CN101335566A - 拉远数据交换设备及其数据交换的方法 - Google Patents

Abstract

拉远数据交换设备及其数据交换方法，其在上行方向上提取上行数据的链路信息进行第一操作处理；同时对各上行数据进行调整，使各上行数据按预设通道顺序排列，且同一通道的数据对齐，对不同端口同一通道的数据合并，合并为一路串行数据流后进行帧结构调整，然后将第一操作处理后的信息与帧结构调整后的数据组合为一路上行串行数据向上发送；在下行方向上提取下行数据中的链路信息进行第二操作处理，并将第二操作处理后的信息与下行数据组合向下发送。本发明实现了上端设备与多个下端设备的通信，提高了无线系统通信的稳定性及覆盖率，在对上、下行数据进行处理时，采用并行处理方式，分别对上、下行数据进行处理，容易实现，从而有利于广泛应用。

Description

拉远数据交换设备及其数据交换的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及移动通信领域中射频拉远系统的组网方式及其数据传输方法。

背景技术

随着无线通信技术的不断进步与发展，无线网络优化和网络覆盖的重要性日益显著，其中，射频拉远技术以其投资成本低、能迅速扩大覆盖区域等特点，得到广泛应用，现有技术中对射频拉远技术的应用，通常采用一对一的菊花链连接方式或者是一对多的星型连接方式，或者两种组网方式混合应用的方式。如图1所示，是现有技术中的其中一种无线网络的组网结构示意图，在这种组网方式中，一台远端机在与一台上端设备(远端机或者近端机)相连接的同时，只能与一台下端远端机相连接，这种组网方式，在需要无线网络覆盖密集的区域，不利于组网优化和拓展，不能满足无线覆盖密集的组网需求，此外，根据这种组网方式，当其中的一台远端机发生故障、中断通信时，将会导致其后端连接的各远端机与近端机的通信中断，影响整条数据链路的通信。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种具有数据交换功能的拉远数据交换设备，其可同时与多个下端设备进行通信，实现上端设备与这多个下端设备的数据交换。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种拉远数据交换设备，包括：用于与上端设备连接的主端口，用于与下端设备连接的至少两个从端口，

与各所述从端口连接的上行数据接收模块，用于通过各所述从端口接收各所述下端设备的上行数据；

与所述上行数据接收模块连接的第一链路信息处理模块，用于从所述上行数据中提取链路信息，并根据预设处理方式对该链路信息进行第一操作处理；

与所述上行数据接收模块连接的数据整合处理模块，用于根据预设方式对从各所述从端口接收的上行数据进行调整，使各从端口所接收的上行数据按预设通道顺序排列，且同一通道的数据相互对齐，并将不同从端口的同一通道的数据合并，成为一路串行数据流，并根据预设解/组帧机制对所述串行数据流进行帧结构调整，所述串行数据流包括IQ数据；

与所述第一链路信息处理模块、所述数据整合处理模块连接的上行数据组合模块，用于根据预设数据组合/解析方式，将所述第一操作理后的链路信息与所述帧结构调整后的数据组合为一路上行串行数据；

连接于所述主端口与所述上行数据组合模块之间的上行数据发送模块，用于将所述上行串行数据通过所述主端口向所述上端设备发送；

还包括：

与所述主端口连接的下行数据接收模块，用于通过所述主端口接收所述上端设备的下行数据；

与所述下行数据接收模块连接的第二链路信息处理模块，用于从所述下行数据中提取链路信息，并根据所述预设处理方式进行第二操作处理；

与所述下行数据接收模块、所述第二链路信息处理模块连接的下行数据组合模块，用于根据所述预设数据组合/解析方式将所述第一操作处理后的链路信息与所述下行数据组合为一路下行串行数据；

连接于各所述从端口与所述下行数据接收模块之间的下行数据发送模块，用于通过各所述从端口将所述下行串行数据向各所述下端设备发送。

根据本发明的拉远数据交换设备，其通过主端口与上端远端设备相连接，并通过多个从端口分别与多个下端设备相连接，实现上端设备与多个下端设备的通信，从而可以有效合理地对各下端设备的排布方式进行规划，提高无线网络的覆盖率，且在其中一个下端设备发生故障时，不会影响其他下端设备的通信，提高了无线系统通信的稳定性，此外，在对上、下行数据进行处理时，对上行数据、下行数据并行处理，分别采用不同的处理方式，在对上行数据进行处理时，对上行数据进行串行合并，有效利用拉远数据交换设备的资源，减小处理延时，且减少了向上传输的数据的数据量，本发明方案容易实现，且有利于广泛应用。

本发明的第二个目的在于提供一种拉远数据交换设备的数据交换方法，其可实现上端设备与多个下端设备的数据交换功能，且数据传输量小，应用及开发方便。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种拉远数据交换设备的数据交换方法，所述拉远数据交换设备包括与上端设备连接的主端口以及至少两个与下端设备连接的从端口，包括步骤：

