技术领域

本发明涉及移动通信系统中的分布式基站技术 ， 特别涉及一种在分布式 基站系统中， 基于通用公共射频接口 （Common Public Radio Interface, CPRI ) 协议实现多种制式 IQ信号混模传递与交换的方法，并且还涉及用� ��实现这种 方法的装置。 背景技术

1、 CPRI分布式基站结构

在移动通信系统中，无线接入网是由基站（ Base Transceiver Station, BTS ) 和基站控制器 （Base Station Controller, BSC ) 或无线网络控制器 （Radio Network controller, RNC )组成， 如附图 1所示。 其中， 分布式基站（BTS ) 主要由基带处理子系统 (Base Band Unit, BBU)和射频子系统（Remote Radio Unit, RRU )组成。 如附图 2所示。

在 CPRI协议中， 术语射频控制器（ Radio Equipment Controller, REC ) 对应 BBU, 射频设备（ Radio Equipment, RE )对应 RRU。 CPRI协议规定了 REC与 RE之间接口规范， 它属于基站内部接口， 可以使用光纤或者电缆方 式连接。 规范可以从网站获得 http://www.cpri.info。 目前业界广泛使用此标准 开发分布式基站系统。 REC/RE互连示意图如附图 3所示。

2、 CPRI协议栈

CPRI 定义了射频接口的层一、 层二内容。 物理层釆用 8B/10B 编码， 数据链路层规定每个基本帧的周期是 1/3.84M (大约 260.42ns ) , 由 1 个控制字加 15个字的 IQ区域构成； 如附图 4所示。 每 256个基本帧构成 1 个超帧， 150个超帧构成 1个 10ms无线帧； 如附图 5所示。

在基本帧里面 15个字的 IQ字段，被划分成多个 IQ容器（ AxC container )。 1.2288g速率的划分如图 6所示。对于 WCDMA制式，码片速率与 CPRI速率 相等， 刚好可以做到一个载扇数据放到一个 IQ容器中。 映射方法。

在最新的 CPRI4.1版本中， 补充了三种方法用来装载速率不是 3.84M整 数倍的某种制式（例如 WIMAX, 也可用于 CDMA )。 它们都定义了 IQ容器 区段（ AxC-container-block ) 的结构， 它以 K-chip ( K个码片 )为一个周期。

方法 1 : IQ容器区段的周期 K=LCM(fs,fc)/fs,包含 S=LCM(fs,fc)/fc个 IQ 釆样值， AXC容器（ AxC container )的位宽随制式而不同 Naxc=2*ceil(M*fs/fc)。

其中， 本文中 1个码片 （chip )周期都是指 WCMDA的码片周期， 等于 CPRI基本帧周期 260.42ns。 上面公式中 fs是制式的釆样频率， fc是 CPRI基 本帧的频率 3.84M, M是该制式的釆样位宽， LCM是最小公倍数， ceil代表 向上舍入。

方法 2, 与方法 1类似， 区别是方法 2中 AxC-container-block的周期是 WIMAX的帧周期 5ms (比方法 1大， 是方法 1中周期的倍数） 。

方法 3 , IQ容器区段的周期 K、每个周期内包含的 IQ釆样值的个数 S计 算与方法 1相同， 区别是 AXC容器位宽 Naxc=2*M, 等于一个载扇 I+Q数据 容量； Na 个载扇可以捆绑到一起， 放到一个基本帧的 Nc 个容器中， Nc=ceil(Na*S/K)。

3、 CPRI实现多制式 IQ混模传送存在的问题

CPRI4.1新增的 3种 IQ映射方法，可以实现具体的某种 WCDMA之外制 式的 IQ传递。 但是对于一个同时有多种制式的混模应用场景 ， 如图 7所示， 则存在一些问题难以解决。

在多制式混模应用中， RRU会支持多种制式， 一根光纤上会同时传递多 种制式的 IQ信号， REC内部也会有多块不同制式的基带单元， 在 REC内部 需要有交换单元对各个光口的多种制式 IQ信号做交换。例如需要将一个基带 单元的多个载扇 IQ信号， 分别交换到多个光口， 分别连接到多个 RE。 其中 REC内部的交换单元与各个基带单元的高速互联 也可以釆用类似 CPRI的帧 结构。 当混模的多种制式的釆样频率都与 CPRI频率的最小公倍数很大的情况 下， 即它们的 AxC-container-block对应的 K值很大（循环周期为 K/fc ) 。 例 如 CDMA2000-1X对应的 K=25; WIMAX-10M, 对应釆样频率 11.2Μ, 对应 Κ=12。 釆用上述 3种方法都会存在很多问题。

问题 1 : 若使用 CPRI4.1的方法 1 , 或者方法 2, 各种制式的 IQ容器位 宽 （Naxc ) , 由于不同釆样频率、 不同釆样位宽， 对应的值各不相同； 为了 在 REC做各种制式 IQ交换， 需要交换单元同时支持多种不同的位宽 (差别 会 4艮大） ， 实现上困难。

