CN1290347C - 一种基站组控***及其实现方法 - Google Patents

Abstract

一种基站组控***及其实现方法，涉及无线通信领域的数字通信***。基站组控***，包括N个基站，每个基站包括主控CPU、与所述主控CPU连接的TDMA/TDD处理单元、与所述TDMA/TDD处理单元连接的同步处理时序单元、与所述同步处理时序单元连接的线路接口单元，同步时序处理单元是能提供线与功能的同步光耦；各基站之间由所述线路接口单元引出的一根帧时序总线和一根地线连接并传递帧时序信号。本发明还提供了在上述***中实现组控***的方法。本发明有着组控方式灵活、连线简单、可扩展性强和基站间信号隔离效果好的优点。

Description

一种基站组控***及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种实现基站组控的方式，主要涉及在无线通信领域使用TDMA(时分多址)、TDD(时分双工)工作模式的数字通信***，诸如PHS(个人便携电话***)***中基站的组控方式。

背景技术

目前，PHS***已经被广泛应用，面对不断增加的用户数量，需要相应地提供更多的业务信道供使用。解决该问题的方法之一是使用组控基站——即将多个常规的单基站“捆绑”使用，它们共享一个控制信道(CCH)，剩余的信道全部用于业务用途。比起单纯增加单基站的数量，这种方法可以提供更多的业务信道(TCH)。

基站组控的主要任务是在多个单基站中实现从基站与一个主基站的同步，使之成为共享主基站控制信道(CCH)的组控基站。其中，主基站需发送帧同步信息；从基站则要接收主基站的帧同步信息，以该时序作为自己工作时的帧时序，完成与主基站的同步。

现有技术中的实现基站组控的方式主要有两种：软件同步方式和硬件同步方式。

软件同步方式即各单基站间没有物理连接，主基站先进入正常工作状态，从基站在随后的启动过程中要通过无线的方式接收主基站控制信道(CCH)的发射信号，并通过搜索其帧格式中规定的UW字(unique word)段来判断主基站何时发送控制信息。随后在其获得的所有记录中找到其主基站发送广播控制信道(BCCH)的时刻，从中获得主基站控制时隙是第几个时隙，然后调整自己的帧时序，最终达到与主基站的完全帧同步。此种方式虽然在基站的组控配置上比较自由，无需增加硬件连接，但是整个同步过程要经过UW字(unique word)搜索，基站识别码(CSID)搜索，广播控制信道(BCCH)搜索三个过程，若搜索不成功还要进行多次搜索，整个过程较为费时。另外一种情况是从基站在启动的时候与主基站虽然同步上了，但如果主基站或者从基站内时钟由于某些原因发生了漂移，将会导致帧时序信号发生漂移，这样主从基站实际上处于失同步的状态，会出现看见从基站在运行，但却无法提供正常的业务功能的现象。

硬件同步方式即在多个基站间用电缆相连，电缆主要用于将主基站的控制信道的发送帧时序传输给从基站，从基站在主基站投入运营后直接获取主基站控制信道发送帧时序并以此作为自身工作时的帧时序，从而达到与主基站同步的目的。这种方式同步可靠且节省时间，有着软件同步不可比拟的优点。硬件同步方式又有两种具体的连接方式：

1、参见图1，图1为此种方式下三台单基站11、12、13的组控连接示意图。具体连接方式如下：以基站11为例，主控CPU 1101向TDMA/TDD处理单元1102发送主从基站标志；接口1105、1106用于从同步时序处理器1103处接收或发送帧时序；接口1107、1108用于从线路接口单元1104处接收或发送帧时序；线路1109、1110用于基站11接收基站12或13发送来的帧时序，线路1111、1112用于基站11发送到基站12或13的帧时序；其中，线缆14和线缆15为三台基站(11、12、13)间的共地连线；基站12和基站13的结构与基站11相同。由图可见在三台基站组控的情况下，为使基站组控方式灵活(可任意设置主、从基站)，每台基站都有四条外接线路与其他基站相连(除地线连线外)，其缺点是当被组控的基站数量上升时，连线数量太多，且内部逻辑判别也会比较复杂，可扩展性比较差。

2、组控的单基站在组控前根据硬件跳线来设置是否是主基站。主基站只发送帧时序，从基站只接收帧时序。由于有固定的传输方向，因此被组控的任意两台单基站间只需一根传输线路(除基站间共地连线外)：即从主基站连接至从基站。这种方法简化了多基站组控时的连线复杂度，但缺点是基站的组控配置不够灵活，组控前一旦由硬件设定，则某台单基站就只能做主基站，而其他单基站就只能做从基站。

