專利名稱：有損數(shù)據(jù)壓縮方法及基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域中的一種有損數(shù)據(jù)壓縮 方法、以及一種基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)也越來越多地應(yīng)用在移動通信 產(chǎn)品中，移動通信技術(shù)的發(fā)展，同時也進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。在目 前以光纖傳輸為主的通信系統(tǒng)中，光纖傳輸帶寬至少都在1. 25GHz,2. 5GHz、3. 25GHz，甚至 可以達(dá)到6GHz或者以上，因此，所能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是巨大的，高的數(shù)據(jù)傳輸量，確保了現(xiàn) 在的通信產(chǎn)品可以支持更多的載波數(shù)、更好的信號傳輸質(zhì)量、更多的應(yīng)用模式等等。然而，隨著通信的發(fā)展，通信的應(yīng)用方式也在不斷增加，因此，對傳輸帶寬的要求 也與日俱增，但是，如果無限制的通過增加帶寬的方式來滿足這些不斷增加的應(yīng)用需求，運(yùn) 營商的投入無疑是巨大的，不能從根本上解決問題，另一方面，如果還是基于傳統(tǒng)的傳輸方 式，不增加帶寬，必定會損失掉部分業(yè)務(wù)，例如減少傳輸?shù)妮d波數(shù)、減少應(yīng)用模式等，因此， 如何能夠保證在不損失業(yè)務(wù)的情況下，又能不增加傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，而且還能夠減少運(yùn)營商 的投入成本，成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種有損數(shù)據(jù)壓縮方法 以及一種基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其可以有效降低傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少傳輸時 所占用的數(shù)據(jù)帶寬，便于無線通信投入時降低投入成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種有損數(shù)據(jù)壓縮方法，包括步驟根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有損截 位處理；根據(jù)所述選定的標(biāo)記位對所述有損截位處理后的信號進(jìn)行解壓縮的數(shù)位恢復(fù)，得 到恢復(fù)后信號。一種基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括 相互連接的DDC子系統(tǒng)、組幀子系統(tǒng)，所述接收端包括相互連接的解幀子系統(tǒng)、DUC子系統(tǒng)所述發(fā)送端還包括連接于所述DDC子系統(tǒng)與所述組幀子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壓縮子 系統(tǒng)，用于根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式對所述DDC子系統(tǒng)輸 出的基帶信號進(jìn)行有損截位處理，所述有損截位處理后的信號及其對應(yīng)的標(biāo)記位通過所述 組幀子系統(tǒng)進(jìn)行組幀后傳輸至接收端。所述接收端還包括連接于所述解幀子系統(tǒng)與DUC子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)解壓縮子系 統(tǒng)，用于根據(jù)所述解幀子系統(tǒng)解幀得到的所述選定的標(biāo)記位對所述有損截位處理后的信號 進(jìn)行解壓縮的數(shù)位恢復(fù)，得到恢復(fù)后信號。
根據(jù)上述本發(fā)明的方案，在進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理時，是根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的 標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式進(jìn)行有損截位處理，將處于預(yù)設(shè)窗寬外的數(shù)據(jù)予以丟棄，從而 有效降低了所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了傳輸時所占用的數(shù)據(jù)帶寬，在實(shí)現(xiàn)無線通信的投入應(yīng) 用時，降低了投入成本。


圖1是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法中的數(shù)據(jù)截位處理的示意圖；圖3是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法中數(shù)據(jù)截位處理的狀態(tài)選擇示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字通信系統(tǒng)的流程結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是應(yīng)用了有損數(shù)據(jù)壓縮的本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下以本發(fā)明的最佳實(shí)施方式為例，對本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)闡述說明。參見圖1所示，是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法的流程示意圖，其具體包括步驟步驟S101 根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行 有損截位處理。