问题 2: 若使用 CPRI4.1的方法 3 , 为了在 REC做各种制式 IQ交换， 各 制式的 IQ釆样位宽若相同 ,则交换位宽可相同 ,但是各制式循环周期不一样。 例如 1个 CDMA的 AxC-container-block下包含 3个载扇 IQ,循环周期 Kl=25; 一个 LTE1.4Μ的 AxC-container-block下包含 2个载扇 IQ, 循环周期 K2=2。 为了支持多种制式的 IQ混模交换，可以在 REC内部使用多个 IQ交换单元（每 种制式一个交换） ， 这样的逻辑资源代价比较大。 或者统一成 1个交换单元 但是以各种制式的循环周期 Κ的公倍数为周期做交换， 这样的处理延迟会很 大， 无法接受。

问题 3: 若使用 CPRI4.1的方法 1/2/3 , 在混模 RRU级联的情况下， 为了 能传递各种制式的帧定时信息， 需要保证每种制式的 AxC-container-block都 与 CPRI的 10ms无线帧边界对齐（或者偏差一个可配置的� �） 。 中间级的 RRU在将下游返回的接收信号进行合路的时候， 需要首先将下游返回的 IQ 信号按照制式解析出来， 合并本 RRU的上行 IQ数据， 再参照从端口 TX的 10ms帧头 Fr重新组帧。 由于每种制式的循环周期 K不同， 需要有每种制式 独立处理， 代价很大。 或者将下游接收信号延迟一段时间， 令各种制式的 AxC-container-block边界与本级从端口 TX方向 10ms帧头 Fr对齐，再将本级 上行数据插入。 但是这种方法， 下游数据的延迟， 最极端情况要达到所有制 式循环周期 K的公倍数即 LCM(K1,K2...)才能实现对齐， 延迟非常大， 无法 接受。

另外，从总体上看这些方案对于多制式混模应 用场景的 IQ合路、 交换等 处理与制式相关， 每增加一种制式， 链路中间节点都需要修改， 不够灵活。 发明内容

本发明提供一种能够有效地支持多种无线制式 混模应用的 IQ 映射、 传 递、 交换方法和装置， 该方法和装置还能够对现有 CPRI协议中 WCDMA的 IQ映射方式保持兼容。

为了解决上述问题， 本发明提供了一种 IQ数据映射方法， 包括： 将一个或多个制式的 IQ数据映射到 CPRI无线帧中， 其中， 所述 CPRI 无线帧包括多个复帧， 所述复帧的边界与所述 CPRI无线帧的帧头对齐， 每 个复帧包括 K个基本帧， 每个基本帧包括多个个 IQ子容器， 一个 IQ子容器 构成一个时隙， 不同制式下每个复帧中包括的基本帧的个数 K以及 IQ子容 器的位宽 Naxc相同， 所述 CPRI无线帧的长度为 10ms。

上述方法中， 对任一制式， 将该制式的 IQ数据映射到 CPRI无线帧中的 步骤可包括： 当 fs是 fc/K的整数倍时， 将该制式的一个载扇的 IQ数据， 或 者一个载扇的 IQ数据和填充字段， 映射到该 CPRI无线帧的一个复帧的 Nc 个 IQ子容器中； 其中， Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)]， fs为该制式的釆样频 率， fc是基本帧的频率， M是该制式的釆样位宽， ceil表示向上舍入， N为 过抽样率， N*M代表该制式的一个载扇中 IQ数据总的比特数； 或者，

当 fs是 fc/K的非整数倍时， 将该制式的一个载扇中的连续 Q个 IQ数据 和填充字段映射到该 CPRI无线帧的 P个复帧中，其中， P、 Q满足 P*Nc*Naxc = Q*N*M + Nst, Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)]， fs为该制式的釆样频率， fc 是基本帧的频率， Nst表示填充字段的比特数， M是该制式的釆样位宽， N 为过抽样率， N*M代表一个载扇 IQ数据总的比特数， ceil表示向上舍入。

当 fs是 fc/K的非整数倍时， P的取值可以为 LCM[fs,(fc/K)]/fs, Q的取 值可以为 LCM[(k*fs),fc]/fc, LCM表示求最小公倍数。 填充字段中可以携带 IQ数据帧头定位信息。

本发明还提供一种多制式 IQ数据混模传递方法， 包括：

源端将 IQ数据按本发明所述映射方法映射到 CPRI无线帧后， 将所述 CPRI无线帧传输到目的端； 其中， 所述源端为射频设备， 所述目的端为射频 控制器； 或者， 所述源端为射频控制器， 所述目的端为射频设备。 射频控制器可以包括一个或多个制式的信道处 理单元， 以及交换单元； 源端为射频控制器， 目的端为射频设备时， 源端将 IQ数据按本发明所述映射 方法映射到 CPRI无线帧后传输到目的端的步骤可以包括： 信道处理单元将 IQ数据按本发明所述的映射方法映射到 CPRI无线帧， 将该 CPRI无线帧发 送给交换单元； 交换单元将从信道处理单元接收到的 CPRI无线帧的复帧对 齐， 以复帧为周期对该 CPRI无线帧进行时隙交换后传输到目的端。

