)據(jù)或者從隨機存取存儲器緩存中讀取頻域壓縮的數(shù)據(jù)后，對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行頻域解壓縮還原處理。較佳地，所述步驟A之前，進一步包括:把將要通過IR接口傳輸或者單板將要緩存的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域數(shù)據(jù)；所述步驟C之后進一步包括:把頻域解壓縮恢復(fù)出來的頻域數(shù)據(jù)還原為時域數(shù)據(jù)。較佳地，步驟A包括:Al、對所述頻域數(shù)據(jù)按照頻域壓縮算法進行量化截取得到有效數(shù)據(jù)；A2、把截取出來的有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子拼合成頻域壓縮后的數(shù)據(jù)。較佳地，步驟C所述對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行頻域解壓縮還原處理包括:從頻域壓縮的數(shù)據(jù)中提取出有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子；根據(jù)定標(biāo)因子對有效數(shù)據(jù)進行符號位擴展和補零操作。較佳地，所述量化截取為采用四舍五入方式處理、直接截斷、均勻量化、U率量化或A率量化。較佳地，所述定標(biāo)因子為固定定標(biāo)因子、動態(tài)定標(biāo)因子或一段帶寬內(nèi)自動計算的定標(biāo)因子。較佳地，所述頻域壓縮是對頻域中特定頻點或特定子載波的數(shù)據(jù)進行頻域壓縮。較佳地，步驟A所述頻域數(shù)據(jù)為基站側(cè)上行鏈路中快速傅立葉變換操作后的頻域數(shù)據(jù)或基站側(cè)下行鏈路中資源映射后的頻域數(shù)據(jù)。從以上技術(shù)方案可以看出，在通過IR接口傳輸數(shù)據(jù)或者單板的動態(tài)存取存儲器緩存數(shù)據(jù)之前，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)據(jù)并進行頻域壓縮，從而實現(xiàn)單板處理能力的提高。較佳地，對不同頻點上的頻域數(shù)據(jù)進行動態(tài)壓縮。此壓縮數(shù)據(jù)壓縮方法對各個用戶而言是相互獨立，互不影響，并且由數(shù)據(jù)壓縮帶來的性能損失很少，同時也能降低IR接口以及隨機存取存儲器的帶寬的需求。


圖1為本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)處理方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供了一種對LTE系統(tǒng)中eNodeB側(cè)上行通路的數(shù)據(jù)進行處理的不意圖；圖3為對16bit數(shù)據(jù)進行12bit頻域壓縮示意圖；圖4為頻域數(shù)據(jù)解壓縮示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)處理方法的流程如圖1所示，包括如下步驟:步驟101:把將要通過IR接口傳輸或者單板將要緩存的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域數(shù)據(jù)。若原始數(shù)據(jù)為時域內(nèi)的數(shù)據(jù)，則需要把原始數(shù)據(jù)用快速傅立葉變換(FFT)變換成頻域數(shù)據(jù)；若原始數(shù)據(jù)為頻域數(shù)據(jù)，則不對原始數(shù)據(jù)作任何處理。步驟102:對所述頻域數(shù)據(jù)按照頻域壓縮算法進行量化截取得到有效數(shù)據(jù)。步驟103:把截取出來的有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子拼合成壓縮后的新數(shù)據(jù)。拼合后新數(shù)據(jù)的位寬等于截取的有效數(shù)據(jù)位寬加上存儲定標(biāo)因子的位寬，即頻域壓縮后的數(shù)據(jù)位寬。壓縮時截取的有效數(shù)據(jù)位寬、壓縮后的數(shù)據(jù)位寬、存儲定標(biāo)因子的位寬以及壓縮時采用何種定標(biāo)策略都由頻域壓縮的算法確定；在對頻域數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮時，壓縮是對頻域數(shù)據(jù)在頻域中不同頻點上(也可以是對不同子載波上)進行的壓縮，對頻域數(shù)據(jù)的采用壓縮策略是由實際使用的算法確定。步驟104:通過IR接口傳輸或者用隨機存取存儲器緩存經(jīng)過頻域壓縮后的數(shù)據(jù)。