一種基帶數據交換裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及一種基帶數據交換裝置和方法。
【背景技術】
[0002]無線接入網(RAN, Rad1 Access Network)是移動通信網系統(tǒng)的重要組成部分，傳統(tǒng)的無線接入網有以下特點:一、每個基站連接若干固定數量的扇區(qū)天線，并覆蓋小片區(qū)域，每個基站只能處理本小區(qū)收發(fā)信號；二、系統(tǒng)的容量是干擾受限，各個基站獨立工作，已經很難提高頻譜效率；三、基站通常都是基于專有平臺開發(fā)的“垂直解決方案”。這些特點帶來了以下問題:數量巨大的基站意味著高額的建設投資、站址配套、站址租賃以及維護費用，建設更多的基站意味著更多的資本開支和運營開支；另外，現(xiàn)有基站的實際利用率很低，網絡的平均負載通常遠遠低于忙時負載，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，專有的平臺意味著移動運營商需要維護多個不兼容的平臺，在擴容或者升級時也需要更高的成本。
[0003]為此，業(yè)界提出C-RAN(Centralized、Cooperative、Cloud RAN,集中式 / 協(xié)作式 /云計算無線接入網)的新型無線接入網架構的概念，C-RAN是通過集中化布置基站來實現(xiàn)減少基站機房數量，減少能耗，采用協(xié)作化、虛擬化技術，實現(xiàn)基站資源共享和動態(tài)調度，提高頻譜效率，以達到低成本、高帶寬和靈活度的運營。
[0004]C-RAN是對傳統(tǒng)BBU+RRU分布式基站部署的改變，傳統(tǒng)BBU+RRU無線通信網架構如圖1所示，其中BBU與RRU固定連接在一起，BBU的資源是各自獨立的，即使BBU空閑，也不能被其它沒有固定連接關系的RRU使用。而C-RAN是將基帶單元(BBU，Base Band Unit)集中起來形成集中式的基帶池，通過光纖分組傳送網(PTN,Packet Transport Network)連接遠端射頻單元(RRU，Rad1 Remote Unit)和發(fā)射天線。通過對BBU的集中化部署，可以極大減少基站機房數量，減少配套設備特別是空調的能耗；RRU可以布置得離用戶更近，從而減少發(fā)射功率；使用共享的基帶池，更適應移動通信系統(tǒng)的潮汐效應，當深夜移動通信系統(tǒng)負荷較輕時，可以關閉基帶池中的部分處理單元來實現(xiàn)節(jié)電。
[0005]現(xiàn)有的C-RAN基帶集中處理技術中，BBU和RRU間的基帶IQ數據傳輸是采用IP化的軟交換實現(xiàn)，即在發(fā)送端將基帶IQ數據進行IP封裝，然后通過光纖、以太網等介質傳輸，在接收端對IP包進行解封裝，還原得到基帶IQ數據。這種對基帶數據進行IP化的軟交換處理技術，雖然交換靈活，但也存在著時延較大的問題，即在基帶數據IP化的過程中，引入了 IP包封裝、解封裝、存儲轉發(fā)、傳輸等處理時延。移動系統(tǒng)除全球移動通信系統(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)射絕對時間誤差小于3us,另外長期演進(LTE,Long Term Evolut1n)系統(tǒng)要求在3個子巾貞內完成混合自動重傳請求(HARQ, Hybrid Automatic Repeat Request)反饋,這對于基帶數據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基帶數據IP化的處理技術，其所產生的時延問題對C-RAN在移動通信系統(tǒng)的推廣應用會產生一定不利影響，特別是未來5G移動通信的需求中，要求有更低的時延，例如5G超密集組網應用中，小基站(Small Cell)也會采用C-RAN架構的基帶集中化部署，由于Small Cell根據業(yè)務狀況會經常做開關控制，相應地頻繁進行基帶池資源的分配和釋放操作，這就要求基帶數據在傳輸和交換過程中較低的時延，確保Small Cell基帶池有足夠時間響應資源分配和釋放命令，因此基帶數據低時延交換和傳輸可以保證Small Cell基帶池部署的節(jié)約能耗的性能實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0006]為解決現(xiàn)有存在的技術問題，本發(fā)明實施例提供一種基帶數據交換裝置和方法。
[0007]本發(fā)明實施例提供了一種基帶數據交換裝置，所述裝置位于基帶單元BBU和遠端射頻單元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據交換；
[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數量的現(xiàn)場可編程門陣列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數量的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接口模塊進一步用于，接收所述BBU的下行基帶數據，通過所述BBU接口模塊的輸入鏈路，將所述下行基帶數據輸入到所述交換模塊的基帶數據交換網絡;
[0016]所述交換模塊進一步用于，在所述控制模塊的控制下，將所述下行基帶數據通過所述基帶數據交換網絡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據交換網絡；
[0017]所述RRU接口模塊進一步用于，在所述控制模塊的控制下，將所述下行基帶數據通過所述下行基帶數據交換網絡交換到指定的RRU接口模塊輸出鏈路，所述RRU接口模塊輸入鏈路連接相應的RRU光口。
[0018]優(yōu)選的，所述RRU接口模塊進一步用于，接收所述RRU的上行基帶數據，通過所述RRU接口模塊的輸入鏈路，將所述上行基帶數據輸入到所述RRU接口模塊的上行基帶數據交換網絡，在所述控制模塊的控制下，將所述上行基帶數據交換到指定的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據交換網絡；
[0019]所述交換模塊進一步用于，在所述控制模塊的控制下，將所述上行基帶數據通過所述基帶數據交換網絡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接口模塊的對應輸出光口；
[0020]所述BBU接口模塊進一步用于，將所述上行基帶數據通過所述對應輸出光口發(fā)送給所述BBU。
[0021]本發(fā)明實施例還提供了一種基帶數據交換方法，所述方法包括:
[0022]位于基帶單元BBU和遠端射頻單元RRU之間的基帶數據交換裝置，將接收的所述BBU的下行基帶數據通過所述裝置內部的基帶數據交換網絡發(fā)送到指定的所述RRU，并將接收的所述RRU的上行基帶數據通過所述裝置內部的基帶數據交換網絡發(fā)送到指定的所述 BBU。
[0023]優(yōu)選的，所述基帶數據交換裝置包括: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數量的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA芯片組成。
[0024]優(yōu)選的，所述將接收的BBU的下行基帶數據通過所述裝置內部的基帶數據交換網絡發(fā)送到指定的RRU，包括:
[0025]接收所述BBU的下行基帶數據，通過所述BBU接口模塊的輸入鏈路，將所述下行基帶數據輸入到所述交換模塊的基帶數據交換網絡；
[0026]在所述控制模塊的控制下，將所述下行基帶