射频控制器可包括一个或多个制式的信道处理 单元， 以及交换单元； 当 目的端为射频控制器， 源端为射频设备时， 该方法还可包括： 交换单元从一 个或多个射频设备接收 CPRI无线帧， 将接收到的 CPRI无线帧的复帧对齐， 以复帧为周期对接收到的 CPRI无线帧进行时隙交换，将每个 CPRI无线帧中 的 IQ数据交换到该 IQ数据相对应制式的信道处理单元。

该方法还可包括： 目的端在接收到 CPRI 无线帧时， 通过如下方式从该 CPRI无线帧解析出 IQ数据： 当 fs是 fc/K的整数倍时， 通过该 CPRI无线帧 的帧头确定复帧内属于各载扇的 Nc个容器， 直接恢复出 IQ数据； 或者， 当 fs是 fc/K的非整数倍时， 通过该 CPRI无线帧的帧头确定复帧内属于各载扇 的 Nc个容器， 再根据填充字段特征找到 IQ数据帧头， 恢复出 IQ数据， 其 中， fs为该 IQ数据对应制式的釆样频率， fc是基本帧的频率。

本发明还提供一种 IQ数据映射装置， 所述映射装置设置成： 将一个或多 个制式的 IQ数据映射到 CPRI无线帧中， 其中， 所述 CPRI无线帧包括多个 复帧， 所述复帧的边界与所述 CPRI无线帧的帧头对齐， 每个复帧包括 K个 基本帧， 每个基本帧包括多个 IQ子容器， 一个 IQ子容器构成一个时隙， 不 同制式下每个复帧中包括的基本帧的个数 K以及 IQ子容器的位宽 Naxc相同， 所述 CPRI无线帧的长度为 10ms。

该映射装置可设置成通过如下方式将一个或多 个制式的 IQ数据映射到

CPRI无线帧中： 对一个制式， 当 fs是 fc/K的整数倍时， 将该制式的一个载 扇的 IQ数据， 或者一个载扇的 IQ数据和填充字段， 映射到该 CPRI无线帧 的一个复帧的 Nc个 IQ子容器中； 其中， Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)]， fs 为该制式的釆样频率， fc是基本帧的频率， M是该制式的釆样位宽， ceil表 示向上舍入， N为过抽样率， N*M代表一个载扇中 IQ数据总的比特数； 或 者， 对一个制式， 当 fs是 fc/K的非整数倍时， 将该制式的一个载扇中的连续 Q个 IQ数据和填充字段映射到该 CPRI无线帧的 P个复帧中， 其中， P、 Q 满足 P*Nc*Naxc = Q*N*M + Nst, Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)] , fs为该制 式的釆样频率， fc是基本帧的频率， Nst表示填充字段的比特数， M是该制 式的釆样位宽，N*M代表一个载扇中 IQ数据总的比特数， ceil表示向上舍入， N为过抽样率， N*M代表一个载扇 IQ数据总的比特数。

当 fs是 fc/K的非整数倍时， P可以取值为 LCM[fs,(fc/K)]/fs, Q可以取 值为 LCM[(k*fs),fc]/fc, LCM表示求最小公倍数。填充字段中可以携带 IQ数 据帧头定位信息。

本发明还提供一种多制式 IQ数据混模传递系统， 包括源端和目的端： 所述源端为射频设备， 所述目的端为射频控制器； 或者， 所述源端为射 频控制器， 所述目的端为射频设备； 所述源端设置成将 IQ数据按本发明所述 映射方法映射到 CPRI无线帧后， 将所述 CPRI无线帧传输到目的端。

上述系统中， 射频控制器可包括一个或多个制式的信道处理 单元， 以及 交换单元； 信道处理单元可设置成将 IQ数据按本发明所述映射方法映射到 CPRI无线帧， 将该 CPRI无线帧发送给交换单元； 交换单元可设置成： 在源 端为射频控制器时， 从一个或多个制式的信道处理单元接收 CPRI无线帧， 将该 CPRI无线帧的复帧对齐， 以复帧为周期对所接收到的 CPRI无线帧进行 时隙交换后传输到目的端； 以及， 在目的端为射频控制器时， 从一个或多个 射频设备接收 CPRI无线帧帧， 将所接收到的 CPRI帧的复帧对齐， 以复帧为 周期对接收到的 CPRI无线帧进行时隙交换， 将每个 CPRI无线帧的 IQ数据 交换到该 IQ数据相对应制式的信道处理单元。

目的端可设置成在接收到 CPRI无线帧时，通过如下方式从该 CPRI无线 帧解析出 IQ数据： 当 fs是 fc/K的整数倍时，通过 CPRI无线帧的帧头确定复 帧内各载扇的 Nc个容器， 直接恢复出 IQ数据； 或者， 当 fs是 fc/K的非整数 倍时， 通过该 CPRI无线帧的帧头确定复帧内属于各载扇的 Nc个容器， 再根 据填充字段特征找到 IQ数据帧头， 恢复出 IQ数据。