而對于數(shù)據(jù)壓縮的過程來說，在對其進(jìn)行壓縮后，通常還要進(jìn)行解壓縮的過程，以 恢復(fù)出原始的信息數(shù)據(jù)便于使用，也就是說，數(shù)據(jù)壓縮的過程和數(shù)據(jù)解壓縮的過程通常是 相輔相成的，因此，在上述執(zhí)行完有損數(shù)據(jù)壓縮的過程之后，還需要執(zhí)行數(shù)據(jù)解壓縮的過程 (盡管執(zhí)行解壓縮的過程的時刻會有所區(qū)別，有的立馬執(zhí)行，有的是在過了某個時間段之后 才執(zhí)行)，即，在上述步驟S101的數(shù)據(jù)壓縮過程之后，還包括下述步驟的解壓縮過程步驟S102 根據(jù)所述選定的標(biāo)記位對所述有損截位處理后的信號進(jìn)行解壓縮的 數(shù)位恢復(fù)，得到恢復(fù)后信號。在另一方面，考慮到在應(yīng)用到移動通信技術(shù)中時，各數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率不盡相同，原 始輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率與進(jìn)行壓縮處理時所需要的數(shù)據(jù)速率可能不相同，無法匹配，相應(yīng) 地，在數(shù)據(jù)解壓縮之后得到的恢復(fù)后信號的數(shù)據(jù)速率也與后續(xù)應(yīng)用所要求的數(shù)據(jù)速率可能 也不相同，無法匹配，因此，本發(fā)明還在進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮之前、以及進(jìn)行數(shù)據(jù)解壓縮的過程之 后，還進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的適配處理，即在上述步驟S101之前，還包括步驟步驟S1010 將DDC處理后的基帶信號轉(zhuǎn)換為與數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)速率相同的適配 處理后的所述輸入數(shù)據(jù)；在步驟S102之后還包括步驟將所述恢復(fù)后信號轉(zhuǎn)換為與DUC的數(shù)據(jù)速率相同的 逆向適配處理后的信號。據(jù)此，對于DDC處理后的基帶信號，首先將其數(shù)據(jù)速率轉(zhuǎn)換至與數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù) 速率相同，以利于數(shù)據(jù)壓縮時的處理，在進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理時，是根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選 定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式進(jìn)行有損截位處理，將處于預(yù)設(shè)窗寬外的數(shù)據(jù)予以丟棄， 從而有效降低了所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了傳輸時所占用的數(shù)據(jù)帶寬，降低了投入成本。以下 針對其中一個具體的有損數(shù)據(jù)壓縮過程進(jìn)行詳細(xì)闡述。以下以對DDC處理后的基帶信號進(jìn)行有損數(shù)據(jù)壓縮為例進(jìn)行詳細(xì)說明。
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經(jīng)過DDC處理后得到的基帶信號，是低速數(shù)據(jù)速率的基帶信號，這里的DDC處理一 般包括有混頻、抽取和濾波處理，是現(xiàn)有技術(shù)中已有的處理方式，但是，盡管該基帶信號已 經(jīng)具有低速數(shù)據(jù)速率，卻不一定能夠滿足數(shù)據(jù)壓縮處理時的數(shù)據(jù)速率的要求，因此，需要進(jìn) 行數(shù)據(jù)速率的適配處理。這里的適配處理，需要根據(jù)DDC處理后輸出基帶信號的數(shù)據(jù)速率， 以及數(shù)據(jù)壓縮對數(shù)據(jù)速率的需求來進(jìn)行。例如，假如DDC處理后輸出基帶信號的數(shù)據(jù)速率 為5MSPS，而數(shù)據(jù)壓縮處理時的數(shù)據(jù)速率為3MSPS，則需要對基帶信號進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的適配 處理，以滿足數(shù)據(jù)壓縮的處理需求，即進(jìn)行3倍內(nèi)插、5倍抽取的處理。經(jīng)過數(shù)據(jù)速率的適配處理后的信號，即可進(jìn)入有損數(shù)據(jù)壓縮的過程，其主要是對 I、Q數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)壓縮處理，其具體的處理方式，是通過采用預(yù)設(shè)窗寬，進(jìn)行截位處 理，即將位于預(yù)設(shè)窗寬外的數(shù)據(jù)予以丟棄。而預(yù)設(shè)窗寬的選擇，主要根據(jù)具體實(shí)際應(yīng)用的條 件而定，如可以根據(jù)帶寬來確定，同時，還可以考慮具體的信號質(zhì)量要求，如果要求高質(zhì)量 信號，則可以適當(dāng)增加窗寬，并盡量選擇高一點(diǎn)的傳送帶寬。如果要求低質(zhì)量信號，則可以 適當(dāng)減少窗寬，節(jié)約傳輸成本，具體的預(yù)設(shè)窗寬的選擇方式在此不予贅述。以將壓縮處理后的信號進(jìn)行CPRI傳輸為例，在CPRI的傳輸中，一般是傳輸15bit 的數(shù)據(jù)，即傳輸15bit的IQ信號，但為了降低傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，也即CPRI的傳輸凈荷，采用有 損壓縮處理方法，這里采用直接的數(shù)據(jù)截位方法，也即對15bit的I、Q信號進(jìn)行直接截位處 理。根據(jù)應(yīng)用要求，這里將可控制窗寬的壓縮窗的預(yù)設(shè)窗寬選擇為libit數(shù)據(jù)，因此，位于 壓縮窗外的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有損截位處理，并用經(jīng)過有損截位處理后的libit數(shù)據(jù)來表征原 始的15bit的數(shù)據(jù)信號。