一種基帶數(shù)據(jù)交換裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基帶數(shù)據(jù)交換裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線接入網(wǎng)(RAN, Rad1 Access Network)是移動(dòng)通信網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，傳統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)有以下特點(diǎn):一、每個(gè)基站連接若干固定數(shù)量的扇區(qū)天線，并覆蓋小片區(qū)域，每個(gè)基站只能處理本小區(qū)收發(fā)信號(hào)；二、系統(tǒng)的容量是干擾受限，各個(gè)基站獨(dú)立工作，已經(jīng)很難提高頻譜效率；三、基站通常都是基于專(zhuān)有平臺(tái)開(kāi)發(fā)的“垂直解決方案”。這些特點(diǎn)帶來(lái)了以下問(wèn)題:數(shù)量巨大的基站意味著高額的建設(shè)投資、站址配套、站址租賃以及維護(hù)費(fèi)用，建設(shè)更多的基站意味著更多的資本開(kāi)支和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支；另外，現(xiàn)有基站的實(shí)際利用率很低，網(wǎng)絡(luò)的平均負(fù)載通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于忙時(shí)負(fù)載，而不同的基站間不能共享處理能力，也很難提高頻譜效率；再有，專(zhuān)有的平臺(tái)意味著移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商需要維護(hù)多個(gè)不兼容的平臺(tái)，在擴(kuò)容或者升級(jí)時(shí)也需要更高的成本。
[0003]為此，業(yè)界提出C-RAN(Centralized、Cooperative、Cloud RAN,集中式 / 協(xié)作式 /云計(jì)算無(wú)線接入網(wǎng))的新型無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)的概念，C-RAN是通過(guò)集中化布置基站來(lái)實(shí)現(xiàn)減少基站機(jī)房數(shù)量，減少能耗，采用協(xié)作化、虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基站資源共享和動(dòng)態(tài)調(diào)度，提高頻譜效率，以達(dá)到低成本、高帶寬和靈活度的運(yùn)營(yíng)。
[0004]C-RAN是對(duì)傳統(tǒng)BBU+RRU分布式基站部署的改變，傳統(tǒng)BBU+RRU無(wú)線通信網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示，其中BBU與RRU固定連接在一起，BBU的資源是各自獨(dú)立的，即使BBU空閑，也不能被其它沒(méi)有固定連接關(guān)系的RRU使用。而C-RAN是將基帶單元(BBU，Base Band Unit)集中起來(lái)形成集中式的基帶池，通過(guò)光纖分組傳送網(wǎng)(PTN,Packet Transport Network)連接遠(yuǎn)端射頻單元(RRU，Rad1 Remote Unit)和發(fā)射天線。通過(guò)對(duì)BBU的集中化部署，可以極大減少基站機(jī)房數(shù)量，減少配套設(shè)備特別是空調(diào)的能耗；RRU可以布置得離用戶(hù)更近，從而減少發(fā)射功率；使用共享的基帶池，更適應(yīng)移動(dòng)通信系統(tǒng)的潮汐效應(yīng)，當(dāng)深夜移動(dòng)通信系統(tǒng)負(fù)荷較輕時(shí)，可以關(guān)閉基帶池中的部分處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)電。
[0005]現(xiàn)有的C-RAN基帶集中處理技術(shù)中，BBU和RRU間的基帶IQ數(shù)據(jù)傳輸是采用IP化的軟交換實(shí)現(xiàn)，即在發(fā)送端將基帶IQ數(shù)據(jù)進(jìn)行IP封裝，然后通過(guò)光纖、以太網(wǎng)等介質(zhì)傳輸，在接收端對(duì)IP包進(jìn)行解封裝，還原得到基帶IQ數(shù)據(jù)。這種對(duì)基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行IP化的軟交換處理技術(shù)，雖然交換靈活，但也存在著時(shí)延較大的問(wèn)題，即在基帶數(shù)據(jù)IP化的過(guò)程中，引入了 IP包封裝、解封裝、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、傳輸?shù)忍幚頃r(shí)延。移動(dòng)系統(tǒng)除全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM,Global System for Mobile communicat1n)、寬帶碼分多址(WCDMA,Wideband CodeDivis1n Multiple Access)外的其它所有制式，均要求各天線發(fā)射絕對(duì)時(shí)間誤差小于3us,另外長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE,Long Term Evolut1n)系統(tǒng)要求在3個(gè)子巾貞內(nèi)完成混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ, Hybrid Automatic Repeat Request)反饋,這對(duì)于基帶數(shù)據(jù)交換的延遲提出了比普通分組交換更高的要求。