本发明所述方法， 使得 K-CHIP周期可形成一个复帧， 各种制式的每个 载扇数据都成为复帧里的一组时隙 （区别于 CPRI4.1 定义的以基本帧划分 AXC容器） ， 本发明多制式混模实现起来很简单， 整个 IQ链路的中间环节 "传递" 与 "交换" 都与制式无关。 附图概述

图 1是典型无线接入网组成结构图；

图 2是分布式基站射频拉远示意图；

图 3 是 REC/RE组网连接示意图；

图 4 是 CPRI基本帧结构图；

图 5是 CPRI-lOms无线帧结构图；

图 6是 CPRI2.1标准的 WCDMA的 AXC容器图；

图 7是 REC/RE多种制式混模应用场景示意图；

图 8是现有 CPRI4.1映射方法 3传递 CDMA载扇的示意图 （K=25 ) ； 图 9是本发明一个 CDMA载扇映射到 6chip的复帧内 Nc=5个时隙的示 意图；

图 10是本发明所有制式的复帧周期 K相等时做混模 IQ交换的示意图； 图 11是本发明 1.2288G速率的一个多制式混模配置实例的 CPRI帧结构 图。 本发明的较佳实施方式

本发明提供一种 CPRI无线帧格式， 一个 CPRI无线帧长度为 10ms, 如 下：

( 1 )各种制式 IQ容器区段（ AxC-container-block )釆用统一的循环周期 值！^

( 2 )各种制式 IQ子容器（ AxC-container )釆用统一大小的 Naxc。

( 3 )各种制式每 1个载扇的 IQ数据按照一定的规则 （可能要先加填充 字段 )装载到 K个 chip周期的一组 Nc个 IQ子容器中。 ( 4 ) CPRI帧内整个 IQ区域按照 AxC-container划分， K个基本帧作为 一个周期 （period )形成一个复帧， 复帧内每个 IQ子容器构成一个时隙。

( 5 ) 复帧的 K-chip边界与 CPRI无线帧帧头 Fr对齐。

多制式混模传递只要将各载扇对应的一组 Nc个时隙按照一定的规则摆 放到复帧里面即可。

本发明提供一种 IQ数据映射方法， 包括：

将一个或多个制式的 IQ数据映射到 CPRI无线帧中， 其中， 一个制式的 一个载扇的 IQ数据映射到该 CPRI无线帧的一个复帧的 Nc个 IQ子容器中， 所述 CPRI无线帧包括多个复帧， 复帧的边界与所述 CPRI无线帧帧头对齐， 每个复帧包括 K个基本帧， 每个基本帧包括若干个 IQ子容器， 一个 IQ子容 器构成一个时隙， IQ子容器的位宽为 Naxc, 不同制式下复帧中包括的基本帧 的个数 K以及 IQ子容器的位宽 Naxc相同。

对任一制式， 将该制式的 IQ数据映射到 CPRI无线帧中的步骤包括： 当 fs是 fc/K的整数倍时， 将该制式的一个载扇的 IQ数据， 或者一个载 扇的 IQ数据和填充字段，映射到该 CPRI无线帧的一个复帧的 Nc个 IQ子容 器中； 根据下式计算 Nc: Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)] , 其中， fs为该制式 的釆样频率， fc是基本帧的频率， M是该制式的釆样位宽， ceil表示向上舍 入， N*M代表一个载扇 IQ数据总的比特数； N为过抽样率， N值可以为 2, 4或其他值， 比如， 当使用 1倍过釆样时， N=2, 后续实施例中以 N=2为例 说明， 但本发明不限定于 N = 2。

当 fs是 fc/K的非整数倍时， 将该制式的一个载扇中的连续 Q个 IQ数据 和填充字段映射到该 CPRI无线帧的 P个复帧中， 且 P、 Q满足 P*Nc*Naxc = Q*N*M + Nst,其中， Nst表示填充字段的比特数， M是该制式的釆样位宽。 根据下式计算所述 Nc: Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)] , 其中， fs为该制式的 釆样频率， fc是基本帧的频率， M是该制式的釆样位宽， ceil表示向上舍入。 其中， 所述填充字段中携带 IQ帧头定位信息。

其中， P、 Q 的一种取值方法为： 所述 P= LCM[fs,(fc/K)]/fs, 所述 Q= LCM[(k*fs),fc]/fc, LCM表示求最小公倍数。 本发明还提供了基于本发明提出的新帧结构下 易于实现的多制式 IQ数 据混模传递方法， 包括：

源端将 IQ数据按本发明所述方法映射到 CPRI无线帧后， 将该 CPRI无 线帧传输到目的端， 其中， 源端为射频控制器， 目的端为射频设备， 或者， 源端为射频设备， 目的端为射频控制器。