为了克服上述组控方式的缺点，需要一种新的硬件同步组控方式，具有连接简单、组控配置方式灵活和可扩展性强的优点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的硬件同步组控方式的缺点，解决现有硬件同步组控方式存在的连线复杂、组控方式不够灵活及可扩展不强的问题。本发明提出一种新的基站组控***及其实现方法，其主要特征是使用相应的器件将各单基站间的帧时序传输线构成“线与”的方式——这种“总线”的方式使得基站的组控具有连线少、可扩展性好、组控灵活的特点。

本发明的基站组控***，包括N个基站，每个基站包括主控CPU、与所述主控CPU连接的TDMA/TDD处理单元、与所述TDMA/TDD处理单元连接的同步处理时序单元、与所述同步处理时序单元连接的线路接口单元，其特征在于，同步时序处理单元是能提供线与功能的同步光耦合器；所述主控CPU负责从网络侧获取该基站是否是主基站，并将主、从基站标志通知TDMA/TDD处理单元；所述TDMA/TDD处理单元负责产生本基站工作的帧时序，若是主基站，则TDMA/TDD处理单元发送所产生的帧时序至所述同步光耦合器；若是从基站，则TDMA/TDD处理单元接收来自所述同步光耦合器的帧时序；同步光耦合器与线路接口单元相连，负责发送或接收帧时序，通过其“线与”功能，使得内部的双向传输线在送到线路接口单元时成为可双向传输信号的“总线”，各基站之间由所述线路接口单元引出的一根帧时序总线和一根地线连接并传递帧时序信号。

在上述基站组控***中，每一个基站的同步光耦合器包括一个接收同步光耦合器和一个发送同步光耦合器，所述接收同步光耦合器的输入端和所述发送同步光耦合器的输出端连接。

在上述***中，实现组控***的方法为：

第一步将各基站之间由一根帧时序总线和一根地线连接，基站内部的双向传输线是可双向传输信号的“总线”，在网络侧设置任一基站为主基站；

第二步基站判断自身是主基站则发送接收时隙的帧时序信号；

第三步基站判断自身是从基站则与主基站帧同步；

第四步完成组控，组控基站投入正常使用。

其中，第二步包括：

1)判断自身是主基站；2)按正常流程投入使用；3)校正接收时隙的帧时序信号；4)发送本基站接收时隙的帧时序信号。

第三步包括：1)判断自身为从基站；

2)在帧时序发送端置高电平；

3)等待主基站投入使用；

4)接收主基站发送的接收时隙的帧时序信号；

5)按接收到的主基站的帧时序信号与主基站完成帧同步。

采用本发明，与现有技术相比，有着组控方式灵活、连线简单、可扩展性强和基站间信号隔离效果好的优点。相比起用硬件设置主从基站的方式，本发明可在网络侧任意设定某一单基站为主基站，一旦主基站发生故障，也可方便地重新指定新的主基站；同时，任何一个被组控的从从基站发生故障时均不会影响其他被组控基站的正常运营，即有很好的容错性能。本发明还用“线与”的方法使得外接的同步线缆数量大大下降，这种优势在被组控的单基站数量较大时尤其明显，由于输入输出的信号线减少，也简化了逻辑判断的复杂度。硬件连接复杂度的降低使得采用本发明的组控基站具有很好的扩展性，而光耦合器器件的采用使得基站所传输的信号的隔离度得到了保证。采用主基站发送接收时隙的帧时序信号的校正方法来避免主、从基站间传输帧时序信号时产生延迟。

