一种实现WCDMA系统与GSM系统兼容的方法和装置

摘要

本发明公开了一种实现WCDMA系统和GSM系统兼容的方法和装置，在基站的下行数据通路中，在对通用公共无线接口的基本帧进行IQ数据交织和组帧之前，将GSM系统的IQ数据按照预先确定的速率映射到通用公共无线接口中，将映射后GSM系统的IQ数据与WCDMA系统的IQ数据进行复用；在基站的上行数据通路中，在对通用公共无线接口帧进行解帧和IQ数据解交织之后，将通用公共无线接口中的数据进行解复用，将经过解复用以后的GSM系统的IQ数据按照所述预先确定速率进行解映射。经上述处理后，实现了GSM系统与WCDMA系统两种无线传输模式真正的兼容。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信中不同系统的兼容技术，尤其涉及一种实现WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统与GSM(GlobalSystem For Mobile Communication，全球移动通信系统)系统兼容的方法和装置。

背景技术

WCDMA是目前全球三种主要的第三代移动通信体制之一，是未来移动通信的发展趋势。而且考虑到GSM系统将在很长时间内与WCDMA系统共存的事实，因此必须实现WCDMA系统与GSM系统两种不同无线传输模式的兼容。

随着第三代移动通信技术的发展，标准化的基带-射频接口越来越受到各厂家的关注，在近几年内相继出现了CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线接口)、OB SAI(Open Base Station Architecture Initiative，开放基站架构)等接口标准。其中由爱立信、华为、NEC、北电和西门子五个厂家联合发起制定的用于无线通讯基站中基带到射频之间的CPRI协议，由于其实现上的经济简便性受到了多方厂家的支持，CPRI协议大部分内容主要是针对WCDMA系统的标准，因此WCDMA系统的帧数据能够完全按照CPRI的结构进行组织。

如图1所示，在CPRI的接口速率为1.2288Gpbs时，其每个BF(Base Frame，基本帧)中的第1个16bit用于传输信令数据，后面15*16bit用于传输IQ(In-phase/Quadrature，同相/正交相位)数据。如图2所示，在CPRI的接口速率为2.4576Gpbs时，其每个BF的第1个32bit用于传输信令数据，后面的15*32bit用于传输IQ数据。CPRI接口速率不同时，其BF的时长相等，256个BF组成1个CPRI的HF(Hyper Frame，超高帧)，150个上述HF组成一个10ms的CPRI无线帧，则可知CPRI的BF的时长为25/96μs。

如图3所示，在CPRI的接口速率为1.2288Gbps时，其每个240bit的CPRI的BF的IQ数据区被划分成8个AxC(Antenna-carrier，天线载频)子通道，每个AxC子通道为30bit。如图4所示，在CPRI的接口速率为2.4576Gbps时，其每个480bit的CPRI的BF的IQ数据区被划分成16个AxC子通道，每个AxC子通道也为30bit。

CPRI协议定义其接口速率为1.2288Gbps，2.4576Gbps等高速率，而GSM的规范中规定用于传输数据的突发脉冲的字符速率仅为270.833kbps，因此如何将两种不同制式不同数据速率的模式做到一个通用系统中，成了WCDMA系统和GSM系统双模基站设计的难点。现有WCDMA系统和GSM系统的兼容方法是在两套代码里进行切换，不能在底层进行统一。不能真正称为WCDMA系统与GSM系统的兼容。

发明内容

本发明提供一种实现WCDMA系统与GSM系统兼容的方法和装置，使WCDMA系统和GSM系统两种不同的无线传输模式在底层进行了统一。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种实现WCDMA系统与GSM系统兼容的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、在基站的下行数据通路中，在对通用公共无线接口的基本帧进行IQ数据交织和组帧之前，将GSM系统的IQ数据按照预先确定的速率映射到通用公共无线接口中，将映射后GSM系统的IQ数据与WCDMA系统的IQ数据进行复用；

B、在基站的上行数据通路中，在对通用公共无线接口帧进行解帧和IQ数据解交织之后，将通用公共无线接口中的IQ数据进行解复用，将经过解复用以后的GSM系统的IQ数据按照所述预先确定速率进行解映射。