从各所述从端口接收各上行数据；

根据预设数据组合/解析方式从所述上行数据中提取链路信息，并根据预设处理方式对该链路信息进行第一操作处理；

对从各从端口接收的上行数据进行调整，使各从端口的上行数据按预设通道顺序排列；

根据预设方式，使各按所述预设通道顺序排列后的同一通道的数据对齐；

将各上行数据的同一通道的数据合并，合并为一路串行数据流；

根据预设解/组帧机制对所述串行数据流进行帧结构调整；

将所述第一操作处理后的信息与所述帧结构调整后的数据组合为一路上行串行数据，并将所述上行串行数据通过所述主端口向上发送；

从所述主端口接收下行数据；

根据所述预设数据组合/解析方式从所述下行数据中提取链路信息，并根据所述预设处理方式对该链路信息进行第二操作处理；

将所述第二操作处理后的信息与所述下行数据组合为一路下行串行数据，并将所述下行串行数据通过各所述从端口向下发送。

根据本发明的拉远数据交换设备的数据交换方法，其在对上、下行数据进行处理时，分别对上行数据、下行数据进行处理，且分别采用不同的处理方式，容易实现，从而有利于广泛应用，此外，在对上行数据进行处理时，对各上行数据根据预设通道顺序进行调整并对齐后，对同一通道数据进行合并，再对合并后的结果进行帧结构调整，实现串行合并，有效利用拉远数据交换设备的资源，减小处理延时，相应地减少了向上传送的数据量，数据传输量小，可以有效利用无线网络的资源。

附图说明

图1是现有技术中的一种无线网络的组网结构示意图；

图2是帧结构的总体示意图；

图3是本发明的拉远数据交换设备与其他近端机、远端机组成无线通信网络时的结构示意图；

图4是本发明的拉远数据交换设备实施例一的结构示意图；

图5是上述实施例一中的第一链路信息处理模块的结构示意图；

图6是上述实施例一中的数据整合处理模块的结构示意图；

图7是根据预设通道顺序对帧中的数据顺序进行调整后的结构示意图；

图8是各端口的数据按时序调整且相同通道的数据对齐的原理示意图；

图9是上述实施例一中的第二链路信息处理模块的结构示意图；

图10是本发明的拉远数据交换设备实施例二的结构示意图；

图11是上述实施例二中的IQ数据处理模块的结构示意图；

图12是本发明的数据交换方法处理上行数据的实施例的流程示意图；

图13是本发明的数据交换方法处理下行数据的实施例一的流程示意图；

图14是本发明的数据交换方法处理下行数据的实施例二的流程示意图。

具体实施方式

在现有的无线通信技术中，根据具体协议类型的不同，例如不同的通信制式的不同协议、不同的厂商所自定义的协议等等，所采用的帧结构的格式也有所不同，但通常包括有两大部分，即链路信息与IQ数据两部分，如图2所示，其中，链路信息一般包括上层应用信息、底层应用信息或者厂商自定义信息等内容，通常包括非实时性信息，例如光路时延信息、路由网表信息、监控信息、指示信息等等，而IQ数据主要指底层链路传输的采用数据、或者是需要进行高速传输的数据，根据具体传输协议的不同，链路信息、IQ数据在帧中所处的位置有所差别，所代表的信息也不一定完全相同，此外，根据具体传输协议的不同，IQ数据所包含的数据量的不同，IQ数据的组帧方式也有所差别，帧的时间长度也不一定相同，一帧数据内的链路信息、IQ数据所占用的时间长度也不尽相同，因此，为了说明方便的需要，在本发明方案中，仅仅以帧结构包括上述链路信息、IQ数据进行说明，具体的帧结构组成方式，根据具体所采用的传输协议的不同可以有所不同。

如图3所示，是本发明的拉远数据交换设备与其他近端机、远端机组成无线通信网络时的结构示意图，其可与一个上端设备连接，实现与上端设备的通信，同时与至少两个下端设备连接，实现与下端设备的通信，该下端设备可以是图3中所示的下端的远端机。

下面首先针对本发明的拉远数据交换设备的具体实施例进行详细描述。

实施例一：

如图4所示，是本发明的拉远数据交换设备实施例一的结构示意图。

如图所示，在本实施例中，本发明的拉远数据交换设备具体包括：用于与上端设备连接的主端口，用于与下端设备连接的至少两个及两个以上的从端口，与所述主端口连接的下行数据接收模块201、上行数据发送模块105，与各所述从端口连接的下行数据发送模块204、上行数据接收模块101，与所述上行数据接收模块101相连接的第一链路信息处理模块102、数据整合处理模块103，连接于所述第一链路信息处理模块102、所述数据整合处理模块103、以及所述上行数据发送模块105之间的上行数据组合模块104，与所述下行数据接收模块201连接的第二链路信息处理模块202，以及连接于所述下行数据接收模块201、所述第二链路信息处理模块202及所述下行数据发送模块之间204的下行数据组合模块203。

在进行数据交换时，在上行方向上：

上行数据接收模块101识别当前同步的从端口，假设从端口的总数为N个，且当前同步的从端口的数目为M个，其中N为大于等于2的整数、M为大于等于1的整数，且N大于或者等于M，上行数据接收模块101通过当前同步的各所述从端口接收各所述下端设备的上行数据，在接收到各上行数据之后，可先将各上行数据予以缓存，以方便后续的处理过程；

第一链路信息处理模块102从所述上行数据接收模块101所接收的上行数据中提取链路信息。并根据预设处理方式，对需要进行处理的链路信息进行相关处理，在此称为第一操作处理，并将第一操作处理之后的链路信息向上行数据组合模块104发送；

数据整合处理模块103根据预设通道顺序对从每个从端口接收的上行数据进行调整，使各从端口接收的上行数据均按照预设通道顺序排列，且每个通道占有预设长度的时间片，随后，对从各从端口接收的上行数据进行时序调整，使得各从端口之间同一通道的数据相互对齐，并将各从端口的同一通道的数据进行合并，合并为一路串行数据流，然后，根据预设解/组帧机制，对所述串行数据流进行帧格式调整，使得调整后的串行数据满足所采用的具体传输协议的帧结构要求；

上行数据组合模块104根据预设数据组合/解析方式将所述第一操作处理后的链路信息与数据整合处理模块103帧结构调整后的数据组合为一路上行串行数据，并将该上行串行数据向上行数据发送模块105发送；

