[发明专利]一种随机接入信号的处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信中的基站，特别涉及上行随机接入信号（RACH，Random Access Channel）在射频拉远单元（RRU，Remote Radio Unit）与室内基带处理单元（BBU，Building Baseband Unit）之间数据处理的方法和装置。

背景技术

目前，利用RRU和BBU实现的分布式基站已得到广泛应用，尤其是在下一代宽带移动通信长期演进标准（LTE，Long Term Evolution）系统中。其中，RRU主要用来实现无线信号前端的调制/解调、数字上/下变频、数/模（AD）转换等处理，BBU主要用来实现基带处理功能，例如：编码/解码、复用/解复用、调制/解调、扩频/解扩以及与高层系统的通信等。

在LTE系统中，正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术成为支持高速数据传输的关键技术。通常为了降低运算的复杂度以及实际处理中所占用的硬件资源，经常会采用数字降采样滤波器（DDC，Digital Downsample Converter）来降低数据的采样频率，减少需要处理的数据量。另外，LTE系统的关键技术之一是调制与解调，分别通过逆傅里叶变换（IDFT）与傅里叶变换（DFT，Discrete Fourier Transform）来实现。在实际系统中为降低计算复杂度，可以使用逆快速傅里叶变换（IFFT）和快速傅里叶变换（FFT）来代替IDFT和DFT。

LTE上行随机接入信号分为format 0~4共五种模式，通常称format 0~3为长RACH，format 4为短RACH。对于LTE TDD（Time Division Duplex，时分双工）系统，这五种模式都适用，并且每个子帧中最多可包含6个RACH频域资源；对于LTE FDD（Frequency Division Duplex，频分双工）系统，仅format0~3适用，并且每个子帧中最多可包含1个RACH频域资源。

LTE上行随机接入信号处理链路为无线信号的接收链路，数据处理流由RRU向BBU传输，从而完成随机接入信号的接收以及信号检测等处理流程。

图1为LTE分布式基站系统的上行随机接入信号接收机的结构示意图。该接收机包括两个硬件组成部分，分别为射频拉远单元（RRU，Radio Remote Unit）和室内基带处理单元（BBU，Building Base band Unit）。其中，RRU和BBU间通过光纤进行连接，接口是Ir（Interface between the RRU and the BBU）接口。一个BBU可以连接一个、两个或多个RRU。

RRU和BBU之间数据的传输是按照Ir接口协议，利用光纤连接来完成基带数据的传输。如图2所示，上行Ir接口的一种划分方法是将Ir接口划分在接收机中的去循环前缀（CP，Cyclic Prefix）单元之前，比特位宽为I/Q数据分别为16比特（bit）。

对于LTE系统上行随机接入信号，由于实际的序列长度比较短，例如，长RACH实际有效序列长度为839，短RACH实际有效序列长度为139，因此实际系统中为降低计算复杂度，基站侧通常先对上行接收到的OFDM基带时域离散信号进行数字降采样（DDC）处理之后，再进行DFT（或者FFT）处理。

当LTE系统带宽是20MHz时，去CP之前系统采样率是30.72MHz。以FDD系统为例，RACH仅占6个RB，每个RB包含12个数据子载波，数据子载波间隔为15KHz。每个数据子载波对应12个长RACH子载波或者2个短RACH子载波，则6个RB对应864个长RACH子载波或者144个短RACH子载波，而长RACH实际有效序列长度为839，短RACH实际有效序列长度为139，其余为保护载波。以6个RB整体计算，对应的RACH数据采样率为6×12×15K＝1.08MHz。去CP之前的系统采样率30.72MHz相比于RACH数据采样率1.08MHz增加了2744.44%。对于采用分布式结构的基站系统（基带部分和射频部分之间通过光纤进行连接），过高的系统采样率会导致上行光纤上传输的OFDM基带数据速率超出光纤的传输容量。

为了使LTE系统上行光纤上传输的随机接入信号数据流量不超过光纤的传输容量，可以增加光纤数量或者减小数据位宽的处理方式。但是，增加光纤数量会增加设备成本和维护成本，而减小数据位宽则会降低系统的性能。因此，亟需一种新的方法和装置来解决LTE分布式基站系统上行光纤上传输随机接入信号数据流量过高的问题。

发明内容