所述预先确定的速率为GSM系统下行IQ数据速率和上行IQ数据速率中较大者。

所述将GSM系统的IQ数据映射到通用公共无线接口中，将映射后的GSM系统的IQ数据与WCDMA系统的IQ数据进行复用的具体过程如下：

A1、确定在GSM系统的一个超级帧的时长内传输的通用公共无线接口基本帧的数目；

A2、将所述超级帧的时长内传输的通用公共无线接口基本帧进行逐级划分，最后一级的各单元包含的通用公共无线接口基本帧数目为N，N为正整数；

A3、在一个通用公共无线接口基本帧内进行IQ数据复用，将每个通用公共无线接口基本帧的数据区划分为K个天线载频子信道，K为正整数；

A4、以Y个通用公共无线接口基本帧为复用单元进行IQ数据复用，其中Y为正整数。

所述N能被所述Y整除。

在一个所述复用单元内各基本帧的同一天线载频子信道传输同一无线传输模式的IQ数据。

控制层根据基站的下行数据通路中传输的WCDMA系统和GSM系统的数据量，相应的调整所述复用单元内的K个天线载频子信道的无线传输模式。

一种实现WCDMA系统与GSM系统兼容的装置，其特征在于：包括：

映射模块，用于将下行数据通路中基站接收到的GSM系统的IQ数据按照预先确定的速率映射到通用公共无线接口中；

复用模块，用于将映射以后的GSM系统的IQ数据与下行数据通路中基站接收到的WCDMA系统的IQ数据进行复用；

解复用模块，用于将上行数据通路中通用公共无线接口中经过解帧及IQ数据解交织之后的IQ数据进行解复用；

解映射模块，用于将上行数据通路中经过所述IQ数据解复用模块解复用以后的GSM系统的上行IQ数据按照预先确定的速率进行解映射。

所述映射模块包括：

基本帧数目确定子模块，用于确定出在GSM系统的一个超级帧时长内传输的通用公共无线接口基本帧的数目；

逐级划分子模块，用于将所述基本帧数目确定子模块确定出来的所述超级帧时长内传输的通用公共无线接口基本帧的数目，进行逐级的划分。

所述复用模块包括：

基本帧复用子模块，用于在一个通用公共无线接口的基本帧内对WCDMA系统和GSM系统的IQ数据进行复用；

复用单元复用子模块，用于在一个复用单元内对WCDMA系统和GSM系统的IQ数据进行复用。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：由于本发明将WCDMA系统与GSM系统两种不同的无线传输模式在底层进行了统一，因此真正实现了WCDMA系统和GSM系统的兼容。

附图说明

图1为CPRI接口速率为1.2288Gpbs时其基本帧的结构示意图；

图2为CPRI接口速率为2.4576Gbps时其基本帧的结构示意图；

图3为CPRI接口速率为1.2288Gbps时其基本帧的AxC子信道划分示意图；

图4为CPRI接口速率为2.4576Gbps时其基本帧的AxC子信道划分示意图；

图5为本发明所述实现WCDMA系统与GSM系统的兼容方法在下行数据通路中的流程图；

图6为本发明所述实现WCDMA系统与GSM系统兼容的方法在上行数据通路中的流程图；

图7为本发明所述实现WCDMA系统与GSM系统兼容的方法的一个较佳实例的映射示意图；

图8为本发明实施例中一个复用单元的结构示意图；

图9为本发明所述实现WCDMA系统与GSM系统兼容的装置的结构框图；

图10为本发明所述实现WCDMA系统与GSM系统兼容的装置中的映射模块结构示意图；

图11为本发明所述实现WCDMA系统与GSM系统兼容的装置中的复用模块结构示意图。

具体实施方式

本发明将WCDMA系统与GSM系统在底层进行兼容，真正实现了移动通信中两种无线传输模式的兼容。

因为GSM系统中下行和上行的IQ数据速率不统一，本发明为了便于实现WCDMA系统与GSM系统在CPRI中的兼容，在本发明中将GSM系统的下行和上行IQ数据速率统一为上述两种IQ数据速率中的较大者。

图5为本发明GSM系统与WCDMA系统兼容的方法在基站的下行数据通路中的流程图，由图可知，在对通用公共无线接口的基本帧进行IQ数据交织和组帧之前，对下行数据通路中的WCDMA系统和GSM系统的IQ数据进行预组帧处理，然后再采用现有技术对经过预组帧处理以后的IQ数据进行CPRI的IQ数据交织和组帧，得到下行CPRI帧。对下行数据通路中的IQ数据进行预组帧处理具体包括步骤：

步骤101，将GSM系统的IQ数据映射到CPRI中，具体包括以下几步：

1)确定在GSM系统一个超级帧的时长内传输的CPRI的BF的数目。

2)在保证CPRI的BF的完整性前提下，根据GSM系统的规范，将得到GSM系统一个超级帧内包含的CPRI的BF进行逐级的划分，最后一个级别中的各单元中包含的CPRI的数目用N表示，N为正整数。