射频控制器包括一个或多个制式的信道处理单 元， 以及交换单元； 源端为射频控制器， 目的端为射频设备时， 源端所做的处理包括： 信道 处理单元将 IQ数据按本发明所述方法映射到 CPRI无线帧， 将该 CPRI无线 帧发送给交换单元； 交换单元从所述一个或多个制式的信道处理单 元接收到 CPRI无线帧时， 将所述 CPRI无线帧的复帧对齐， 以所述复帧为周期进行时 隙交换后， 将该 CPRI无线帧传输到目的端。

源端为射频设备， 目的端为射频控制器时， 目的端所做的处理包括： 交 换单元从一个或多个射频设备接收到 CPRI无线帧后，将所述 CPRI无线帧的 复帧对齐，以复帧为周期对接收到的 CPRI无线帧进行时隙交换，将每个 CPRI 无线帧的 IQ数据交换到该 IQ数据相对应制式的信道处理单元。

只要软件配置合适的交换表， 即可以实现： 在下行由多个信道处理单元 的输出交换得到混模的 CPRI无线帧，在上行由混模 CPRI无线帧分离出单一 制式的 CPRI无线帧到各制式对应的信道处理单元。 RE处理类似。 RE的交 换表可以通过信令传递。

目的端接收到 CPRI无线帧时， 还从所接收到的 CPRI无线帧解析 IQ数 据， 其中， 当 fs是 fc/K的整数倍时， 通过 CPRI无线帧的帧头确定复帧内各 载扇的 Nc个容器， 直接恢复出所述 IQ数据； 当 fs是 fc/K的非整数倍时， 通 过所述 CPRI无线帧的帧头可以确定复帧内属于各载扇� � Nc个容器， 再根据 填充字段特征找到 IQ数据帧头， 恢复出 IQ数据。

REC 内各个制式的信道处理单元按照上述帧格式， 将其 IQ数据映射到 复帧的时隙中， 并按照固定格式摆放， 再输出。 当需要 IQ交换、 合路 /分路 的时候， 只要对各路先做 K-CHIP复帧对齐， 再做简单的以 K-CHIP为一个周 期的时隙交换即可。 IQ交换单元与制式无关， 新增一种制式， 只需要在其信 道处理单元内部将该制式的 IQ映射到帧结构的一组时隙即可，交换单元不� �� 修改。 系统架构灵活。

本发明还提供了在本发明提出的新帧结构下传 递多种制式 IQ 定时信息 (确定各个制式的 IQ数据帧头） 的方法。 它釆用以下方案：

当制式 IQ数据釆样频率 fs是 (fc/K)的整数倍， 则通过 CPRI无线帧帧头 可以确定复帧内属于各载扇的 Nc个容器， 直接可以恢复出 IQ数据。

当制式数据 IQ釆样频率 fs不是 (fc/K)的整数倍， 先通过 CPRI无线帧的 帧头可以确定复帧内属于各载扇的 Nc个容器， 再根据填充字段特征找到帧 头， 可恢复出 IQ。

本发明相对于现有 CPRI4.1协议的 IQ映射方法的区别在于：

1 )本发明对所有制式 K、 Naxc值是固定的， 不随制式不同而改变。

2 )对于所有制式（包括窄带制式例如 CDMA )使用每个载扇独立填充 的方式， 将 1个载扇 IQ数据放到 K-CHIP复帧内的一组 Nc个容器中。 而现 有 CPRI4.1的装载方法 3 , 对于 CDMA制式， 使用 Na=3个载扇放到 Nc=l 个 IQ容器的位置， 在 K=25个基本帧的周期内， 前 24个基本帧传递它们的 8 个釆样值， 之后附加 Νν=1个空帧； 相当于 3个载扇捆绑到一起增加填充。

3 )本发明使用 K-CHIP的复帧内的一组子容器区分不同载扇。 而现有技 术中是用 1个基本帧内的一组 AXC容器区分不同载扇。使用本发明方法， 某 一个载扇的数据可以由 K-chip复帧内的一组 Nc个子容器装载，这 Nc个子容 器可以在 K-chip复帧所有子容器里面任意挑选， 它们不需要在第 0,1,,,K-1每 一个基本帧内具有相同的 AXC容器（列）位置。

4 )对于抽样频率 fs不是 3.84M整数倍关系的制式， 通过填充特定信息 字段可携带帧头标志， 再将填充后的数据放入一组 IQ子容器中； 接收端解析 IQ子容器内部的数据本身就可以恢复 IQ的帧头位置。 不同于现有 CPRI4.1 以 CPRI的 10ms帧头 Fr做为一个公共的起点，随后按照各个制式的� ��期循环 计数， 以确定 AxC-container-block的 IQ数据帧头位置。

本发明所述方法， 使得 K-CHIP周期可形成一个复帧， 各种制式的每个 载扇数据都成为复帧里的一组时隙 （区别于 CPRI4.1 定义的以基本帧划分 AXC容器） 。 这样的优点是： 多制式混模实现起来很简单， 整个 IQ链路的 中间环节 "传递" 与 "交换" 都与制式无关。

