專利名稱：一種lte-ir接口數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及一種LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，高速大容量的數(shù)據(jù)傳輸是一個必然的趨勢。數(shù)據(jù)量的增大，對基站的光纖數(shù)據(jù)傳輸速度也提出了更高要求。當單根光纖無法滿足傳輸速率時，只能通過提高光纖速率或增加光纖數(shù)量的方法實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。這兩種方式都會增加設備成本。LTE (Long Term Evolution,長期演進)基站是一種分布式基站設備，由基帶單元設備(Base Band Unit,BBU)及射頻遠端設備(Remote RF Unit, RRU)構(gòu)成。RRU 與 BBU 之間通過光纖連接。由于系統(tǒng)最大IQ(正交的兩路基帶信號)數(shù)據(jù)采樣寬度為16bit，光纖傳輸還需對數(shù)據(jù)進行8/10編碼，因此對于8天線20M帶寬的設備來說，光口最大線速率為30. 72M*32bit*8 天線 * (10/8) = 9. 8304Gbps而目前基站光口數(shù)據(jù)傳輸只支持6. 144Gbps，完成20M8A(A表示天線)的數(shù)據(jù)傳輸就必須采用支持IOG速率的光口，或者采用2個6. 144G速率的光口、2根光纖完成數(shù)據(jù)傳輸。隨著天線數(shù)量或系統(tǒng)帶寬增加，基站設備的光纖成本還將進一步增加。RRU與BBU間的數(shù)據(jù)傳輸遵循LTE-IR接口協(xié)議標準。LTE-IR接口協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕編L為ITc = 1/3. 84MHz。一個基本幀包含16個字，字長T由線比特率決定。 在一個基本幀里，I/Q數(shù)據(jù)的bitO位丟掉，只傳輸高15bit，以余出一個字用于控制字的傳輸。圖I是字長為T的幀結(jié)構(gòu)圖。其中，W表示字，Y表示字節(jié)數(shù)，B表示bit數(shù)。當線速率為 9. 8304Gbps 時，T 等于 128。IR接口數(shù)據(jù)壓縮算法具體實現(xiàn)可分為4個步驟(I)AGC(Automatic Gain Control,自動增益控制)處理以 symbol (符號)為單位，對IR接口傳輸?shù)臄?shù)字信號的幅值進行估計，并將其調(diào)整到預期的目標值，方便后面的壓縮處理。通常采用移位操作實現(xiàn)。(2)壓縮實現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)由16bit到7bit的壓縮，是IR接口數(shù)據(jù)傳輸壓縮過程的核心部分。(3)解壓縮是壓縮模塊的反過程，采用的算法取決于壓縮算法。通常使用查表方式。 (4)解AGC處理AGC處理的反過程。由于RRU及BBU的IR接口功能是通過FPGA (Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)實現(xiàn)的，所以數(shù)據(jù)壓縮也在FPGA上完成。圖2是IR接口數(shù)據(jù)壓縮的結(jié)構(gòu)原理圖。A律壓縮算法是一種非均勻語音壓縮算法，主要用于公用電話網(wǎng)。A律特性定義為
式⑴中，X為歸一化的輸入語音信號，sgn(x)為X的符號位，y為壓擴后的歸一化輸出信號，A為壓縮參數(shù)取值。優(yōu)化的A律壓縮算法在FPGA上有三種實現(xiàn)方式(I)查表法將A律壓縮結(jié)果值放在ROM (Read-Only Memory，只讀內(nèi)存)表中，壓縮結(jié)果值的讀地址為對應的壓縮前數(shù)據(jù)，以輸入信號作為ROM的讀地址查表可得到壓縮結(jié)果值。(2)計算法通過搭建邏輯電路來實現(xiàn)A律計算式。(3)線性近似法用數(shù)段折線近似A律曲線，現(xiàn)有的典型應用是A = 87. 6的十三折線法。十三折線法可以將16bit位寬的輸入數(shù)據(jù)，壓縮到Sbit位寬，性能損失較小，但對于7bit的壓縮，其性能損失無法接受。考慮到LTE信號的統(tǒng)計特性與語音信號的特性會有一定的差異，IR接口比特壓縮算法通過不同場景的仿真實驗，對參數(shù)A進行優(yōu)化，實現(xiàn)7bit 壓縮?，F(xiàn)有的三種A律算法實現(xiàn)方案的主要缺點在于(I)查表法需要占用大的存儲資源。對LTE系統(tǒng)而言，查找表的容量為 2~16*7bit，需要占用 56 塊 M9K Memory Block。(2)計算法由于A律計算式包括對數(shù)及乘除運算，通過邏輯電路實現(xiàn)難度很大。 目前FPGA芯片廠商提供對數(shù)運算及乘除運算的IP核，可簡化計算過程，但計算周期長，且占有DSP (Digital Signal Processing,數(shù)字信號處理)資源。以Altera的FPGA為例，一個對數(shù)運算器將占用8塊DSP，一個乘法運算器占用4塊DSP。(3)線性近似法計算結(jié)果精度有限，且靈活性差，對于不同的A值需要不同的折線來近似。而IR接口比特壓縮算法在不同的場景下，A值可能變化的。由此可見，目前的A律壓縮算法，在實現(xiàn)難度及資源占用等方面難以滿足系統(tǒng)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種LTE-IR接口數(shù)據(jù)處理方法及其裝置，用以降低技術(shù)實現(xiàn)難度并減少資源占用。本發(fā)明實施例提供的應用于分布式基站的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮方法中，所述分布式基站中設置有查找表，所述查找表的創(chuàng)建過程包括將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；該方法包括接收輸入的待壓縮數(shù)據(jù)；取所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，保存所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位；
