CN101136831A - 一种通信链路保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信链路保护方法，用于包括链路控制器、基带单元、射频单元的基站，其特征在于，包括：步骤一，将所述链路控制器分为基带单元控制器、射频单元控制器，并分别设置于所述基带单元、所述射频单元上；及步骤二，通过所述基带单元控制器选择反向链路，并将所述反向链路上的受到影响的工作扇区倒换至另一完好的反向链路，不受影响的工作扇区保持不变；通过所述射频单元控制器选择前向链路，并当所述前向链路上的一工作扇区受到影响时将所述前向链路上的所有工作扇区倒换至另一完好的前向链路。本发明采用分散控制的原理灵活选择前反向工作链路，既能有效保护光纤链路，又能大幅度减少链路倒换发生的概率及其对系统的影响。

Description

一种通信链路保护方法

技术领域

本发明涉及3G移动通信系统，特别是涉及一种通信链路保护方法。

背景技术

在当前移动通信系统中，在用户不太集中的地方，为了迅速扩大覆盖范围，减少基站建设投资，通常使用分离式基站(Separate Base Transceiver Station)，这种基站包含一个基带单元(Baseband Digital System，BDS)和多个射频单元(Radio Frequency System，RFS)，基带单元和射频单元之间、各射频单元之间一般使用光纤连接，连接方式多采用星形或链形连接，这种连接方式没有保护机制，只要网络中有任何一根光纤断开，就会有一些射频单元不能正常工作。为了提高基站系统工作的可靠性，减少断纤对系统的影响，又出现了环形组网拓扑来进行链路保护，这样在光纤意外断开时各射频单元仍然能够正常工作。但是目前使用的保护机制很简单，有任何一根光纤断开都会发生链路倒换，而链路的倒换必然带来基带数据前反向延时的变化，当延时发生变化时，系统就不得不复位基带处理芯片来重新适应这个延时。

显而易见地，基带处理芯片是所有基站系统的核心，如果它发生复位，整个基站在一段时间内是不能打通电话的，这对系统的影响非常大。因此，在系统工作后，要尽力避免复位基带处理芯片。如何实现既能对链路进行保护，又尽量不复位基带芯片，需要提出一种新的链路保护方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供及一种通信链路保护方法，用于有效保护光纤链路，并大幅度减少链路倒换发生的概率及其对系统的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种通信链路保护方法，用于包括链路控制器、基带单元、射频单元的基站，其特征在于，包括：

步骤一，将所述链路控制器分为基带单元控制器、射频单元控制器，并分别设置于所述基带单元、所述射频单元上；及

步骤二，通过所述基带单元控制器选择反向链路，并将所述反向链路上的受到影响的工作扇区倒换至另一完好的反向链路，不受影响的工作扇区保持不变；

通过所述射频单元控制器选择前向链路，并当所述前向链路上的一工作扇区受到影响时将所述前向链路上的所有工作扇区倒换至另一完好的前向链路。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤一中，所述基带单元与所述射频单元之间通过一含有设定位的扇区有效指示的基带射频接口帧传送数据，当所述基带射频接口帧中的一位为1时，则该位对应的扇区数据有效。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤二中，所述基带单元控制器根据从所述前向链路、所述反向链路接收的扇区有效指示分别为所述前向链路、所述反向链路设定一掩码，并根据该掩码中的位判断该位对应扇区的数据是否能从该掩码所属的链路接收。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤二中，还包括：对所述基带单元控制器和所述射频单元控制器进行初始化的步骤，该步骤中，所述基带单元控制器选择默认反向链路，所述射频单元控制器选择默认前向链路，并由所述基带单元向所有前向链路分别发送全1的扇区有效指示位。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤二中，当一光纤断开或失锁时，与该光纤直接相连的射频单元向下游射频单元发送与该射频单元的工作扇区所对应的位为1的扇区有效指示，其余位为0，所述下游射频单元接收到所述扇区有效指示后依次将其工作扇区所对应的位置为1，其余位不变。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤二中，所述射频单元控制器根据从所述前向链路上接收到的扇区有效指示和当前工作链路的状态重新选择前向链路；所述基带单元控制器根据从所述反向链路上接收到的扇区有效指示和当前工作链路的状态重新选择反向链路。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤二中，当所述光纤恢复后，所述基带单元控制器和所述射频单元控制器分别保持当前工作链路不变。