可以参照附图 8 ~ 10对比分析： 附图 8是使用现有 CPRI4.1映射方法 3 , 传递 CDMA载扇的示意图， 它的 AxC-container-block的 Κ=25 , 循环周期很 大。 并且与其他制式容器大小也不一致。 可见， 当存在多种类似制式分别放 在不同的 AXC容器（列）中， 各自的循环周期 Kl , Κ2不相同的情况， 现有 帧结构做混模 IQ交换是很困难的。

附图 9是使用本发明所述方法将一个 CDMA载扇映射到 K=6chip (统一 循环周期） 复帧内的 Nc=5个时隙的示意图。

附图 10是本发明 (所有制式使用相同复帧周期 K )混模 IQ交换示意图。 使用本发明所述方案， 由于所有制式载扇都是 K-CHIP复帧内的一组时隙， 并且时隙大 d、 Naxc相等， 可以很容易对齐 K-CHIP , 在 K-CHIP对齐之后， 以 K-CHIP为 1个循环周期， 可以用时分复用的方法做时隙交换， 容易实现。 时隙交换实际上完成了混模 IQ交换。 时隙交换过程只参照交换表即可， 与制 式无关。 而现有技术中， 各制式 AxC-container-block周期不一致， 基本帧内 某些容器列 （制式 A ) 以 K1为周期循环， 某些列 （制式 B ) 以 K2为周期循 环。 上行多路输入难以对齐， 并且无法以一个统一固定周期做交换。 从图 10 中可以看出， 本发明所述方法 IQ交换比较容易实现。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详 细描述。

附图 11中所示的是一个 CPRI在 1.2288g速率下， 参照本发明所述技术 方案， 得到的一个多种制式混模实例的帧结构示意图 。 在本例中， 需要在一 根光纤上传递 LTE-5M带宽 2天线（天线 0与天线 1 )、 1个 UMTS载扇（ channel A ) 、 3个 TD的载扇 （ channel B/C/D ) 、 2个 CDMA载扇 （ channel E/F ) 、 LTE-1.4M带宽 2天线（G/H ) 。 在本例中混模帧釆用参数： Naxc=15 (子容 器位宽） ， K=6 (复帧循环周期） 。

下面详细介绍混模 CPRI帧结构设计方法。

第一步： 首先需要确定 Κ与 Naxc参数的值。 对统一的 K 值的选取， 本身只要求 10ms 周期包含的基本帧总数 256*150=38400是 K的整数倍即可，也就是要求 K为 38400的一个因子即可。 其目的是令复帧边界和 CPRI-10ms-Fr帧头对齐。 而实际取值需要考虑各种现 有制式下的带宽浪费、 处理延迟等因素 （这节末尾有详细分析） ， 选取一个 适中的值。 例如在本案例中选用 K=6。 此时 TD-SCDMA的釆样频率 =1.28Μ 是 fc/K的 2倍， LTE-1.4M釆样频率 =1.92M是 fc/K的 3倍， 其他 LTE带宽 的釆样频率都为 fc/K 的倍数； 这样在 K 个 CHIP 周期内包含了整数个 TD/WCMDA/LTE制式的釆样值， 能很好地兼容这些 3GPP定义的 3G/4G制 式（刚好能装下， 带宽没有浪费） 。 其他的制式 WIMAX/CDMA等等， 仍然 使用这个固定的 K, 釆样率 fs不再是 fc/K整数倍关系， 需要增加填充字段。

Naxc的选取， 可以考虑直接使用 WCDMA本身的容器大小 30bit, 或者 是它的一个比例因子（例如 1/2, 1/3 , 1/5 )例如 15bit (装载 Half-axc ) 、 lObit, 6bit等。 它必须是 30bit的因子， 这可以让多个时隙完整地构成一个 WCMDA 的载扇摆放 (与现有 CPRI定义兼容)。 Naxc决定了容器的大小。 当制式釆样 率 fs不是 fc/K的整数倍的时候， 需要增加填充， 在 K-chip周期内将 IQ放到 Nc个时隙中（每个时隙的带宽为 Naxc* fc/K )。 Naxc若选得大（例如 30bit ) , 那么相当于颗粒大， 带宽浪费就比较多 （最坏情况每个载扇浪费 1个时隙的 带宽） 。 这个值若选得小， 带宽浪费少， 但是在 K-CHIP周期内需要处理的 时隙数量多， 太多了处理能力就不容易实现。

同理对于那些需要填充的制式（CDMA, WIMAX等） ， K选取得越小 则相当于颗粒大， 带宽浪费就比较多； K选得越大， 带宽浪费小， 但是复帧 的周期长， 处理延迟增大。 选取参数 K=6, Naxc=15是一种比较适中的选择。