采用二分查找法，在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的標識值在所述查找表中的地址，確定所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；根據(jù)所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位，將所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)后輸出。本發(fā)明實施例提供的應用于分布式基站的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮裝置，包括ROM單元，用于存儲查找表；所述查找表的創(chuàng)建過程包括將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；輸入單元，用于接收輸入的待壓縮數(shù)據(jù)；第一處理單元，用于取所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，保存所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位；查表單元，用于采用二分查找法，在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；以及，根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的標識值在所述查找表中的地址，確定所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；第二處理單元，用于根據(jù)所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位，將所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)；輸出單元，用于輸出所述第二處理單元處理得到的有符號數(shù)。本發(fā)明實施例還提供了一種分布式基站設備中的BBU，包括上行數(shù)據(jù)處理模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊，其中，所述上行數(shù)據(jù)處理模塊包括IR接口模塊、解壓縮模塊、解AGC模塊、基帶模塊，所述下行數(shù)據(jù)處理模塊包括IR接口模塊、壓縮模塊、AGC模塊、基帶模塊，其中，所述下行處理模塊中的壓縮模塊為上述裝置。本發(fā)明實施例還提供了一種分布式基站設備中的RRU，包括上行數(shù)據(jù)處理模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊，其中，所述上行數(shù)據(jù)處理模塊包括射頻中頻模塊、AGC模塊、壓縮模塊、 IR接口模塊，所述下行數(shù)據(jù)處理模塊包括射頻中頻模塊、解AGC模塊、解壓縮模塊、IR接口模塊，其中，所述上行處理模塊中的壓縮模塊為上述裝置。本發(fā)明的上述實施例，通過設計查找表，S卩，將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值并去除符號位后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值，并且在基于該查找表進行數(shù)據(jù)壓縮時采用二分查找法，從而實現(xiàn)了將二分查找法與數(shù)據(jù)壓縮查表法相結(jié)合，降低技術(shù)實現(xiàn)難度并減少資源占用。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中字長為T的LTE-IR接口數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中IR接口數(shù)據(jù)壓縮的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮流程示意圖4為本發(fā)明實施例提供的A律壓縮流水線工作原理示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的LTE-IR接口數(shù)據(jù)格式示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的LTE-IR接口數(shù)據(jù)格式示意圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實施例提出一種LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮方案，可將16bit的基帶IQ數(shù)據(jù)壓縮為7bit傳輸(壓縮后的數(shù)據(jù)無需再作bitO丟棄處理)，從而將一個基本幀傳輸?shù)腎Q數(shù)據(jù)量增大一倍，降低傳輸速率，最終達到減少一半光纖量，將光纖成本降低一倍的目的。本發(fā)明實施例提供的LTE-IR接口數(shù)據(jù)的壓縮方案可在FPGA上實現(xiàn)。LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮算法可分為AGC處理、A律壓縮、解壓縮、解AGC四個步驟。 其中，AGC處理、解AGC及解壓縮實現(xiàn)簡單，因此本發(fā)明實施例對這三個步驟采用常規(guī)成熟的解決方案，此處就不再描述。