一種無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)，該無線基站設(shè)備包括基帶處理單元，所述基帶處理單元包括用于基帶處理的圖形處理器和PCIE轉(zhuǎn)換器；其中，所述圖形處理器包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。本發(fā)明所提供的上述無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)成本低、性能好、可以在較短時間內(nèi)上市并且升級容易。
【專利說明】一種無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，尤其涉及一種無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著諸如3G、HSPA+、WiMAX和LTE等無線技術(shù)的發(fā)展，電信設(shè)備制造商和網(wǎng)絡(luò)運營商一直在尋找更好的方案以實現(xiàn)具有更低成本、更好性能和更短上市時間的通信基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。
[0003]無線基站是通信基礎(chǔ)設(shè)施中的一個重要組成部分?；鶐幚韱卧菬o線基站中最為關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一。基帶處理單元以數(shù)字化的基帶無線電信號和基站控制信號作為輸入，可以產(chǎn)生多路同步用戶數(shù)據(jù)信道，包括語音、數(shù)據(jù)和多媒體流。
[0004]在無線基站的基帶處理單元中，使用了許多高級的信號處理技術(shù)，諸如FIR濾波器、FFT/IFFT以及turbo卷積編解碼等。這些信號處理技術(shù)都是計算密集型的技術(shù)，需要很多并行計算。由于這種密集的計算需求，使得實現(xiàn)基帶處理單元的成本很高，再加上基帶處理單元與無線基站其他單元之間的帶寬需求越來越大，現(xiàn)有的實現(xiàn)方案難以滿足日益增長的帶寬需求。
[0005]因此，需要提供一種低成本并且可以滿足帶寬需求的無線基站設(shè)備以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種無線基站設(shè)備，包括基帶處理單元，所述基帶處理單元包括用于基帶處理的圖形處理器和PCIE轉(zhuǎn)換器；其中，所述圖形處理器包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
[0008]優(yōu)選地，所述PCIE接口為16通道PCIE接口。
[0009]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述無線基站設(shè)備還包括射頻和模擬單元以及處理器單元；其中，所述圖形處理器通過所述PCIE轉(zhuǎn)換器與所述射頻和模擬單元以及所述處理器單元通信。
[0010]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述射頻和模擬單元包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
[0011]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述處理器單元包括中央處理器。
[0012]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述中央處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0013]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述處理器單元包括ARM處理器。[0014]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述ARM處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0015]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述ARM處理器包括簡化的吉比特介質(zhì)獨立接口，以通過以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0016]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器通過網(wǎng)卡接口與所述外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0017]根據(jù)本發(fā)明另一方面，還公開了一種通信系統(tǒng)，包括無線基站設(shè)備，所述無線基站設(shè)備包括基帶處理單元；所述基帶處理單元包括用于基帶處理的圖形處理器和PCIE轉(zhuǎn)換器；其中，所述圖形處理器包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
[0018]優(yōu)選地，所述PCIE接口為16通道PCIE接口。
[0019]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述無線基站設(shè)備還包括射頻和模擬單元以及處理器單元；其中，所述圖形處理器通過所述PCIE轉(zhuǎn)換器與所述射頻和模擬單元以及所述處理器單元通信。
[0020]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述射頻和模擬單元包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
[0021]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述處理器單元包括中央處理器。
[0022]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述中央處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0023]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述處理器單元包括ARM處理器。
[0024]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述ARM處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0025]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述ARM處理器包括簡化的吉比特介質(zhì)獨立接口，以通過以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0026]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，所述以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器通過網(wǎng)卡接口與所述外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
