CN100417157C - 一种基于docsis协议实现点对多点电路业务传输的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于线缆数据业务接口规范协议实现点对多点电路业务传输的方法，涉及无线环境下提高传输电路业务性能的方法，其包括上行和下行方向，下行方向至少包括：a1)基于DOCSIS协议建立基站和端站，在该基站和端站分别建立下行的E1时隙表接口，以及下行E1传输的总时隙数接口；a2)在所述基站侧通过网管配置完成所述时隙表的配置和E1总时隙数的配置；a3)在所述端站侧检测下行MPEG中的润帧信息标志；a4)在系统注册及注册后的一段时间内的下行传输过程中，所述端站利用所述MPEG帧中定义的E1长度进行帧定位及对E1数据进行提取。本发明方法基于通过下行润帧标志，及E1长度这些重要信息的保护，实现了E1下行传输性能的提高，并通过上行突发包到达预测功能实现了上行E1的高性能传输。

Description

一种基于DOCSIS协议实现点对多点电路业务传输的方法

技术领域

本发明涉及一种无线环境下提高传输电路业务性能的方法，尤其涉及基于DOCSIS协议实现点对多点E1高性能无线传输的方法。

背景技术

DOCSIS(Data-Over-Cable Service Interface Specifications，有线电缆数据服务传输规范)协议是由MCNS(Multimedia Cable Network System)联盟制定的以全同轴或光纤/同轴混合有线网为物理双向传输平台的一种传输协议。

从DOCSIS协议发布到现在的发展趋势看，尽管DOCSIS规范最初是针对CATV应用的，但很多相关的设备厂家都在自己的3.5GHz MMDS产品中采用了DOCSIS协议，原因在于DOCSIS采用了许多已经成熟的技术，可以很好地支持IP业务，适应了目前技术发展的趋势，并且由于采用了大量在有线电缆MODEM中使用的集成电路，这种器件在全球的需求量大，所以规模的生产使之价格较低。由于上述特点，在无线宽带应用中已具有将DOCSIS协议应用于宽带无线领域的趋势。

DOCSIS协议主要目标是对IP数据业务的支持，没有对有实时性要求的、固定速率的电路业务的实现提出建议，这就使得当系统要求同时提供数据和电路业务时，DOCSIS协议就显出具有一定的局限性，即使通过对某一业务流的QoS(业务质量保证)参数作强行约束，但也存在实现效果差，实现代价大的缺点，目前在现有技术中还不能很好地解决这个问题。

由于E1业务是一种固定连接的业务，在传输过程其传输质量的好坏至关重要，大的误码会引起链路数据的丢失，在实际应用中会造成通话的质量的恶化或数据传输的不可靠，如何基于DOCSIS高性能地传输E1业务成为一种设计的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用DOCSIS协议实现E1数据传输的方法，采用重要信息保护及突发包预测技术，以实现E1业务的高性能传输，解决由于一些重要信息在传输中的错误引起E1误码的扩大化，致使E1误码指标突发恶化的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于DOCSIS协议实现点对多点E1传输的方法，其下行方向至少包括以下步骤：

a1)基于DOCSIS协议建立基站和端站，在该基站和端站分别建立下行的E1时隙表接口，以及下行E1传输的总时隙数接口；

a2)在所述基站侧通过网管完成所述时隙表的配置和E1总时隙数的配置；

a3)在所述端站侧检测下行MPEG帧中的E1润帧标志；

a4)在系统注册及注册后的一段时间内的下行传输过程中，所述端站利用所述MPEG帧中定义的E1长度进行帧定位及对E1数据进行提取。

所述的方法，其中，所述MPEG帧中的润帧标志设置为其中的两个字节：

该两字节要么为FF，要么为00；在所述端站接收端检测该E1润帧标志时，即检测此两个字节所含的1的个数，如果1的个数大于8，则表示E1润帧标志有效，否则表示E1润帧标志无效。

所述的方法，其中，所述下行方向的步骤a4)对E1数据进行提取过程还包括：

a5)从所述基站侧传输E1的总时隙数到所述端站侧，并存储在所述端站定义的E1总时隙数接口单元；

a6)所述端站根据E1润帧标志及在所述端站侧存储的E1总时隙数，从所述MPEG帧中提取E1数据；

a7)所述端站根据所述时隙表从所述E1数据中提取属于本端站的E1具体数据，并写入对应的发送时隙中，完成发送。

所述的方法，其中，所述时隙表接口定义为四个字节，每位对应一个时隙，并且对应位为1时表示E1业务对应此时隙数据要进行传输，对应为0时表示E1业务对应此时隙数据不进行传输。