A律壓縮是LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮的核心部分，也是FPGA實現(xiàn)的難點，本發(fā)明實施例在現(xiàn)有實現(xiàn)方法的基礎上，對查表法進行了優(yōu)化，通過二分查找法與現(xiàn)有查表法相結(jié)合的方式，在保證不低于現(xiàn)有數(shù)據(jù)壓縮率的情況下，以較少的資源、簡潔的方式實現(xiàn)A律壓縮算法。本發(fā)明實施例提供的A律壓縮算法可支持壓縮前的數(shù)據(jù)格式為 Q (16，I)，壓縮后的數(shù)據(jù)格式為Q (7，I)。進一步的，本發(fā)明實施例還對壓縮數(shù)據(jù)的傳輸格式進行了優(yōu)化，以提高壓縮算法的適用范圍。A律壓縮是對稱的，因此可先對待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值部分進行壓縮，再進行符號位的擴展。除去符號位，壓縮后的數(shù)據(jù)為6bit，其數(shù)據(jù)取值范圍為0-63，每一個壓縮后數(shù)據(jù)對應一個取值范圍內(nèi)的多個壓縮前數(shù)據(jù)。根據(jù)以上特點，本發(fā)明實施例根據(jù)壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬N = 6，將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的整個取值范圍劃分為2N = 64個連續(xù)數(shù)值區(qū)間，將每個數(shù)值區(qū)間的起始位置數(shù)值(以下簡稱起點值)按照升序順序存儲于查找表(ROM表)，每個起點值在ROM 表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值，表的大小為26*15bit。這樣，只要通過查表確定待壓縮數(shù)據(jù)所屬的數(shù)值區(qū)間，即可得到對應的壓縮后數(shù)據(jù)。在每一次查表操作中，都有兩種分支跳轉(zhuǎn)的結(jié)果(即查找成功或不成功)。若將所有的條件判斷邏輯列出，則需要64個判斷語句(如if... else...語句)。這種方式的邏輯電路冗余復雜，且過多判斷語句嵌套，會導致關鍵路徑變長，難以通過布局布線。為解決該問題，本發(fā)明實施例采用二分查找法，通過查表確定待壓縮數(shù)據(jù)所屬的數(shù)值區(qū)間。二分查找又稱折半查找，優(yōu)點是比較次數(shù)少，查找速度快，平均性能好。假設表中元素是按升序排列的，將表中間位置記錄的關鍵字與查找關鍵字比較，如果兩者相等，則查找成功；否則利用中間位置記錄將表分成前、后兩個子表，如果中間位置記錄的關鍵字大于查找關鍵字，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表。重復以上過程，直到找到滿足條件的記錄，使查找成功，或直到子表不存在為止。對于本發(fā)明實施例，表中記錄的關鍵字即為64個數(shù)據(jù)區(qū)間中每個區(qū)間的起點值，查找關鍵字即為待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值。本發(fā)明實施例采用二分查找法，針對一個待壓縮數(shù)據(jù)，最多只需進行N = 6 (N為壓縮后數(shù)據(jù)位寬，不包括符號位，符號位占Ibit)次查表判斷即可確定出待壓縮數(shù)據(jù)所屬的數(shù)據(jù)區(qū)間。基于以上查找表(ROM表)，圖3示出了為本發(fā)明實施例提供的一種LTE-IR接口數(shù)據(jù)A律壓縮流程。對應于圖2所示的IR接口數(shù)據(jù)壓縮的結(jié)構(gòu)原理圖，該流程在分布式基站 RRU和BBU中的壓縮模塊中實現(xiàn)。如圖所示，該流程可包括步驟301，接收輸入的待壓縮數(shù)據(jù)；步驟302，取該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，保存該待壓縮數(shù)據(jù)的符號位；步驟303，采用二分查找法，在ROM表中查找該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的起點值；步驟304，根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的起點值在該ROM表中的地址，確定該待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；步驟305，根據(jù)該待壓縮數(shù)據(jù)的符號位，將該待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)后輸出。上述流程的步驟303的實現(xiàn)過程可以是將ROM表中間位置存儲的起點值與待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將該ROM 表分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的起點值大于該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表，以此類推，直到兩者相等或直到查找到該ROM 表存儲的第一個或最后一個起點值時結(jié)束查找過程。其中，在子表中進行查找時，將該子表中間位置存儲的起點值與該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將該子表再分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的起點值大于該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表。