步骤102，将映射以后的GSM系统的IQ数据与WCDMA系统的IQ数据进行复用，具体包括以下几步：

1)在CPRI的一个BF内对IQ数据进行复用，将CPRI的每个BF的IQ数据区划分为K个AxC子信道，K为正整数。

2)以包含Y个CPRI的BF为复用单元对IQ数据进行复用，Y为正整数，且上述N能被Y整除。

在基站下行数据通路中对GSM系统和WCDMA系统的IQ数据进行上述处理以后，WCDMA系统和GSM系统的IQ数据共用相同的CPRI数据区，实现了WCDMA系统和GSM系统两种无线通信技术的底层IQ数据和控制字的同步传输。

本发明在基站的下行数据通路中实现了WCDMA系统和GSM系统的下行IQ数据的CPRI兼容，相应的在基站的上行数据通路中须对WCDMA系统和GSM系统的上行IQ数据进行相应的处理，由此才可以真正实现了WCDMA系统和GSM系统的CPRI兼容。图6为本发明GSM系统与WCDMA系统兼容的方法在基站的上行数据通路中的流程图，由图可知，在对基站接收到的CPRI帧进行解帧和IQ数据解交织之后，然后对经过解帧和解交织以后的IQ数据进行二次解帧的处理，得到WCDMA系统和GSM系统的IQ数据。对上行数据通路中的CPRI帧进行二次解帧处理具体包括步骤：

步骤201，将经过解帧和IQ数据解交织处理以后的CPRI内的IQ数据进行解复用。

步骤202，将经过解复用以后的GSM系统的IQ数据按照下行数据通路中预先确定的速率进行解映射。

本发明通过上述操作，在不同的CPRI的接口速率，例如当CPRI的接口速率为1.2288Gbps或2.4576Gbps时，均能实现WCDMA系统和GSM系统CPRI的兼容。

下面通过一个较佳实施例对本发明上述方法的具体实现过程进行详细的阐述。

本实施例中，CPRI的接口速率为1.2288Gbps。首先确定本发明中采用的GSM系统的下行和上行IQ数据速率，由于GSM系统的规范中规定用突发脉冲来传输数据，GSM系统中的下行和上行的突发脉冲数据采样率的不同，因此会造成GSM系统下行和上行的IQ数据速率不同，因此为了便于将在下行数据通路中GSM系统映射到CPRI中的IQ数据在上行数据通路中解映射出来，本发明中取GSM系统下行和上行中较大的IQ数据速率作为映射时GSM系统网下行和上行的IQ数据速率。

已知GSM系统规范中每个突发脉冲的字符速率为270.833kbps，时隙的时长15/26ms，约为577us，则可知GSM系统每个时隙传输的字符为156.25个。在GSM系统上行IQ数据采样中，一个采样点的I数据为26bits，Q数据为26bits，单倍采样，再加上主分集，于是一个突发脉冲的采样点为104bits，则上行通路中一个突发脉冲的IQ数据为

104×156.25＝16250bits                    (1)

则可知GSM系统的上行IQ数据速率为：

$\frac{26\times 2\times 2\times 156.25}{15/26}=28.2\mathrm{Mbps}---\left(2\right)$

在下行IQ数据采样中，一个采样点包含I数据14bits，Q数据14bits，4倍过采样，IQ数为112bits，一个突发脉冲的IQ数据为

112×156.25＝17500bits                 (3)

则可知GSM系统的下行IQ数据速率为：

$\frac{14\times 2\times 4\times 156.25}{15/26}=30.3\mathrm{Mbps}---\left(4\right)$

GSM系统下行的IQ数据速率大于上行的IQ数据速率不仅仅是由于突发脉冲数据采样率的不同，而且还由于下行的突发脉冲中伴随有一些功控消息和PLL(Phase-Locked Loop)锁相环信息，这些内容会占用3个字节bytes。为了保证GSM系统的上、下行IQ数据速率匹配，本发明的实施例中认为GSM系统的下行和上行IQ数据速率都为30.3Mbps。

在基站的下行数据通路中，对基站接收到的WCDMA系统和GSM系统的IQ数据进行预组帧处理，具体包括步骤：

步骤301，将GSM系统的IQ数据映射到CPRI中。具体包括以下几步：

1)确定在GSM系统的一个超级帧的时长内传输的CPRI的BF的数目，由此实现将GSM系统的IQ数据映射到CPRI中。CPRI的BF的时长为25/96μs，一个GSM系统的超级帧的时长为60ms，即相当于230400个CPRI的BF时长之和，则可知在60ms的时间内，CPRI传输230400个CPRI的BF。