在進(jìn)行有損截位處理的過程中，隨著可控窗寬的壓縮窗的位置不同，數(shù)據(jù)截位處 理的位置也有所不同，從而使得具體的有損截位處理方式有所差異，以這里的預(yù)設(shè)窗寬為 libit為例，由于壓縮窗的位置的不同，可以有5種截位方式，在此引入5個標(biāo)記位分別來表 征不同的截位方式，分別可記為A flag、B flag, C flag、D flag和E flag，在確定了具體 的截位方式后，該截位方式對應(yīng)的標(biāo)記位將隨CPRI控制字進(jìn)行組幀和傳送。參見圖2所示，是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法中的數(shù)據(jù)截位處理的示意圖，在該 示意圖中，以原始數(shù)據(jù)為15bit為例進(jìn)行說明，并將15bit的數(shù)據(jù)截位為libit，即預(yù)設(shè)窗寬 為libit，共有5種截位方式。通過上述顯然可見，通過有損截位處理，由于將位于壓縮窗外的數(shù)據(jù)進(jìn)行了截位， 即予以丟棄，已經(jīng)對原始信號進(jìn)行了惡化的處理，且不同的截位處理方式，對系統(tǒng)所帶來的 惡化影響的程度可能不盡相同，因此，在這里通過引入其中一種合適的方法和準(zhǔn)則，以避免 對信號質(zhì)量帶來極大的惡化，可以保證壓縮后的信號，仍滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。仍然以圖2中所示的數(shù)據(jù)截位方式為例，將原始的15bit數(shù)據(jù)記為BitO BH14， 經(jīng)過有損截位處理后，將15bit數(shù)據(jù)截位成libit數(shù)據(jù)，隨著可控窗寬的壓縮窗的位置 不同，數(shù)據(jù)截位處理的位置也有所不同，這里分別表征為5個狀態(tài)，分別記為A state、B state、C state、D state和E state。同時，為了便于后續(xù)的數(shù)據(jù)解壓縮處理，需要對每個 狀態(tài)配備一個標(biāo)記位，分別記為:A flag、Bflag、C flag、D flag和E flag。以圖2中為例，其中，在A state時表示截掉該數(shù)據(jù)最后4位，即截掉bit0、bitl、 bit2、與bit3，A flag指示為高電平。在B state時表示截掉BH14，同時也截掉該數(shù)據(jù)最后3位，即bit0、bitl、與bit2，B flag指示為高電平。在C state時表示截掉Bitl3、Bitl4，同時也截掉該數(shù)據(jù)最后2位，即bit0、bitl， 同時C flag指示為高電平。在D state時表示截掉Bitl2、Bitl3、Bitl4，同時也截掉該數(shù)據(jù)最后1位，S卩bitO， 同時D flag指示為高電平。在E state時表示截掉Bitll、Bitl2、Bitl3、Bitl4，同時E flag指示為高電平。針對上述多種壓縮窗外數(shù)據(jù)bit位的截位處理方式，如果不采用合適的方式，將 導(dǎo)致信號出錯或異常，會極大的降低信號質(zhì)量，因此，需要引入合適的截位處理準(zhǔn)則和方 法，以保證信號的質(zhì)量，滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求，以確保壓縮算法得到有效實(shí)現(xiàn)。在其中的一種 優(yōu)化的截位處理準(zhǔn)則和方法中，可以通過信號的信號能量所在區(qū)間來判定具體采用哪一種 截位處理方式，以下針對該截位處理準(zhǔn)則和方式進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖3所示，是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法中數(shù)據(jù)截位處理的狀態(tài)選擇示意 圖，其包含了圖 2 所示的 5 個狀態(tài)，艮:A state、B state、C state、D state 禾口 E state。在該狀態(tài)的選擇過程中，一個重要的判決因素是信號的能量，需要統(tǒng)計一段時間 內(nèi)的信號能量，如一幀TD-SCDMA信號的能量，將信號的能量記為PoWer。針對該5個狀態(tài)， 分別設(shè)定對應(yīng)的能量門限值，正常情況下，可分別對各狀態(tài)分別設(shè)定能量門限值，考慮到是 5個狀態(tài)，也可以是設(shè)定4個能量門限值，分別記為B gate.C gate.D gate和E gate。其 巾，B gate > C gate > D gate > Egate。其狀態(tài)的轉(zhuǎn)移或者選擇過程可如下所述上電或復(fù)位后，默認(rèn)狀態(tài)為Astate，即 采用A state對應(yīng)的方式進(jìn)行有損截位；當(dāng)功率門限或者所統(tǒng)計的信號能量Power達(dá)到B state狀態(tài)門限B gate時，即C gate < Power ^ B gate時，跳到Bstate并維持一個時隙 的時間；如果功率門限或者所統(tǒng)計的信號能量Power達(dá)到C state狀態(tài)門限C gate時，即D gate < Power彡C gate時，跳到C state并維持一個時隙的時間；如果功率門限或者所統(tǒng) 計的信號能量Power達(dá)到D state狀態(tài)門限D(zhuǎn) gate時，即E gate < Power ^ D gate時，跳 到D state并維持一個時隙的時間；如此類推，如果功率門限或者所統(tǒng)計的信號能量Power 達(dá)到E state狀態(tài)門限E gate時，S卩Power彡E gate時，跳到E state并維持一個時隙的 時間，如此類推，在此狀態(tài)下如果條件不滿足的話就回退一個狀態(tài)，即回到當(dāng)前統(tǒng)計的信號 能量所在區(qū)間所對應(yīng)的狀態(tài)。通過采用該準(zhǔn)則，可以極大程度的避免有用信號的損失，提高數(shù)據(jù)壓縮后的信號 質(zhì)量，滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。