具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

本发明实施例公开了一种5G室内无线通信多RRU扩展系统及其实现方法，能够有效地增加小区的信号覆盖范围，减少用户在不同RRU之间移动时产生的小区切换消耗，实现将Low Phy和eCPRI/CPRI协议转换的功能都放在射频扩展单元中。而且还可以有效的降低RRU基带处理负担，减少RRU的成本，进而降低新型数字化室分系统存在建设成本高，并且通用性与兼容性强，符合eCPRI标准协议。由此，可以节省投资，最大限度的利用现网资源，快速部署。

实施例一

请参阅图1，图1为本发明实施例公开的一种5G室内无线通信多RRU扩展系统示意图。其中，该系统可以实现为5G室内无线通信系统，包括皮站主机1、射频拉远单元3（RRU）和射频拉远扩展单元，对于该系统的具体应用本发明实施例不做限制。如图1所示，该系统还可以包括：

射频拉远扩展单元4（RHUB），用于在下行链路中，接收室内基带处理单元2发送的下行数据，对下行数据进行分路处理后发送至射频拉远单元3。或用于在上行链路中，接收射频拉远单元3发送的上行数据，对上行数据进行汇聚处理后发送至室内基带处理单元2；其中，射频拉远扩展单元RHUB与多个射频拉远单元为基于电缆连接的星型拓扑结构，射频拉远扩展单元4与多个室内基带处理单元2为星型和链型组合连接的结构，射频拉远扩展单元4用于通过星型拓扑结构将多个射频拉远单元组成多个小区。示例性地，如图2所示，为一种射频拉远拓展单元的应用框图，具体地，可以将室内基带处理单元2的级联光纤通信接口设置为光模块的封装类型为SFP28，由于SFP28是SFP+的加强版，和SFP+具有相同的尺寸，但其能支持单通道25Gb/s的速率。于此，SFP28可以为10G-25G-100G网络升级提供了一种高效的解决方案，可满足5G室内数据中心网络持续增长的需求，其中，可以将2路的室内基带处理单元2和1路的级联光口与射频拉远扩展单元进行连接。在室内基带处理单元2中，其光口和级联光口均设置为满足Opt-7.2 兼容Cat A、Cat B，eCPRI，由此支持25Gbps/10Gbps光口速率。需要说明的是，对于射频拉远拓展单元与射频拉远单元之间的拉远距离支持至少2km，也即光模块通信距离。这样，每四个射频拉远单元3或者每8个射频拉远单元就可以组成为1个小区，从而有效地增加小区的覆盖范围。

进一步地，为了实现小区覆盖功能的最大化，对于连接8个射频拉远单元的小区，可以通过POE RJ45以太网连接器或者光电复合缆给射频拉远单元供电,其通信接口可以为RJ45或者SFP28，从而能够支持eCPRI/CPRI协议，这样光口能够支持不少于13Gbps的速率，使得每4个射频拉远单元能够支持1个100M 4T4R NR小区，这样可以实现通过级联一个射频拉远扩展单元，就可以连接16个射频拉远单元，即可以支持4个4T4R小区，克服了现有技术的BBU/RRU复杂度，以及建设成本的问题。

进一步地，通过上述实现方式所形成的小区为相同载波频率的单频网小区，由此，射频拉远单元还用于承载多个不同载波频率的单频网小区。由于对于单频网SFN来说，射频拉远拓展单元下属的多个射频拉远单元可以组成一个相同载波频率的单频网小区，从而可以减少用户在不同射频拉远单元之间移动时产生的小区切换消耗。射频拉远拓展单元的单个射频拉远单元可以承载多个不同载波频率的单频网小区。这样多个射频拉远拓展单元下属的多个射频拉远单元就可以组成一个更大的超级单频网小区，从而进一步增加单小区在室内的覆盖范围。由此，通过这种分布式的 MIMO 的能力，在不需要更换射频拉远单元硬件的情形下，可实现5G低阶MIMO向5G高阶MIMO部署的平滑演进。