因此，現(xiàn)有的C-RAN基帶數(shù)據(jù)IP化的處理技術(shù)，其所產(chǎn)生的時(shí)延問(wèn)題對(duì)C-RAN在移動(dòng)通信系統(tǒng)的推廣應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生一定不利影響，特別是未來(lái)5G移動(dòng)通信的需求中，要求有更低的時(shí)延，例如5G超密集組網(wǎng)應(yīng)用中，小基站(Small Cell)也會(huì)采用C-RAN架構(gòu)的基帶集中化部署，由于Small Cell根據(jù)業(yè)務(wù)狀況會(huì)經(jīng)常做開(kāi)關(guān)控制，相應(yīng)地頻繁進(jìn)行基帶池資源的分配和釋放操作，這就要求基帶數(shù)據(jù)在傳輸和交換過(guò)程中較低的時(shí)延，確保Small Cell基帶池有足夠時(shí)間響應(yīng)資源分配和釋放命令，因此基帶數(shù)據(jù)低時(shí)延交換和傳輸可以保證Small Cell基帶池部署的節(jié)約能耗的性能實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基帶數(shù)據(jù)交換裝置和方法。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基帶數(shù)據(jù)交換裝置，所述裝置位于基帶單元BBU和遠(yuǎn)端射頻單元RRU之間，所述BBU集中布置組成基帶池，所述裝置包括:BBU接口模塊、RRU接口模塊、交換模塊和控制模塊；
[0008]所述BBU接口模塊，用于連接所述BBU ；
[0009]所述RRU接口模塊，用于連接所述RRU ；
[0010]所述交換模塊，用于執(zhí)行BBU天線通道和RRU天線通道之間的基帶數(shù)據(jù)交換；
[0011]所述控制模塊，用于控制所述BBU天線通道和RRU天線通道的交換映射關(guān)系。
[0012]優(yōu)選的，所述BBU接口模塊、RRU接口模塊、交換模塊和控制模塊分別由相應(yīng)數(shù)量的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA芯片組成。
[0013]優(yōu)選的，所述交換模塊包括上行交換子模塊和下行交換子模塊，所述上行交換子模塊和下行交換子模塊分別由相應(yīng)數(shù)量的FPGA芯片組成；所述上行交換子模塊的上行輸入接口連接所述RRU接口模塊的上行輸出接口，所述下行交換子模塊的下行輸出接口連接所述RRU接口模塊的下行輸入接口。
[0014]優(yōu)選的，所述BBU接口模塊與所述交換模塊共用FPGA芯片，所述BBU接口模塊中的FPGA芯片，也作為組成所述交換模塊的一部分FPGA芯片，所述BBU接口模塊中的FPGA芯片連接所述基帶池中的BBU。
[0015]優(yōu)選的，所述BBU接口模塊進(jìn)一步用于，接收所述BBU的下行基帶數(shù)據(jù)，通過(guò)所述BBU接口模塊的輸入鏈路，將所述下行基帶數(shù)據(jù)輸入到所述交換模塊的基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò);
[0016]所述交換模塊進(jìn)一步用于，在所述控制模塊的控制下，將所述下行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)交換到指定的控制模塊輸出鏈路，所述控制模塊輸出鏈路連接所述RRU接口模塊的下行基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)；
[0017]所述RRU接口模塊進(jìn)一步用于，在所述控制模塊的控制下，將所述下行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述下行基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)交換到指定的RRU接口模塊輸出鏈路，所述RRU接口模塊輸入鏈路連接相應(yīng)的RRU光口。
[0018]優(yōu)選的，所述RRU接口模塊進(jìn)一步用于，接收所述RRU的上行基帶數(shù)據(jù)，通過(guò)所述RRU接口模塊的輸入鏈路，將所述上行基帶數(shù)據(jù)輸入到所述RRU接口模塊的上行基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，在所述控制模塊的控制下，將所述上行基帶數(shù)據(jù)交換到指定的RRU接口模塊輸出鏈路，所述RRU接口模塊輸出鏈路連接所述交換模塊的基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)；
[0019]所述交換模塊進(jìn)一步用于，在所述控制模塊的控制下，將所述上行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)交換到指定的交換模塊輸出鏈路，所述交換模塊輸出鏈路連接到所述BBU接口模塊的對(duì)應(yīng)輸出光口；
[0020]所述BBU接口模塊進(jìn)一步用于，將所述上行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述對(duì)應(yīng)輸出光口發(fā)送給所述BBU。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基帶數(shù)據(jù)交換方法，所述方法包括:
[0022]位于基帶單元BBU和遠(yuǎn)端射頻單元RRU之間的基帶數(shù)據(jù)交換裝置，將接收的所述BBU的下行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述裝置內(nèi)部的基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的所述RRU，并將接收的所述RRU的上行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述裝置內(nèi)部的基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的所述 BBU。
[0023]優(yōu)選的，所述基帶數(shù)據(jù)交換裝置包括:BBU接口模塊、RRU接口模塊、交換模塊和控制模塊，且所述BBU接口模塊、RRU接口模塊、交換模塊和控制模塊分別由相應(yīng)數(shù)量的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA芯片組成。
[0024]優(yōu)選的，所述將接收的BBU的下行基帶數(shù)據(jù)通過(guò)所述裝置內(nèi)部的基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的RRU，包括:
[0025]接收所述BBU的下行基帶數(shù)據(jù)，通過(guò)所述BBU接口模塊的輸入鏈路，將所述下行基帶數(shù)據(jù)輸入到所述交換模塊的基帶數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)；
[0026]在所述控制模塊的控制下，將所述下行基帶