第二步： 需要确定某种制式的 IQ数据映射到一组 Nc个时隙的方法。 需要才艮据此制式的釆样频率 fs的特性分类 （ a ) 、 ( b ) 两种情况。

( a ) 如果 fs 是 fc/K 的整数倍， 那么在 K-chip 复帧内， 根据公式

Nc=ceil[(fs*2*M)/(Naxc*fc/K)]计算需要占用的时隙� ��数，它包含了 S=fs/( fc /K) 个 IQ釆样值。 其中， Nc计算公式的分子 fs*2*M是该制式的 IQ数据带宽， 分母 Naxc*fc/K是每个时隙的传输带宽， 两者相除得到需要的时隙个数。

例如对于 WCDMA制式釆样位宽 M=15bit, fs=3.84M; Nc=12, 即需要 12个时隙可以传递一个 WCMDA载扇。 令复帧的 K=6chip循环周期内， 每 chip传递 2个时隙， 一个时隙放 I路数据， 另一个时隙放 Q路数据。 这样可 以完整地构成一个与现有 CPRI兼容的 WCDMA制式载扇摆放。

又例如 LTE-1.4M, 釆样频率 fs=1.92M, 釆样位宽 M=15, 根据公式计算 Nc=6, 即需要总共 6个时隙传递 1个天线数据。

如果某种制式釆样位宽 M不等于 15, 出现（ 2*M)/Naxc不是整数这种情 况， 则按照公式计算 Nc个时隙， 除了装载 IQ还包括填充字段。 该情况下， 一个复帧内包含的 IQ釆样值总是整数 S个。

因此对一个抽样频率是整数倍的制式的载扇数 据而言， Nc 个时隙的首 个， 总是对应 S个 IQ釆样点的首个起点。 在接收端， 根据 CPRI-10ms-Fr帧 头， 可以得到复帧帧头， 即可获得 IQ数据帧定时信息。

( b ) 如果 fs 不是 fc/K 的整数倍， 首先使用同样公式， 计算 (fs*2*M)/(Naxc*fc/K), 再找到大于它的最小的整数作为一个 K-chip复帧内占 用的时隙个数 Nc, 即将 ceil[(fs*2*M)/(Naxc*fc/K)]作为 Nc, 这样可以保证传 递通道带宽大于 IQ数据带宽。

然后在传递通道里面， 每隔 P= LCM[fs,(fc/K)]/fs个复帧周期， 对应总共 Q= LCM[(k*fs),fc]/fc个 IQ数据，同时附加 Nst= P*Nc*Naxc -Q*2M个 bit的填 充字段。填充之后的数据流与复帧速率相匹配 ，可以刚好装载在一组 Nc个时 隙中。 这时数据流就不再是原始的 IQ数据了。

需要设计填充字段的内容使得它包括 IQ帧头定位信息，以便于接收端能 从复帧的时隙数据里面恢复出 IQ数据。 这相当于制式适配的处理，仅仅需要 在源端（ REC内的信道处理单元）、 目的端（ RRU目的地的射频单元 )进行 适配处理。 整条 IQ链路上传输、 交换， 不用再看到制式相关内容， 仅仅需要 看到 K-CHIP的复帧内部的 Nc个时隙。也可以由接收端和发送端之间协商� �� 充字段的填充方式， 或者， 系统预先设定填充方式等， 本发明对填充字段的 具体填充方式、 以及其具体填充信息不作限定， 只要保证接收端能获得足够 信息， 从接收到的 CPRI无线帧中去掉填充比特， 恢复 IQ数据即可。

当 fs不是 fc/K的整数倍情况下， 填充字段的设计方法， 可以根据某种制 式的速率特性、 实现的难易程度而定（应该总是存在多种可行 的方法） 。 以

CDMA2000-lx反向为例说明： 反向数据格式： 2天线 /IQ两路 /2倍过釆样 /抽 样位宽 4bit,再加 lbit-RSSI;总共 33bit。 K=6,Naxc=15。 1.2288M不是 3.84M/6 的倍数， 首先计算时隙个数 Nc,使用公式 (fs*2*M)/(Naxc*fc/K), 这里 2*M相 当于 IQ数据位宽，用 33bit代替。代入公式 (1.2288M*33)/(15*3.84M/6)=4.224, 找比它大的最小整数得到 Nc=5。 每隔 P=25个复帧， 对应 Q=48个 IQ值。 需 要在数据流中除了有效数据之外再插入 15*5*25-48*33=291个 bit填充。 另外 根据带宽计算， 14*5*25 > 48*33 , 就是在每个时隙的 15-bit里面只需要占用 低 14-bit传递数据， 带宽就足够； bitl4最高位可以用来指示填充字段的起点 位置，每 25个复帧周期循环输出 1次有效， 其余时刻输出无效。对应的 RRU 接收端可以根据 bitl4的指示， 找到 IQ帧头， 去掉填充， 恢复出 IQ数据。

