Ir接口壓縮

定義

紅外接口英文簡稱為IrDA，是Infrared Data Association（紅外線數據標準協會）的英文縮寫，IrDA紅外接口是一種紅外線無線傳輸協定以及基於該協定的無線傳輸接口。支持IrDA接口的掌上電腦，可以無線地向支持IrDA的設備無線連線來實現信息資源的共享。

原理

在TD-SCDMA和TD-LTE中，BBU與RRU間通過Ir接口傳輸基帶IQ數據及控制管理數據，Ir接口頻寬需求與基帶採樣速率、數據bit位寬和天線數目呈正比關係。由於8天線和2天線的基帶採樣速率和數據bit位寬無差異，因此8天線的Ir接口頻寬需求是2天線的4倍。比如信號頻寬20MHz時，BBU與1個8通道RRU間的Ir接口頻寬為：

30.72Mbit/s（基帶採樣速率）×2（I和Q兩路）×16（數據bit位寬）×8（天線數目）×10/8（8bit/10bit編碼）=9.8304Gbps。

信號頻寬為40MHz時，BBU和1個8通道RRU間的Ir接口頻寬將增大為20MHz信號頻寬的2倍，即19.6608Gbps。後續如果支持更高的信號頻寬，Ir接口頻寬將進一步增加；此外，如果進一步支持4級RRU級聯的話，Ir接口頻寬要求將線性提高4倍。

即便不支持RRU級聯，8天線基站的高速Ir接口（9.8304 Gbps、19.6608 Gbps）也已經成為TD-LTE基站產品設計的一個難題。8天線基站產品設計初期，10 Gbps Ir接口實現方案尚不成熟，廠商均採用兩個6.144 Gbps速率Ir接口邏輯綁定的方案支持10 Gbps速率的Ir接口傳輸，因此8天線20MHz的RRU產品通常採用兩個5 Gbps、6.144 Gbps速率Ir接口。隨著10 Gbps速率Ir接口實現方案於2012年年初成熟，大部分廠商在2012年推出的8天線40MHz RRU產品已經採用兩個10 Gbps速率Ir接口，但仍有少數廠商推出的8天線40MHz RRU產品仍採用4個5 Gbps速率Ir接口。

根據目前業界接口晶片技術發展情況，預計2015年前更高速率Ir接口（如20 Gbps）方案難以成熟，因此短期內8天線基站無法支持四級級聯。

為降低Ir接口頻寬需求，降低設備成本，提升設備多級級聯能力，業界開展了Ir接口壓縮技術研究工作。目前一般採用降低採樣頻寬和減少量化比特數兩種方式實現壓縮。其中，降低採樣頻寬是指利用FFT冗餘子載波特點（例如20MHz信號頻寬，共2048個子載波，但實際有效子載波為1200個，兩側其他子載波為0），通過濾波器降低採樣率（例如可由30.72MHz降低為23.04MHz）實現頻寬壓縮；減少量化比特即通過降低IQ數據符號的量化比特數（例如由15bit減少到12bit或者9bit），同時通過其他非線性量化技術以保證信號動態範圍和精度。綜合採用上述兩種壓縮算法，測試表明在不影響網路性能的條件下可壓縮接口頻寬一半左右。若進一步壓縮，例如壓縮接口頻寬到1/3左右，則可能對網路性能帶來一定的影響，需要進一步研究、驗證和評估。