CN101083592B - 基站系统在链型拓扑结构中带宽共享方法和基站收发信台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基站系统在链型拓扑结构中带宽共享方法和基站收发信台，该方法为：在下行的数据传输上，基站控制器在链型拓扑结构E1传输线上通过一个PPP对若干个BTS进行连接。BTS包括一交换模块，用于分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到操作维护平台和信令处理平台，同时将该下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上。本发明通过对基站收发信台硬件的处理和对PPP技术的改造，使只能用于点对点连接的PPP技术实现点对多点的连接。从而实现基站控制器在现有的链型结构E1传输线上通过一个PPP对多个基站收发信台进行连接。本发明实现了在下行的业务传输上所有的基站可以共享有限的带宽资源，并且极大地降低了下行的传输延迟，提高了传输效率，并改善了在IP网络中实现链型传输结构的复杂性。
Description
技术领域
本发明涉及第二代(2G)/第三代(3G)基站系统(BSS)，尤其是指接入网中最后一公里的传输技术(Last mile transmissiontechnology)，也即实现基站系统在链型拓扑结构中带宽共享方法及其基站收发信台(BTS)。
背景技术
众所周知，相比较传统的TDM(时分复用)网络而言，目前IP网已经非常成熟，并且运行维护成本低。因此各种传输网络向IP网融合是电信通讯业的一个必然趋势。
将GSM(全球移动通信系统)的无线网络移植到IP传输网络，从无线接入到核心网接入，所有的网络设备都将全部通过IP技术实现网元间的互联。
如图1所示，在现有的GSM网络中，包括接入网、骨干网，其网络设备包括用于无线接入的BTS(基站收发信台)、用于对BTS进行控制和管理的BSC(基站控制器)、SGSN(用于支持无线数据业务的核心网端的接入设备)、GGSN(用于支持无线数据业务的核心网端的网关设备)、TC/MSC(语音编解码设备/移动交换机)、GMSC(移动交换机间的网关设备)。
目前的基站收发信台都是通过TDMoE1(基于E1的时分复用)实现与网络间的互联，并由于考虑传输的成本，基站收发信台一般都是通过链型拓扑结构连接到网络中。
而在目前的接入网的最后一公里中，一般解决方案都是通过PPP(点对点协议)方式实现两个网元间的连接。然后采用基于PPP的IP(IPoPPP)的方式实现IP的连接。
如图2所示，位于链型拓扑结构中的基站系统的硬件结构，在通常情况下，链型的拓扑结构主要是基于以下的连接方式：
端口1是基站系统用于与上游的网元BTS进行连接的端口；
端口2是基站系统用于与下游的网元BTS进行连接的端口。
在传统的链型结构中都是基于TDM方式传输，基站系统内部通过实现交叉连接(cross connection)将分配给不同基站的时隙从端口1交换到端口2上。
目前需要考虑的是如何将该传统网络移植到IP网络，实现在现有的物理传输网络中实现IP的传输技术，这成为了问题的关键。目前比较通用的方式是再两个物理节点之间建立PPP连接，而后在PPP连接的基础上建立IP连接方式。
但是，传统的PPP技术对于链型结构的基站系统存在着传输延迟高，技术复杂，带宽利用效率低等缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种实现基站系统在链型拓扑结构中带宽共享方法和基站收发信台，改善接入网最后一公里的传输时延、效率和实现的复杂性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种实现基站系统在链型拓扑结构中带宽共享的方法，其特征在于：在下行的数据传输上，基站控制器在链型拓扑结构E1传输线上通过一个PPP对若干个BTS进行连接。
在上述的实现基站系统在链型拓扑结构中带宽共享的方法中，通过一个PPP对若干个BTS进行连接的方法包括：发起连接步骤：由基站控制器或位于链型拓扑结构上的任一BTS发起的第一条基站控制器与该BTS的PPP的连接；侦听步骤：任一BTS在上电之后且与基站控制器建立连接之前，都将首先侦听E1线上的下行数据；检测步骤：若某一BTS检测到PPP连接信号存在后，直接利用已经建立的PPP连接，将数据直接复用在PPP的连接上；若该BTS未被检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接，同样该PPP连接将被其它BTS所共享。
在上述方法的侦听步骤中，在所述BTS侦听到来自于基站控制器的E1线上的下行数据后，当接受到的数据被判断为PPP连接的数据信号，则这一BTS将认为与基站控制器的PPP连接已经建立，并在PPP连接上建立IP连接，并采用UDP的方式进行该下行数据的发送和接收。
进一步地，包括UDP报文的IP头检测步骤，即：对每一个BTS收到的下行UDP报文进行IP头检测，当接收到的报文IP头属于本BTS时，报文即被保存并进行下一步处理；当接收到的报文IP头不属于本BTS时，报文即被丢弃。
本发明还提供了一种基站收发信台，包括一含有操作维护平台的传输控制单元和一含有信令处理平台的收发信单元，该基站收发信台在上电之后且与基站控制器建立连接之前，首先侦听E1线上的下行数据；若检测到PPP连接信号存在后，直接利用已经建立的PPP连接，将数据直接复用在PPP的连接上；若未检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接，同样该PPP连接将被其它BTS所共享，该基站收发信台还还包括一设置在所述传输控制单元中的交换模块，用于分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到操作维护平台和信令处理平台，同时将该下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上。