數(shù)據(jù)截位處理的標(biāo)記位，A flag、B flag、C flag、D flag或者E flag，將隨著有損 壓縮后的信息進(jìn)行CPRI組幀后傳送，在進(jìn)行CPRI解幀后，解析出對應(yīng)的標(biāo)記位，而數(shù)據(jù)解 壓縮處理則可以根據(jù)接收到的標(biāo)記位，對libit的壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮處理，恢復(fù)出15bit 的數(shù)據(jù)，其中，將之前丟失掉的數(shù)據(jù)位，直接補(bǔ)入某個特定的信息值即可，例如進(jìn)行補(bǔ)0處 理，從而，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的解壓縮處理。這里的恢復(fù)過程可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式， 在此不予贅述。其中，在上述說明中，是以圖2中所示的截位處理方式為例，將A state的門限值 設(shè)定的最高，E state的門限值設(shè)定的最低，即，在同一個數(shù)據(jù)中，位于該數(shù)據(jù)的最后的數(shù)據(jù) 位截掉的位數(shù)最多的截取方式，其對應(yīng)設(shè)定的能量門限值最高，而位于該數(shù)據(jù)的最前的數(shù)
7據(jù)位截掉的位數(shù)最多的截取方式，其對應(yīng)設(shè)定的能量門限值最低，余下的以此類推，當(dāng)然， 根據(jù)實(shí)際需要，也可以有其他的設(shè)定方式。其中，在上述說明中，是以預(yù)設(shè)窗寬為libit、將15bit壓縮為libit進(jìn)行說明，根 據(jù)實(shí)際需要，也可以是將預(yù)設(shè)窗寬設(shè)定為其他值，例如12bit，此時，標(biāo)記位只需要4個，相 應(yīng)地在設(shè)定能量門限值的時候，也可以只設(shè)定3個能量門限值，其他的以此類推，在此不予 贅述。上述本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法，可以應(yīng)用于具體的數(shù)字通信系統(tǒng)中，依據(jù)上述 本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法，本發(fā)明還提供一種基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)。以采用CPRI傳輸方式為例，參見圖4所示，是現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字通信系統(tǒng)的流程 結(jié)構(gòu)示意圖，包括發(fā)送端和接收端，在其發(fā)送端包括有DDC(DigitalD0wn Converter，數(shù)字 下變頻)子系統(tǒng)、CPRI (Common Public Radio Interface，通用公共無線電接口)組幀子系 統(tǒng)，在其接收端包括有CPRI解幀子系統(tǒng)和DUC (Digital Up Converter，數(shù)字上變頻)子系 統(tǒng)，其中，CPRI組幀子系統(tǒng)和CPRI解幀子系統(tǒng)之間，是通過光纖互聯(lián)。DDC子系統(tǒng)的輸出端 與CPRI組幀子系統(tǒng)的輸入端相連接，CPRI組幀子系統(tǒng)的輸出端通過光纖和CPRI解幀子系 統(tǒng)的輸入端相連接，CPRI解幀子系統(tǒng)的輸出端與DUC子系統(tǒng)的輸入端相連接，DUC子系統(tǒng)輸 出高速數(shù)字中頻信號。如圖5所示，是本發(fā)明的基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)的流程結(jié)構(gòu)示意圖， 在本發(fā)明的數(shù)字通信系統(tǒng)中，與現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字通信系統(tǒng)的區(qū)別之處主要在于在DDC 子系統(tǒng)之后、CPRI組幀子系統(tǒng)之前，引入了數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)；在CPRI解幀子系統(tǒng)之后、DUC 子系統(tǒng)之前，引入了數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)。其中，數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有損截 位處理，從而減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)，主要是實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的解壓縮處理，以 恢復(fù)出原來的數(shù)據(jù)。在另一方面，考慮到經(jīng)過DDC子系統(tǒng)處理后的基帶信號的數(shù)據(jù)速率，與數(shù)據(jù)壓縮 子系統(tǒng)進(jìn)行壓縮處理時所需要的數(shù)據(jù)速率可能不相同，無法匹配，相應(yīng)地，在數(shù)據(jù)解壓縮子 系統(tǒng)解壓縮出來信號后，該解壓縮出來的信號的數(shù)據(jù)速率與DUC子系統(tǒng)的應(yīng)用所要求的數(shù) 據(jù)速率可能也不相同，無法匹配，因此，本發(fā)明還可以在DDC子系統(tǒng)之后、數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng) 之前，引入DDC速率適配子系統(tǒng)，用其實(shí)現(xiàn)對DDC處理后的基帶信號的數(shù)據(jù)速率的適配處 理，以適應(yīng)后續(xù)的數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)速率的要求，并在數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)之后、DUC子 系統(tǒng)之前引入DUC速率適配子系統(tǒng)，用其實(shí)現(xiàn)對將數(shù)據(jù)解壓縮處理后的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率的 適配處理，為與上面發(fā)射端的適配處理從文字上相區(qū)分，在此可以稱之為逆向適配處理，以 下相同，以滿足后續(xù)的DUC子系統(tǒng)的應(yīng)用要求。