當查找結(jié)果為兩者相等或查找到ROM表存儲的第一個起點值時，將當前起點值作為該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的起點值。當查找到ROM表存儲的最后一個起點值時，若該標識值大于該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則將該標識值的前一個起點值作為該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的起點值；否則，將當前起點值作為該待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的起點值。具體實施時，考慮到壓縮后數(shù)據(jù)的取值區(qū)間為0 63，因此ROM表的地址空間的數(shù)值范圍也設置為0 63。上述步驟303 304的具體實現(xiàn)過程可以是首先設置ROM表的地址位變量add，其初始值設置為31。當接收到輸入的待壓縮數(shù)據(jù)并取絕對值(記為abs_data)以及保存符號位后，執(zhí)行如下所示的以下查表操作步驟3031，根據(jù)當前地址變量add = 31讀取ROM表中該地址存儲的起點值并賦予變量dout,將abs_data與dout進行比較;若abs_data > dout,則將地址變量add加16, 并轉(zhuǎn)入步驟3032 ;若abs_data < dout,則將地址變量add減16，并轉(zhuǎn)入步驟3032 ;若abs_ data = dout,則轉(zhuǎn)入步驟 3037a。步驟3032，根據(jù)當前地址變量add讀取ROM表中該地址存儲的起點值并賦予變量 dout,將abs_data與dout進行比較；若abs_data > dout,則將地址變量add加8,并轉(zhuǎn)入步驟3033 ;若abs_data < dout,則將地址變量add減8,并轉(zhuǎn)入步驟3033 ;若abs_data = dout，則轉(zhuǎn)入步驟3037a。步驟3033，根據(jù)當前地址變量add讀取ROM表中該地址存儲的起點值并賦予變量 dout,將abs_data與dout進行比較；若abs_data > dout,則將地址變量add加4,并轉(zhuǎn)入步驟3034 ;若abs_data < dout,則將地址變量add減4,并轉(zhuǎn)入步驟3034 ;若abs_data = dout，則轉(zhuǎn)入步驟3037a。步驟3034，根據(jù)當前地址變量add讀取ROM表中該地址存儲的起點值并賦予變量 dout,將abs_data與dout進行比較；若abs_data > dout,則將地址變量add加2,并轉(zhuǎn)入步驟3035 ;若abs_data < dout,則將地址變量add減2,并轉(zhuǎn)入步驟3035 ;若abs_data = dout，則轉(zhuǎn)入步驟3037a。步驟3035，根據(jù)當前地址變量add讀取ROM表中該地址存儲的起點值并賦予變量 dout,將abs_data與dout進行比較；若abs_data > dout,則將地址變量add加I,并轉(zhuǎn)入步驟3036 ;若abs_data < dout,則將地址變量add減I,并轉(zhuǎn)入步驟3036 ;若abs_data = dout，則轉(zhuǎn)入步驟3037a。步驟3036，根據(jù)當前地址變量add讀取ROM表中該地址存儲的起點值并賦予變量 dout,將 abs_data 與 dout 進行比較；若 abs_data > dout,則轉(zhuǎn)入步驟 3037a ;若 abs_data < dout，則轉(zhuǎn)入步驟3037b。步驟3037a，將當前起點值在ROM表中的地址作為abs_data的壓縮結(jié)果值。步驟3037b，將當前起點值在ROM表中的地址值減I后作為abs_data的壓縮結(jié)果值(即將前一個起點值的地址值作為abs_data的壓縮結(jié)果值)。通過以上流程可以看出，由于壓縮后的數(shù)據(jù)位寬為6，因此A律壓縮算法的查表過程最多需要6次查表操作(步驟3031 3036)，若采用串行工作方式，不能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆Ｒ虼?，本發(fā)明的另一實施例中，將以上查表操作進行分割，采用流水線的方式完成，這就保證了每個時鐘周期都有壓縮數(shù)據(jù)輸出。具體實施時，由于步驟3031 3016都對ROM表進行了讀操作，而在流水線工作方式下，是不能在一個時鐘周期內(nèi)對同一個ROM進行多次讀操作的，因此可創(chuàng)建6個相同的 ROM表(R0M1 6)，分別供步驟3031 3036使用。比如，步驟3031使用R0M1，步驟3032 使用R0M2，以此類推，即針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查表操作與其后一個查表操作所使用的ROM表不相同。這樣，由于存在6個ROM表，因此在一個時鐘周期，可以允許6個查表操作分別在6個ROM表中并行執(zhí)行，提高了數(shù)據(jù)處理效率和數(shù)據(jù)傳輸效率。進一步的，在另一實施例中，考慮到步驟3031的操作中，地址變量add的取值為初始值，是固定的，不需要通過查表來確定該地址變量add的數(shù)值，因此步驟3031的判斷操作可以不通過查表操作來實現(xiàn)，這樣就可以減少一個ROM表，即可需創(chuàng)建5個ROM表，分別供步驟3032 3036使用。流水線工作方式的結(jié)構(gòu)可如圖4所示，其中，addrO與doutO分別表示初始地址值31及初始比較值(所述初始比較值即為初始地址上存儲的起點值，這兩個值是固定的(其中初始地址值31上存儲的起點值可預先得知)。addrl到addr5分別表示 ROMl到R0M5的輸入地址，doutl到dout5為對應的輸出比較值(即相應地址上存儲的起點值，比如doutl為addrl上存儲的起點值)。