所述的方法，其中，所述总时隙数接口在所述基站侧定义为一个字节的接口，其中的值为所述时隙表中1的个数，即要对多少个时隙的数据进行传输。

所述的方法，其中，所述总时隙数接口在所述端站侧定义为两个字节的接口，其中第一字节表示属于本端站的E1数据在下行MPEG数据流中存储的起始地址，第二字节表示总的时隙个数，其中的值为所述时隙表中1的个数，即要对多少个时隙的数据进行传输。

所述的基于DOCSIS协议实现点对多点E1传输的方法，其上行方向至少包括以下步骤：

b1)基于DOCSIS协议建立基站和端站，在该基站和端站分别建立上行的E1时隙表接口，并在该基站建立系统配置的E1业务端站总个数接口；

b2)在所述基站侧通过网管完成所述上行的E1时隙表的配置；

b3)在所述基站侧建立E1到达时间表接口，及端站号列表接口，并在所述端站建立E1发送时刻接口；

b4)所述端站E1业务根据该端站上行时隙表进行成帧；

b5)在所述端站产生E1发送信号；

b6)所述端站在所述发送信号的触发下完成E1突发包的发送。

所述的方法，其中，所述上行方向的步骤还包括：

b7)在所述基站产生E1到达时刻信号；

b8)所述基站根据所述到达时刻信号在所述端站号列表中索引对应的端站号；

b9)所述基站根据索引到的端站号，在所述上行的E1时隙表中索引对应端站的时隙表；

b10)所述基站根据所述上行的E1时隙表，对到达的突发包数据进行存储，存储在对应的E1发送队列中；

b11)所述基站通过并串转换完成E1业务队列数据的发送。

所述的方法，其中，所述基站从E1到达时刻开始，持续在一定超时限制内检测是否有突发包到达。

所述的方法，其中，所述上行的E1基站时隙表定义为，该上行的E1存储时隙表分为两部分，前面一部分存储真正的各个端站时隙表的所在区域的起始地址，在此区域取得存储端站时隙表存储区的起始地址，从该起始地址读取的第一个字节为本端站配置有效时隙的总个数，紧接着的地址的内容为本端站的配置的时隙的时隙号。

所述的方法，其中，所述上行的E1端站时隙表接口定义为4个字节，每位对应一个时隙，并且对应位为1时表示E1业务对应此时隙数据要进行传输，对应位为0时表示E1业务对应此时隙数据不进行传输。

所述的方法，其中，所述端站总个数接口为定义一个字节表示系统配置有E1业务的总的端站个数。

所述的方法，其中，所述基站存储的端站号列表及所述E1到达时间列表都采用乒乓结构存储，在基站中定义两块结构相同的存储区域，乒乓的切换利用E1时隙重新配置信号进行切换，每一区域存储器中的端站号存储顺序与基站E1突发包到达时刻列表中到达时刻存储顺序建立一一对应关系。

所述的方法，其中，所述发送时刻接口定义为8个字节，分别用于存储E1发送时刻和E1发送周期。

所述的方法，其中，所述端站产生E1发送信号的步骤为：

当所述端站的时钟计到E1发送时刻时，产生所述E1发送信号；

所述发送时刻加所述发送周期形成新的E1发送时刻；

当所述端站的时钟计到新的E1发送时刻时，产生下一个发送信号。

通过本发明的技术方案，基于DOCSIS协议下实现了上、下行E1业务的传输功能，并通过下行润帧标志，及E1长度这些重要信息的保护，实现了E1下行传输性能的提高；通过上行突发包到达预测功能实现了上行E1的高性能传输。

附图说明

附图中，

图1为本发明的基于DOCSIS协议实现点对多点E1传输的方法的MPEG帧格式示例；

图2示出的是本发明方法的基站存储的端站号列表示意图；

图3为本发明方法的基站E1突发包到达时刻列表示意图；

图4为本发明方法的下行E1传输控制流程图；

图5为本发明方法的上行E1突发包到达的预测信号产生流程图；

图6为本发明方法的上行基站E1突发包的检测发送流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，分别对本发明的具体实施例加以详细描述。

本发明的一种基于DOCSIS协议实现点对多点E1传输的方法，其包括下行和上行两个传输方向，下行方案要解决的是端站从基站传输来的MPEG帧中提取属于本端站的E1数据的问题，而上行方案需要解决基站从至少一个端站有序接收突发包而不使突发包由于传输中的错误造成E1误码指标突发恶化的问题。