在上述的基站收发信台中，每一个BTS设有两对输入输出端口，即：通向上一BSC/BTS的Abis上行/下行链路端口，以及通向下一BTS的Abis上行/下行链路端口。
进一步地，上一BSC/BTS的下行链路与下一BTS的下行链路汇接。
本发明最后提供了一种基站收发信台的交换方法，包括：设置步骤：对BTS设置两对输入输出端口，即：通向上一BSC/BTS的Abis上行/下行链路端口，以及通向下一BTS的Abis上行/下行链路端口；侦听步骤：在上电之后且与基站控制器建立连接之前，首先侦听E1线上的下行数据；检测步骤：若检测到PPP连接信号存在后，直接利用已经建立的PPP连接，将数据直接复用在PPP的连接上；若未检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接，同样该PPP连接将被其它BTS所共享。交换步骤：分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到BTS的操作维护平台和信令处理平台，同时将该下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上。
在上述的基站收发信台的交换方法中，上一BSC/BTS的下行链路与下一BTS的下行链路汇接。
采用了上述的技术解决方案，本发明通过“广播式的PPP技术”，即通过对基站收发信台硬件的处理和对PPP技术的改造，使只能用于点对点连接的PPP技术实现点对多点的连接.从而实现基站控制器在现有的链型结构E1传输线上通过一个PPP对多个基站收发信台进行连接.本发明实现了在下行的业务传输上所有的基站可以共享有限的带宽资源，并且极大地降低了下行的传输延迟，提高了传输效率，并改善了在IP网络中实现链型传输结构的复杂性.
附图说明
图1是现有的GSM网络的结构示意图；
图2是现有基站系统的链型拓扑结构的示意图；
图3是本发明基站收发信台的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：通过对PPP技术的改造和对基站收发信台(BTS)硬件的处理，使只能用于点对点连接的PPP技术实现点对多点的连接，从而实现基站控制器在现有的链型结构E1传输线上通过一个PPP对多个BTS进行连接。这种方式实现在下行的业务传输上，所有的基站可以共享有限的带宽资源，并且极大地降低了下行的传输延迟。
本发明之一，实现基站系统在链型拓扑结构中带宽共享的方法
主旨：从硬件结构上使得基站控制器可以和E1线上所有的BTS都能建立连接。从基站控制器的角度来看，对于一条E1，只有一个PPP的连接，位于链型拓扑结构上的所有的BTS将共享这一PPP的连接。
1)PPP连接的建立
第一条PPP的连接由基站控制器或BTS发起，这一连接可以是基站控制器与位于链型拓扑结构上的任意一个BTS的PPP连接。这一连接的建立与标准的PPP连接并无差异。
在链型拓扑结构已经有了PPP连接后，非发起的每一BTS在初始化之后，都将监听E1线上的下行数据。根据PPP协议，PPP连接的控制信令会不间断的出现在下行链路上(broadcast Magic Number)。当某一BTS检测到PPP连接存在信号后，它将不再试图重新建立与位于链型结构上游网元的PPP连接，而是直接利用已经建立的PPP连接，并将数据直接复用在PPP的连接上；当该BTS没有被检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接。同样这一PPP连接将被其它BTS所共享。
2)下行数据的传输
下行的数据来自于基站控制器。这一数据可以被所有的基站侦听到。可以采用UDP(用户数据报协议)的方式进行数据的发送和接收。这样每一个基站都会收到下行的UDP报文并对报文的IP头进行检测。当接收到的报文IP头属于本BTS时，报文即被保存下来进行进一步处理；当报文不属于本BTS时，报文将被丢弃。
3)上行数据的传输
上行数据的传输方式属于多点对单点的传输，这一传输方式将无法采用数据广播的方式进行转发。在上行的数据传输中采用了PPP中继的方式。基站将数据通过PPP方式发送到位于链型结构中上游的网元，上游网元通过PPP中继的方式继续将数据发送更上一层的网元，直到数据到达基站控制器。该上行数据的传输属于已有技术，不再赘述。
本发明之二，位于链型拓扑结构中的基站收发信台(BTS)
在通常情况下，链型的拓扑结构主要是基于图2所示的连接方式。
端口1是BTS用于与上游的网元进行连接的端口；
端口2是BTS用于与下游的网元进行连接的端口。
当采用IP的传输时，整个E1线采用UFRAMED模式，2Mbit/s的带宽被共享，并无时隙的概念存在。通过对基站系统内部的交叉连接进行调整，使从端口1上收到的数据流被不间断的广播到端口2上。这样位于同一条E1线上的BTS都可以同时收到来自下行的数据。
如图3所示，本发明基站收发信台BTS包括一含有操作维护平台11和复用模块13的传输控制单元(SUM)1和一含有信令处理平台21的收发信单元(TRE)2，其特点是：它还包括一设置在所述传输控制单元1中的交换模块12，用于分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到操作维护平台11和信令处理平台12，同时将该下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上。