附图说明

图1是传统硬件同步组控方式下多基站组控的连接示意图；

图2是PHS***组控基站传输帧时序的示意图；

图3是本发明的一个实施例三个基站组控***连接示意图；

图4是本发明的一个实施例中同步光耦合器的详细结构及与总线连接示意图；

图5是本发明实现基站组控的方法流程图。

具体实施方式

考虑到由于硬件连线的原因，在主、从基站间传输帧时序信号时会产生延迟，因此在应用本发明的技术方案时，需要对所传输的帧时序信号进行校正。

参见图2，图2所示为PHS***组控基站传输的帧时序示意图。21是STD-28协议规定的PHS的帧格式，每帧的长度为5ms，由8个时隙组成：211为4个发送时隙(T1～T4)，212为4个接收时隙(R1～R4)，基站投入运营后首先发送信号(发送时隙)，然后接收信号(接收时隙)。22是主基站投入运营后按上述帧格式21所产生的发送时隙的帧时序信号，221标志着发送信号一帧的起始。23是从基站接收到的由主基站发送的发送时隙的帧时序信号，231为22中的帧时序信号221经线缆传输延迟232后到达从基站的信号。由于基站投入运营后首先产生的是发送时隙的帧信号，因此要在这个信号上做处理以消除从基站接收到的帧时序信号的延迟是困难的。本发明提出的校正方法是：主基站发送接收时隙的帧时序信号。如图2中，24为本发明方法中主基站向从基站发送的帧时序信号示意，其中241为经调整后向从基站发送的接收时隙的帧时序信号，可以看出，该信号相对于接收时隙的起始位置有一个提前偏移量242，该提前量即为传输引起的延迟(这可以很方便地测得)；25为本发明方法中从基站接收到的帧时序信号示意，其中251是从基站接收到的经过传输和处理后的接收时隙的帧时序信号，可以看出，主基站经调整后发出的接收时隙的帧时序信号到达从基站时正好与接收时隙的起始位置一致，251最终将作为组控基站中从基站工作时所用的帧时序。需要说明的是，由于传输的是接收时隙的帧时序，而该信号又不是基站投入运营后的首个时序信号，因此易于调整其发送位置(置提前偏移量)，校正从基站的接收延迟。

图3为使用本发明的“线与”方式组控的3台单基站31、32、33的连接示意图。以单基站31为例，其结构如下：主控CPU 311将负责从网络侧获取该基站是否主基站，并将主、从基站标志通知TDMA/TDD处理单元312；TDMA/TDD处理单元312负责产生本基站工作的帧时序，若是主基站，则TDMA/TDD处理单元312通过接口315发送所产生的帧时序至同步光耦合器313；若是从基站，则TDMA/TDD处理单元312通过接口316接收来自同步光耦合器313的帧时序；同步光耦合器313与线路接口单元314相连，负责发送或接收帧时序，通过其“线与”功能，使得内部的双向传输线在送到线路接口单元314时成为可双向传输信号的“总线”，使得多基站组控时的对外连线大大减少，仅用一对(包括接地连线)；线路接口单元314是对外基站连接的线路接口，34为基站31连接到基站32的线缆，35为基站32连接到基站33的线缆，主基站的帧时序信号即通过线缆34和35传输到从基站。线缆36和37为基站31、32、33间共地连线。

如果需要四台基站组控，则只需要将传送帧时序信号的线缆38以及为基站间提供共地连接的线缆39和第四台基站的相应线缆接口相连即可。

对于N台基站进行组控，也只需要将第(N-1)台基站的传送帧时序信号的线缆以及为基站间提供共地连接的线缆和第N台基站的相应线缆接口相连即可。

参见图4，就同步光耦合器所提供的“线与”功能做进一步的详细说明。图中所示313、323、333分别对应于图3中基站31、32、33中的同步光耦合器部分，为其内部详细结构图。其中，同步光耦合器313包括一个接收同步光耦合器42和一个发送同步光耦合器41；同步光耦合器323包括一个接收同步光耦合器44和一个发送同步光耦合器43；同步光耦合器333包括一个接收同步光耦合器46和一个发送同步光耦合器45。

下面以同步光耦合器313为例详述其工作原理：

若该基站为从基站，则TDMA/TDD处理单元312会在发送同步光耦合器41的帧时序发送端413置高电平，此时由于器件411截止，器件412处于断开的状态，因此输出线414上为高电平，无信号向外输出。

若该基站为主基站，则TDMA/TDD处理单元312会将主基站产生的如图2中所示的帧时序241送到发送同步光耦合器41的帧时序发送端413上。当该时序信号241处于低电平时，器件411导通，器件412导通，因而输出端414的电平被接地的415端拉至低电平。该低电平信号输送到接收同步光耦合器42的端口423上，器件421导通，器件422导通，因此帧时序接收端424的电平被接地的端口425拉为低电平，如要传输的信号电平。当时序信号241处于高电平时，器件411截止，器件412断开，输出端414上为高电平，传输到接收同步光耦合器42的端口423上，该高电平导致器件421截止，器件422断开，此时帧时序接收端424上的电平由电阻上拉到电源，为高电平，如要传输的信号电平。至此完成了一个帧时序脉冲信号241在发送同步光耦合器41到接收同步光耦合器42之间的传输。如接收同步光耦合器42的工作过程，主基站的帧时序被同样传输到从基站的接收同步光耦合器44和46上。完成基站组控需要的信号传输。图中线缆34和35对应于图3中的单基站31、32、33之间的组控连线。