[0027]本發(fā)明所提供的上述無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)成本低、性能好、可以在較短時間內(nèi)上市并且升級容易。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的無線基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的無線基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0031]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。[0032]為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種無線基站設(shè)備。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的無線基站設(shè)備100的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，無線基站設(shè)備100包括基帶處理單元102?；鶐幚韱卧?02包括用于基帶處理的圖形處理器(GPU)和PCIE轉(zhuǎn)換器(PC1-Express Switch)。其中，圖形處理器包括PCIE接口，以與PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
[0034]基帶處理單元102進(jìn)行的基帶處理包括許多高級的信號處理技術(shù)，諸如FIR濾波器、FFT/IFFT、turb0卷積編解碼、調(diào)制解調(diào)、擴(kuò)頻解擴(kuò)、信道估計等等。這些信號處理技術(shù)都是計算密集型的技術(shù)，需要很多并行計算。GPU是由于在現(xiàn)代的計算機(jī)中圖形的處理變得越來越重要，需要一個專門的圖形的核心處理器而產(chǎn)生的，因此GPU多用于使顯卡減少對CPU的依賴，并進(jìn)行部分原本CPU的工作。但是，GPU有著優(yōu)秀的并行計算能力，與CPU相比，在浮點運算、并行計算等部分計算方面，GPU可以提供數(shù)十倍乃至于上百倍于CPU的性能。與DSP和FPGA相比，GPU可以提供一組DSP才能完成的計算能力。例如，最新的TI通信基礎(chǔ)設(shè)施S0CTMS320TCI6618可以提供4x19.2GFlops=76.8GFlops的浮點計算能力，但是它需要使用一組DSP來完成基站中所有的基帶處理，這會增加整個系統(tǒng)的成本，而僅用一個GPU就可實現(xiàn)這樣的計算能力。另外，對于不同計算密集度的需求，可以選用不同的GPU。因此，用GPU來實現(xiàn)基帶處理可以降低整個無線基站設(shè)備的成本。而且，隨著無線技術(shù)的發(fā)展，時常有必要實現(xiàn)新的軟件核心或者更新軟件核心。相對于DSP和FPGA，GPU的統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu)(CUDA)是基于C/C++語目而不是匯編語目，使得發(fā)展(evolve)無線協(xié)議的軟件核心容易得多，并且將縮短上市時間和基站的升級時間。
[0035]GPU包括PCIE接口，以與PCIE轉(zhuǎn)換器互連。優(yōu)選地，該P(yáng)CIE接口可以為16通道(X16)PCIE接口，例如PCIE 2.0X16。PCIE是當(dāng)前主流的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，PCIE的接口根據(jù)總線位寬的不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16，而X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式。PCIE Xl能夠提供250MB/S的傳輸速度，顯卡用的PCIE X16則達(dá)到了 4GB/s。由于PCIE總線可以在上下行同時傳輸數(shù)據(jù)，因此通常將PCIE X16的帶寬視為8GB/s。因此，PCIE轉(zhuǎn)換器可以為GPU與無線基站的其他單元通信提供PCIE信道，PCIE信道可以為整個基站設(shè)備提供充足的帶寬。
[0036]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，無線基站設(shè)備100還可以包括射頻和模擬(RF &Analog)單元101以及處理器單元103。其中，GPU通過PCIE轉(zhuǎn)換器與射頻和模擬單元101以及處理器單元103通信。PCIE轉(zhuǎn)換器可以為GPU與射頻和模擬單元101以及與處理器單元103的通信提供PCIE信道，為射頻和模擬單元101、基帶處理單元102和處理器單元103提供充足的帶寬。
[0037]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，射頻和模擬單元101可以包括PCIE接口，以與PCIE轉(zhuǎn)換器直接互連?？蛇x地，射頻和模擬單元101也可以包括能轉(zhuǎn)換為PCIE接口的其他接口。射頻和模擬單元101為無線基站設(shè)備100提供空中接口的物理層無線鏈路傳輸、相關(guān)測試及告警功能，包括接收通道和發(fā)射通道。在接收通道中，射頻信號經(jīng)放大，濾波、下變頻至基帶信號供基帶處理單元102處理；而在發(fā)射通道中，基帶模擬信號經(jīng)調(diào)制、放大、上變頻至射頻信號由天線向空中輻射出去。[0038]處理器單元103為基帶處理單元102提供連接到IP網(wǎng)絡(luò)或吉比特以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口控制處理并對整個無線基站100的各個單元起控制作用，諸如時鐘產(chǎn)生、電源供應(yīng)等
坐寸O
[0039]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，處理器單元103可以包括中央處理器(CPU)。中央處理器的核心功能是運算和控制，具體說來，CPU具有指令順序控制、操作控制、時間控制和數(shù)據(jù)加工的功能。因此，CPU可以很好地為基帶處理單元102提供網(wǎng)絡(luò)接口控制處理并對整個無線基站100的各個單元起控制作用。
[0040]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，CPU可以包括吉比特以太網(wǎng)接口(未在圖中示出)以直接與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)互連，從而將無線基站設(shè)備100連接到核心網(wǎng)絡(luò)(如3G核心網(wǎng)絡(luò))中。
[0041]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例的無線基站設(shè)備200的結(jié)構(gòu)框圖。為了簡潔，對于參照上述實施例描述的無線基站設(shè)備的射頻和模擬單元以及基帶處理單元，省略具體描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員參考圖1并結(jié)合上面的描述能夠理解射頻和模擬單元以及基帶處理單元的具體結(jié)構(gòu)和運行方式。