上行数据发送模块105接收到上述上行串行数据后，将该上行串行数据通过所述主端口向所述上端设备发送，具体的发送方式可以是，上行数据发送模块105识别主端口是否同步，具体应用可表现为接收到从上端设备发送的周期指示信号等方式，当主端口同步时，通过主端口将该上行串行数据发送给上端设备。

在下行方向上：

下行数据接收模块201识别主端口是否与上端设备同步，例如，通过判断是否接收到从上端设备发送的周期指示信号等方式进行判定，若同步，则通过主端口接收上端设备的下行数据，接收到下行数据之后，可先将该下行数据予以缓存，以方便后续的处理过程；

第二链路信息处理模块202从下行数据接收模块201所接收的下行数据中提取链路信息，并根据预设处理方式，对需要进行处理的链路信息进行相关处理，在此称为第二操作处理，并将第二操作处理后的链路信息向下行数据组合模块203发送；

下行数据组合模块203根据所述预设数据组合/解析方式将所述第二操作处理后的链路信息与下行数据接收模块201所接收的下行数据进行组合，通常是将第二操作处理之后的链路信息替换所述下行数据中的相应部分的链路信息数据，并组合为一路下行串行数据，并将该下行串行数据向下行数据发送模块204发送，

下行数据发送模块204接收上述下行数据组合模块203组合后的下行串行数据，并将下行串行数据通过各所述从端口向各下端设备发送，其中，该向下发送的方式可以是广播发送，具体的方式可以是，下行数据发送模块204识别当前同步的从端口，具体应用可表现为接收到从下端设备发送的周期指示信号等方式，并通过当前同步的从端口将下行串行数据发送给相关下端设备，以此类推，直至将该下行数据通过所有的从端口发送给了各下端设备。

根据上述本发明的方案，在对上行数据、下行数据的处理方式上，采用并行处理方式，采用不同的方式分别对上行数据、下行数据进行处理，在对上行数据进行传输时，由于可能需要同时传输从多个从端口接收的上行数据，因此，在对各上行数据按预设通道顺序排列并对齐，将各相同通道的数据进行合并，成为一路串行数据流，并对合并后的串行数据流进行帧结构调整，使之满足帧结构要求，最后将帧结构调整后的信息数据与处理后的链路信息组合为一路上行串行数据后向上发送，实现串行合并，其在对上行数据时，不用经过对帧数据进行解帧、组帧等处理方式，相应地减少了向上传输数据的数据量的大小，从而有效合理地利用了设备的资源，节省了设备资源，从而有效提高了设备处理速度，减小了本地数据的处理延时，提高效率，此外，其仅需对要上传或者下传的上、下行数据进行处理，对所使用设备的芯片要求不高，设备成本较低。

其中，在上述的在上行方向、下行方向上的对交换数据的处理方式，根据具体所采用的传输协议的不同，链路信息、IQ数据所包含的内容及排列方式也有所不同，相应地，上述预设处理方式、预设数据组合/解析方式、预设解/组帧机制等等根据具体所采用的传输协议的不同也有所不同，在此不针对各传输协议一一赘述。

此外，根据具体所采用的具体传输协议的不同，上述第一操作处理、第二操作处理的处理方式也有所不同，特别是，对于所采用的某些传输协议，对于所提取的链路信息均需要进行处理，而对于所采用的某些传输协议，可能只需要对所提取的链路信息中的一部分进行实质性的处理，例如只需对链路信息中所包含的指示信息、监控信息等进行处理，因此，需要说明的是，在本发明方案中所提及的对链路信息所进行的第一操作处理、第二操作处理应当是包括上述两种情况，而不应视作是对其中一种方式的限定。

例如，以上述第一操作处理为例，假设分别从当前同步的M个从端口所接收的上行数据中提取了链路信息，即，相应的链路信息的数目为M个，对于这M个链路信息而言，根据所采用的具体协议，所采用的合并操作处理方式可以是：对于对应于帧中同一位置的链路信息数据，根据预先所设定规则的不同，从对应于该位置的各链路信息数据中提取出最大值、最小值、中间值或者其他值作为当前位置数据的有效值，以此类推，对于不同的位置分别采用不同从端口链路数据的有效值，将这些有效值组成一个新的链路信息，并进行相关操作处理，或者是在对各链路信息进行相关操作处理之后再根据预设规则的不同提取不同的有效值组成新的链路信息；或者是，根据预先设定的有效位，当从某一个从端口所接收的上行数据的链路信息中包含该有效位时，将该从端口对应的链路信息作为有效的链路信息，而将其他的从端口所对应的链路信息予以丢弃，根据具体所采用方式的不同而有所不同。

此外，以所述第二操作处理为例，其可以是对于链路信息中所包含的路由表信息，在进行第二操作处理可以包括对路由表信息的处理，例如从该路由表信息提取出与该拉远数据交换设备有关的路由信息，而将除了与该交换设备相关的其他路由信息进行下发等等。

此外，本发明的拉远数据交换设备，还可以包括一个本地数据处理模块(图中未示出)以及与该本地数据处理模块相连接的天线设备(图中未示出)，该本地数据处理模块与所述下行数据接收模块201相连接，用于根据预设处理方式对下行数据进行第三操作处理后通过天线设备进行发送，从而本发明的拉远数据交换设备在具有相应的处理能力的情况下，在作为交换设备使用的同时，还可以作为一个远端机来使用，从而可以大大增加移动网络的覆盖率，更有益于系统的优化和发展。