所述的通信链路保护方法，其中，所述步骤一中，还包括在所述基带单元控制器上设置一防抖模块的步骤，用于当扇区有效指示位保持一设定时间间隔不变后确认该扇区有效指示位为新的扇区有效指示。

本发明采用分散控制的原理灵活选择前反向工作链路，既能有效保护光纤链路，又能大幅度减少链路倒换发生的概率及其对系统的影响。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明所使用的环形组网结构图；

图1B为本发明基带单元/射频单元的内部结构图；

图2为本发明所使用的环形组网结构中单根纤断开时的示意图；

图3为本发明所使用的环形组网结构中极端的两根纤断开时的示意图；

图4为本发明所使用的环形组网结构中常见的双纤断开时的示意图。

具体实施方式

下面以附图为例进一步说明这种链路保护机制的工作原理。

如图1A所示，为本发明所使用的环形组网结构图。

基带射频接口帧(申请号200310111993.1)采用一种特殊的帧格式，将基带数据、信令数据和链路控制信息封装在一起，有自己的帧头标志和冗余校验字节(Cyclical Redundancy Check，CRC)，用于在基带单元和射频单元之间传递数据。基带单元和射频单元不停地检查从链路上接收到的数据，如果连续几帧的帧头标志和冗余校验字节都正确，就认为链路锁定，接收到的数据是有效数据，否则就认为链路失锁，接收到的数据是无效数据而丢弃。基带单元和射频单元之间的链路有前向、反向之分，前向链路是指从基带单元到射频单元之间的链路，反向链路是指从射频单元到基带单元之间的链路。基带射频接口帧不区分前反向，每个单元都根据自己配置的扇区下载和上传自己的数据，只要配置正确，就可保证数据不会冲突。

基带射频接口帧里有24位的扇区数据有效指示，如果其中某一位为1，就表示相应的扇区数据有效。根据不同的情况，基带射频接口帧可以设定扇区数据有效指示的位数。正常情况下，所有位都为1；当光纤断开或失锁时，与其直接相连的射频单元收到的扇区有效指示将为全0，它向下游发送的扇区数据有效指示中只将该射频单元扇区所对应的位置为1，其余位不变，下游的射频单元收到这个数据后，也作相同的处理，将该射频单元对应的位置为1，其余位不变，接着往下传输。

如图1B所示，为本发明基带单元/射频单元的内部结构图。将链路控制器分成基带单元控制器(BDS控制器)110、射频单元控制器(RFS控制器)220两部分，分别设置于基带单元(BDS)10和射频单元(RFS)20上。BDS10还设置有与BDS控制器110连接的光口1、光口2；RFS 20还设置有与RFS控制器220连接的光口1、光口2。

BDS控制器110负责反向链路的选择，RFS控制器220负责前向链路的选择，两部分相互独立，互不影响，各自根据自己的规则选择相应的前、反向链路。前向链路的选择相对简单，开始工作时默认选择光口1的那条链路，然后RFS控制器220不停地比较两条链路的扇区有效指示是否全1，优先选择全1的那条链路，如果都是全1或都不是全1，则维持原状。

当BDS控制器110和RFS控制器220初始化时，各自选择默认的反向、前向链路；BDS单元10向所有前向链路发送全1的扇区有效指示位；当光纤断开或失锁时，与该光纤直接相连的RFS向下游发送只有该RFS工作扇区所对应的位为1的扇区有效指示，其余位为0，下游的RFS接收到该指示后依次将自己的工作扇区所对应的位改为1，其余位不变；RFS控制器220根据从前向链路上接收到的扇区有效指示和当前链路的状态选择新的前向链路，BDS控制器110根据从反向链路上接收到的扇区有效指示和当前链路的状态选择新的反向链路；光纤恢复后，BDS控制器110和RFS控制器220保持当前的工作链路不变。

基带单元10向两条链路发送相同的前向数据，但是只能从一条链路接收某一扇区的数据，BDS控制器110为每一条链路都设定一个掩码，当掩码中的某一位为1时，就表示相应扇区的数据可以从该链路接收，为0时，则丢弃相应扇区的数据。BDS控制器110根据从两条链路接收到的扇区数据有效指示来确定两条链路的掩码，掩码确定之后，BDS控制器110就根据它来决定某扇区的数据从哪条链路接收。同时为了避免无谓的倒换，还要考虑原先的扇区数据选择，只有在从原链路收不到该扇区的数据时才将其倒换到另外一条链路上。