在一些优选实施方式中，在上行数据可以包括射频拉远单元的Low Phy任务，由于射频拉远扩展单元RHUB与多个射频拉远单元为基于电缆连接的星型拓扑结构，射频拉远扩展单元4与多个室内基带处理单元2为星型和链型组合连接的结构，射频拉远扩展单元将上行数据进行汇聚处理可以包括：将射频拉远单元的Low Phy任务进行处理，并基于eCPRI/CPRI协议接口将处理后的Low Phy任务发送至射频拉远单元。即将射频拉远单元内部处理流程本应该进行处理的基于eCPRI-CPRI协议的2x100M Low Phy任务转移到了射频拉远拓展单元上进行处理，就可以有效的降低射频拉远单元的基带处理负担，从而减少了射频拉远单元的建设成本和运行成本，而且还通过eCPRI/CPRI接口进行传输，从而可以在保证高传输带宽的同时，有效降低传输链路的成本。

进一步地，对于射频拉远扩展单元与射频拉远单元之间采用RJ45以太网或者SFP28光纤以太网的数据传输，通过RJ45以太网可以为射频拉远单元和射频拉远拓展单元的基于eCPRI/CPRI协议通信提供近距离的数据传输、同步以太网时钟以及POE远程供电；SFP28光纤以太网用于为射频拉远单元和射频拉远拓展单元的基于eCPRI/CPRI协议通信提供远距离的数据传输。射频拉远拓展单元还通过所述eCPRI/CPRI 协议的自动发现与远程内存地址访问功能实现对所述射频拉远单元的远程管理。由此，这种由射频拉远拓展单元同一负责接收射频拉远单元的管理，从管理平面方面，射频拉远拓展单元不仅完成了对自身硬件资源的管理，还通过 eCPRI/CPRI协议中自动发现与远程内存地址访问功能，完成了对射频拉远单元的硬件资源的直接的远程管理，减少了射频拉远单元对嵌入式的 CPU 的依赖，节省了器材成本，降低了系统的整体功耗。

具体地，对于射频拓展单元所采用的eCPRI协议的具体实现流程可以如图3所示，对于eCPRI协议数据速率估计公式如下：

有压缩时：

FH_BW≈［（12×2×9+4）× Nbr_RBs ×Nbr_Spatial_layers］×［1 000 × 2µ ×14］× 1.20 × 1.15。

其中当 SCS为15kHz 时，µ = 0，当SCS为30 kHz时，µ =1；1.20 表示控制消息、接口以及以太网的消耗；1.15 表示以太网传输余量，以避免拥塞等；PRB 压缩算法假设为block floating point compression（9 bit/4bit-exponent），用正常的cyclic prefix（14 symbols perslot），那么上下行的控制信息均为从DU到RU，所以上行数据速率会稍微降低一些，如 5%。以 1 个 100 MHz、4T4R、IQ_9的小区为例，带入到上述公式：

速率=［（12×2×9+4）×273×4］×（1 000×2×14）×1.2×1.15=9.28 Gbit/s。

无压缩时：

FH_BW ≈［（12×2×15）× Nbr_RBs ×Nbr_Spatial_layers］×［1000 × 2µ ×14］× 1.20 × 1.15。

其中，当 SCS 为 15 kHz 时，µ = 0，当 SCS 为 30 kHz 时，µ =1；1.20 表示控制消息、接口以及以太网的消耗；1.15 表示以太网传输余量，以避免拥塞等；采用非压缩格式，IQ_15；上下行的控制信息均为从 DU 到 RU，所以上行数据速率会稍微降低一些，如5%。以 1 个100 MHz、4T4R、IQ_15的小区为例，带入到上述公式：

速率=［（12×2×15）×273×4］×（1 000×2×14）×1.2×1.15=15.2 Gbit/s。

进一步地，射频拉远拓展单元还用于通过IEEE 1588协议和eCPRI协议从室内基带处理单元获取同步时钟，射频拉远单元用于通过IEEE 1588协议和eCPRI/CPRI协议从射频拉远拓展单元获取同步时钟。由此能够抵消因装置传输、处理导致的射频拉远单元与室内基带处理单元的链路时间同步误差与延迟测量误差。

实施例二

请参阅图4，图4为本发明实施例公开的又一种5G室内无线通信多RRU扩展系统示意图。其中，该系统可以实现为5G室内无线通信系统，包括皮站主机1、与皮站主机通信连接的室内基带处理单元2（BBU）和射频拉远单元3（RRU），对于该系统的具体应用本发明实施例不做限制。如图4所示，该系统还可以包括：