其中，DDC速率適配子系統(tǒng)和DUC速率適配子系統(tǒng)都可能包含數(shù)據(jù)抽取處理和數(shù) 據(jù)內(nèi)插處理，但DDC速率適配子系統(tǒng)主要目的是降低數(shù)據(jù)速率，以更好的達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的 功能，而DUC速率適配子系統(tǒng)主要目的是為了提高數(shù)據(jù)速率，以滿足后續(xù)的DUC子系統(tǒng)的 要求。其中的數(shù)據(jù)抽取和數(shù)據(jù)內(nèi)插處理，一般會應(yīng)用到FIR(FIR:有限沖激響應(yīng)濾波器)、 IIR(IIR 無限沖激響應(yīng)濾波器)和CIC(CIC Cascaded Integrator-Comb積分級聯(lián)梳狀濾 波器)等濾波器，具體的通過FIR、IIR、CIC實(shí)現(xiàn)速率適配系統(tǒng)的方式可以采用現(xiàn)有技術(shù)中 已有的方式，在此不予贅述。以下以圖5中所示的包含DDC速率適配子系統(tǒng)、DUC速率適配子系統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)為例，對其具體的通信處理過程進(jìn)行詳細(xì)說明。對于DDC子系統(tǒng)，經(jīng)過DDC處理后得到基帶信號，所得到的基帶信號是低速數(shù)據(jù)速 率的基帶信號，這里的DDC處理一般包括有混頻、抽取和濾波處理，是現(xiàn)有技術(shù)中已有的處 理方式，但是，盡管該基帶信號已經(jīng)具有低速數(shù)據(jù)速率，卻不一定能夠滿足數(shù)據(jù)壓縮處理時 的數(shù)據(jù)速率的要求，因此，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的適配處理。DDC處理后得到的基帶信號，進(jìn)入DDC速率適配子系統(tǒng)，由DDC速率適配子系統(tǒng)根 據(jù)DDC子系統(tǒng)輸出的基帶信號的數(shù)據(jù)速率，以及數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)速率的需求進(jìn)行數(shù) 據(jù)速率的適配處理。例如，假如DDC子系統(tǒng)處理后輸出基帶信號的數(shù)據(jù)速率為5MSPS，而數(shù) 據(jù)壓縮子系統(tǒng)所需求的數(shù)據(jù)速率為3MSPS，則需要對基帶信號進(jìn)行3倍內(nèi)插、5倍抽取的處 理，從而滿足數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)速率的需求。經(jīng)過DDC速率適配子系統(tǒng)適配處理后的信號，進(jìn)入數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓 縮，該數(shù)據(jù)壓縮的過程主要是對I、Q數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)壓縮處理，其具體的處理方式，是 通過采用預(yù)設(shè)窗寬，進(jìn)行截位處理，即將位于預(yù)設(shè)窗寬外的數(shù)據(jù)予以丟棄。而預(yù)設(shè)窗寬的 選擇，主要根據(jù)具體實(shí)際應(yīng)用的條件而定，如可以根據(jù)帶寬來確定，同時，還可以考慮具體 的信號質(zhì)量要求，如果要求高質(zhì)量信號，則可以適當(dāng)增加窗寬，并盡量選擇高一點(diǎn)的傳送帶 寬。如果要求低質(zhì)量信號，則可以適當(dāng)減少窗寬，節(jié)約傳輸成本，具體的預(yù)設(shè)窗寬的選擇方 式在此不予贅述。在CPRI的傳輸中，一般是傳輸15bit的數(shù)據(jù)，即傳輸15bit的IQ信號，但為了降 低傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，也即CPRI的傳輸凈荷，采用有損壓縮處理方法，這里采用直接的數(shù)據(jù)截 位方法，也即對15bit的I、Q信號進(jìn)行直接截位處理。根據(jù)應(yīng)用要求，這里將可控制窗寬的 壓縮窗的預(yù)設(shè)窗寬選擇為libit數(shù)據(jù)，因此，位于壓縮窗外的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有損截位處理， 并用經(jīng)過有損截位處理后的libit數(shù)據(jù)來表征原始的15bit的數(shù)據(jù)信號。在進(jìn)行有損截位處理的過程中，隨著可控窗寬的壓縮窗的位置不同，數(shù)據(jù)截位處 理的位置也有所不同，從而導(dǎo)致所采用的有損截位處理的方式有所差異，以這里的預(yù)設(shè)窗 寬為libit為例，由于壓縮窗的位置的不同，可以有5種截位方式，在此引入5個標(biāo)記位分 別來表征不同的截位方式，分別可記為A flag, Bflag, C flag、D flag和E flag。參見圖2所示，是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法中的數(shù)據(jù)截位處理的示意圖，在該 示意圖中，以原始數(shù)據(jù)為15bit為例進(jìn)行說明，并將15bit的數(shù)據(jù)截位為libit，即預(yù)設(shè)窗寬 為libit，共有5種截位方式。通過上述內(nèi)容顯然可見，通過有損截位處理，由于將位于壓縮窗外的數(shù)據(jù)進(jìn)行了 截位，即予以丟棄，已經(jīng)對原始信號進(jìn)行了惡化的處理，且不同的截位處理方式，對系統(tǒng)所 帶來的惡化影響的程度可能不盡相同，因此，在這里通過引入其中一種合適的方法和準(zhǔn)則， 以避免對信號質(zhì)量帶來極大的惡化，可以保證壓縮后的信號，仍滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。仍然以圖2中所示的數(shù)據(jù)截位方式為例，將原始的15bit數(shù)據(jù)記為BitO BH14， 經(jīng)過有損截位處理后，將15bit數(shù)據(jù)截位成libit數(shù)據(jù)，隨著可控窗寬的壓縮窗的位置 不同，數(shù)據(jù)截位處理的位置也有所不同，這里分別表征為5個狀態(tài)，分別記為A state、B state、C state、D state和E state。