如图5所示，是本实施例一中的第一链路信息处理模块102的结构示意图，其具体包括：

与上行数据接收模块101连接的第一链路信息提取模块1021，用于从所述上行数据接收模块101所接收的上行数据中提取链路信息；

连接于所述第一链路信息提取模块1021与上行数据组合模块104之间的第一操作处理模块1022，用于根据所述预设处理方式，对需要进行处理的链路信息进行相关处理，称为第一操作处理，并将第一操作处理之后的链路信息向上行数据组合模块104发送。

如图6所示，是本实施例一中的数据整合处理模块103的结构示意图，其具体包括：

与上行数据接收模块101连接的通道顺序调整模块1031，用于根据预设通道顺序对从各从端口接收的上行数据进行调整，使得各从端口接收的上行数据均按照该预设通道顺序排列，且每个通道所占用预设长度的时间片，即每个通道所占用的时间片的长度等长；

与所述通道顺序调整模块1031连接的端口数据时序调整模块1032，用于对从各从端口接收的上行数据进行时序调整，使得各从端口之间相同通道的数据相互对齐，由于上述通道顺序调整模块1031在进行调整时，各通道所占用的时间片的长度是等长的，从而使各从端口的相同通道的数据相互对齐具备了可行性；

与所述端口数据时序调整模块1032连接的同通道数据合并模块1033，用于将各从端口的同一通道的数据进行合并，成为一路串行数据流；

连接于所述同通道数据合并模块1033与上行数据组合模块104之间的帧结构调整模块1034，用于根据预设解/组帧方式对所述合并后的串行数据流进行帧结构调整，使得调整后的数据的帧结构满足所采用的具体传输协议的帧结构要求。

如图7所示，是本实施例中数据整合处理模块103中的通道顺序调整模块1031对帧中的数据顺序进行调整后的结构示意图。

如图所示，经过调整后，帧中的数据按照通道顺序排列，且每一个通道的数据占有预设长度的时间片，即任意一个通道所占有的时间片的长度等长，其中，图中所示是按照通道1、通道2、通道3......的顺序进行排列，实际上，根据预先所设定的顺序的不同，还可以是按照其他的方式进行排列，例如通道1、通道3、通道5、......通道2、通道4、通道6......，或者通道2、通道1、通道4、通道3、通道6、通道6......等等，在此不一一赘述。

此外，在通道顺序调整模块1031根据预设通道顺序对所接收的上行数据进行调整时，可以是直接对所有的上行数据进行调整，即对包括了链路信息与IQ数据的上行数据进行调整，使任意一个通道的数据占用预设长度的时间片。

通常情况下，由于业务通道的数目较多，各业务通道所具有的数据量的大小不尽相同，在上述直接对所有的上行数据进行调整的情况下，可能相对应的各通道所占有的时间片的长度受到限制，从而对具有较长数据量的通道产生不利影响。因此，在根据预设通道顺序对所接收的上行数据进行调整时，可以是先去除该上行数据中的链路信息，仅对上行数据中的IQ数据进行调整，而在进行调整时，考虑的是整个上行数据的长度，即既包含了原始的链路信息的长度，又包含了IQ数据的长度，相应地可以使每个时间片所占有的长度增加，相应地，对于具有较大数据量的通道而言，将其数据存放入该预设长度的时间片时也不易产生拥塞的现象，提高处理效率。

其中，在进行通道顺序排列时，每个通道所占用的时间片的预设长度，根据具体所采用的传输协议的不同可以有所不同，在采用同一种传输协议的情况下，也可以采用不同的方式对该预设长度进行设定。

例如，通常情况下，对于无线通信系统而言，具有一个最大的业务通道数目，因此，该预设长度可以是该传输协议的帧结构长度除以该最大业务通道数目所得的长度，在这种情况下，在每一次的处理过程中，所具有的预设长度是固定不变的；

或者是，由于在某一次的交换传输过程中，在当前同步的各从端口中，可能只有部分业务通道具有需要传输的数据，因此，该预设长度也可以是该传输协议的帧结构长度除以当前具有传输数据的业务通道数目所得的长度，在这种情况下，在每一次的处理过程中，所具有的预设长度是不固定的，可以根据具体传输时所应用的通道数目而发生改变，从而可以有效对帧结构的长度进行；

又或者，在系统投入应用之前，根据系统应用的需求或者根据目前所应用的业务量、及所采用的具体传输协议，指定一个固定的预设长度，且在以后的使用过程中该预设长度不再发生改变，直到系统应用需求或者业务量发生较大变化的情况下，再重新设定一个新的预设长度。

上述预设长度还可以通过其他的方式进行设定，在此不一一叙述。

如图8所示，是端口数据时序调整模块1032对各端口的数据按时序调整且相同通道的数据对齐的原理示意图。

如图所示，经过端口数据时序调整模块1032的时序调整后，从各从端口接收的上行数据(或者上行数据中的IQ数据)的同一通道的数据对齐，根据具体所采用的通信协议的不同，所具有的通道数目也不相同，图示中以具有X个业务通道进行说明。

其中，进行时序调整的方式具体可以是，拉远数据交换设备产生周期性的指示信号，在接收到这个指示信号之后，端口数据时序调整模块1032对上述通道顺序调整模块1031进行通道顺序调整后的各数据进行调整，使得各通道顺序调整后的数据流的同一通道的数据相互对齐。由于每个业务通道所占用的时间片长度是等长的，因此，在通过周期指示信号进行时序调整后，各从端口数据之间的任意一个通道都是相互对齐的，便于后续过程中的组合过程。

如图9所示，是本实施例一中的第二链路信息处理模块202的结构示意图，其具体包括：

与下行数据接收模块201连接的第二链路信息提取模块2021，用于从下行数据接收模块201所接收的下行数据中提取链路信息；

连接于所述第二链路信息提取模块2021与下行数据组合模块之间的第二操作处理模块2022，用于根据所述预设处理方式，对需要进行处理的链路信息进行相关处理，称为第二操作处理，并将第二操作处理后的链路信息向下行数据组合模块203发送。

