[发明专利]基于数字余弦变换和分段量化的数字移动前传方法及链路

说明书

本发明公开了一种基于数字余弦变换和分段量化的数字移动前传方法及链路，涉及光和无线融合接入网络领域。该方法包括以下步骤：在发送端，对基带正交频分复用OFDM信号样点进行分组、数字余弦变换DCT，得到一系列DCT变换系数；对得到的DCT变换系数进行分段，根据各分段内DCT变换系数的能量大小，分配量化比特数，并对各分段分别进行量化处理，产生离散数字信号。本发明能有效降低量化基带信号所需比特数，提升频谱效率，实现高频谱效率、高质量的数字移动前传传输。

技术领域

本发明涉及光和无线融合接入网络领域，具体是涉及一种基于数字余弦变换和分段量化的数字移动前传方法及链路。

背景技术

C-RAN(Centralized Ratio Access Network，集中式无线接入网络)是一种基于集中化处理(Centralized Processing)、协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云计算构架(Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)，其本质是通过减少基站机房数量、减少能耗、采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本、高带宽和高灵活度的运营。

在C-RAN中，BBU(Building Baseband Unit，基带处理单元)和RRH(Remote RadioHead，远端射频头)之间由光纤链路连接的部分被称为移动前传。现有的移动前传采用的是基于CPRI(Common Public Radio Interface，通用公共无线电接口)数字信号的数字光载无线技术(D-RoF)，将BBU端的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)信号通过I/Q(In-phase/Quadrature，同相/正交)两路的15bit量化，变为二进制的OOK(On-Off Keying，二进制振幅键控)信号，再通过强度调制/直接检测(IM/DD)经过光纤传输。这样的频谱效率就会降低，对光纤信道的带宽需求就会提高，随着BBU端无线信号的速率提高，对光器件和带宽的要求就越来越高。一方面，增加量化比特数可以降低量化噪声，从而保证高质量传输，但由于需要更多比特，导致频谱效率降低；另一方面，减少量化比特数可以提升频谱效率，但是会增加量化噪声，导致传输质量受损。如何解决这一矛盾，是下一代移动前传中面临的重要问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于数字余弦变换和分段量化的数字移动前传方法及链路，能够有效降低量化基带信号所需比特数，提升频谱效率，实现高频谱效率、高质量的数字移动前传传输。

第一方面，提供一种基于数字余弦变换和分段量化的数字移动前传方法，包括以下步骤：

在发送端，对基带正交频分复用OFDM信号样点进行分组、数字余弦变换DCT，得到一系列DCT变换系数；

对得到的DCT变换系数进行分段，根据各分段内DCT变换系数的能量大小，分配量化比特数，并对各分段分别进行量化处理，产生离散数字信号。

这样相比于传统方法对所有OFDM信号样点都用较多的量化比特数，总的量化比特数可以显著降低，从而提升了频谱效率。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该方法还包括以下步骤：

在接收端，对接收到的离散数字信号，根据发送端的分段数量和各分段分配的量化比特数进行分段反量化，得到恢复DCT系数；

对恢复DCT系数进行数字余弦逆变换IDCT、合组，得到基带OFDM信号样点。

在接收端，将接收到的比特组合成量化系数(发送端被丢弃的系数填0)，将量化系数经过相同长度的IDCT，恢复出OFDM信号。经过实验验证，在相同EVM性能要求下，可以降低所需量化比特数，从而提升频谱效率。