一种基带数据交换装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基带数据交换装置和方法。
【背景技术】
[0002]无线接入网(RAN, Rad1 Access Network)是移动通信网系统的重要组成部分，传统的无线接入网有以下特点:一、每个基站连接若干固定数量的扇区天线，并覆盖小片区域，每个基站只能处理本小区收发信号；二、系统的容量是干扰受限，各个基站独立工作，已经很难提高频谱效率；三、基站通常都是基于专有平台开发的“垂直解决方案”。这些特点带来了以下问题:数量巨大的基站意味着高额的建设投资、站址配套、站址租赁以及维护费用，建设更多的基站意味着更多的资本开支和运营开支；另外，现有基站的实际利用率很低，网络的平均负载通常远远低于忙时负载，而不同的基站间不能共享处理能力，也很难提高频谱效率；再有，专有的平台意味着移动运营商需要维护多个不兼容的平台，在扩容或者升级时也需要更高的成本。
[0003]为此，业界提出C-RAN(Centralized、Cooperative、Cloud RAN,集中式 / 协作式 /云计算无线接入网)的新型无线接入网架构的概念，C-RAN是通过集中化布置基站来实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现基站资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本、高带宽和灵活度的运营。
[0004]C-RAN是对传统BBU+RRU分布式基站部署的改变，传统BBU+RRU无线通信网架构如图1所示，其中BBU与RRU固定连接在一起，BBU的资源是各自独立的，即使BBU空闲，也不能被其它没有固定连接关系的RRU使用。而C-RAN是将基带单元(BBU，Base Band Unit)集中起来形成集中式的基带池，通过光纤分组传送网(PTN,Packet Transport Network)连接远端射频单元(RRU，Rad1 Remote Unit)和发射天线。通过对BBU的集中化部署，可以极大减少基站机房数量，减少配套设备特别是空调的能耗；RRU可以布置得离用户更近，从而减少发射功率；使用共享的基带池，更适应移动通信系统的潮汐效应，当深夜移动通信系统负荷较轻时，可以关闭基带池中的部分处理单元来实现节电。
[0005]现有的C-RAN基带集中处理技术中，BBU和RRU间的基带IQ数据传输是采用IP化的软交换实现，即在发送端将基带IQ数据进行IP封装，然后通过光纤、以太网等介质传输，在接收端对IP包进行解封装，还原得到基带IQ数据。这种对基带数据进行IP化的软交换处理技术，虽然交换灵活，但也存在着时延较大的问题，即在基带数据IP化的过程中，引入了 IP包封装、解封装、存储转发、传输等处理时延。移动系统除全球移动通信系统(GSM,Global System for Mobile communicat1n)、宽带码分多址(WCDMA,Wideband CodeDivis1n Multiple Access)外的其它所有制式，均要求各天线发射绝对时间误差小于3us,另外长期演进(LTE,Long Term Evolut1n)系统要求在3个子巾贞内完成混合自动重传请求(HARQ, Hybrid Automatic Repeat Request)反馈,这对于基带数据交换的延迟提出了比普通分组交换更高的要求。因此，现有的C-RAN基带数据IP化的处理技术，其所产生的时延问题对C-RAN在移动通信系统的推广应用会产生一定不利影响，特别是未来5G移动通信的需求中，要求有更低的时延，例如5G超密集组网应用中，小基站(Small Cell)也会采用C-RAN架构的基带集中化部署，由于Small Cell根据业务状况会经常做开关控制，相应地频繁进行基带池资源的分配和释放操作，这就要求基带数据在传输和交换过程中较低的时延，确保Small Cell基带池有足够时间响应资源分配和释放命令，因此基带数据低时延交换和传输可以保证Small Cell基带池部署的节约能耗的性能实现。
【发明内容】
[0006]为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种基带数据交换装置和方法。
[0007]本发明实施例提供了一种基带数据交换装置，所述装置位于基带单元BBU和远端射频单元RRU之间，所述BBU集中布置组成基带池，所述装置包括:BBU接口模块、RRU接口模块、交换模块和控制模块；
[0008]所述BBU接口模块，用于连接所述BBU ；
[0009]所述RRU接口模块，用于连接所述RRU ；
[0010]所述交换模块，用于执行BBU天线通道和RRU天线通道之间的基带数据交换；
[0011]所述控制模块，用于控制所述BBU天线通道和RRU天线通道的交换映射关系。
[0012]优选的，所述BBU接口模块、RRU接口模块、交换模块和控制模块分别由相应数量的现场可编程门阵列FPGA芯片组成。
[0013]优选的，所述交换模块包括上行交换子模块和下行交换子模块，所述上行交换子模块和下行交换子模块分别由相应数量的FPGA芯片组成；所述上行交换子模块的上行输入接口连接所述RRU接口模块的上行输出接口，所述下行交换子模块的下行输出接口连接所述RRU接口模块的下行输入接口。
[0014]优选的，所述BBU接口模块与所述交换模块共用FPGA芯片，所述BBU接口模块中的FPGA芯片，也作为组成所述交换模块的一部分FPGA芯片，所述BBU接口模块中的FPGA芯片连接所述基带池中的BBU。
[0015]优选的，所述BBU接口模块进一步用于，接收所述BBU的下行基带数据，通过所述BBU接口模块的输入链路，将所述下行基带数据输入到所述交换模块的基带数据交换网络;
[0016]所述交换模块进一步用于，在所述控制模块的控制下，将所述下行基带数据通过所述基带数据交换网络交换到指定的控制模块输出链路，所述控制模块输出链路连接所述RRU接口模块的下行基带数据交换网络；
[0017]所述RRU接口模块进一步用于，在所述控制模块的控制下，将所述下行基带数据通过所述下行基带数据交换网络交换到指定的RRU接口模块输出链路，所述RRU接口模块输入链路连接相应的RRU光口。
[0018]优选的，所述RRU接口模块进一步用于，接收所述RRU的上行基带数据，通过所述RRU接口模块的输入链路，将所述上行基带数据输入到所述RRU接口模块的上行基带数据交换网络，在所述控制模块的控制下，将所述上行基带数据交换到指定的RRU接口模块输出链路，所述RRU接口模块输出链路连接所述交换模块的基带数据交换网络；
[0019]所述交换模块进一步用于，在所述控制模块的控制下，将所述上行基带数据通过所述基带数据交换网络交换到指定的交换模块输出链路，所述交换模块输出链路连接到所述BBU接口模块的对应输出光口；
[0020]所述BBU接口模块进一步用于，将所述上行基带数据通过所述对应输出光口发送给所述BBU。
[0021]本发明实施例还提供了一种基带数据交换方法，所述方法包括:
[0022]位于基带单元BBU和远端射频单元RRU之间的基带数据交换装置，将接收的所述BBU的下行基带数据通过所述装置内部的基带数据交换网络发送到指定的所述RRU，并将接收的所述RRU的上行基带数据通过所述装置内部的基带数据交换网络发送到指定的所述 BBU。
[0023]优选的，所述基带数据交换装置包括:BBU接口模块、RRU接口模块、交换模块和控制模块，且所述BBU接口模块、RRU接口模块、交换模块和控制模块分别由相应数量的现场可编程门阵列FPGA芯片组成。
[0024]优选的，所述将接收的BBU的下行基带数据通过所述装置内部的基带数据交换网络发送到指定的RRU，包括:
[0025]接收所述BBU的下行基带数据，通过所述BBU接口模块的输入链路，将所述下行基带数据输入到所述交换模块的基带数据交换网络；
[0026]在所述控制模块的控制下，将所述下行基带