其中，在本实施例一中，上述预设处理方式，跟所采用的具体的通信系统、具体传输协议的不同可以有所不同，通常情况下，上述第三操作处理包括数模转换等操作处理方式。

其中，本发明的拉远数据交换设备，可应用于GSM(Global System forMobile communication，全球移动通信系统)、TD-SCDMA(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步的码分多址技术)、WCDMA(Wideband Code-division Multiple Access，宽带分码多工存取)、CDMA2000(CDMA，Code-division Multiple Access，码分多址复用)等通信制式的通信系统中。

实施例二：

如图10所示，是本发明的拉远数据交换设备实施例二的结构示意图。

如图所示，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处主要在于，在本实施例中，还包括：连接于所述下行数据接收模块201与下行数据组合模块203之间的IQ数据处理模块205。

所述IQ数据处理模块205，用于根据所述预设解/组帧机制对所述下行数据进行解帧，提取不同通道的IQ数据，转化为多通道下行并行IQ数据，并根据所述预设解/组帧机制，将所述多通道下行并行IQ数据组帧为一路下行串行IQ数据。

此时，所述下行数据组合模块203，用于将所述第二链路信息处理模块202进行第二操作处理后的链路信息与所述IQ数据处理模块205处理后的下行串行IQ数据进行组合，组合为一路下行串行数据，并将该下行串行数据发送给下行数据发送模块204向下发送。

此外，本实施例中的拉远数据交换设备，还可以包括一个本地数据处理模块(图中未示出)以及与该本地数据处理模块相连接的天线设备(图中未示出)。

其中，该本地数据处理模块可以与所述下行数据接收模块201相连接，用于根据所述预设处理方式对所述下行数据进行相应的处理，在此称为第三操作处理，并将第三操作处理后的信息数据通过天线设备发送。

该本地数据处理模块，还可以是与所述IQ数据处理模块205相连接，用于根据所述预设处理方式对IQ数据处理模块205处理之后得到的多通道下行并行IQ数据进行处理，在此称为第四操作处理，并将第四操作处理后的信息数据通过天线设备进行发送。

从而，本发明的拉远数据交换设备在具有相应的处理能力的情况下，在作为交换设备使用的同时，还可以作为一个远端机来使用，从而可以大大增加移动网络的覆盖率，更有益于系统的优化和发展。

如图11所示，是本实施例中的IQ数据处理模块205的结构示意图，其具体包括：

与下行数据接收模块201连接的下行IQ数据并行处理模块2051，用于根据所述预设解/组帧机制对所述下行数据进行解帧，提取不同通道的IQ数据，转化为多通道下行并行IQ数据；

连接于所述IQ数据并行处理模块2051与下行数据组合模块203之间的下行IQ数据串行处理模块，用于根据所述预设解/组帧机制，将所述多通道下行并行IQ数据组帧为一路下行串行IQ数据。

其中，在本实施例中，上述预设处理方式、预设解/组帧机制，跟所采用的具体的通信系统、具体传输协议的不同可以有所不同，通常情况下，上述第三操作处理、第四操作处理包括数模转换等操作处理方式。

本实施例中的其他技术特征与实施例一中的相同，在此不予赘述。

针对上述拉远数据交换设备，本发明还提供拉远数据交换设备的数据交换方法，以下针对本发明的数据交换方法的各实施例进行详细描述。

如图12所示，是本发明的数据交换方法处理上行数据的实施例的流程示意图。

如图所示，在对上行数据进行处理时，具体包括步骤：

步骤S101：识别当前同步的从端口，进入步骤S102；

步骤S102：从所述同步的各从端口接收下端设备上传的上行数据，进入步骤S103、步骤S105；

步骤S103：根据预设数据组合/解析方式，分别提取从各从端口接收的上行数据中的链路信息，进入步骤S104；

步骤S104：根据预设处理方式，对上述各链路信息进行相应的操作处理，在此称为第一操作处理，进入步骤S109；

步骤S105：根据预设通道顺序，分别对从各从端口接收的上行数据进行调整，使各上行数据按照所述预设通道顺序排列，且每个通道的数据占用预设长度的时间片，进入步骤S106；

步骤S106：对所述步骤S105中通道顺序调整后的数据进行时序调整，使时序调整后的对应于各从端口的同一通道的数据相互对齐，进入步骤S107；

步骤S107：根据所述预设数据组合/解析方式，将所述步骤S106中对齐后的各同一通道的数据进行合并，合并为一路串行数据流，进入步骤S108；

步骤S108：根据预设解/组帧机制，对所述串行数据流进行帧结构调整，使得帧结构调整后的数据满足所采用传输协议的帧结构要求，进入步骤S109；

步骤S109：根据所述预设数据组合/解析方式，将上述第一操作处理后的链路信息与上述上行帧结构调整后的数据组合为一路上行串行数据，进入步骤S110；

步骤S110：将上述组合后的上行串行数据通过主端口向上端设备发送。

上述步骤S103、S104与步骤S105、S106、S107、S108之间的先后处理顺序，可以不限定在固定的顺序，根据具体应用的不同可以有所不同，例如根据当前处理速度的不同，可以允许二者是同时进行或者是二者之间有先后顺序的不同。

其中，在所述步骤S101中，在判断各从端口是否同步时，具体的实现方式可以是：判断是否接收到从下端设备发送的周期指示信号，例如，假设从端口的总数目为N个，当前接收到了周期指示信号的从端口的数目为M个，即当前同步的从端口的数目为M个，其中N为大于等于2的整数，M为大于等于1的整数，且N大于或者等于M。

