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多系统数字处理传输技术分析

时间:2016-09-13 17:28:25

 

1、引言
 
随着移动通信网络的飞速发展,带来了单运营商2G/3G/4G多网络的共存。随着中国铁塔的建立,带动了中国移动、联通和电信三大运营商2G/3G/4G多网络共建共享的需要。通过烽火科技集团旗下的武汉虹信等通信设备制造商的开发验证,运用多系统数字处理传输技术,可以实现单纤传输多达8种移动通信系统的数据,大幅降低了多系统的部署难度。
 
2015年,武汉虹信第一台多用户数字全光分布设备问世。此后,其多用户数字全光分布系统,无论是在基础技术、系统开发,还是在商用经验上,都处于业内公认的领先地位。在多种应用场景中,武汉虹信多用户数字全光分布系统实现了各类覆盖难点的突破,如商业中心覆盖、小区覆盖等等。多用户数字全光分布系统用于多运营商、多网覆盖,标志着多网独立运营到多运营商协同运营的转变,开创了移动通信的新时代。
 
2、多系统数字处理传输技术原理
 
在传统移动通信方式中,每个载波的I、Q信号都是15bit的数据,如果按一定比例压缩每个载波的数据量,那么在相同的带宽资源下,我们就能传输更多的载波数,从而可以更好的控制建设成本,降低建设难度。
 
多系统数字处理传输技术采用采用有损算法进行压缩,如A律编码。它最主要的特点是对大信号而言,信噪比相对于均匀量化要低一些;对小信号而言,信噪比相对于均匀量化则明显提高。因此,这种压缩方式契合移动通信的实时数据处理方式,时延的增加也在可控范围内。
 

压缩模块的数据对应关系如表1所示,线性码的幅度值是指载波数据的幅度值,有14bit;压缩后的数据称为非线性码,非线性码的幅度值由两部份组成,高位是段落码,有4bit,低位是段内幅度码,有5bit;段内幅度码的量化步长是随着段落码的增大而增大,因为在信号的传输过程中噪声是不变的,信号功率小的时候信号的信噪比小,信号功率大的时候信号的信噪比也大,当信号的信噪比小的时候,信号质量相对于噪声功率比较敏感,那怕信号质量损失很小,系统信噪比也会变差;当信号的信噪比大的时候,信号质量相对于噪声功率不是很敏感,在一定范围内,信号质量即使损失比较大,系统信噪比不会变得很差。
 
解压缩模块的数据对应关系如表2所示,非线性码数据的幅度值是指压缩后数据的幅度值,非线性码数据的逆量化步长与非线性码数据的幅度值的范围是一一对应的,非线性码逆量化后数据的幅度值是恢复数据的幅度值,有14bit。
 
关键要素
采样速率
AD的工作速率
码片速率
经过DDC抽取之后的速率
数据位宽
每个码片的对应的数值位宽,一般的,在光路上传输每个码片数据位宽为30bit,压缩后可以降低到20/15/10bit
压缩算法
一般采用有损算法进行压缩,如A律等压缩算法,可以实现1.5:1,2:1甚至3:1的压缩效率,压缩率越高,指标恶化越严重,需要折中处理
 
其中,fi为码片速率,wi为数据位宽,Ni表示载波数量(i=1,2,3…表示制式),Cwlan表示wlan占用的容量,Ccontrol表示控制信息占用的容量,最后的乘10除8表示8B10B编码后所占用的总容量。
 

3、多系统数字处理传输技术应用
 
多系统数字处理传输技术依托压缩算法,将抽取后的载波数据按照一定的压缩比进行数据压缩,减少载波数据量,从而提高了数据传输的带宽利用率,减少了数据传输占用的带宽,实现单路传输多系统数据。在满足EVM为3%的情况下,经过实际测试,已压缩与未压缩的输入信号动态范围基本一致。
 
针对移动、联通、电信三大运营商8频12通道数据合路需求,通过多系统数字处理传输技术,采用优化后的采样速率,兼顾了数据传输质量与压缩效率。 通过1.5:1的压缩比,8系统占用带宽合计达到7.59Gbps,物理上可以采用10Gps的光模块实现数据传输。
 

4、结束语
本文基于压缩算法,综合AD处理技术,提出了多系统数字处理传输的解决方案。从多运营商多网络制式的需求来看,通过多系统数字处理传输技术,采用1:1.5的压缩比,可以通过10Gps的光模块实现单路传输8模12通道的数据。该方案容量大,资源占用小,可以实现单路多网数据传输。依托该技术,可以实现多运营商低成本多网合路有源方案,开拓共建共享新思路。
 
 


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