电源模块5，射频拉远扩展单元还用于通过电源模块将交流220V电流转换成直流48V电流输出，并对直流48V电流进行反接、过流、短路、EMC处理后为射频拉远单元提供不少于100W的以太网供电或光电复合缆供电。具体地，射频拉远拓展单元还可以同时为射频拉远单元提供PoE以太网或光电复合缆供电。可以具体通过AC-DC服务器电源模块，将把交流220V电流转换成直流48V电流输出，之后再对直流48V进行反接、过流、短路、EMC等保护电路设计，为射频拉远单元提供不少于100W供电。

电源模块还用于对AC掉电和DC掉电的监测生成掉电监测结果，并根据掉电监测结果向所述室内基带处理单元上报。由于采用了220V的AC供电, AC-DC服务器电源模块具有过压/欠压保护及告警功能，可以支持掉电向室内基带处理单元进行告警功能。具体实现为通过稳压二极管配合光耦芯片进行AC掉电、DC掉电监测，在FPGA核心供电增加法拉电容，经过逻辑电路处理，实现异常掉电后迅速保存数据日志以及向室内基带处理单元上报状态功能。

进一步地，对于FPGA的时间同步机制，由于外部参考时钟来源于室内基带处理单元的 25Gbps速率光口数据流中恢复出257.8125MHz的时钟信号。内部就可以以此作为参考进行锁定，并向其他模块产生同步时钟,包括射频拉远单元和级联的射频拉远拓展单元。对于一般的FPGA器件，每组可有4个Serdes通道，每组最好是用独立的CLOCK。1路LVDS257.8125MHz CLK给上联BBU/级联25Gbps速率的光口模块FPGA通信对应的bank。RRU兼容两种速率:25Gbps速率，2路LVDS 257.8125MHz CLK给FPGA通信对应的bank；10Gbps速率，2路LVDS 156.25MHz CLK给FPGA通信对应的bank。

实施例三

请参阅图5，图5为本发明实施例公开的又一种5G室内无线通信多RRU扩展装置的实现方法的流程示意图。其中，该方法可以应用为5G室内无线通信系统，包括皮站主机、与皮站主机通信连接的室内基带处理单元（BBU）和射频拉远单元（RRU），对于该方法的具体应用本发明实施例不做限制。如图5所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤301：配置用于在下行链路中，接收室内基带处理单元发送的下行数据，对下行数据进行分路处理后发送至射频拉远单元，或用于在上行链路中，接收射频拉远单元发送的上行数据，对上行数据进行汇聚处理后发送至室内基带处理单元的射频拉远扩展单元。

其中，射频拉远扩展单元与多个射频拉远单元为基于电缆连接的星型拓扑结构，射频拉远扩展单元与多个室内基带处理单元为星型和链型组合连接的结构，射频拉远扩展单元用于通过星型拓扑结构将多个射频拉远单元组成多个小区。

具体地，可以将室内基带处理单元2的级联光纤通信接口设置为光模块的封装类型为SFP28，由于SFP28是SFP+的加强版，和SFP+具有相同的尺寸，但其能支持单通道25Gb/s的速率。于此，SFP28可以为10G-25G-100G网络升级提供了一种高效的解决方案，可满足5G室内数据中心网络持续增长的需求，其中，可以将2路的室内基带处理单元2和1路的级联光口与射频拉远扩展单元进行连接。在室内基带处理单元2中，其光口和级联光口均设置为满足Opt-7.2 兼容Cat A、Cat B，eCPRI，由此支持25Gbps/10Gbps光口速率。需要说明的是，对于射频拉远拓展单元与射频拉远单元之间的拉远距离支持至少2km，也即光模块通信距离。这样，每四个射频拉远单元3或者每8个射频拉远单元就可以组成为1个小区，从而有效地增加小区的覆盖范围。

进一步地，为了实现小区覆盖功能的最大化，对于连接8个射频拉远单元的小区，可以通过POE RJ45以太网连接器或者光电复合缆给射频拉远单元供电,光电复合缆的长度需要综合考虑电缆截面积、损耗因素，其中电阻率与长度决定电缆截面积，ρ=RS/L，ρ为电阻率，S为横截面积，R为电阻值，L为导线长度。其通信接口可以为RJ45或者SFP28，从而能够支持eCPRI/CPRI协议，这样光口能够支持不少于13Gbps的速率，使得每4个射频拉远单元能够支持1个100M 4T4R NR小区，这样可以实现通过级联一个射频拉远扩展单元，就可以连接16个射频拉远单元，即可以支持4个4T4R小区，克服了现有技术的BBU/RRU复杂度，以及建设成本的问题。