此外，上述预设数据组合/解析方式、预设解/组帧机制、预设处理方式等，根据具体所采用的传输协议的不同而有所不同，相应地，不同的传输协议下的第一操作处理也不尽相同，在此不一一赘述。

此外，在上述步骤S102中，在接收到下行数据之后，可先将该下行数据予以缓存。

其中，在所述步骤S105中，所述预设通道顺序根据具体应用或者选择需要的不同可以有所不同，如图8所示，是通道顺序调整后的一个实施例的原理示意图，经过调整后，帧中的数据按照通道顺序排列，且每一个通道的数据占有预设长度的时间片，即各自所占有的时间片的长度等长，其中，图中所示是按照通道1、通道2、通道3......的顺序进行排列，实际上，根据预先所设定的顺序的不同，还可以是按照其他的方式进行排列，例如通道1、通道3、通道5、......通道2、通道4、通道6......，或者通道2、通道1、通道4、通道3、通道6、通道6......等等，在此不一一赘述。

此外，在该步骤S105中，在根据预设通道顺序对所接收的上行数据进行调整时，可以是直接对所有的上行数据进行调整，即对包括了链路信息与IQ数据的上行数据进行调整，使任意一个通道的数据占用预设长度的时间片。

通常情况下，由于业务通道的数目较多，各业务通道所具有的数据量的大小不尽相同，在上述直接对所有的上行数据进行调整的情况下，可能相对应的各通道所占有的时间片的长度受到限制，从而对具有较长数据量的通道产生不利影响。因此，在根据预设通道顺序对所接收的上行数据进行调整时，可以是先去除该上行数据中的链路信息，仅对上行数据中的IQ数据进行调整，而在进行调整时，考虑的是整个上行数据的长度，即既包含了原始的链路信息的长度，又包含了IQ数据的长度，相应地可以使每个时间片所占有的长度增加，相应地，对于具有较大数据量的通道而言，将其数据存放入该预设长度的时间片时也不易产生拥塞的现象，提高处理效率。

此外，在该步骤S105中，在进行通道顺序排列时，每个通道所占用的时间片的预设长度，根据具体所采用的传输协议的不同可以有所不同，在采用同一种传输协议的情况下，也可以采用不同的方式对该预设长度进行设定。

例如，通常情况下，对于无线通信系统而言，具有一个最大的业务通道数目，因此，该预设长度可以是该传输协议的帧结构长度除以该最大业务通道数目所得的长度，在这种情况下，在每一次的处理过程中，所具有的预设长度是固定不变的；

或者是，由于在某一次的交换传输过程中，在当前同步的各从端口中，可能只有部分业务通道具有需要传输的数据，因此，该预设长度也可以是该传输协议的帧结构长度除以当前具有传输数据的业务通道数目所得的长度，在这种情况下，在每一次的处理过程中，所具有的预设长度是不固定的，可以根据具体传输时所应用的通道数目而发生改变；

又或者，在系统投入应用之前，根据系统应用的需求或者根据目前所应用的业务量、及所采用的具体传输协议，指定一个固定的预设长度，且在以后的使用过程中该预设长度不再发生改变，直到系统应用需求或者业务量发生较大变化的情况下，再重新设定一个新的预设长度，在接收到该重新设定预设长度的指令时，将指令中包含的长度作为系统新的预设长度。

此外，如图8所示，是所述步骤S106对各端口的数据按时序调整后的结构原理示意图，经过时序调整后，从各从端口接收的上行数据(或者上行数据中的IQ数据)的同一通道的数据对齐，根据具体所采用的通信协议的不同，所具有的通道数目也不相同，图示中以具有X个业务通道进行说明。

其中，在所述步骤S106中，进行时序调整的方式具体可以是，拉远数据交换设备产生周期性的指示信号，在接收到这个指示信号之后，对上述通道顺序调整后的各数据进行调整，使得各通道顺序调整后的数据流的同一通道的数据相互对齐。由于每个业务通道所占用的时间片长度是等长的，因此，在通过周期指示信号进行时序调整后，各从端口数据之间的任意一个通道都是相互对齐的，便于后续过程中的组合过程。

此外，所述步骤S110中，在将上行串行数据向上发送时，具体的处理方式可以是，首先识别该主端口是否同步，具体可表现为是否接收到从上端设备发送的周期指示信号，若同步，则将上行串行数据通过主端口向上发送。

如图13所示，是本发明的数据交换方法处理下行数据的实施例一的流程示意图，其包括步骤：

步骤S201：识别主端口是否同步，若是，则进入步骤S102，若否，则继续检测识别主端口的同步，其中，识别主端口是否同步的方式可以是通过判断是否接收到从上端设备发送过来的周期指示信号的方式来进行；

步骤S202：从主端口接收从上端设备发送过来的下行数据，进入步骤S203；

步骤S203：根据预设数据组合/解析方式从所述下行数据中提取出相应的链路信息，进入步骤S204；

步骤S204：根据预设处理方式对上述链路信息中需要进行处理的信息进行相应处理，在此称为第二操作处理，其中，具体的处理方式根据具体所采用的传输协议的不同可以有所不同，进入步骤S205；

步骤S205：根据上述预设数据组合/解析方式将上述第二操作处理后的链路信息与上述下行数据进行组合，组合为一路下行串行数据，其中，具体的组合方式可以是，根据具体传输协议所采用的帧格式的不同，将处理后的链路信息替换下行数据中对应位置的链路信息，实现组合，进入步骤S206；

步骤S206：将所述组合后的下行串行数据通过各从端口向下行设备发送。

此外，在所述步骤S202中，在接收到下行数据之后，可先将该下行数据予以缓存，以方便后续各步骤中的处理过程，尤其是在下行数据量较大的情况下，为后续的处理过程提供便利。

