專利名稱：一種rru級聯光纖時延調整方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種遠端射頻單元級聯時延調整方法和裝置。
背景技術：
分布式基站包括基帶單元BBU (Base Band Unit)和射頻單元RRU (Remote Radio Unit)兩部分。BBU和RRU分別承擔基站的基帶處理部分和射頻處理部分功能，從硬件和軟 件上都自成一體，采用開放式的接口和標準協(xié)議(CPRI、IR、0BSAI)，通過光纖互聯。兩單元 之間的關系如附圖1所示。RRU與BBU之間有單點、星型、鏈型、環(huán)型、以及多點等方式，能根據不同需求實現 靈活組網，廣泛和簡便的應用于各種場合。對于鐵路、高速公路、海岸線等窄長底線，可以通 過RRU間的級聯，并采用定向天線覆蓋，從而達到高覆蓋低成本的目的。RRU級聯示意圖如 附圖1所示。RRU支持的最大級聯數主要決定因素有光口速率、單級RRU支持的天線載波 (AxC)數。時延主要由RRU器件處理時延和光纖傳輸時延兩部分構成。在時分復用的系統(tǒng) 中，上下行信號分時復用信道，為了保證上下行通信正常，RRU必須保持同BBU的空口同步， 即工作在同一個時間基準，這就需要進行時延調整。單點連接時由BBU完成對RRU的時延 調整，級聯時則需本級的RRU測量下一級RRU的相關延時量并協(xié)助BBU完成時延調整。BBU下行方向會提前系統(tǒng)時間基準發(fā)送信號，RRU從接收信號中恢復下行幀頭，并 根據下行幀頭產生發(fā)送的上行幀頭，同時計算這兩個幀頭之間的距離，通過OM消息上報給 BBU0 BBU根據接收到的RRU上行幀頭、時間基準以及RRU上報的幀頭距離，計算出RRU上下 行時延調整值，通過OM消息下發(fā)給RRU，根據配置值RRU完成時延調整。當各級RRU的時間 基準同BBU —致并且上行數據能正確合成一路數據，即完成時延調整，否則系統(tǒng)將不能正 常工作。為了提高覆蓋和節(jié)約成本，級聯是最有效的組網方式。級聯的時延調整是整個系 統(tǒng)能否正常工作的關鍵，調整的精度影響到通信的質量。同時級聯時延調整也是一個技術 難點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為了克服傳統(tǒng)方法存在的缺陷，以保證BBU和RRU空口同步的穩(wěn)定 性及可靠性為核心，提供了一種通用性強、架構實現簡單、有利于系統(tǒng)快速和準確完成遠端 射頻單元級聯光纖時延調整的方法和裝置。本發(fā)明方法由現場可編程門陣列(FPGA)和CPU 配合完成；首先在初始化時，CPU將時延初始值配置為最大光纖長度時的值；在BBU開始時 延校準時，由CPU在BBU配置值的基礎上根據RRU的ID號不同計算出不同級數RRU的時延 調整值，從而完成對不同級數RRU的時延配置；調整的結果需保證各級RRU同BBU工作在一 個時間基準上，上行在本級和下一級RRU數據合成時，下一級RRU的上行幀頭始終在本級上 行幀頭前，FPGA計算兩個幀頭之間的距離若在既定的范圍內，則有FPGA上報一個完成信號 給CPU表明時延調整完成，否則CPU復位光口重新調整幀頭位置，再次進行調整直至檢測到成功信號。然后下一級的上行數據依據本級幀頭進行緩存，從而使級聯RRU的上行數據幀 頭保持一致，完成鏈路的建立和調整工作，實現和BBU的正常通信。本發(fā)明的RRU級聯光纖時延調整裝置，由以下幾個部分組成二個激光器(0，1)、 FPGA、CPU，FPGA分別與二個激光器、CPU相連。本發(fā)明的裝置的結構技術方案參見圖2。