多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)分析

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[導(dǎo)讀]隨著中國鐵塔的建立，帶動了中國移動、聯(lián)通和電信三大運營商2G/3G/4G多網(wǎng)絡(luò)共建共享的需要。

? ? 隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，帶來了單運營商2G/3G/4G多網(wǎng)絡(luò)的共存。隨著中國鐵塔的建立，帶動了中國移動、聯(lián)通和電信三大運營商2G/3G/4G多網(wǎng)絡(luò)共建共享的需要。通過烽火科技集團旗下的武漢虹信等通信設(shè)備制造商的開發(fā)驗證，運用多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)，可以實現(xiàn)單纖傳輸多達8種移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，大幅降低了多系統(tǒng)的部署難度。

? ? ?2015年，武漢虹信第一臺多用戶數(shù)字全光分布設(shè)備問世。此后，其多用戶數(shù)字全光分布系統(tǒng)，無論是在基礎(chǔ)技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)，還是在商用經(jīng)驗上，都處于業(yè)內(nèi)公認(rèn)的領(lǐng)先地位。在多種應(yīng)用場景中，武漢虹信多用戶數(shù)字全光分布系統(tǒng)實現(xiàn)了各類覆蓋難點的突破，如商業(yè)中心覆蓋、小區(qū)覆蓋等等。多用戶數(shù)字全光分布系統(tǒng)用于多運營商、多網(wǎng)覆蓋，標(biāo)志著多網(wǎng)獨立運營到多運營商協(xié)同運營的轉(zhuǎn)變，開創(chuàng)了移動通信的新時代。

? ?2、多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)原理

? ? 在傳統(tǒng)移動通信方式中，每個載波的I、Q信號都是15bit的數(shù)據(jù)，如果按一定比例壓縮每個載波的數(shù)據(jù)量，那么在相同的帶寬資源下，我們就能傳輸更多的載波數(shù)，從而可以更好的控制建設(shè)成本，降低建設(shè)難度。

? ? 多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)采用采用有損算法進行壓縮，如A律編碼。它最主要的特點是對大信號而言，信噪比相對于均勻量化要低一些；對小信號而言，信噪比相對于均勻量化則明顯提高。因此，這種壓縮方式契合移動通信的實時數(shù)據(jù)處理方式，時延的增加也在可控范圍內(nèi)。

? ? 壓縮模塊的數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系如表1所示，線性碼的幅度值是指載波數(shù)據(jù)的幅度值，有14bit；壓縮后的數(shù)據(jù)稱為非線性碼，非線性碼的幅度值由兩部份組成，高位是段落碼，有4bit，低位是段內(nèi)幅度碼，有5bit；段內(nèi)幅度碼的量化步長是隨著段落碼的增大而增大，因為在信號的傳輸過程中噪聲是不變的，信號功率小的時候信號的信噪比小，信號功率大的時候信號的信噪比也大，當(dāng)信號的信噪比小的時候，信號質(zhì)量相對于噪聲功率比較敏感，那怕信號質(zhì)量損失很小，系統(tǒng)信噪比也會變差；當(dāng)信號的信噪比大的時候，信號質(zhì)量相對于噪聲功率不是很敏感，在一定范圍內(nèi)，信號質(zhì)量即使損失比較大，系統(tǒng)信噪比不會變得很差。

? ? 解壓縮模塊的數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系如表2所示，非線性碼數(shù)據(jù)的幅度值是指壓縮后數(shù)據(jù)的幅度值，非線性碼數(shù)據(jù)的逆量化步長與非線性碼數(shù)據(jù)的幅度值的范圍是一一對應(yīng)的，非線性碼逆量化后數(shù)據(jù)的幅度值是恢復(fù)數(shù)據(jù)的幅度值，有14bit。

? ? 關(guān)鍵要素

? ? 采樣速率

? ? AD的工作速率

? ? 碼片速率

? ? 經(jīng)過DDC抽取之后的速率

? ? 數(shù)據(jù)位寬

? ? 每個碼片的對應(yīng)的數(shù)值位寬，一般的，在光路上傳輸每個碼片數(shù)據(jù)位寬為30bit，壓縮后可以降低 到20/15/10bit

? ? 壓縮算法

一般采用有損算法進行壓縮，如A律等壓縮算法，可以實現(xiàn)1.5:1,2:1甚至3:1的壓縮效率，壓縮率越高，指標(biāo)惡化越嚴(yán)重，需要折中處理

其中，fi為碼片速率，wi為數(shù)據(jù)位寬，Ni表示載波數(shù)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編碼后所占用的總?cè)萘俊?/p>

? ? 3、多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)應(yīng)用

? ? 多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)依托壓縮算法，將抽取后的載波數(shù)據(jù)按照一定的壓縮比進行數(shù)據(jù)壓縮，減少載波數(shù)據(jù)量，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捓寐?，減少了數(shù)據(jù)傳輸占用的帶寬，實現(xiàn)單路傳輸多系統(tǒng)數(shù)據(jù)。在滿足EVM為3%的情況下，經(jīng)過實際測試已壓縮與未壓縮的輸入信號動態(tài)范圍基本一致。

? ? 針對移動、聯(lián)通、電信三大運營商8頻12通道數(shù)據(jù)合路需求，通過多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)，采用優(yōu)化后的采樣速率，兼顧了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與壓縮效率。通過1.5:1的壓縮比，8系統(tǒng)占用帶寬合計達到7.59Gbps，物理上可以采用10Gps的光模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

? ? 4、結(jié)束語

本文基于壓縮算法，綜合AD處理技術(shù)，提出了多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸?shù)慕鉀Q方案。從多運營商多網(wǎng)絡(luò)制式的需求來看，通過多系統(tǒng)數(shù)字處理傳輸技術(shù)，采用1:1.5的壓縮比，可以通過10Gps的光模塊實現(xiàn)單路傳輸8模12通道的數(shù)據(jù)。該方案容量大，資源占用小，可以實現(xiàn)單路多網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。依托該技術(shù)，可以實現(xiàn)多運營商低成本多網(wǎng)合路有源方案，開拓共建共享新思路。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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