需要注意的是，在實際的實現(xiàn)過程中，ROM表從地址輸入到數(shù)據(jù)輸出通常有2個時鐘周期的延遲，一個完整的壓縮過程至少需要18個時鐘周期才能實現(xiàn)(其中包括對輸入數(shù)據(jù)取絕對值的步驟以及對壓縮結(jié)果進行符號位擴展的步驟)，因此流水線操作實際上被分為18個步驟。圖4只是一個原理性的結(jié)構(gòu)圖，不代表真實的結(jié)構(gòu)圖。通過以上描述可以看出，通過采用二分查表法，在壓縮后數(shù)據(jù)位寬為6的情況下，只占用6個或5個M9K Memory Block,與現(xiàn)有技術(shù)中的查表法需要使用56個M9K Memory Block相比，減少了資源占用。另外，從實現(xiàn)方式來看，采用二分查表法也比現(xiàn)有技術(shù)中的計算法簡潔，因此，二分查表法的綜合性能優(yōu)于三種現(xiàn)有A律壓縮方法。進一步的，對不同的A值，本發(fā)明實施例中，對于二分查表法只需修改ROM表的初始化數(shù)據(jù)文件即可，比現(xiàn)有技術(shù)中的線性近似法更靈活，適用性更強。從圖2可以看到，上行方向的壓縮模塊添加在BBU的IR接口模塊之前，下行方向的壓縮模塊添加在RRU的IR接口模塊之前。對于現(xiàn)有的基站設備，BBU下行IR接口及RRU 上行IR接口的輸入數(shù)據(jù)格式如圖5所示(以20M8A為例，其中A表示天線，S表示采樣點)， 一個AxSx位寬為30bit，包括15bit的I數(shù)據(jù)及15bit的Q數(shù)據(jù)(I/Q數(shù)據(jù)的bitO位被丟棄)。在IR接口比特壓縮模式下，壓縮模塊壓縮后的AxSx為14bit(7bitl數(shù)據(jù)+7bitQ數(shù)據(jù))，若壓縮模塊將壓縮后的數(shù)據(jù)直接輸出給IR接口模塊，則IR接口的有效輸入位寬則變?yōu)?4bit。這就要求IR接口模塊內(nèi)部做出相應的修改。此外，由于數(shù)據(jù)在壓縮前進行了 AGC 處理，對應的AGC因子值需要經(jīng)IR接口傳送到解AGC模塊，恢復數(shù)據(jù)幅值?？紤]到以上數(shù)據(jù)傳輸要求，為了最大限度的減少IR接口壓縮模塊對基站設備帶來的影響，在本發(fā)明的另一實施例中，壓縮模塊將壓縮后的同一天線相鄰兩個采樣點的數(shù)據(jù)(即壓縮并進行符號位擴展后的數(shù)據(jù))拼在一起輸出給IR接口模塊。進一步的，余下的 2bit還可以傳輸該天線的AGC因子。壓縮模塊輸出數(shù)據(jù)的格式可如圖6所示。由于拼接組合后的數(shù)據(jù)量減半，因此輸出數(shù)據(jù)不是一直有效的，而是8個有效8個無效。無效數(shù)據(jù)在 IR接口模塊中，可通過一定的處理流程丟棄。通過AGC因子及壓縮數(shù)據(jù)的拼接，輸入到IR接口模塊的數(shù)據(jù)格式相當于沒有改變，其位寬為30bit，這就避免了 IR接口模塊的修改，有利于現(xiàn)有基站設備的升級?；谙嗤募夹g(shù)構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮裝置，可應用于分布式基站，對應于圖2所示結(jié)構(gòu)中的壓縮模塊。參見圖7，為本發(fā)明實施例提供的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可包括ROM單元701，用于存儲查找表；所述查找表的創(chuàng)建過程包括將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；輸入單702元，用于接收輸入的待壓縮數(shù)據(jù)；第一處理單元703，用于取所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，保存所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位；查表單元704，用于采用二分查找法，在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；以及，根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的標識值在所述查找表中的地址， 確定所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；第二處理單元705，用于根據(jù)所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位，將所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)；輸出單元706，用于輸出第二處理單元707處理得到的有符號數(shù)。具體的，每個數(shù)值區(qū)間的標識值為該數(shù)值區(qū)間的起始位置數(shù)值，且每個數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序順序存儲于查找表。相應的，查表單元704將所述查找表中間位置存儲的標識值與所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將所述查找表分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表，以此類推，直到兩者相等或直到查找到所述查找表存儲的第一個或最后一個標識值時結(jié)束查找過程；其中，在子表中進行查找時，將該子表中間位置存儲的標識值與所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將該子表再分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表；當查找結(jié)果為兩者相等或查找到所述查找表存儲的第一個標識值時，將當前標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；當查找到所述查找表存儲的最后一個標識值時，若該標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則將該標識值的前一個標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；否則，將當前標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值。