本发明实现基站组控的方法步骤如下：

第一步  网络侧设置一个主基站(可设任意一个单基站为主基站)；

第二步  主基站发送接收时隙的帧时序信号，本步骤又可以包括下列步骤：

1判断自身是主基站，

2按正常流程投入运营，

3校正接收时隙的帧时序信号，

4发送本基站接收时隙的帧时序信号；

第二步  从基站与主基站帧同步，本步骤又可以包括下列步骤：

1判断自身为从基站，

2在帧时序发送端置高电平，

3等待主基站投入运营，

4接收主基站发送的接收时隙的帧时序信号，

5按接收到的主基站的帧时序信号与主基站完成帧同步(帧头对齐)；。

第三步  完成组控，组控基站投入正常运营。

下面根据图5所示的流程进行详细说明：

该流程由步骤501起始，由软件在网络侧设定一个主基站，在本发明所述方法中可由软件设定已由线缆组控连接好的任意一个单基站为主基站，其余为从基站；接下来的步骤502在TDMA/TDD处理单元(如312)中完成，该单元判断本基站是否为主基站；若为主基站则进入步骤503，步骤504中，基站按照正常的流程投入运营阶段，产生并调整接收时隙的帧时序信号(241)；接下来的步骤505中，主基站将发送帧时序信号(241)，即将该时序信号送到发送同步光耦合器(如41)的帧时序发送端(如413)。若步骤502的判断结果本基站为从基站，则进入步骤506，在从基站发送同步光耦合器(如41)的帧时序发送端(如413)处置高电平；接下来的步骤507判断主基站是否已经投入运营，若未投入运营则从基站继续等待主基站投入运营；当主基站投入运营后则从基站的处理进入步骤508，即在从基站接收同步光耦合器(如42)的帧时序接收端(如424)接收主基站的帧时序信号(241)；步骤509为从基站调整自己的帧时序，以主基站发送过来的帧时序作为调整自己的工作的帧时序信号的参考，使自己的帧头与主基站对齐；步骤510中包括从基站在内的整个组控基站都投入运营，最后的步骤511整个组控过程结束。

Claims (5)

1、一种基站组控***，包括N个基站，每个基站包括主控CPU、与所述主控CPU连接的TDMA/TDD处理单元、与所述TDMA/TDD处理单元连接的同步处理时序单元、与所述同步处理时序单元连接的线路接口单元，其特征在于：

同步时序处理单元是能提供线与功能的同步光耦合器；

所述主控CPU负责从网络侧获取该基站是否是主基站，并将主、从基站标志通知TDMA/TDD处理单元；所述TDMA/TDD处理单元负责产生本基站工作的帧时序，若是主基站，则TDMA/TDD处理单元发送所产生的帧时序至所述同步光耦合器；若是从基站，则TDMA/TDD处理单元接收来自所述同步光耦合器的帧时序；同步光耦合器与线路接口单元相连，负责发送或接收帧时序，通过其“线与”功能，使得内部的双向传输线在送到线路接口单元时成为可双向传输信号的“总线”，各基站之间由所述线路接口单元引出的一根帧时序总线和一根地线连接并传递帧时序信号。

2、权利要求1所述的基站组控***，其特征在于：所述同步光耦合器包括一个接收同步光耦合器和一个发送同步光耦合器，所述接收同步光耦合器的输入端和所述发送同步光耦合器的输出端连接。

3、在权利要求1或2所述***中实现基站组控的方法，包括：

第一步将各基站之间由一根帧时序总线和一根地线连接，基站内部的双向传输线是可双向传输信号的“总线”，在网络侧设置任一基站为主基站；

第二步基站判断自身是主基站则发送接收时隙的帧时序信号；

第三步基站判断自身是从基站则与主基站帧同步；

第四步完成组控，组控基站投入正常使用。

4、权利要求3所述的实现基站组控的方法，其特征在于，所述第二步包括：

1)判断自身是主基站；

2)按正常流程投入使用；

3)校正接收时隙的帧时序信号；

4)发送本基站接收时隙的帧时序信号。

5、权利要求3所述的实现基站组控的方法，其特征在于，所述第三步包括：

1)判断自身为从基站；

2)在帧时序发送端置高电平；

3)等待主基站投入使用；

4)接收主基站发送的接收时隙的帧时序信号；

5)按接收到的主基站的帧时序信号与主基站完成帧同步。

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