2)在保证CPRI的BF完整性前提下，对上述GSM系统的一个超级帧时长内传输的CPRI的BF逐级划分。因为GSM系统的一个超级帧包含13个TDMA帧，每个TDMA帧包含8个时隙，每个时隙用于传输一个突发脉冲，即一个TDMA帧可以传输8路GSM网络的IQ数据。因此可以将GSM系统的一个超级帧时长内传输的CPRI的BF按照图7所示的方式进行划分，由图可知，第一级划分是将GSM系统中的一个超级帧分成8个时段，则每个时段内可以通过28800个CPRI的BF。第二级划分是将每个时段再划分为13个报文，则在每个报文分得的CPRI的BF为215.384个，为了保证BF的完整性，最后再将上述13个报文分为A，B两类，其中7个为A类报文，其余6个为B类报文，每个A类报文包含2214个CPRI的BF，每个B类报文包含2217个CPRI的BF，一个时段包含中的A类报文和B类报文的排列方式为：ABABABABABABA，其中A类报文和B类报文也可以按照其他方式进行排列。在对一个时段内的13个报文进行分类时，也可以按照其他方式将其分为若干类，而且分类以后的报文的排列方式也不是唯一的，但是必须得保证每一类包含的BF的数目为正整数，而且此正整数还必须为一个复用单元内包括的BF的数目的整数倍。

按照预先确定的GSM系统的下行和上行IQ数据速率可知，在下行和上行数据通路中GSM的IQ数据都是以30.3Mbps的速率传输，而本发明的实施例中的CPRI的接口速率高达1.2288Gbps，因此GSM系统的IQ数据可以复用多路CPRI的IQ数据区中的IQ数据信道。

步骤302，将经过映射以后的GSM系统的IQ数据与WCDMA系统的IQ数据进行复用。具体包括以下几步：

1)将CPRI的每个BF的IQ数据区划分为8个AxC子信道，每个AxC子信道的容量固定为30bits，因此CPRI的BF中的每一个AXC子信道可以传输1路GSM系统的IQ数据，因此，当CPRI的8个AxC子信道都用于传输GSM系统的IQ数据时，一个CPRI的BF一次最多可以传输8路GSM系统的IQ数据。

2)为了更有效利用CPRI接口传输资源，对CPRI接口进行了第二级复用，图8为本发明实施例中的一个复用单元，由图可知，本发明实施例以3个CPRI的BF为一个复用单元，在上述一个复用单元内各BF的同一AxC子信道用于传输同一无线传输模式的IQ数据，控制层根据基站的下行数据通路中传输的WCDMA系统和GSM系统的IQ数据量，随时调整上述各复用单元中各AxC子信道的无线传输模式。经第二级复用以后可知，如果上述一个复用单元中的AxC子信道全部用于传输GSM系统的IQ数据，可知在上述一个复用单元内最多可以传输24路GSM系统的IQ数据。

如下表所示，为了便于将WCDMA系统与GSM系统的IQ数据的进行复用，依照GSM系统与CPRI接口的映射关系，将上述一个复用单元所要传输的IQ数据通过24路IQ数据信道进行传输，然后再将上述24路IQ数据信道按照CPRI的BF的8个AxC子信道分为8个部分(Block)。

 

Block0Block1Block2Block3Block4Block5Block6Block7IQ₀IQ₁IQ₂IQ₃IQ₄IQ₅IQ₆IQ₇IQ₈IQ₉IQ₁₀IQ₁₁IQ₁₂IQ₁₃IQ₁₄IQ₁₅IQ₁₆IQ₁₇IQ₁₈IQ₁₉IQ₂₀IQ₂₁IQ₂₂IQ₂₃

其中，IQ₀，IQ₃，IQ₆，IQ₉，IQ₁₂，IQ₁₅，IQ₁₈，IQ₂₁被固定配置成用于传输WCDMA系统IQ数据的信道，即如果是WCDMA系统的IQ数据就只能通过上述8个信道中的一个进行传输，在一个复用单元内最多传输8路WCDMA系统的IQ数据；如果是GSM系统的IQ数据，则可以通过Block0到Block7中的任何一个或者多个进行传输，每一个Block中最多可以传输3路GSM系统的IQ数据，一个复用单元内最多可以传输24路GSM系统的IQ数据。同时，如果WCDMA系统的IQ数据通过某一个Block中的用于传输WCDMA系统IQ数据的信道进行传输，则该Block中剩下的两个信道自动废弃，系统会对BF进行模3计数，这样就可以对GSM的IQ数据在一个复用单元内进行复用了。