[0042]如圖2所不，處理器單兀203可以包括ARM (Advanced RISCMachines)處理器。ARM處理器具有體積小、低功耗、低成本和高性能的優(yōu)點。ARM處理器的執(zhí)行速度可以達(dá)到每秒執(zhí)行百萬條指令(即MIPS)。優(yōu)選地，ARM處理器可以選擇Marvell MV78260 ARM SOC。
[0043]在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，ARM處理器可以包括吉比特以太網(wǎng)接口(未在圖中示出)，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)互連。例如，ARM處理器為高端的ARM處理器，其可以包括吉比特以太網(wǎng)接口，以通過外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器將無線基站設(shè)備200連接到核心網(wǎng)絡(luò)(例如,3G核心網(wǎng)絡(luò))中。
[0044]在本發(fā)明另一個優(yōu)選實施例中，ARM處理器不具有物理層接口，因此可以包括簡化的吉比特介質(zhì)獨立接口(RGMII)，以通過以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器(Ethernet PHY Switch)與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)互連。例如ARM處理器為低端的ARM處理器，其可以包括簡化的吉比特介質(zhì)獨立接口，以通過外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器將無線基站設(shè)備200連接到核心網(wǎng)絡(luò)(例如,3G核心網(wǎng)絡(luò))中。
[0045]以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器可以通過網(wǎng)卡接口與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連?？蛇x地，網(wǎng)卡接口可以為RJ45連接器。
[0046]另外，值得注意的是，在本發(fā)明中“互連”可以表示直接連接，也可以表示間接連接。
[0047]根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供了一種通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括上述無線基站設(shè)備。為了簡潔，對于參照上述實施例描述的無線基站設(shè)備，省略具體描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員參考圖1至圖2并結(jié)合上面的描述能夠理解無線基站設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)和運行方式。
[0048]本發(fā)明所提供的上述無線基站設(shè)備和包括該無線基站設(shè)備的通信系統(tǒng)成本低、性能好、可以在較短時間內(nèi)上市并且升級容易。
[0049]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種無線基站設(shè)備，包括基帶處理單元， 所述基帶處理單元包括用于基帶處理的圖形處理器和PCIE轉(zhuǎn)換器；其中， 所述圖形處理器包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述PCIE接口為16通道PCIE接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線基站設(shè)備，其特征在于， 所述無線基站設(shè)備還包括射頻和模擬單元以及處理器單元；其中， 所述圖形處理器通過所述PCIE轉(zhuǎn)換器與所述射頻和模擬單元以及所述處理器單元通?目。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述射頻和模擬單元包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述處理器單元包括中央處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述中央處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述處理器單元包括ARM處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述ARM處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述ARM處理器包括簡化的吉比特介質(zhì)獨立接口，以通過以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線基站設(shè)備，其特征在于，所述以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器通過網(wǎng)卡接口與所述外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
11.一種通信系統(tǒng)，包括無線基站設(shè)備， 所述無線基站設(shè)備包括基帶處理單元； 所述基帶處理單元包括用于基帶處理的圖形處理器和PCIE轉(zhuǎn)換器；其中， 所述圖形處理器包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述PCIE接口為16通道PCIE接□。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述無線基站設(shè)備還包括射頻和模擬單元以及處理器單元；其中， 所述圖形處理器通過所述PCIE轉(zhuǎn)換器與所述射頻和模擬單元以及所述處理器單元通?目。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻和模擬單元包括PCIE接口，以與所述PCIE轉(zhuǎn)換器互連。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器單元包括中央處理器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器單元包括ARM處理器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述ARM處理器包括吉比特以太網(wǎng)接口，以與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述ARM處理器包括簡化的吉比特介質(zhì)獨立接口，以通過以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器與外部無線網(wǎng)絡(luò)控制器互連。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述以太網(wǎng)物理層轉(zhuǎn)換器通過網(wǎng)卡接口與所述外部無線網(wǎng) 絡(luò)控制器互連。
【文檔編號】H04L25/02GK103812800SQ201210448081
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】劉嘉嘉 申請人:輝達(dá)公司