此外，在所述步骤S206中，在通过各从端口向下端设备发送下行串行数据时，具体可以是：首先识别当前同步的从端口，具体可以表现为判断是否接收到从各下端设备发送的周期指示信号，若同步，则将该下行串行数据向当前同步的各从端口发送，以此类推，直到将该下行数据发送给了所有的从端口。

此外，在本实施例对下行数据的处理方法中，还可以包括步骤：根据所述预设处理方式对所述下行数据进行处理，在此称为第三操作处理，并将所述第三操作处理后的数据信息通过本地的天线端进行发送。从而，在需要将该拉远数据交换设备作为一个远端机使用时，可以实现对相关数据信息的处理。

其中，上述本实施例中的预设数据组合/解析方式、预设处理方式，根据具体所采用的传输协议的不同可以有所不同，相应地，上述第二操作处理、第三操作处理的处理内容也不尽相同，在此不一一赘述。

如图14所示，是本发明的数据交换方法处理下行数据的实施例二的流程示意图。

在本实施例中，与上述下行数据处理方法实施例一的不同之处主要在于，本实施例中的方法增加了对下行数据的IQ数据的处理步骤。

如图14所示，在本实施例中，对下行数据的处理方法主要包括步骤：

步骤S301：识别主端口是否同步，若是，则进入步骤S302；

步骤S302：从主端口接收从上端设备发送的下行数据，进入步骤S303、步骤S305；

步骤S303：根据预设数据组合/解析方式从所述下行数据中提取出相应的链路信息，进入步骤S304；

步骤S304：根据预设处理方式对上述链路信息中需要进行处理的信息进行相应处理，称为第二操作处理，其中，具体的处理方式根据具体所采用的传输协议的不同可以有所不同，进入步骤S305；

步骤S305：根据预设解/组帧机制，对下行数据进行解帧，提取出下行数据中不同通道的IQ数据，使下行数据中的IQ数据转化为多通道下行并行IQ数据，进入步骤是306；

步骤S306：根据预设解/组帧机制，将所述多通道下行并行IQ数据组帧为一路下行串行IQ数据，进入步骤S307；

步骤S307：根据上述预设数据组合/解析方式将所述第二操作处理后的链路信息与上述下行串行IQ数据进行组合，组合为一路下行串行数据，进入步骤S308；

步骤S308：将所述组合后的下行串行数据通过各从端口向下行设备发送。

根据上述本实施例中的对下行数据的处理方法，在提取出链路信息并对其进行第一操作处理的同时，还对下行数据中的IQ数据进行解帧、组帧的处理，从而在后续的组合过程中，可以直接将第二操作处理后的链路信息及串行IQ数据进行组合处理。其中，在所述步骤S307中，在将第二操作处理后的链路信息及串行IQ数据进行组合时，具体方式可以是，根据具体所采用的具体传输协议的帧结构的不同，将链路信息插入到串行IQ数据的对应位置，以实现组合。

其中，上述步骤S303、S304与步骤S305、S306之间的先后处理顺序，可以不限定在固定的顺序，根据具体应用的不同可以有所不同，例如根据当前处理速度的不同，可以允许二者是同时进行或者二者之间有先后顺序的不同。

此外，在本实施例对下行数据的处理方法中，还可以包括步骤：

根据预设处理方式，对所述下行数据进行相关操作处理，在此称为第三操作处理，并将第三操作处理后的数据信息通过本地的天线端进行发送；

或者是：

根据预设处理方式，对所述步骤S305中解帧后的多通道下行并行IQ数据进行相关处理，在此称为第四操作处理，并将所述第四操作处理后的结果通过本地的天线端进行发送。

从而，在需要将该拉远数据交换设备作为一个远端机使用时，本发明方法还可以实现对相关数据信息的处理。

其中，上述本实施例中的预设数据组合/解析方式、预设解/组帧机制、预设处理方式，根据具体所采用的具体传输协议的不同可以有所不同，相应地所述第二操作处理、第三操作处理、第四操作处理等的具体处理内容也不尽相同，在此不一一赘述。

本实施例中的其他技术特征与上述对下行数据处理方法实施例一中的相同，在此不予赘述。

此外，根据具体所采用的具体传输协议的不同，上述第一操作处理、第二操作处理的处理方式也有所不同，特别是，对于所采用的某些传输协议，对于所提取的链路信息均需要进行处理，而对于所采用的某些传输协议，可能只需要对所提取的链路信息中的一部分进行处理，例如只需对链路信息中所包含的指示信息、监控信息等进行实质性的处理，因此，需要说明的是，在本发明方案中所提及的对链路信息所进行的第一操作处理、第二操作处理应当是包括上述两种情况，且在只对链路信息中的一部分进行处理的情况下，所述的第一操作处理或者第二操作处理后的信息数据应当包括处理后的信息数据以及在该处理过程未进行处理的信息数据，而不应视作是对其中一种方式的限定。

其中，上述本发明的拉远数据交换设备的数据交换方法，可应用于GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步的码分多址技术)、WCDMA(Wideband Code-division Multiple Access，宽带分码多工存取)、CDMA2000(CDMA，Code-division Multiple Access，码分多址复用)等通信制式的通信系统中。

以上所述的本发明各实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1、一种拉远数据交换设备，包括：用于与上端设备连接的主端口，用于与下端设备连接的至少两个从端口，