如图1所示的，是本发明方法中MPEG帧的格式定义示例，在所述MPEG帧中设置润帧标志是本发明方法的核心技术手段，其具体解释如下：

MPEG帧由188个字节组成；

第一个byte为固定码47H；

第二、第三为润帧标志；

图示中标的是FF，实际上在有润帧标志时，该字节要么为FF，要么为00。在所述端站接收端检测该润帧标志时，即检测此两个字节所含的1的个数，如果1的个数大于8，则表示润帧标志有效，否则表示润帧标志无效。

第三个字节为信息码：表示当前MPEG中存在的MAC帧的类型。

第四个字节：表示当前MPEG中传输的总的E1字节数。

第五～七个字节：表示MPEG存在的MAC帧在MPEG中的起始地址；

从第八个字节开始存储各种MAC帧，E1数据也在此区域。

本发明的下行方向，如图4所示的，是这样实现的：

第一步：基于DOCSIS协议建立基站和端站，首先在基站和端站建立下行E1时隙表接口，及下行E1传输的总时隙数接口。

所述基站和所述端站的时隙表接口都定义如下：定义四个字节，每位对应一个时隙，当对应位为1时表示E1业务对应此时隙数据要进行传输，当对应位为0时表示E1业务对应此时隙数据不进行传输。

所述总时隙数接口在所述基站侧定义为一个字节的接口，其中的值为所述时隙表中1的个数，即记录要对多少个时隙的数据进行传输。

所述总时隙数接口在所述端站侧站定义为两个字节的接口，第一字节表示属于本端站的E1数据在下行MPEG数据流中存储的起始地址；第二个字节表示总的时隙个数，其中的值为所述时隙表中1的个数，即记录要对多少个时隙的数据进行传输。

第二步：在所述基站侧通过网管完成其时隙表的配置和E1总时隙数的配置。

所述时隙表的值和E1总时隙数的值通过网管配置，其值定义如第一步所述的。

第三步：在所述端站侧检测下行MPEG帧中的E1润帧标志。

第四步：在系统注册及注册后的前一段时间内(如10ms内)下行传输过程中，端站利用MPEG帧中定义的E1长度域中的E1长度进行帧定位及E1数据的提取。

上述对MPEG帧中的E1润帧标志检测及对E1数据的提取步骤具体还包括：

第401步：从所述基站侧传输E1的总时隙数到所述端站侧，并存储在所述端站定义的E1总时隙数接口单元。

第402步：所述端站根据E1润帧标志及在该端站侧存储的E1的总时隙数，从MPEG中提取E1数据。

第403步：所述端站根据该时隙表把属于本端站的E1具体数据，从MPEG中提取出的E1数据中提取出来，并写入对应的发送时隙中，完成发送。

如图4所示的，为本发明下行传输方向的具体操作流程，步骤S1系统开始工作后，首先在步骤S2某个端站进行注册并成功，完成注册后，在步骤S3所述基站下发总时隙数到该端站；在步骤S4在该端站接收端进行检验MPEG帧中的润帧标志，如果润帧标志有效，即润帧标志字节中1的个数大于8(即一个MPEG中存储了两个8K周期的E1数据)，则MPEG帧中E1数据的个数(即E1长度)为所述基站下发的总时隙数乘以2；否则，如果润帧标志无效，则MPEG帧中E1长度就为所述基站下发的总时隙数，根据以上判断，所述端站在步骤S5从MPEG帧中提取出总的E1数据；再在步骤S6根据本端站的时隙表从该总的E1数据中提取属于本端站的E1具体数据，然后在步骤S7进行并串转换完成下行E1数据的发送。

这样，本发明方法通过下行润帧标志，以及对E1长度这些重要信息的保护，实现了E1下行传输性能的提高。

本发明的上行方向，如图5和图6所示的，是这样实现的：

第一步：在所述基站和所述端站上建立上行E1时隙表接口，并在所述基站建立系统配置的E1业务的总端站个数接口。

所述上行的E1基站时隙表的定义如下，本发明方法是一个点对多点的系统，所述上行的E1基站时隙表存储了与多个端站对应的时隙表，这个存储时隙表分为两部分，前面一部分是存储真正的各个端站时隙表的所在区域的起始地址，在此区域取得的存储端站时隙表存储区的起始地址，从起始地址读取的第一个字节为本端站配置有效时隙的总个数，紧接着的地址的内容为本端站的配置的时隙的时隙号。

所述上行的E1端站时隙表接口定义如下，定义四个字节，每位对应一个时隙，对应位为1时表示E1业务对应此时隙数据要进行传输；对应位为0时表示E1业务对应此时隙数据不进行传输。

