CN102223207B - 基于rs帧结构的基带无损伤切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RS帧结构的基带无损伤切换方法及装置，其特征是首先将A通道和B通道中的基于RS帧结构的数据分别写入A通道和B通道的缓存区FIFO；分别统计A通道和B通道的误码率，选择误码率小的作为初始工作通道，实时统计并比较工作通道和备用通道的误码率，当备用通道的误码率小于工作通道的误码率时，发出切换信号；实时监测工作通道RS帧是否失步，当监测到工作通道RS帧失步时，发出工作通道RS帧失步信号；当检测到切换信号，同时检测到工作通道RS帧失步时进行基带通道切换。本发明可以解决快速无损伤切换的问题，提高通信链路的可靠性。

Description

基于RS帧结构的基带无损伤切换方法及装置

技术领域

本发明涉及一种数字微波通信系统中的基带无损伤切换方法及装置。

背景技术

数字微波通信是利用微波波段进行数字信息传输的一种无线传输方式。数字微波通信系统包括室内单元IDU和室外单元ODU。如图1所示，IDU将若干个不同类型的业务数据支路，包括E1/T1/J1支路、以太网支路、STM-1支路，通路数据接口支路GPI、勤务电话支路EOW以及网管信息支路OMI按一定格式复接后进行纠错编码和调制处理，然后交给ODU发送出去。为了提高通信系统的链路可靠性,通常采用信道备用方法。

当主用信道或主用设备通信质量下降或恶化时,使切换系统工作,将主用切换到备用。由于数字微波传输是无线电波多径传播,将发生时延差,在切换时会发生码元断裂或错位、错码,一般的切换系统不能应用,必须采用无损伤切换电路。

通常的无损伤切换方法存在的问题有：一是在切换过程中，如果即切换数据也切换时钟，则会有误码或者LOF（帧丢失）等告警产生；二是在只切换数据时，可以实现无误码或者LOF等告警，但是这种情况下不能同时切换时钟。

发明内容

本发明为了提高数字微波通信系统的链路可靠性，提供一种基于RS帧结构的基带无损切换方法及装置，FIFO的读取通过高速时钟来实现，在帧对齐的情况下一旦有切换要求，可以快速进行切换，避免造成误码恶化，以期解决快速无损伤切换的问题，提高通信链路的可靠性。

本发明通过以下技术方案实现。

本发明基于RS帧结构的基带无损伤切换方法的特点是按如下步骤进行：

a、将A通道和B通道中的基于RS帧结构的数据经解调、RS帧同步、解扰、解交织以及RS帧解码后分别写入A通道和B通道的缓存区FIFO；分别统计A通道和B通道的误码率，选择误码率小的一路通道作为初始工作通道，另一路通道作为备用通道；若所述A通道和B通道的误码率相同，则以A通道作为初始工作通道，以B通道作为备用通道；

b、实时统计工作通道和备用通道的误码率，当工作通道的误码率高于设定的误码率门限时，比较工作通道和备用通道的误码率，当备用通道的误码率小于工作通道的误码率时，发出切换信号；

c、实时监测工作通道RS帧是否失步，当监测到工作通道RS帧失步时，发出工作通道RS帧失步信号；

d、对所述A通道和B通道进行帧差检测，比较A通道和B通道的RS帧帧头位置，在检测到A通道和B通道的RS帧帧头对齐的情况下，进入对齐状态，并且发出帧对齐信号；如果检测到的RS帧帧头未对齐，发出帧未对齐时的检测结果；根据所述帧未对齐时的检测结果，进行帧头位置调整，调整到A通道和B通道的RS帧帧头进入对齐状态，此时发出帧对齐信号；

e、当检测到步骤b 所述的切换信号，同时检测到步骤d所述的帧对齐信号后，在A通道和B通道之间进行基带通道切换，所述基带通道切换包括：数据信号、RS帧同步标识、复接桢头标识和数据使能信号的切换；当检测到步骤b所述的切换信号，同时检测到步骤c所述的工作通道RS帧失步信号时，强行进行基带通道切换；当检测到步骤b 所述的切换信号，但没有同时检测到步骤d所述的帧对齐信号和步骤c所述的工作通道RS帧失步信号时进行等待，直到检测到步骤d所述的帧对齐信号后，进行基带通道切换。

本发明基于RS帧结构的基带无损伤切换方法的特点也在于：

所述步骤d中的用来检测A通道和B通道RS帧帧头是否对齐的帧差检测按以下过程进行：

比较从A通道和B通道缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头的相对位置，如果RS帧帧头标识对齐，进入帧对齐状态，发出帧对齐信号；如果从A通道和B通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头标识未对齐，进入帧未对齐状态，此时以从A通道和B通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头超前或滞后的脉冲个数作为帧未对齐时的检测结果。

在所述步骤c中，控制A通道和B通道的缓存区FIFO中的数据存储量，保证任何时候A通道和B通道缓存区FIFO中的数据最多只有1个RS帧头标识。

所述帧头位置调整方法是按以下步骤进行：

若从备用通道和工作通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头标识中检测出备用通道滞后于工作通道X个脉冲，则多读X次备用通路的数据缓冲区FIFO，使两路通道帧对齐；若是备用通道超前于工作通道Y个脉冲，则少读Y次备用通道缓冲区FIFO，使两路通道帧对齐。