与所述各从端口连接的上行数据接收模块，用于通过各所述从端口接收各所述下端设备的上行数据；

与所述上行数据接收模块连接的第一链路信息处理模块，用于从所述上行数据中提取链路信息，并根据预设处理方式对该链路信息进行第一操作处理；

与所述上行数据接收模块连接的数据整合处理模块，用于根据预设方式将从各所述从端口接收的上行数据按预设通道顺序排列，将同一通道的数据相互对齐，并将不同从端口的同一通道的数据合并，形成一路串行数据流，并根据预设解/组帧机制对所述串行数据流进行帧结构调整，所述串行数据流包括IQ数据；

与所述第一链路信息处理模块、所述数据整合处理模块连接的上行数据组合模块，用于根据预设数据组合/解析方式，将所述第一操作理后的链路信息与所述帧结构调整后的结果组合为一路上行串行数据；

连接于所述主端口与所述上行数据组合模块之间的上行数据发送模块，用于将所述上行串行数据通过所述主端口向所述上端设备发送；

还包括：

与所述主端口连接的下行数据接收模块，用于通过所述主端口接收所述上端设备的下行数据；

与所述下行数据接收模块连接的第二链路信息处理模块，用于从所述下行数据中提取链路信息，并根据所述预设处理方式进行第二操作处理；

与所述下行数据接收模块、所述第二链路信息处理模块连接的下行数据组合模块，用于根据所述预设数据组合/解析方式将所述第一操作处理后的链路信息与所述下行数据组合为一路下行串行数据；

连接于各所述从端口与所述下行数据接收模块之间的下行数据发送模块，用于通过各所述从端口将所述下行串行数据向各所述下端设备发送。

2、根据权利要求1所述的拉远数据交换设备，其特征在于，还包括：

连接于所述下行数据接收模块与所述下行数据组合模块之间的IQ数据处理模块，用于根据所述预设解/组帧机制对所述下行数据进行解帧，提取不同通道的IQ数据，转化为多通道下行并行IQ数据，并根据所述预设解/组帧机制，将所述多通道下行并行IQ数据组帧为一路下行串行IQ数据；

所述下行数据组合模块，用于将所述第二操作处理后的链路信息与所述下行串行IQ数据组合为一路下行串行数据。

3、根据权利要求1或2所述的拉远数据交换设备，其特征在于，还包括：

与所述下行数据接收模块连接的本地数据处理模块，以及与所述本地数据处理模块相连接的天线设备，

所述本地数据处理模块，用于根据所述预设处理方式对所述下行数据进行第三操作处理，并将所述第三操作处理后的信息通过所述天线设备进行发送。

4、根据权利要求2所述的拉远数据交换设备，其特征在于，还包括：

与所述IQ数据处理模块连接的本地数据处理模块，以及与所述本地数据处理模块连接的天线设备，

所述本地数据处理模块，用于根据所述预设处理方式对所述多通道下行并行IQ数据进行第四操作处理，并将所述第四操作处理后的信息通过所述天线设备进行发送。

5、一种拉远数据交换设备的数据交换方法，所述拉远数据交换设备包括与上端设备连接的主端口以及与至少两个与下端设备连接的从端口，其特征在于，包括步骤：

从各所述从端口接收各上行数据；

根据预设数据组合/解析方式从所述上行数据中提取链路信息，并根据预设处理方式对该链路信息进行第一操作处理；

对从各从端口接收的上行数据进行调整，使各从端口的上行数据按预设通道顺序排列；

根据预设方式，使各按所述预设通道顺序排列后的同一通道的数据对齐；

将各上行数据的同一通道的数据合并，合并为一路串行数据流；

根据预设解/组帧机制对所述串行数据流进行帧结构调整；

将所述第一操作处理后的信息与所述帧结构调整后的数据组合为一路上行串行数据，并将所述上行串行数据通过所述主端口向上发送；

从所述主端口接收下行数据；

根据所述预设数据组合/解析方式从所述下行数据中提取链路信息，并根据所述预设处理方式对该链路信息进行第二操作处理；

将所述第二操作处理后的信息与所述下行数据组合为一路下行串行数据，并将所述下行串行数据通过各所述从端口向下发送。

6、根据权利要求5所述的数据交换方法，其特征在于，在将所述第二操作处理后的信息与所述下行数据组合为一路下行串行数据之前，还包括步骤：

根据所述预设解/组帧机制将所述下行数据的IQ数据解帧为多通道下行并行IQ数据；

根据所述预设解/组帧机制将所述多通道下行并行IQ数据组帧为一路下行串行IQ数据。

7、根据权利要求5或6所述的数据交换方法，其特征在于，

在所述接收下行数据之前，还包括步骤：

识别所述主端口是否同步，若同步，则开始接收下行数据；

在所述接收上行数据之前，还包括步骤：

识别当前同步的各从端口，并从所述同步的从端口接收上行数据。

8、根据权利要求5或6所述的数据交换方法，其特征在于，

在所述发送下行串行数据之前，还包括步骤：

识别同步的从端口，并将所述下行串行数据向所述同步的从端口发送；

在所述发送上行串行数据之前，还包括步骤：

识别所述主端口是否同步，若同步，则将所述上行串行数据向所述主端口发送。

9、根据权利要求5或6所述的数据交换方法，其特征在于，还包括步骤：

根据所述预设处理方式对所述下行数据进行第三操作处理，并将所述第三操作处理后的数据信息通过本地的天线设备进行发送。

10、根据权利要求6所述的数据交换方法，其特征在于，还包括步骤：

根据所述预设处理方式对所述多通道下行并行IQ数据进行第四操作处理，并将所述第四操作处理后的数据信息通过本地的天线设备进行发送。

11、根据权利要求5或6所述的数据交换方法，其特征在于，

在接收所述下行数据之后，还包括步骤：对所述下行数据进行缓存；

在接收所述上行数据之后，还包括步骤：对所述上行数据进行缓存。

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