具體的，所述查找表的數(shù)量為N個。相應的，查表單元704具體用于分別根據(jù)所述N個查找表并行對數(shù)量不超過N的待壓縮數(shù)據(jù)進行所述查找；其中，針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查找操作與其后一個查找操作所使用的查找表不相同。具體的，所述查找表的數(shù)量為N-I個。相應的，查表單元704具體用于分別根據(jù)所述N-I個查找表并行對數(shù)量不超過N的待壓縮數(shù)據(jù)進行所述查找；其中，對于待壓縮數(shù)據(jù)除第一次查找操作以外的其它查找操作，使用查找表，且針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查找操作與其后一個查找操作所使用的查找表不相同。進一步的，輸出單元706還在輸出所述有符號數(shù)之前，將同一天線相鄰的至少兩個采樣點的有符號壓縮數(shù)據(jù)拼接在一起，拼接在一起的數(shù)據(jù)的位寬不超過LTE-IR接口數(shù)據(jù)位寬。進一步的，輸出單元706還在拼接在一起的數(shù)據(jù)的位寬小于LTE-IR接口數(shù)據(jù)位寬的情況下，使用余下的比特攜帶相應天線的自動增益控制AGC因子。具體的，待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值是根據(jù)A律壓縮算法計算得到的，所述N等于6。本發(fā)明實施例還提供了一種分布式基站設備中的BBU。具體的，該BBU包括上行數(shù)據(jù)處理模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊，其中，所述上行數(shù)據(jù)處理模塊包括IR接口模塊、解壓縮模塊、解AGC模塊、基帶模塊，所述下行數(shù)據(jù)處理模塊包括IR接口模塊、壓縮模塊、AGC模塊、基帶模塊。其中，所述下行處理模塊中的壓縮模塊具有如圖7所示的結(jié)構(gòu)和功能，即可以用圖7所示的裝置實現(xiàn)。本發(fā)明實施例還提供了一種分布式基站設備中的RRU。具體的，該RRU包括上行數(shù)據(jù)處理模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊，其中，所述上行數(shù)據(jù)處理模塊包括射頻中頻模塊、AGC模塊、壓縮模塊、IR接口模塊，所述下行數(shù)據(jù)處理模塊包括射頻中頻模塊、解AGC模塊、解壓縮模塊、IR接口模塊。其中，上行處理模塊中的壓縮模塊具有如圖7所示的結(jié)構(gòu)和功能，即可以用圖7所示的裝置實現(xiàn)。綜上所述，本發(fā)明實施例實現(xiàn)了一種基于A律壓縮的IR接口比特壓縮算法，可在較小信號損失的前提下，將I/Q數(shù)據(jù)由16bit壓縮為7bit，節(jié)約一半的光纖成本。另外，壓縮模塊到IR接口模塊的輸出數(shù)據(jù)傳輸格式保持不變，有利于對現(xiàn)有基站進行升級。需要說明的是，本發(fā)明的以上實施例中，對于查找表的設計以及相應的查表操作， 均是以將數(shù)值區(qū)間的起點值按照升序順序存儲于查找表為例描述的，但本發(fā)明實施例并不限于此。比如，可以將數(shù)值區(qū)間的起點值按照降序順序存儲于查找表，或者將數(shù)值區(qū)間的終點值按照降序順序存儲于查找表等等，根據(jù)查找表的設計，查表操作需要進行相應調(diào)整。另外，本發(fā)明的以上實施例是以A律壓縮算法為例描述的，對于相似壓縮算法，也可以按照本發(fā)明實施例提供的壓縮方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。本領域技術(shù)人員可以理解實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述進行分布于實施例的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。通過以上的實施方式的描述，本領域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種應用于分布式基站的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，所述分布式基站中設置有查找表，所述查找表的創(chuàng)建過程包括將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；該方法包括接收輸入的待壓縮數(shù)據(jù)；取所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，保存所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位；采用二分查找法，在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的標識值在所述查找表中的地址，確定所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；根據(jù)所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位，將所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)后輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，每個數(shù)值區(qū)間的標識值為該數(shù)值區(qū)間的起始位置數(shù)值，且每個數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序順序存儲于查找表；所述采用二分查找法， 