所述E1业务总端站个数接口，定义1个字节表示系统配置有E1业务的总的端站个数。

第二步：在所述基站侧通过网管完成对所述时隙表的配置。

第三步：在所述基站侧建立E1到达时间表接口，和端站号列表接口，并在所述端站建立E1发送时刻接口。

所述发送时刻接口定义8个字节，前四个字节为E1发送时刻，后四个字节为E1发送周期。

所述基站存储的端站号列表如图2所示的，此列表采用乒乓结构存储，在基站中定义两块如图结构的同样的存储区域，防止重新配置过程中读写冲突，乒乓的切换利用E1时隙重新配置信号进行切换，每一区域存储器中的端站号存储顺序与基站E1突发包到达时刻列表中到达时刻存储顺序建立一一对应关系。

所述基站的E1到达时间列表，如图3所示的，此列表也采用乒乓结构存储，在所述基站中定义两块如图结构的同样的存储区域，防止重新配置过程中读写冲突，乒乓的切换利用E1时隙重新配置信号进行切换。其存储顺序与图2中的端站号存储顺序建立一一对应关系。

第四步：所述端站的E1业务根据该端站的上行时隙表进行成帧。

第五步：在所述端站产生E1发送信号。

当所述端站的时钟计到E1发送时刻时，产生一E1发送信号，然后所述发送时刻再加对应E1发送周期，形成新的E1发送时刻，当该端站的时钟计到新的E1发送时刻时，产生下一个发送信号，这样周期性的产生此信号。

第六步：所述端站在所述发送信号的触发下完成E1突发包的发送。

所述基站接收E1突发包的具体步骤还包括：

第七步：在所述基站产生E1到达时刻信号。

第八步：所述基站根据该E1到达时刻信号在对应端站号列表中索引到对应的端站号。

第九步：所述基站根据该索引到的端站号，在自己的E1时隙表中索引对应端站的时隙表。

第十步：所述基站从E1到达时刻起开始检测，在一定超时限制内继续检测是否有突发包到达。

第十一步：所述基站根据本基站的E1时隙表，对到达的突发包数据进行存储，存储在对应的E1发送队列中。

第十二步：通过并串转换完成对E1业务队列数据的发送。

所述基站对所述端站上行E1突发包到达时刻进行预测的流程如图5所示的，在步骤p1系统开始工作，在步骤p2完成成功注册，然后在步骤p3由网管通过处理器完成基站和端站的E1时隙表各参数的配置，并在步骤p4在基站配置E1业务的总端站个数，与MAP(上行带宽分配)分配同步，配置上行E1突发包的到达时刻及对应的端站号，并在步骤p5通过处理器产生E1到达时刻写完标志，当写完标志有效后，在步骤p6将E1到达时刻列表存储器读地址(RD_ADD)和写地址(WR_ADD)置为零，从零地址读取E1到达时刻数据(RD_DATA)，当基站的微时隙计数器计数到达RD_DATA值时，在步骤p7产生E1突发包到达脉冲(E1_Valid)，然后在步骤p8把本地址的数据加E1发送周期后写回入此地址中，然后读地址和写地址同时加1，判断写地址WR_ADD是否大于端站数，如果大于，读写地址置零，进行下一个周期的操作。

所述上行基站对E1突发包检测发送的具体操作流程，如图6所示的，在步骤q1所述基站检测到E1_Vaild有效后，根据此脉冲信号在本基站端索引此突发包对应的端站号，通过该对应端站号再索引定位到对应的时隙分配表；在E1突发包到达时刻脉冲信号后，在步骤q2进行首先判断是否超过延时限制，如无，接着在步骤q3判断该E1突发包数据是否有效，如果有效，即可以根据时隙表从E1有效载荷中进行E1对应时隙的提取，并对有效到达的E1突发包数据进行存储，存储在对应的E1发送队列中，然后在步骤q4通过并串转换后完成对E1数据的上行发送。上述步骤q2和q3中，如相反判断结果即进行错误提示。

这样，通过对上行E1突发包的到达预测功能提高了上行E1数据传输的性能。

综上所述，本发明方法通过上述技术方案，基于DOCSIS协议下实现了上下行E1业务的传输功能，并通过下行润帧标志，及E1长度这些重要信息的保护，实现了E1下行传输性能的提高。并通过上行突发包到达预测功能实现了上行E1的高性能传输。

应当指出的是，本发明方法上述说明仅是对本发明的较佳实施例的详细描述，不能因此即限制本发明方法的专利保护范围，本发明的专利保护范围应以本发明的权利要求为准。

Claims (14)