步驟105:后續(xù)模塊從IR接口上接收到頻域壓縮的數(shù)據(jù)或者從隨機存取存儲器緩存中讀取頻域壓縮的數(shù)據(jù)后，對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解壓縮還原處理。解壓縮還原處理是按照原壓縮算法進行的數(shù)據(jù)壓縮逆過程，即從頻域壓縮的數(shù)據(jù)中提取出有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子，然后按照壓縮定標(biāo)策略把頻域數(shù)據(jù)恢復(fù)出來，即根據(jù)定標(biāo)因子對有效數(shù)據(jù)進行符號位擴展和補零操作；頻域數(shù)據(jù)解壓縮也是對頻域中不同頻點上(也可以是對不同子載波上)的數(shù)據(jù)進行的解壓縮。步驟106:把頻域解壓縮恢復(fù)出來的數(shù)據(jù)進行還原處理。若原始數(shù)據(jù)為時域數(shù)據(jù)，則把解壓縮恢復(fù)出來的頻域數(shù)據(jù)用IFFT變換成時域數(shù)據(jù)；若原始數(shù)據(jù)為頻域數(shù)據(jù)不作任何處理。本發(fā)明還涵蓋如下內(nèi)容:(I)在量化截取時可以采用四舍五入方式處理，也可以采用直接截斷、均勻量化、U率量化、A率量化等量化處理方式。(2)在數(shù)據(jù)壓縮時采用的定標(biāo)策略可以是固定因子定標(biāo)、動態(tài)因子定標(biāo)、一段帶寬內(nèi)自動因子計算定標(biāo)以及其他常用數(shù)據(jù)定標(biāo)策略，(3)本發(fā)明的頻域壓縮算法可以采用常用的數(shù)據(jù)壓縮算法、以及特定條件下采用的特定算法。(4)在LTE系統(tǒng)中，可以對基站(eNodeB)側(cè)上行鏈路中FFT等操作后的數(shù)據(jù)進行頻域數(shù)據(jù)壓縮操作；也可以對eNodeB側(cè)下行鏈路中資源映射后的數(shù)據(jù)進行頻域數(shù)據(jù)壓縮操作。為使本發(fā)明方案的特點、技術(shù)原理以及效果更加清楚，以下通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)闡述。本發(fā)明實施例提供了一種對LTE系統(tǒng)中eNodeB側(cè)上行通路的數(shù)據(jù)處理方法，其流程如圖2所示，包括如下步驟:步驟201:天線接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)變頻(模擬下變頻、數(shù)字下變頻)、快速傅立葉變換(FFT)等操作后變?yōu)轭l域數(shù)據(jù)。這時的頻域數(shù)據(jù)是映射到不同的子載波上的不同用戶的數(shù)據(jù)，假設(shè)此時的數(shù)據(jù)位寬為16bit。步驟202:不同子載波上(也可認(rèn)為是對于不同用戶)的頻域數(shù)據(jù)按照基于動態(tài)定標(biāo)因子的算法進行量化截取，得到有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子。例如可以把16bit數(shù)據(jù)進行12bit頻域壓縮，并將原始16bit數(shù)據(jù)截取9bit有效數(shù)據(jù)，并計算3bit定標(biāo)因子以及有效數(shù)據(jù)位寬可以根據(jù)不同子載波上數(shù)據(jù)的特點由系統(tǒng)的算法確定。步驟203:將截取的9bit有效數(shù)據(jù)和3bit移位因子拼合成壓縮后的12bit新數(shù)據(jù)。圖3為對16bit數(shù)據(jù)進行12bit頻域壓縮示意圖，例如假設(shè)頻域壓縮前的數(shù)據(jù)為“0000 1011 0001 0110”，截取中間9bit有效數(shù)據(jù)，取定標(biāo)因子為4，壓縮后的數(shù)據(jù)變?yōu)椤?000 1011 0001”。步驟204:把12bit新數(shù)據(jù)通過IR接口傳輸或者用隨機存取存儲器緩存。步驟205:后續(xù)模塊從IR上接收到頻域壓縮的數(shù)據(jù)或者從隨機存取存儲器緩存中讀取頻域壓縮的數(shù)據(jù)后，對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解壓縮還原處理。解壓縮還原處理是按照原壓縮算法進行的數(shù)據(jù)壓縮逆過程，即提取出有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子，然后按照壓縮定標(biāo)策略把頻域數(shù)據(jù)恢復(fù)出來，即根據(jù)定標(biāo)因子進行符號位擴展和補零操作；頻域數(shù)據(jù)解壓縮也是對頻域中不同頻點上(也可以是對不同子載波上)的數(shù)據(jù)進行的解壓縮，例如后續(xù)模塊從IR上接收到數(shù)據(jù)“1000 1011 0001”或者從DDR緩存中讀取數(shù)據(jù)“1000 10110001”后，然后根據(jù)壓縮時采用的算法取出定標(biāo)因子“100”，有效數(shù)據(jù)“0 10110001”，然后對有效數(shù)據(jù)“0 1011 0001”進行3bit符號位擴展和向后補4bit “0”，完成壓縮數(shù)據(jù)恢復(fù)，頻域數(shù)據(jù)解壓縮示意圖如圖4所示。