該 裝置中各個模塊的功能如下激光器0用于下行鏈路數據的接收和上行鏈路數據的發(fā)送， 以完成本級RRU與上一級RRU或BBU的通信；FPGA的串/并轉換模塊負責完成高速差分串 行信號與并行數據的轉換，并完成8B/10B編解碼；FPGA的數據解析模塊完成本級RRU的ID 號獲取；FPGA的數據合成模塊完成本級RRU同下級RRU上行數據的整合以及判斷時延調整 是否完成；FPGA的時延調整模塊根據CPU的配置值完成時延調整功能；FPGA的上行數據處 理模塊完成接收數字中頻信號；CPU完成時延調整值的或其及配置；激光器1用于下行鏈路 數據的發(fā)送和上行鏈路數據的接收，以完成本級RRU與下一級RRU的通信。本發(fā)明的一種RRU級聯光纖時延調整方法，包括以下步驟(1)激光器0負責下行鏈路數據的接收和上行鏈路數據的發(fā)送，以完成本級RRU與 上一級RRU或BBU的通信；(2)FPGA的串/并轉換(SerDes)模塊負責完成高速差分串行信號與并行數據的轉 換，并完成8B/10B編解碼；(3) FPGA的上行數據處理模塊負責將中頻載波信號根據BBU發(fā)送的AXC配置信息 封裝成無線幀，發(fā)送給時延調整模塊；(4) CPU在初始化配置時將上下行的時延值設為光纖最大長度時的值，以保證時延 校準后下一級RRU的上行幀頭始終在本級RRU上行幀頭前；(5)鏈路建立后，FPGA的數據解析模塊獲得本級RRU的ID，上報給CPU保存；(6) BBU開始時延校準后，CPU獲取BBU的時延配置參數，將下行的配置值保存作為 下行時延調整的值，上行時延調整值需根據本級RRU的ID號查表得到一個微調值再加上下 行時延配置值獲得；(7) FPGA的時延調整模塊負責接收CPU獲取的BBU的時延配置參數，通過調整內部 緩存單元對無線數據幀進行延時輸出，以完成鏈路時延的調整，然后將無線數據幀發(fā)送給 數據合成模塊；(8)在FPGA的數據合成模塊中，數據合成模塊計算本級RRU的上行幀頭和下一級 RRU的上行幀頭的距離，若下一級RRU的上行幀頭超前本級RRU的上行幀頭，并且兩幀頭之 間的距離在既定范圍內，則FPGA上報完成信號給CPU，否則CPU調用本級RRU的光口復位信 號，重新調整幀頭位置，直至完成；同時數據合成模塊還負責將本級RRU上行無線數據幀和 下一級RRU上行無線數據幀進行數據合成，即數據依據本級RRU的上行幀頭進行緩存，兩路 數據相或即可合成一路數據送到krdes模塊；(9)激光器1負責下行鏈路數據的發(fā)送和上行鏈路數據的接收，以完成本級RRU與 下一級RRU的通信；上述步驟(1)到步驟(9)重復執(zhí)行，直至步驟(8)CPU檢測到完成信號和BBU的時 延配置成功信息，就能實現RRU級聯時延調整。本發(fā)明具有快速、簡便、穩(wěn)定的特點，以保證級聯RRU能夠與BBU進行正常通信。


圖1為分布式基站系統(tǒng)中RRU多級級聯示意圖。圖2為本發(fā)明方法所采用的RRU級聯時延調整的裝置框圖。圖3為本發(fā)明方法所采用的主要步驟流程圖。圖4為TDD-LTE中IOms無線幀結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。在圖2所示，本發(fā)明的裝置，由以下幾個部分組成二個激光器(0，1)、FPGA、CPU, FPGA分別與二個激光器、CPU相連。