在光纤断路和接通的瞬间会有数据的抖动，扇区有效指示在短时间内也会发生连续的变化，为了避免这种连续变化造成链路掩码的乱变，在BDS控制器110里还增加了防抖模块111，用于实现只有当扇区有效指示位保持一设定时间间隔才确认该指示为新的有效指示，并据此改变链路掩码。

图1A中，前向链路的选择由RFS控制器102、RFS控制器103、RFS控制器104实现，反向链路的选择由BDS控制器101实现。开始工作时，各控制器都有一个默认的链路选择，RFS控制器102～104选择相应RFS光口1的链路，BDS控制器101选择BDS光口2的链路，正常工作之后各控制器都优先选择扇区有效指示位全1的链路，如果都是全1或都不是全1，那么就维持原状不变。如果所有单元同时开始工作，主用工作链路如虚线100所示，备用工作链路如实线200所示，但这只是极端情况，实际工作中由于各单元开始工作的时间不一致，所以初始的链路状态有很多种，这里只是以极端情况为例阐述本发明的链路保护方法。

首先，看单纤断开的情况，如图2所示。发生断路的光纤如果是备用链路光纤205，对系统的正常运行没有任何影响，如果是主用链路光纤206，RFS控制器204从相应RFS的光口1收到的扇区有效指示为全0，从相应RFS的光口2收到的指示由于没受影响，仍为全1，RFS控制器204马上启动链路倒换，将前向链路切换到相应RFS的光口2上，RFS控制器202、RFS控制器203由于从相应RFS的光口1上收到的指示仍为全1，不会发生倒换。

但是RFS控制器202/RFS控制器203到BDS光口2的反向链路被切断，BDS控制器201从相应BDS的光口2收到的扇区有效指示中这两个射频单元对应的位置为0，与此同时，BDS控制器201从相应BDS的光口1收到的扇区有效指示全为1，比较这两个有效指示，BDS控制器201马上判断出RFS控制器202/RFS控制器203到相应BDS的光口2的链路切断，而到相应BDS的光口1的链路正常，据此迅速启动链路倒换，将RFS控制器202/RFS控制器203的反向数据倒换到相应BDS的光口1上，RFS控制器204的反向数据维持不变。这样就将断纤对系统的影响降低到最小程度。

再者，看断两根光纤的情况，如图3所示。初始工作链路仍然是虚线100，光纤305断开后，RFS控制器303/RFS控制器304由于从相应RFS的光口1收到的扇区有效指示不是全1，所以立即将前向链路倒换到相应RFS的光口2上，这样RFS控制器303/RFS控制器304的前向链路全部倒换到实线200上，而RFS控制器302由于断纤对其前向链路没有影响，仍从虚线100攒收数据。

但是RFS控制器302到BDS控制器301所属BDS的反向链路被切断，BDS控制器301从BDS的光口2收到的扇区有效指示中只有RFS控制器303/RFS控制器304的扇区有效，RFS控制器302的位置为0，于是就把RFS控制器302的扇区倒换到BDS的光口1上，从BDS的光口1接收RFS控制器302的反向数据，从BDS的光口2接收RFS控制器303/RFS控制器304的反向数据。

光纤断开之后，经过抢修一般都会恢复。恢复之后，各单元从各光口收到的扇区有效指示都是全1，如果不进行特殊控制的话，各单元又将进行一次倒换，恢复成默认的状态，这也是竭力要避免的。为此，链路控制器还有一种状态保持功能，即只要能从现在的链路上取到有效数据，就不再根据扇区有效指示是否为全1而发生链路倒换。这样就避免了光纤恢复正常后又发生一次多余的倒换。

这种单环的工作链路其实是一种最差的情况，只要主用光纤断开，所有射频单元的前向或者反向链路都要发生倒换，影响面很宽，但是这种情况很少发生，因为各单元开始工作的时间不可能统一，更多出现的是图4所示的双环形式，虚线100表示工作链路，则断纤405对系统没有任何影响。

如图4所示，其工作形式较多出现在工程施工的过程中，多个基站不可能同时上电工作，经常是靠近BDS的几个站先上电，然后再逐渐推广到其他站，所以刚开始时，整个系统的组网形式是两个链形，一个是BDS控制器401所属BDS的光口1到RFS控制器402，另一个是BDS的光口2到RFS控制器403、RFS控制器404，等把最后一段光纤连接起来后才组成环网，由于本发明特有的链路保持功能，前反向链路的选择仍然保持环网前的状态，仍然象链形一样工作，即：RFS控制器402接收BDS光口1的前向信号，RFS控制器403/RFS控制器404接收来自BDS光口2的前向信号，而BDS则从光口1接收RFS控制器402的反向信号，从光口2接收RFS控制器403/RFS控制器404的反向信号。