同時，為了便于后續(xù)的數(shù)據(jù)解壓縮處理，需要對每個 狀態(tài)配備一個標(biāo)記位，分別記為:A flag、Bflag、C flag、D flag和E flag。以圖2中為例，其中，在A state時表示截掉該數(shù)據(jù)最后4位，即截掉bit0、bitl、bit2、與bit3，A flag指示為高電平。在B state時表示截掉BH14，同時也截掉該數(shù)據(jù)最后3位，即bit0、bitl、與 bit2，B flag指示為高電平。在C state時表示截掉Bitl3、Bitl4，同時也截掉該數(shù)據(jù)最后2位，即bit0、bitl， 同時C flag指示為高電平。在D state時表示截掉Bitl2、Bitl3、Bitl4，同時也截掉該數(shù)據(jù)最后1位，S卩bitO， 同時D flag指示為高電平。在E state時表示截掉Bitll、Bitl2、Bitl3、Bitl4，同時E flag指示為高電平。針對上述多種壓縮窗外數(shù)據(jù)bit位的截位處理方式，如果不采用合適的方法，將 導(dǎo)致信號出錯或異常，會極大的降低信號質(zhì)量，因此，需要引入合適的截位處理準(zhǔn)則和方 法，以保證信號的質(zhì)量，滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求，以確保壓縮算法得到有效實(shí)現(xiàn)。在其中的一種 優(yōu)化的截位處理準(zhǔn)則和方法中，可以通過信號的信號能量所在區(qū)間來判定具體采用哪一種 截位處理方式，以下針對該截位處理準(zhǔn)則和方式進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖3所示，是本發(fā)明的有損數(shù)據(jù)壓縮方法中數(shù)據(jù)截位處理的狀態(tài)選擇示意 圖，其包含了圖 2 所示的 5 個狀態(tài)，艮:A state、B state、C state、D state 禾口 E state。在該狀態(tài)的選擇過程中，一個重要的判決因素是信號的能量，需要統(tǒng)計一段時間 內(nèi)的信號能量，如一幀TD-SCDMA信號的能量，將信號的能量記為PoWer。針對該5個狀態(tài)， 分別設(shè)定對應(yīng)的能量門限值，正常情況下，可分別對各狀態(tài)分別設(shè)定能量門限值，考慮到是 5個狀態(tài)，也可以是設(shè)定4個能量門限值，分別記為B gate.C gate.D gate和E gate。其 巾，B gate > C gate > D gate > Egate。其狀態(tài)的轉(zhuǎn)移或者選擇過程可如下所述上電或復(fù)位后，默認(rèn)狀態(tài)為Astate，即 采用A state對應(yīng)的方式進(jìn)行有損截位；當(dāng)功率門限或者所統(tǒng)計的信號能量Power達(dá)到B state狀態(tài)門限B gate時，即C gate < Power ^ B gate時，跳到Bstate并維持一個時隙 的時間；如果功率門限或者所統(tǒng)計的信號能量Power達(dá)到C state狀態(tài)門限C gate時，即 D gate < Power ^ C gate時，跳到C state并維持一個時隙的時間；如果功率門限或者 所統(tǒng)計的信號能量Power達(dá)到D state狀態(tài)門限D(zhuǎn) gate時，即E gate < Power彡D gate 時，跳到D state并維持一個時隙的時間；如此類推，如果功率門限或者所統(tǒng)計的信號能量 Power達(dá)到E state狀態(tài)門限E gate時，即Power ^ E gate時，跳到E state并維持一個 時隙的時間，如此類推，在此狀態(tài)下如果條件不滿足的話就回退一個狀態(tài)，即回到當(dāng)前統(tǒng)計 的信號能量所在區(qū)間所對應(yīng)的狀態(tài)。通過采用該準(zhǔn)則，可以極大程度的避免有用信號的損失，提高數(shù)據(jù)壓縮后的信號 質(zhì)量，滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。數(shù)據(jù)截位處理后得到的數(shù)據(jù)，連同數(shù)據(jù)截位處理的標(biāo)記位，A flag, B flag、C flag, D flag或者E flag，傳送給CPRI組幀子系統(tǒng)，由CPRI子系統(tǒng)進(jìn)行組幀后傳送出去。在接收端，CPRI解幀子系統(tǒng)接收到通過光纖傳送過來的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行CPRI解幀， 得到標(biāo)記位和相關(guān)的數(shù)據(jù)截位處理后的數(shù)據(jù)，該標(biāo)記位和數(shù)據(jù)截位處理后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù) 解壓縮子系統(tǒng)進(jìn)行解壓縮處理。數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)根據(jù)標(biāo)記位對數(shù)據(jù)截位處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)處理，得到解壓 縮后的數(shù)據(jù)，恢復(fù)出15bit的數(shù)據(jù)，在此可稱之為是恢復(fù)后數(shù)據(jù)，這里的恢復(fù)過程可以是采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的方式，在此不予贅述。例如，將之前截取掉了信息的相應(yīng)位置補(bǔ)入某個 特定的信息位，等等。數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)解壓縮后得到的恢復(fù)后數(shù)據(jù)送入DUC速率適配子系統(tǒng)，DUC速 率適配子系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)解壓縮處理后的數(shù)據(jù)速率與DUC子系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)速率，進(jìn)行合適 的數(shù)據(jù)速率變換處理，即上述逆向適配處理。