該裝置中各個模塊的功能如下激光器0用于下行鏈路 數據的接收和上行鏈路數據的發(fā)送，以完成本級RRU與上一級RRU或BBU的通信；FPGA的串 /并轉換模塊負責完成高速差分串行信號與并行數據的轉換，并完成8B/10B編解碼；FPGA 的數據解析模塊完成本級RRU的ID號獲取；FPGA的數據合成模塊完成本級RRU同下級RRU 上行數據的整合以及判斷時延調整是否完成；FPGA的時延調整模塊根據CPU的配置值完成 時延調整功能；FPGA的上行數據處理模塊完成接收數字中頻信號；CPU完成時延調整值的 或其及配置；激光器1用于下行鏈路數據的發(fā)送和上行鏈路數據的接收，以完成本級RRU與 下一級RRU的通信。根據圖3所示的流程圖，RRU啟動后CPU將時延的初始值配置為光纖最大長度時的 值，在鏈路建立后FPGA的數據解析模塊獲取本級RRU的ID號上報給CPU保存；BBU啟動時 延校準流程后，FPGA計算各個幀頭之間的距離并上報給CPU，通過OM消息上傳給BBU ；BBU 根據時間基準計算后將配置值下發(fā)給RRU的CPU，CPU將收到的下行配置值保存作為下行的 時延調整值，上行調整值則根據RRU的ID號查表獲取相應的微調值再加上下行配置值就是 上行的時延調整值；CPU配置FPGA的寄存器，通過改變時延調整模塊的內部緩存單元的緩 存量實現對無線數據幀的延時輸出，完成對不同級數RRU的上下行時延配置，以保證各級 RRU和BBU工作在一個時間基準，上行在本級和下一級RRU數據合成時，下一級RRU的上行 幀頭始終在本級上行幀頭前，FPGA計算兩個幀頭之間的距離若在既定的范圍內，則有FPGA 上報一個完成信號給CPU表明時延調整完成，否則CPU復位光口重新調整幀頭位置，再次進 行調整直至檢測到成功信號。然后下一級的上行數據依據本級幀頭進行緩存，從而使級聯 RRU的上行數據幀頭保持一致，完成鏈路的建立和調整工作，實現和BBU的正常通信。具體實施例如在光接口速率2. 4576Gbps兩天線LTE-RRU中，無線幀結構如圖 4所示，FPGA工作時鐘為122. 88MHz，以40Km光纖為例，依據BBU規(guī)定的定時提前量為 234. 375us計算，最大的時延量為28800 (換算到FPGA的時鐘域)。初始化時，CPU給FPGA 上下行的配置值為(14400,14400)；第1級RRU獲得ID為1，依次類推，根據LTE的帶寬和 光速率只能有4級RRU級聯，FPGA將ID號上報CPU保存；BBU啟動時延校準流程，本級RRU 根據頂協(xié)議的時延校準原則計算相關的幀頭之間的距離并上報給BBU，BBU計算后下發(fā)配 置值，如為(3000，4000)則CPU配置下行的值為3000，上行配置第1級的值為3000，第2級 則需加微調值a，則對第2級的配置值為3000+a，第3級則為3000+b，第4級則為3000+c, 其中微調值由計算和實驗得到并且每級的固定；時延調整模塊根據配置值完成調整后，各 個幀頭的位置會發(fā)生變化，BBU側會判斷第1級RRU是否同自己工作在一個時間基準，而級聯的RRU則需逐級判斷，本級RRU計算下一級RRU的上行幀頭同本級上行幀頭之間的距離， 若下一級RRU上行幀頭超前并在既定的范圍內，則表明下一級RRU時延調整成功，并將完成 信息上報CPU以便繼續(xù)其他流程；時延調整流程逐級進行，直至級聯的RRU全部同BBU工作 在一個時間基準并且上行數據能正確合成一路，則表明時延調整完成。
本發(fā)明的上述實例僅僅為說明本發(fā)明的實現方法，任何熟悉該技術的人在本發(fā)明 所揭露的技術范圍內，都可輕易想到其變化和替換，因此本發(fā)明保護范圍都應涵蓋在由權 利要求書所限定的保護范圍之內。
權利要求