在进行WCDMA系统和GSM系统的下行IQ数据复用时，如果控制层指定了上述一个复用单元内CPRI的BF的AxC0子信道到AxC7子信道的无线传输模式为下表所示，

 

AxC0AxC1AxC2AxC3AxC4AxC5AxC6AxC7W模式G模式W模式G模式G模式W模式G模式W模式

则在一个复用单元内，CPRI的3个BF的各AxC子信道所传输的IQ数据为下表所示：

 

AxC0AxC1AxC2AxC3AxC4AxC5AxC6AxC7BF0IQ₀IQ₃IQ₆IQ₉IQ₁₂IQ₁₅IQ₁₈IQ₂₁BF1IQ₀IQ₄IQ₆IQ₁₀IQ₁₃IQ₁₅IQ₁₉IQ₂₁BF2IQ₀IQ₅IQ₆IQ₁₁IQ₁₄IQ₁₅IQ₂₀IQ₂₁

即当AxC0子信道被用于传输WCDMA系统的IQ数据时，Block0中的IQ₀信道中的IQ数据在一个复用单元的BF0，BF1，BF2这三帧内都通过AxC0子信道进行传输，而Block0中的IQ₁，IQ₂就不再用了。当AxC1子信道被用于传输GSM系统的IQ数据时，Block1里的IQ₃，IQ₄，IQ₅这三个信道中的IQ数据在一个复用单元的BF0，BF1，BF2这三帧内通过AxC1子信道进行传输。

在对基站下行数据通路接收到的WCDMA系统和GSM系统的IQ数据经过上述处理以后，在进行CPRI帧的组帧时就会对上述两者的IQ数据按照CPRI协议进行交织处理，此时的IQ数据就不会有WCDMA系统和GSM系统模式的差别了，从而在基站下行数据通路中实现了WCDMA系统和GSM系统的兼容。

在基站的下行数据通路中采用上述方法实现了WCDMA系统和GSM系统的兼容，应在基站的上行数据通路中，对接收到的CPRI帧进行相应的处理，才可以真正实现WCDMA系统和GSM系统的兼容。

在基站的上行数据通路中对CPRI帧进行二次解帧处理，其具体步骤如下：

步骤401，根据控制层配置的每一个上述复用单元的每个AxC子信道的无线传输模式类型，将经过解帧和IQ数据解交织处理以后的CPRI帧中的IQ数据进行解复用。

步骤402，将经过上述步骤401解复用以后的GSM系统的IQ数据按照基站下行数据通路中预先确定的速率进行解映射。

将上述实施例中的一个复用单元内的IQ数据进行解复用和解映射后，会将AxC0子信道中传输的WCDMA系统的IQ数据放到IQ₀信道上；将BF＝0时，AxC1子信道传输的IQ数据放到IQ₃信道上；将BF＝1时，AxC1子信道传输的IQ数据放到IQ₄信道上，将BF＝2时，AxC1子信道传输的IQ数据放到IQ₅信道上。

与本发明上述方法相对应，本发明进而提供了一种实现WCDMA系统与GSM系统兼容的装置，图9为本发明装置的结构示意图，由图可知本装置在下行数据通路中包括映射模块1，复用模块2，在上行数据通路中包括解复用模块3，解映射模块4，其中，

映射模块1，用于将基站下行数据通路中接收到的GSM系统的IQ数据映射到CPRI中。

复用模块2，用于将经上述映射模块1映射以后的GSM系统的IQ数据与基站接收到的WCDMA系统的IQ数据进行复用。

解复用模块3，用于将基站上行数据通路中经过解帧和IQ数据解交织后的CPRI帧中的IQ数据进行解复用。

解映射模块4，用于将经解复用模块3解复用后的GSM的IQ数据按照基站下行数据通路中预先确定的速率进行解映射。

如图10所示，其中映射模块1包括：

基本帧确定子模块11，用于确定出在GSM系统的一个超级帧时长内传输的通用公共无线接口基本帧的数目。

逐级划分子模块12，用于将基本帧确定子模块11确定出来的CPRI的BF数目，进行逐级的划分。

如图11所示，其中复用模块2包括：

基本帧复用子模块21，用于在一个CPRI的BF内对WCDMA系统和GSM系统的IQ数据进行复用。

复用单元复用子模块22，用于在一个复用单元内对WCDMA系统和GSM系统的IQ数据进行复用。

显然，本领域的技术人员刻意对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。