在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值的步驟，包括將所述查找表中間位置存儲的標識值與所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將所述查找表分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表，以此類推，直到兩者相等或直到查找到所述查找表存儲的第一個或最后一個標識值時結(jié)束查找過程；其中，在子表中進行查找時，將該子表中間位置存儲的標識值與所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將該子表再分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表；當查找結(jié)果為兩者相等或查找到所述查找表存儲的第一個標識值時，將當前標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；當查找到所述查找表存儲的最后一個標識值時，若該標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則將該標識值的前一個標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；否則，將當前標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述查找表的數(shù)量為N個，采用二分查找法， 在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值時，分別根據(jù)所述N 個查找表并行對數(shù)量不超過N的待壓縮數(shù)據(jù)進行所述查找；其中，針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查找操作與其后一個查找操作所使用的查找表不相同。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述查找表的數(shù)量為N-I個，采用二分查找法，在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值時，分別根據(jù)所述N-I個查找表并行對數(shù)量不超過N的待壓縮數(shù)據(jù)進行所述查找；其中，對于待壓縮數(shù)據(jù)除第一次查找操作以外的其它查找操作，使用查找表，且針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查找操作與其后一個查找操作所使用的查找表不相同。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在將所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)后、輸出所述有符號數(shù)之前，還包括將同一天線相鄰的至少兩個采樣點的有符號壓縮數(shù)據(jù)拼接在一起，拼接在一起的數(shù)據(jù)的位寬不超過LTE-IR接口數(shù)據(jù)位寬。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，若拼接在一起的數(shù)據(jù)的位寬小于LTE-IR接口數(shù)據(jù)位寬，則還使用余下的比特攜帶相應天線的自動增益控制AGC因子。
7.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值是根據(jù)A律壓縮算法計算得到的，所述N等于6。
8.一種應用于分布式基站的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，包括ROM單元，用于存儲查找表；所述查找表的創(chuàng)建過程包括將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；輸入單元，用于接收輸入的待壓縮數(shù)據(jù)；第一處理單元，用于取所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，保存所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位；查表單元，用于采用二分查找法，在所述查找表中查找所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；以及，根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的標識值在所述查找表中的地址，確定所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值；第二處理單元，用于根據(jù)所述待壓縮數(shù)據(jù)的符號位，將所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值轉(zhuǎn)換為有符號數(shù)；輸出單元，用于輸出所述第二處理單元處理得到的有符號數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，每個數(shù)值區(qū)間的標識值為該數(shù)值區(qū)間的起始位置數(shù)值，且每個數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序順序存儲于查找表；所述查表單元具體用于，將所述查找表中間位置存儲的標識值與所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將所述查找表分成前、 