进一步地，通过上述实现方式所形成的小区为相同载波频率的单频网小区，由此，射频拉远单元还用于承载多个不同载波频率的单频网小区。由于对于单频网SFN来说，射频拉远拓展单元下属的多个射频拉远单元可以组成一个相同载波频率的单频网小区，从而可以减少用户在不同射频拉远单元之间移动时产生的小区切换消耗。射频拉远拓展单元的单个射频拉远单元可以承载多个不同载波频率的单频网小区。这样多个射频拉远拓展单元下属的多个射频拉远单元就可以组成一个更大的超级单频网小区，从而进一步增加单小区在室内的覆盖范围。由此，通过这种分布式的 MIMO 的能力，在不需要更换射频拉远单元硬件的情形下，可实现5G低阶MIMO向5G高阶MIMO部署的平滑演进。

在一些优选实施方式中，在上行数据可以包括射频拉远单元的Low Phy任务，由于射频拉远扩展单元RHUB与多个射频拉远单元为基于电缆连接的星型拓扑结构，射频拉远扩展单元4与多个室内基带处理单元2为星型和链型组合连接的结构，射频拉远扩展单元将上行数据进行汇聚处理可以包括：将射频拉远单元的Low Phy任务进行处理，并基于eCPRI/CPRI协议接口将处理后的Low Phy任务发送至射频拉远单元。即将射频拉远单元内部处理流程本应该进行处理的基于eCPRI-CPRI协议或eCPRI-eCPRI协议的2x100M Low Phy任务转移到了射频拉远拓展单元上进行处理，就可以有效的降低射频拉远单元的基带处理负担，从而减少了射频拉远单元的建设成本和运行成本，而且还通过eCPRI接口进行传输，从而可以在保证高传输带宽的同时，有效降低传输链路的成本。

进一步地，对于射频拉远扩展单元与射频拉远单元之间采用RJ45以太网或者SFP28光纤以太网的数据传输，通过RJ45以太网可以为射频拉远单元和射频拉远拓展单元的基于eCPRI/CPRI协议通信提供近距离的数据传输、同步以太网时钟以及POE远程供电；SFP28光纤以太网用于为射频拉远单元和射频拉远拓展单元的基于eCPRI/CPRI协议通信提供远距离的数据传输。射频拉远拓展单元还通过所述eCPRI/CPRI 协议的自动发现与远程内存地址访问功能实现对所述射频拉远单元的远程管理。由此，这种由射频拉远拓展单元同一负责接收射频拉远单元的管理，从管理平面方面，射频拉远拓展单元不仅完成了对自身硬件资源的管理，还通过eCPRI/CPRI协议中自动发现与远程内存地址访问功能，完成了对射频拉远单元的硬件资源的直接的远程管理，减少了射频拉远单元对嵌入式的 CPU 的依赖，节省了器材成本，降低了系统的整体功耗。

实施例四

请参阅图6，图6是本发明实施例公开的一种5G室内无线通信多RRU扩展装置的实现装置的结构示意图。其中，图6所描述的5G室内无线通信多RRU扩展装置的装置可以应用在5G室内无线通信系统，对于该5G室内无线通信多RRU扩展装置的装置的应用系统本发明实施例不做限制。如图6所示，该装置可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器601；

与存储器601耦合的处理器602；

处理器602调用存储器601中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一所描述的5G室内无线通信多RRU扩展系统。

实施例五

本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一所描述的5G室内无线通信多RRU扩展系统。

实施例六

本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一或实施例二中所描述的5G室内无线通信多RRU扩展系统。

以上所描述的实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存储器（Random Access Memory，RAM）、可编程只读存储器（Programmable Read-only Memory，PROM）、可擦除可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM）、一次可编程只读存储器（One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM）、电子抹除式可复写只读存储器（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）、只读光盘（CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM）或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

最后应说明的是：本发明实施例公开的一种5G室内无线通信多RRU扩展系统及其实现方法所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。