由于壓縮前的原始數(shù)據(jù)為頻域數(shù)據(jù)，故無須再作任何處理即可供后續(xù)模塊使用。同理，此數(shù)據(jù)壓縮方法也適用于對LTE系統(tǒng)下行通路中資源映射后的數(shù)據(jù)進行頻域收據(jù)壓縮，壓縮步驟類似如上描述。在LTE中，無論是上行通路還是下行通路，壓縮后的數(shù)據(jù)通過IR傳輸或者用DDR緩存，后續(xù)模塊從IR上接收到頻域壓縮的數(shù)據(jù)或者從DDR緩存中讀取頻域壓縮的數(shù)據(jù)后進行頻域數(shù)據(jù)解壓縮操作，恢復(fù)出壓縮前的頻域數(shù)據(jù)。本發(fā)明方案具有如下有益效果:1、數(shù)據(jù)壓縮對各個用戶而言是相互獨立，互不影響在頻分多址接入系統(tǒng)中，不同用戶的數(shù)據(jù)被分配在不同的資源塊上，即分配在不同載波上，各個用戶是分開的、相互獨立的，故對系統(tǒng)中某一頻域信號進行壓縮，并不會影響到其他用戶的數(shù)據(jù)，這樣就克服了時域壓縮時對小信號用戶的信噪比急劇惡化的情況。并且本發(fā)明針對不同頻點上的頻域信號進行的壓縮，能更好的保護小信號用戶的性能。2、對頻域數(shù)據(jù)進的壓縮帶來的性能損失很小假設(shè)原始頻域數(shù)據(jù)位寬為16bit，將原始頻域數(shù)據(jù)基于動態(tài)定標(biāo)壓縮，將原始16bit頻域數(shù)據(jù)截取9bit有效數(shù)據(jù)，并計算3bit移位因子，這樣壓縮后的數(shù)據(jù)就變?yōu)?2bit。在這種壓縮條件下，壓縮后12bit數(shù)據(jù)與原始16bit數(shù)據(jù)相比，噪聲功率最大只有原始信號的-54.2dBc左右(采用4舍5入方法)，這個影響對性能帶來的損失是非常小的。3、在IR接口上降低線速率，降低數(shù)據(jù)帶寬在LTE系統(tǒng)中，若把IFFT/FFT處理上移放到RRU上進行，IR上傳輸頻域數(shù)據(jù)，這樣采用頻域壓縮的方式會有比時域壓縮方式更大的帶寬降低。例如:假設(shè)IR上要傳輸8天線、6小區(qū)的數(shù)據(jù)(假設(shè)數(shù)據(jù)為32bit)，時域與頻域壓縮都采用3/4壓縮，則當(dāng)IR傳輸時域數(shù)據(jù)且不用壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為:30.72MHZ*32bit*8*6*10/8 = 58.9824Gbit/s ;當(dāng)IR傳輸時域數(shù)據(jù)且采用3/4時域壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為:30.72MHZ*32bit*8*6*10/8*3/4 =44.2368Gbit/s ;當(dāng)IR傳輸頻域數(shù)據(jù)且不用壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為:1200RE*14symb*10*100*32bit*8*6*10/8 = 32.256Gbit/s ;當(dāng)IR傳輸頻域數(shù)據(jù)且采用3/4時域壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為 1200RE*14symb*10*100*32bit*8*6*10/8*3/4 = 24.192Gbit/s.顯而易見，用頻域壓縮方式對IR帶寬的降低更明顯。4、在相同的存儲條件下，能大大降低隨機存取存儲器緩存帶寬的壓力在LTE系統(tǒng)中，在BBU處理板上的隨機存取存儲器緩存的數(shù)據(jù)可以是時域數(shù)據(jù)也可以是頻域數(shù)據(jù)，對于隨機存取存儲器緩存不同類型的數(shù)據(jù)，用對頻域數(shù)據(jù)進行壓縮方式更能降低隨機存取存儲器緩存帶寬。例如:假設(shè)IR上要傳輸8天線、6小區(qū)的數(shù)據(jù)(假設(shè)數(shù)據(jù)為32bit)，時域與頻域壓縮都采用3/4壓縮，則當(dāng)DDR緩存時域數(shù)據(jù)且不用壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為:30.72MHZ*32bit*8*6 = 1474.56*32Mbit/s ;當(dāng)DDR緩存時域數(shù)據(jù)且采用3/4時域壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為:30.72MHZ*32bit*8*6*3/4 = 1474.56*24Mbit/s ;當(dāng)DDR緩存頻域數(shù)據(jù)且不用壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為:1200RE*14symb*10*100*32bit*8*6 = 806.4*32Mbit/s ;當(dāng)DDR緩存頻域數(shù)據(jù)且采用3/4時域壓縮方式時的數(shù)據(jù)量為1200RE*14symb*10*100*32bit*8*6*3/4 = 806.4*24Mbit/s。