例如，假如數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)輸出的是3MSPS 的數(shù)據(jù)速率，而DUC子系統(tǒng)要求的數(shù)據(jù)速率是5MSPS，則需要進(jìn)行5倍內(nèi)插、3倍抽取的處 理，以滿足DUC子系統(tǒng)需求。在經(jīng)過DUC子系統(tǒng)的DUC處理之后，DUC子系統(tǒng)輸出高速數(shù)字中頻信號。其中，在上述說明中，是以圖2中所示的截位處理方式為例，將A state的門限值 設(shè)定的最高，E state的門限值設(shè)定的最低，即，在同一個數(shù)據(jù)中，位于該數(shù)據(jù)的最后的數(shù)據(jù) 位截掉的位數(shù)最多的截取方式，其對應(yīng)設(shè)定的能量門限值最高，而位于該數(shù)據(jù)的最前的數(shù) 據(jù)位截掉的位數(shù)最多的截取方式，其對應(yīng)設(shè)定的能量門限值最低，余下的以此類推，當(dāng)然， 根據(jù)實(shí)際需要，也可以有其他的設(shè)定方式。其中，在上述說明中，是以預(yù)設(shè)窗寬為libit、將15bit壓縮為libit進(jìn)行說明，根 據(jù)實(shí)際需要，也可以是將預(yù)設(shè)窗寬設(shè)定為其他值，例如12bit，此時，標(biāo)記位只需要4個，相 應(yīng)地在設(shè)定能量門限值的時候，也可以只設(shè)定3個能量門限值，其他的以此類推，在此不予 贅述。當(dāng)然，在上述說明中，是以傳輸協(xié)議為CPRI協(xié)議為例進(jìn)行闡述，傳輸協(xié)議還可以 是其他的傳輸協(xié)議，例如0BSAI(0pen Base Station Architecturelnitiative 基站公共 架構(gòu)協(xié)議)協(xié)議，此時，上述CPRI組幀子系統(tǒng)應(yīng)為0BSAI組幀子系統(tǒng)；在TD-SCDMA系統(tǒng)中 廣泛應(yīng)用的 Ir(Ir Interface between the RRUand the BBU, BBU 禾口 RRU 的接口 )協(xié)議， 此時，上述CPRI組幀子系統(tǒng)應(yīng)該為Ir組幀子系統(tǒng)，還可以是其他自定義的協(xié)議等等，此時， CPRI組幀子系統(tǒng)也是根據(jù)所采用的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的改變。另外，上述本發(fā)明方案中的數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)，可以利用專用的 ASIC芯片來實(shí)現(xiàn)，也可以是通過DSP、FPGA、CPLD、EPLD等可編程邏輯器件來實(shí)現(xiàn)。上述本發(fā) 明的數(shù)字通信系統(tǒng)可以是任何一種無線通信系統(tǒng)，例如基于6511丄0默、0〔5、開(、10-5〔0默、 WCDMA、CDMA2000, ffimax等通信體制的基站、基站子系統(tǒng)、射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)、載波調(diào)度系統(tǒng)等寸。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種有損數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，包括步驟根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有損截位處理；根據(jù)所述選定的標(biāo)記位對所述有損截位處理后的信號進(jìn)行解壓縮的數(shù)位恢復(fù)，得到恢復(fù)后信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有損數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所 選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式對所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有損截位處理的方式包括對各標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式分別設(shè)定對應(yīng)的能量門限值； 統(tǒng)計預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的輸入數(shù)據(jù)的信號能量值，根據(jù)該信號能量值所處的能量門限值的 范圍，選定用該能量門限值范圍對應(yīng)的標(biāo)記位作為選定的標(biāo)記位，并用該選定的標(biāo)記位對 應(yīng)的有損截位方式進(jìn)行有損截位處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有損數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于在進(jìn)行所述有損截位處理之前，還包括步驟將DDC處理后的基帶信號轉(zhuǎn)換為與數(shù)據(jù) 壓縮的數(shù)據(jù)速率相同的DDC速率適配處理后的所述輸入數(shù)據(jù)；在得到所述恢復(fù)后信號后，還包括步驟將所述恢復(fù)后信號轉(zhuǎn)換為與DUC的數(shù)據(jù)速率 相同的逆向適配處理后的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的有損數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)窗寬為 libit 或者 12bit。