每一个BTS设有两对输入输出端口，即：端口1为通向上一BSC或BTS的Abis(BSC与BTS之间的接口)上行/下行链路端口，端口2为通向下一BTS的Abis上行/下行链路端口。
也可以理解为：当与本BTS相连的上一级网络节点是BSC时，端口1即为“通向BSC的Abis上行/下行”；当与本BTS相连的上一级网络节点是BTS时，端口1即为“通向上一BTS的Abis上行/下行”。
上一BSC/BTS的下行链路与下一BTS的下行链路汇接。
对于下一BTS来说，即其端口1与本BTS端口2相连的BTS，从端口1“Abis下行”接受到与上一BTS同样的下行数据信号，并将其广播到操作维护平台和信令处理平台。
本发明之三，一种基站收发信台的交换方法
其包括下列步骤：
设置步骤：对BTS设置两对输入输出端口，即：通向上一BSC/BTS的Abis上行/下行链路端口，以及通向下一BTS的Abis上行/下行链路端口，并且上一BSC/BTS的下行链路与下一BTS的下行链路汇接；
交换步骤：分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到BTS的操作维护平台和信令处理平台，同时将该下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上。
虽然本发明已参照当前的具体实例进行了描述，但是本技术领域的普通技术人员应该认识到，以上的实例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改。因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实例的变化，变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。
Claims (8)
1.一种实现基站系统在链型拓扑结构中带宽共享的方法，其特征在于：在下行的数据传输上，基站控制器在链型拓扑结构E1传输线上通过一个PPP对若干个BTS进行连接，所述通过一个PPP对若干个BTS进行连接的方法包括：
发起连接步骤：由基站控制器或位于链型拓扑结构上的任一BTS发起的第一条基站控制器与所述BTS的PPP的连接；
侦听步骤：任一BTS在上电之后且与基站控制器建立连接之前，都将首先侦听E1线上的下行数据；
检测步骤：若某一BTS检测到PPP连接信号存在后，直接利用已经建立的PPP连接，将数据直接复用在PPP的连接上；若所述BTS未被检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接，同样所述PPP连接将被其它BTS所共享。
2.根据权利要求1所述的实现基站系统在链型结构中带宽共享的方法，其特征在于，在所述侦听步骤中，在所述BTS侦听到来自于基站控制器的E1线上的下行数据后，当接受到的数据被判断为PPP连接的数据信号，则这一BTS将认为与基站控制器的PPP连接已经建立，并在PPP连接上建立IP连接，并采用UDP的方式进行所述下行数据的发送和接收。
3.根据权利要求2所述的实现基站系统在链型结构中带宽共享的方法，其特征在于，进一步包括UDP报文的IP头检测步骤，即：
对每一个BTS收到的下行UDP报文进行IP头检测，当接收到的报文IP头属于本BTS时，报文即被保存并进行下一步处理；当接收到的报文IP头不属于本BTS时，报文即被丢弃。
4.一种基站收发信台，包括一含有操作维护平台的传输控制单元和一含有信令处理平台的收发信单元，所述基站收发信台在上电之后且与基站控制器建立连接之前，首先监听E1线上的下行数据，并且若检测到PPP连接信号存在，则直接利用已经建立的PPP连接，将数据直接复用在PPP的连接上；若未检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接，同样所述PPP连接将被其它基站收发信台所共享，所述基站收发信台还包括一设置在所述传输控制单元中的交换模块，用于分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到操作维护平台和信令处理平台，同时将所述下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上。
5.根据权利要求4所述的基站收发信台，其特征在于，所述每一个BTS设有两对输入输出端口，即：通向上一BSC/BTS的Abis上行/下行链路端口，以及通向下一BTS的Abis上行/下行链路端口。
6.根据权利要求4或5所述的基站收发信台，其特征在于，所述上一BSC/BTS的下行链路与下一BTS的下行链路汇接。
7.一种基站收发信台的交换方法，包括：
设置步骤：对BTS设置两对输入输出端口，即：通向上一BSC/BTS的Abis上行/下行链路端口，以及通向下一BTS的Abis上行/下行链路端口；
侦听步骤：在上电之后且与基站控制器建立连接之前，首先侦听E1线上的下行数据；
检测步骤：若检测到PPP连接信号存在后，直接利用已经建立的PPP连接，将数据直接复用在PPP的连接上；若未检测到有PPP连接信号，则将发起与基站控制器的PPP连接，同样所述PPP连接将被其它基站收发信台所共享；以及
交换步骤：分别将来自BSC或上一BTS的下行数据交换到BTS的操作维护平台和信令处理平台，同时将所述下行数据交换到通向下一BTS的下行链路上.
8.根据权利要求7所述的基站收发信台的交换方法，其特征在于，所述上一BSC/BTS的下行链路与下一BTS的下行链路汇接。
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