從上面可以看出用頻域壓縮方式能大大降低隨機存取存儲器緩存帶寬的壓力。5、降低數(shù)據(jù)緩存存儲容量在單板的數(shù)據(jù)處理中，采用頻域數(shù)據(jù)壓縮方法可以在系統(tǒng)性能損失比較小的情況下降低了各個模塊之間要緩存數(shù)據(jù)的位寬，從而達(dá)到降數(shù)據(jù)緩存存儲容量的目的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LTE系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括如下步驟: A、將頻域數(shù)據(jù)進行頻域壓縮； B、通過IR接口傳輸或者用隨機存取存儲器緩存經(jīng)過頻域壓縮后的數(shù)據(jù)； C、從IR接口上接收到頻域壓縮的數(shù)據(jù)或者從隨機存取存儲器緩存中讀取頻域壓縮的數(shù)據(jù)后，對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行頻域解壓縮還原處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A之前，進一步包括:把將要通過IR接口傳輸或者單板將要緩存的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成頻域數(shù)據(jù)； 所述步驟C之后進一步包括:把頻域解壓縮恢復(fù)出來的頻域數(shù)據(jù)還原為時域數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A包括: Al、對所述頻域數(shù)據(jù)按照頻域壓縮算法進行量化截取得到有效數(shù)據(jù)； A2、把截取出來的有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子拼合成頻域壓縮后的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟C所述對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行頻域解壓縮還原處理包括: 從頻域壓縮的數(shù)據(jù)中提取出有效數(shù)據(jù)和定標(biāo)因子； 根據(jù)定標(biāo)因子對有效數(shù)據(jù)進行符號位擴展和補零操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述量化截取為采用四舍五入方式處理、直接截斷、均勻量化、U率量化或A率量化。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述定標(biāo)因子為固定定標(biāo)因子、動態(tài)定標(biāo)因子或一段帶寬內(nèi)自動計算的定標(biāo)因子。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述頻域壓縮是對頻域中特定頻點或特定子載波的數(shù)據(jù)進行頻域壓縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的方法，其特征在于，步驟A所述頻域數(shù)據(jù)為基站側(cè)上行鏈路中快速傅立葉變換操作后的頻域數(shù)據(jù)或基站側(cè)下行鏈路中資源映射后的頻域數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種LTE系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理方法，包括如下步驟A、將頻域數(shù)據(jù)進行頻域壓縮；B、通過IR接口傳輸或者用隨機存取存儲器緩存經(jīng)過頻域壓縮后的數(shù)據(jù)；C、從IR接口上接收到頻域壓縮的數(shù)據(jù)或者從隨機存取存儲器緩存中讀取頻域壓縮的數(shù)據(jù)后，對頻域壓縮的數(shù)據(jù)進行頻域解壓縮還原處理。本發(fā)明方案可以提升LTE系統(tǒng)性能。
文檔編號H04L1/00GK103138868SQ20111037281
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者吳恂, 李朝峰, 張慧欣 申請人:普天信息技術(shù)研究院有限公司