1. 一种基于DOCSIS协议实现点对多点E1传输的方法，其下行方向至少包括以下步骤：

a1)基于DOCSIS协议建立基站和端站，在该基站和端站分别建立下行的E1时隙表接口，以及下行E1传输的总时隙数接口；

a2)在所述基站侧通过网管完成所述时隙表的配置和E1总时隙数的配置；

a3)在所述端站侧检测下行MPEG帧中的E1润帧标志；

a4)在系统注册及注册后的一段时间内的下行传输过程中，从所述基站侧传输E1的总时隙数到所述端站侧，并存储在所述端站定义的E1总时隙数接口单元；所述端站利用所述MPEG帧中定义的E1长度进行帧定位，然后所述端站根据E1润帧标志及在所述端站侧存储的E1总时隙数，从所述MPEG帧中提取E1数据；所述端站根据所述时隙表从所述E1数据中提取属于本端站的E1具体数据。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MPEG帧中的E1润帧标志设置为其中的两个字节：

该两字节要么为FF，要么为00；在所述端站接收端检测该E1润帧标志时，即检测此两个字节所含的1的个数，如果1的个数大于8，则表示E1润帧标志有效，否则表示E1润帧标志无效。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时隙表接口定义为四个字节，每位对应一个时隙，并且对应位为1时表示E1业务对应此时隙数据要进行传输，对应位为0时表示E1业务对应此时隙数据不进行传输。

4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述总时隙数接口在所述基站侧定义为一个字节的接口，其中的值为所述时隙表中1的个数，即要对多少个时隙的数据进行传输。

5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述总时隙数接口在所述端站侧定义为两个字节的接口，其中第一字节表示属于本端站的E1数据在下行MPEG数据流中存储的起始地址，第二字节表示总的时隙个数，其中的值为所述时隙表中1的个数，即要对多少个时隙的数据进行传输。

6. 根据权利要求1所述的基于DOCSIS协议实现点对多点E1传输的方法，其上行方向至少包括以下步骤：

b1)基于DOCSIS协议建立基站和端站，在该基站和端站分别建立上行的E1时隙表接口，并在该基站建立系统配置的E1业务端站总个数接口；

b2)在所述基站侧通过网管完成所述上行的E1时隙表的配置；

b3)在所述基站侧建立E1到达时间表接口，及端站号列表接口，并在所述端站建立E1发送时刻接口；

b4)所述端站E1业务根据该端站上行E1时隙表进行成帧；

b5)在所述端站产生E1发送信号；

b6)所述端站在所述发送信号的触发下完成E1突发包的发送。

7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述上行方向的步骤还包括：

b7)在所述基站产生E1到达时刻信号；

b8)所述基站根据所述到达时刻信号在所述端站号列表中索引对应的端站号；

b9)所述基站根据索引到的端站号，在所述基站上行E1时隙表中索引对应端站的时隙表；

b10)所述基站根据所述基站上行E1时隙表，对到达的突发包数据进行存储，存储在对应的E1发送队列中；

b11)所述基站通过并串转换完成E1业务队列数据的发送。

8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基站从E1到达时刻开始，持续在一定超时限制内检测是否有突发包到达。

9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基站上行E1时隙表定义为，该基站上行E1时隙表分为两部分，前面一部分存储真正的各个端站时隙表的所在区域的起始地址，在此区域取得存储端站时隙表存储区的起始地址，从该起始地址读取的第一个字节为本端站配置有效时隙的总个数，紧接着的地址的内容为本端站的配置的时隙的时隙号。

10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述端站上行E1时隙表接口定义为多个字节，每位对应一个时隙，并且对应位为1时表示E1业务对应此时隙数据要进行传输，对应位为0时表示E1业务对应此时隙数据不进行传输。

11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述端站总个数接口为定义一个字节表示系统配置有E1业务的总的端站个数。

12. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基站存储的端站号列表及所述E1到达时间表都采用乒乓结构存储，在基站中定义两块结构相同的存储区域，乒乓的切换利用E1时隙重新配置信号进行切换，每一区域存储器中的端站号存储顺序与基站E1突发包到达时刻列表中到达时刻存储顺序建立一一对应关系。

13. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述发送时刻接口定义为8个字节，分别用于存储E1发送时刻和E1发送周期。

14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述端站产生E1发送信号的步骤为：

当所述端站的时钟计到E1发送时刻时，产生所述E1发送信号；

所述发送时刻加所述发送周期形成新的E1发送时刻；

当所述端站的时钟计到新的E1发送时刻时，产生下一个发送信号。

Images