当光纤405断开，断链发生，直接受到影响的是RFS控制器402和RFS控制器403，但是这两个RFS本来都不从断掉的光纤上取用前向数据，所以光纤的断与否不会影响它们的前向链路选择；至于反向信号，RFS控制器402送到BDS的光口1，RFS控制器403送到BDS的光口2，也不经过这段光纤，所以这段光纤断掉也不影响反向链路选择。既然前反向链路的选择都没有发生变化，那么系统的正常工作就不会受到丝毫影响，本发明的优越性也就得到集中体现。

其他光纤断开的情况，也可进行类似分析。

前向、反向链路的选择都有保持功能，只要当前链路可以正常工作，就不会切换到默认状态上去；反向链路的倒换要分扇区进行，只将受到影响的扇区倒换到另外一条链路上去，其他扇区仍走原先的链路；前向链路的倒换则是所有扇区一起进行，只要一条链路上的某些扇区不可用，就将所有扇区全部倒换到完好的链路上去。

前向、反向链路的选择都有抗干扰能力，光纤断开和接通过程中链路上出现的不稳定的数据信号不会影响链路的选择，从而避免因链路变化引起基带数据前反向延时的变化，基带处理芯片也就不会频繁复位，断纤对系统的影响被降至最低。

本发明方法不仅适用于分离式基站，同样适用于一个基站主站带多个射频单元的情况。

采用本发明链路保护方法，既能对通信链路进行有效的保护，又大大减少了断路对基站系统造成的影响，保障系统的正常运行，对提高BTS系统的稳定性、可靠性大有裨益。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种通信链路保护方法，用于包括链路控制器、基带单元、射频单元的基站，其特征在于，包括：

步骤一，将所述链路控制器分为基带单元控制器、射频单元控制器，并分别设置于所述基带单元、所述射频单元上；及

步骤二，通过所述基带单元控制器选择反向链路，并将所述反向链路上的受到影响的工作扇区倒换至另一完好的反向链路，不受影响的工作扇区保持不变；

通过所述射频单元控制器选择前向链路，并当所述前向链路上的一工作扇区受到影响时将所述前向链路上的所有工作扇区倒换至另一完好的前向链路。

2.根据权利要求1所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤一中，所述基带单元与所述射频单元之间通过一含有设定位的扇区有效指示的基带射频接口帧传送数据，当所述基带射频接口帧中的一位为1时，则该位对应的扇区数据有效。

3.根据权利要求2所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤二中，所述基带单元控制器根据从所述前向链路、所述反向链路接收的扇区有效指示分别为所述前向链路、所述反向链路设定一掩码，并根据该掩码中的位判断该位对应扇区的数据是否能从该掩码所属的链路接收。

4.根据权利要求3所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括：对所述基带单元控制器和所述射频单元控制器进行初始化的步骤，该步骤中，所述基带单元控制器选择默认反向链路，所述射频单元控制器选择默认前向链路，并由所述基带单元向所有前向链路分别发送全1的扇区有效指示位。

5.根据权利要求4所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤二中，当一光纤断开或失锁时，与该光纤直接相连的射频单元向下游射频单元发送与该射频单元的工作扇区所对应的位为1的扇区有效指示，其余位为0，所述下游射频单元接收到所述扇区有效指示后依次将其工作扇区所对应的位置为1，其余位不变。

6.根据权利要求5所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤二中，所述射频单元控制器根据从所述前向链路上接收到的扇区有效指示和当前工作链路的状态重新选择前向链路；所述基带单元控制器根据从所述反向链路上接收到的扇区有效指示和当前工作链路的状态重新选择反向链路。

7.根据权利要求6所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤二中，当所述光纤恢复后，所述基带单元控制器和所述射频单元控制器分别保持当前工作链路不变。

8.根据权利要求1-7任一所述的通信链路保护方法，其特征在于，所述步骤一中，还包括在所述基带单元控制器上设置一防抖模块的步骤，用于当扇区有效指示位保持一设定时间间隔不变后确认该扇区有效指示位为新的扇区有效指示。

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