[发明专利]用于通信基站的收发装置和数据处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信基站，更具体地，涉及适配于天线阵列的通信基站， 以及用于该通信基站的收发装置、数据处理系统和基站接收、发送数据的 方法。

背景技术

下一代移动通信系统已经日益被人们了解。相比于目前的通信系统， 下一代移动通信系统能够通过有线以及无线基础设施的融合网络以高速度 高质量提供更多种互动多媒体服务，例如，电影、游戏、电视广播、在线 交易以及语音服务等等。这样的各种多媒体和数据服务要求通信基站不仅 具有很高的吞吐量，还要具有很高的计算能力来同时处理大量的数据流或 数据包。并且，通信基站必须能够适应各种不同标准之间的差异，来满足 各种应用服务的要求。因此，对于下一代移动系统的基站来说，高计算能 力、足够的灵活性和可扩展性是发展的趋势也是面临的挑战。

图1示出当前通信基站的体系结构。如图1所示，传统基站的基带处 理系统由多种专用设计构成，这些专用设计主要通过DSP，FPGA，ASIC 等等来实现。这些不同的专用设计产生服务于不同标准的不同平台，例如， GSM平台和WCDMA平台，使得整个系统不具有灵活性和可扩展性。即 使在同一标准之内，为了支持不同的覆盖率以及其他应用特征，硬件平台 也必须是不同的。为了适应不同的标准和其他不同应用特征，在大多数情 况下需要使用不同型号或数量的专用芯片，从而硬件平台需要从新设计开 发，导致高昂的时间成本和费用。因此，不管是对于运营商还是电信设备 制造商来说，在基于专用硬件设计的基站中，硬件和软件的开发和管理成 本都非常高。

考虑到传统结构的基站中存在的这些问题，近年来提出一种基于开放 架构的基站系统。随着多核技术的实施和推广，基于通用多核芯片的IT 计算平台其计算能力得到快速增长。于是，人们开始考虑在网络中采用通 用IT计算平台来取代传统的专用设计，尤其是在移动通信基站之内，由此 获得更好的灵活性和可扩展性。在这样的构思下，在基站设计中出现了一 些采用IT服务器的新解决方案。这些方案采用服务器来支持不同的标准， 如GSM，CDMA，并用服务器来支持不同数目的扇区或小区。

另一方面，基站上的天线阵列(一组天线单元)广泛用于下一代无线 标准中，如802.11系列中的802.11n，802.16e，TD-SCDMA(时分同步 码分多址)以及LTE(long term evolution，长期演进)等等。天线阵列的 大小会严重影响基站的吞吐量、覆盖率和系统SNR(信噪比)。例如，为 了覆盖一个微蜂窝小区，可能只需要2个单元的天线阵列，但是对于一个 宏蜂窝小区来说，就需要4个单元的天线阵列。并且，不同的算法也会需 要不同单元数目的天线阵列。例如，利用MIMO(多输入多输出)技术的 802.11n标准需要2个或4个单元的天线阵列，而利用智能天线技术的TD -SCDMA则一般需要8个单元的天线阵列。

对于由专用设计构成的传统基站体系，当天线阵列的大小发生改变时， 需要重新设计基带处理平台来适应天线阵列的变化。图2示出传统基站的 基带处理平台随天线阵列大小的增加而进行的改动。如图2(a)所示，天 线阵列中包括两个天线：天线0和天线1。相应地，基带处理平台需要具 有对应于每个天线的上行和下行数据的子通道处理硬件模块，即上行子通 道硬件模块0处理天线0的上行数据，上行子通道硬件模块1处理天线1 的上行数据，下行子通道硬件模块0处理天线0的下行数据，以及下行子 通道硬件模块1处理天线1的下行数据。此外，基带处理平台还具有上行 中心处理硬件模块和下行中心处理硬件模块，分别用于对上行数据和下行 数据进行中心主要处理。如图2(b)所示，当天线阵列包括8个天线，即 天线0-7时，基带处理平台必须针对天线的增加而进行硬件设计的改变。

具体地，基带处理平台需要为天线2-7分别增加上行子通道硬件模块和下 行子通道硬件模块，也就是，上行子通道硬件模块2-7和下行子通道硬件 模块2-7，并将增加的子通道硬件模块的数据也汇总在中心线路板中进行 主要处理。由此可见，对于不同大小的天线阵列，需要重新设计和改变基 带处理平台才能适配于天线阵列的改变。

因此，为了满足基站的基带处理的整体灵活性和可扩展性，需要基带 处理系统能够进行扩展，具有足够的灵活性来适配于不同大小的天线阵列。 然而，不管是在利用专用设计的传统基站体系，还是在新出现的基于通用 IT服务器的基站设计中，都不能支持天线阵列的扩展。

发明内容