1.RRU級聯光纖時延調整裝置，由二個激光器(0，1)、FPGA、CPU組成，其特征在于FPGA 分別與二個激光器、CPU相連；激光器0用于下行鏈路數據的接收和上行鏈路數據的發(fā)送， 以完成本級RRU與上一級RRU或BBU的通信；FPGA的數據解析模塊完成本級RRU的ID號獲 ??；FPGA的串/并轉換模塊負責完成高速差分串行信號與并行數據的轉換，并完成8B/10B 編解碼；FPGA的數據合成模塊完成本級RRU同下級RRU上行數據的整合以及判斷時延調整 是否完成；FPGA的時延調整模塊根據CPU的配置值完成時延調整功能；FPGA的上行數據處 理模塊完成接收數字中頻信號；CPU完成時延調整值的或其及配置；激光器1用于下行鏈路 數據的發(fā)送和上行鏈路數據的接收，以完成本級RRU與下一級RRU的通信。
2.—種RRU級聯光纖時延調整方法，包括以下步驟(1)激光器0負責下行鏈路數據的接收和上行鏈路數據的發(fā)送，以完成本級RRU與上一 級RRU或BBU的通信；(2)FPGA的串/并轉換模塊負責完成高速差分串行信號與并行數據的轉換，并完成 8B/10B編解碼；(3)FPGA的上行數據處理模塊負責將中頻載波信號根據BBU發(fā)送的AXC配置信息封裝 成無線幀，發(fā)送給時延調整模塊；(4)CPU在初始化配置時將上下行的時延值設為光纖最大長度時的值，以保證時延校準 后下一級RRU的上行幀頭始終在本級RRU上行幀頭前；(5)鏈路建立后，FPGA的數據解析模塊獲得本級RRU的ID，上報給CPU保存；(6)BBU開始時延校準后，CPU獲取BBU的時延配置參數，將下行的配置值保存作為下行 時延調整的值，上行時延調整值需根據本級RRU的ID號查表得到一個微調值再加上下行時 延配置值獲得；(7)FPGA的時延調整模塊負責接收CPU獲取的BBU的時延配置參數，通過調整內部緩存 單元對無線數據幀進行延時輸出，以完成鏈路時延的調整，然后將無線數據幀發(fā)送給數據 合成模塊；(8)在FPGA的數據合成模塊中，數據合成模塊計算本級RRU的上行幀頭和下一級RRU 的上行幀頭的距離，若下一級RRU的上行幀頭超前本級RRU的上行幀頭，并且兩幀頭之間的 距離在既定范圍內，則FPGA上報完成信號給CPU，否則CPU調用本級RRU的光口復位信號， 重新調整幀頭位置，直至完成；同時數據合成模塊還負責將本級RRU上行無線數據幀和下 一級RRU上行無線數據幀進行數據合成，即數據依據本級RRU的上行幀頭進行緩存，兩路數 據相或即可合成一路數據送到krdes模塊；(9)激光器1負責下行鏈路數據的發(fā)送和上行鏈路數據的接收，以完成本級RRU與下一 級RRU的通信；上述步驟(1)到步驟(9)重復執(zhí)行，直至步驟(8) CPU檢測到完成信號和BBU的時延配 置成功信息，就能實現RRU級聯時延調整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RRU級聯光纖時延調整方法及裝置，裝置由二個激光器、FPGA模塊、CPU組成，FPGA模塊分別與二個激光器、CPU相連；FPGA模塊獲得本級RRU的ID，根據CPU的配置調整時延，將下一級RRU的上行數據同本級RRU的上行數據合成，計算BBU配置時延所需的各個幀頭之間的距離；CPU模塊獲取BBU配置時延的參數，并根據本級RRU的ID號進行調整，同時檢測時延配置是否完成，沒有則復位光口進而從新調整幀頭位置直至時延調整完成。本發(fā)明具有簡單、快速、穩(wěn)定的特點，保證整個級聯鏈路的正常通信。
文檔編號H04W88/08GK102082608SQ20101060544
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2010年12月27日
發(fā)明者周世軍, 杜仲, 江浩洋, 汪洋, 王冉, 邢凌燕, 陳付齊 申請人:武漢郵電科學研究院