后兩個子表，如果該中間位置存儲的標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表，以此類推，直到兩者相等或直到查找到所述查找表存儲的第一個或最后一個標識值時結(jié)束查找過程；其中，在子表中進行查找時，將該子表中間位置存儲的標識值與所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值進行比較，如果兩者相等，則結(jié)束查找過程；否則，以該中間位置將該子表再分成前、后兩個子表，如果該中間位置存儲的標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則進一步查找前一子表，否則進一步查找后一子表；當查找結(jié)果為兩者相等或查找到所述查找表存儲的第一個標識值時，將當前標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；當查找到所述查找表存儲的最后一個標識值時，若該標識值大于所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值，則將該標識值的前一個標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；否則，將當前標識值作為所述待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述查找表的數(shù)量為N個；所述查表單元具體用于，分別根據(jù)所述N個查找表并行對數(shù)量不超過N的待壓縮數(shù)據(jù)進行所述查找；其中，針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查找操作與其后一個查找操作所使用的查找表不相同。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述查找表的數(shù)量為N-I個；所述查表單元具體用于，分別根據(jù)所述N-I個查找表并行對數(shù)量不超過N的待壓縮數(shù)據(jù)進行所述查找；其中，對于待壓縮數(shù)據(jù)除第一次查找操作以外的其它查找操作，使用查找表，且針對同一待壓縮數(shù)據(jù)的前一個查找操作與其后一個查找操作所使用的查找表不相同。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述輸出單元還用于，在輸出所述有符號數(shù)之前，將同一天線相鄰的至少兩個采樣點的有符號壓縮數(shù)據(jù)拼接在一起，拼接在一起的數(shù)據(jù)的位寬不超過LTE-IR接口數(shù)據(jù)位寬。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述輸出單元還用于，在拼接在一起的數(shù)據(jù)的位寬小于LTE-IR接口數(shù)據(jù)位寬的情況下，使用余下的比特攜帶相應天線的自動增益控制AGC因子。
14.如權(quán)利要求8-13之一所述的裝置，其特征在于，待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值是根據(jù)A 律壓縮算法計算得到的，所述N等于6。
15.一種分布式基站設備中的基帶單元設備BBU，包括上行數(shù)據(jù)處理模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊，其中，所述上行數(shù)據(jù)處理模塊包括IR接口模塊、解壓縮模塊、解AGC模塊、基帶模塊，所述下行數(shù)據(jù)處理模塊包括IR接口模塊、壓縮模塊、AGC模塊、基帶模塊，其特征在于， 所述下行處理模塊中的壓縮模塊為如權(quán)利要求8所述的裝置。
16.一種分布式基站設備中的射頻遠端設備RRU，包括上行數(shù)據(jù)處理模塊和下行數(shù)據(jù)處理模塊，其中，所述上行數(shù)據(jù)處理模塊包括射頻中頻模塊、AGC模塊、壓縮模塊、IR接口模塊，所述下行數(shù)據(jù)處理模塊包括射頻中頻模塊、解AGC模塊、解壓縮模塊、IR接口模塊，其特征在于，所述上行處理模塊中的壓縮模塊為如權(quán)利要求8所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于分布式基站的LTE-IR接口數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置。分布式基站中設置有查找表，該查找表的創(chuàng)建過程包括將待壓縮數(shù)據(jù)取絕對值后的取值范圍劃分為2N個數(shù)值區(qū)間，其中N為壓縮后數(shù)據(jù)去除符號位后的位寬；將每個數(shù)值區(qū)間內(nèi)的一個數(shù)值作為該數(shù)值區(qū)間的標識值按照升序或降序順序存儲于查找表，每個標識值在查找表中的地址為相應數(shù)值區(qū)間內(nèi)的待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值。在數(shù)據(jù)壓縮過程中，采用二分查找法，在所述查找表中查找待壓縮數(shù)據(jù)的絕對值所屬數(shù)值區(qū)間的標識值；根據(jù)查找到的數(shù)值區(qū)間的標識值在所述查找表中的地址，確定所述待壓縮數(shù)據(jù)的壓縮結(jié)果值。采用本發(fā)明可在保證現(xiàn)有數(shù)據(jù)壓縮要求的前提下，降低技術(shù)實現(xiàn)難度并減少資源占用。
文檔編號H04W28/06GK102612079SQ20121004293
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者朱莉森, 陳聃青, 高遠 申請人:大唐移動通信設備有限公司