另外， 对于 CPRI的 IQ交织处理， 本文上面描述的 'IQ子容器， 、 '时 隙， 的内容都是交织前的原始数据。 为了兼容 CPRI2.1规定的 WCDMA映射 方式， 可以在 CPRI发送端， 将构成一个 AXC ( 30bit )位置对应的若干个时 隙一起做交织（不是 WCDMA制式的 AXC位置也按照此处理）；对于 WCDMA 的载扇就与 CPRI2.1规定的格式兼容； 在接收端解交织， 得到我们需要的时 隙。

本发明还提供一种 IQ数据映射装置，所述映射装置设置成将一个� ��多个 制式的 IQ数据映射到 CPRI无线帧中， 其中， 一个制式的一个载扇的 IQ数 据映射到该 CPRI无线帧的一个复帧的 Nc个 IQ子容器中，所述 CPRI无线帧 包括多个复帧， 复帧的边界与该 CPRI无线帧的帧头对齐， 每个复帧包括 K 个基本帧， 每个基本帧包括多个 IQ子容器， 一个 IQ子容器构成一个时隙， IQ子容器的位宽为 Naxc, 不同制式下复帧中包括的基本帧的个数 K以及 IQ 子容器的位宽 Naxc相同， 一个 CPRI无线帧长度为 10ms。

其中，该映射装置是设置成通过如下方式将一 个或多个制式的 IQ数据映 射到 CPRI无线帧中：

对一个制式， 当 fs是 fc/K的整数倍时， 将该制式的一个载扇的 IQ数据， 或者一个载扇的 IQ数据和填充字段， 映射到该 CPRI无线帧的一个复帧的 Nc个 IQ子容器中； 根据下式计算所述 Nc: Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)] , 其中， fs为该制式的釆样频率， fc是基本帧的频率， M是该制式的釆样位宽， ceil表示向上舍入， N为过抽样率， N*M代表一个载扇 IQ数据总的比特数。

当 fs是 fc/K的非整数倍时， 将该制式的 Q个 IQ数据和填充字段映射到 该 CPRI无线帧的 P个复帧中， 且卩、 Q满足 P*Nc*Naxc = Q*N*M + Nst, 其 中， Nst表示填充字段的比特数， M是该制式的釆样位宽， N*M代表一个载 扇 IQ数据总的比特数；根据下式计算所述 Nc: Nc=ceil[(fs*N*M)/(Naxc*fc/K)] , 其中， fs为该制式的釆样频率， fc是基本帧的频率， M是该制式的釆样位宽， ceil表示向上舍入， N为过抽样率， N*M代表一个载扇 IQ数据总的比特数。 其中， 所述 P= LCM[fs,(fc/K)]/fs, 所述 Q= LCM[(k*fs),fc]/fc, LCM表示求最 小公倍数。 其中， 所述填充字段中携带 IQ数据帧头定位信息。

本发明还提供一种多制式 IQ数据混模传递系统， 包括源端和目的端： 所述源端为射频设备， 所述目的端为射频控制器； 或者， 所述源端为射 频控制器， 所述目的端为射频设备。

所述源端设置成将 IQ数据按本发明所述映射方法映射到 CPRI无线帧 后， 将该 CPRI无线帧传输到目的端。

其中， 所述射频控制器包括一个或多个制式的信道处 理单元， 以及交换 单元；

所述信道处理单元设置成将 IQ数据按本发明所述映射方法映射到 CPRI 无线帧后， 将该 CPRI无线帧发送给所述交换单元；

所述交换单元设置成：

在源端为射频控制器时， 从所述一个或多个制式的信道处理单元接收到 CPRI无线帧时， 将所述 CPRI无线帧的复帧对齐， 以所述复帧为周期对接收 到的无线帧进行时隙交换后传输到所述目的端 ； 以及， 在目的端为射频控制 器时， 从一个或多个射频设备接收 CPRI无线帧， 将所述 CPRI无线帧的复帧 对齐， 以所述复帧为周期对所接收到的 CPRI无线帧进行时隙交换， 将每个 无线帧的 IQ数据交换到该 IQ数据相对应制式的信道处理单元。

其中， 所述目的端设置成在接收到所述 CPRI无线帧时， 通过如下方式 从所述 CPRI无线帧解析 IQ数据： 当 fs是 fc/K的整数倍时， 通过所述 CPRI无线帧的帧头确定复帧内各载 扇的 Nc个容器， 直接恢复出所述 IQ数据； 以及

当 fs是 fc/K的非整数倍时， 通过所述 CPRI无线帧的帧头确定复帧内属 于各载扇的 Nc个容器， 再根据填充字段特征找到 IQ数据帧头， 恢复出 IQ 数据。

本发明并不限于上述实施方式（不限于 CPRI协议， 不限于 Naxc、 K的 特定取值， 不限于填充字段的特定定义方法） ， 任何熟悉此技术者对本发明 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 在不脱离本发明的精神和范围内， 都 应该落在本发明的保护范围之内。

工业实用性

与现有技术相比， 本发明使得多制式混模实现起来很简单， 且整个 IQ链 路的中间环节 "传递" 与 "交换" 都与制式无关。