5.一種基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，所述發(fā)送端包括相 互連接的DDC子系統(tǒng)、組幀子系統(tǒng)，所述接收端包括相互連接的解幀子系統(tǒng)、DUC子系統(tǒng)，其 特征在于所述發(fā)送端還包括連接于所述DDC子系統(tǒng)與所述組幀子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壓縮子系 統(tǒng)，用于根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式對所述DDC子系統(tǒng)輸出 的基帶信號進(jìn)行有損截位處理，所述有損截位處理后的信號及其對應(yīng)的標(biāo)記位通過所述組 幀子系統(tǒng)進(jìn)行組幀后傳輸至接收端。所述接收端還包括連接于所述解幀子系統(tǒng)與DUC子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)， 用于根據(jù)所述解幀子系統(tǒng)解幀得到的所述選定的標(biāo)記位對所述有損截位處理后的信號進(jìn) 行解壓縮的數(shù)位恢復(fù)，得到恢復(fù)后信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 壓縮子系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的方式對所述基帶信號進(jìn)行有損截位 處理的方式包括對各標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式分別設(shè)定對應(yīng)的能量門限值； 統(tǒng)計預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的所述基帶信號的信號能量值，根據(jù)該信號能量值所處的能量門限 值的范圍，選定用該能量門限值范圍對應(yīng)的標(biāo)記位作為選定的標(biāo)記位，并用該選定的標(biāo)記 位對應(yīng)的有損截位方式進(jìn)行有損截位處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接于所述DDC子系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)之間的DDC速率適配子系統(tǒng)，用于將所 述DDC子系統(tǒng)輸出的基帶信號轉(zhuǎn)換為與數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)據(jù)速率相同的適配處理后的信號，所述數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)對該適配處理后的信號進(jìn)行有損截位處理；連接于所述數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)與所述DUC子系統(tǒng)之間的DUC速率適配子系統(tǒng)，用于將 所述恢復(fù)后信號轉(zhuǎn)換為與所述DUC子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率相同的逆向適配處理后的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其特征在于，所 述預(yù)設(shè)窗寬為libit或者12bit。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其特征在于 所述組幀子系統(tǒng)為CPRI組幀子系統(tǒng)、OBSAI組幀子系統(tǒng)、或者Ir組幀子系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其特征在于 所述數(shù)據(jù)壓縮子系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)解壓縮子系統(tǒng)通過采用ASIC芯片實(shí)現(xiàn)，或者是通過采用 DSP、FPGA、CPLD、EPLD 實(shí)現(xiàn)； 和/或所述數(shù)字通信系統(tǒng)為 GSM、CDMA、DCS、JDC, TD-SCDMA, WCDMA, CDMA2000、或者 Wimax 通 信機(jī)制的基站、基站子系統(tǒng)、射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)或者載波調(diào)度系統(tǒng)。
全文摘要
一種有損數(shù)據(jù)壓縮方法以及一種基于有損數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字通信系統(tǒng)，其有損壓縮的過程包括在對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的適配處理后，對各標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式分別設(shè)定對應(yīng)的能量門限值；統(tǒng)計預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的輸入數(shù)據(jù)的信號能量值，根據(jù)該信號能量值所處的能量門限值的范圍，選定用該能量門限值范圍對應(yīng)的標(biāo)記位作為選定的標(biāo)記位，并用該選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式進(jìn)行有損截位處理。根據(jù)上述本發(fā)明的方案，在進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理時，是根據(jù)預(yù)設(shè)窗寬、采用所選定的標(biāo)記位對應(yīng)的有損截位方式進(jìn)行有損截位處理，將處于預(yù)設(shè)窗寬外的數(shù)據(jù)予以丟棄，有效降低了所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了傳輸時所占用的數(shù)據(jù)帶寬，降低了實(shí)現(xiàn)無線通信的投入應(yīng)用時的投入成本。
文檔編號H04W28/06GK101945431SQ20101026755
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者胡應(yīng)添 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司