本发明实现基于RS帧结构的基带无损伤切换方法的基带无损切换装置的特点是包括有：

两路数据缓存区FIFO，分别用于缓存A通道和B通道经解调、RS帧同步、解扰、解交织以及RS帧解码后的数据；

用于统计误码率的误码统计电路，实时统计A通道和B通道的误码率，并能发出切换信号；

帧差检测电路，用于检测从所述A通道和B通道缓冲区FIFO中读出的数据帧对齐状态，并发送出检测结果；

读控制逻辑电路，用于控制A通道和B通道缓冲区FIFO内的数据在设定的存储量范围；

切换开关电路，用于在同时接收到误码统计电路发出的切换信号，以及帧差检测电路发出的帧对齐信号时，进行基带通道切换。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明中由于FIFO的读取通过高速时钟实现，避免了数据和时钟切换过程中产生的误码或帧丢失。

2、本发明中由于无需时钟切换，省略时钟切换平滑电路，降低了系统设计的复杂性。

3、本发明中在正常通信时，备用工作链路与当前工作链路尽量保持同步，提高了系统的切换速度。

附图说明

图1为常规RS帧结构的说明图；

图2是本发明基带处理流程说明图；

图3是本发明基带无损切换装置结构示意图；

图4 为常规A通路比B通路超前3字节示意图；

图5 为常规A通路比B通路滞后3字节示意图；

图6为常规A路F₁（RS帧编号）与B路F₂（RS帧编号）比较，造成整帧错位示意图；

图7是本发明A路F₁（RS帧编号）与B路F₁（RS帧编号）对齐示意图；

图8为常规备用通路滞后与工作通路3个字节示意图；

具体实施方式

如图2所示，本实施例中基于RS帧结构的基带无损伤切换方法按以下步骤进行的：

将A通道和B通道中的基于图1所示RS帧结构的数据经解调、RS帧同步、解扰、解交织以及RS帧解码后分别写入A通道和B通道的缓存区FIFO；分别统计A通道和B通道的误码率，选择误码率小的一路通道作为初始工作通道，另一路通道作为备用通道；若所述A通道和B通道的误码率相同，则以A通道作为初始工作通道，以B通道作为备用通道；

实时统计工作通道和备用通道的误码率，当工作通道的误码率高于设定的误码率门限时，比较工作通道和备用通道的误码率，当备用通道的误码率小于工作通道的误码率时，发出切换信号；

对A通道和B通道进行帧差检测，比较A通道和B通道的RS帧帧头位置，在检测到A通道和B通道的RS帧帧头对齐的情况下，进入对齐状态，并且发出帧对齐信号；如果检测到的RS帧帧头未对齐，发出帧未对齐时的检测结果；根据所述帧未对齐时的检测结果，进行帧头位置调整，调整到A通道和B通道的RS帧帧头进入对齐状态，此时发出帧对齐信号；

当检测到步骤b 所述的切换信号，同时检测到步骤d所述的帧对齐信号后，在A通道和B通道之间进行基带通道切换，所述基带通道切换包括：数据信号、RS帧同步标识、复接桢头标识和数据使能信号的切换；当检测到步骤b所述的切换信号，同时检测到步骤c所述的工作通道RS帧失步信号时，强行进行基带通道切换；当检测到步骤b 所述的切换信号，但没有同时检测到步骤d所述的帧对齐信号和步骤c所述的工作通道RS帧失步信号时进行等待，直到检测到步骤d所述的帧对齐信号后，进行基带通道切换。

如图4，图5所示，用来检测A通道和B通道RS帧帧头是否对齐的帧差检测按以下过程进行：

比较从A通道和B通道缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头的相对位置，如果RS帧帧头标识对齐，进入帧对齐状态，发出帧对齐信号；如果从A通道和B通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头标识未对齐，进入帧未对齐状态，此时以从A通道和B通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头超前或滞后的脉冲个数作为帧未对齐时的检测结果。

如图6所示，A通道和B通道数据写入缓冲区FIFO的先后顺序不同，假定A通道先RS帧同步上，并写了一帧数据到A通道的缓冲区FIFO中，此时B通道同步上并开始向B 通道缓冲区FIFO写数据，此时A通道缓冲区FIFO比B通道缓冲区FIFO多缓存一帧数据。当缓冲区FIFO中存有多个帧头标识时，帧差检测无法确定是与前面的帧比较还是与后面的帧比较，存在整帧错位的可能。为了避免整帧错位，如图7所示，在步骤c中控制A通道和B通道缓存区FIFO中的数据存储量，保证任何时候A通道和B通道缓存区FIFO中的数据最多只有1个RS帧头标识。

如图8所示，帧头位置调整方法是按以下步骤进行：

若从备用通道和工作通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头标识中检测出备用通道滞后于工作通道X个脉冲，则多读X次备用通路的数据缓冲区FIFO，使两路通道帧对齐；若是备用通道超前于工作通道Y个脉冲，则少读Y次备用通道缓冲区FIFO，使两路通道帧对齐。

当备用通道滞后于工作通道且备用通道缓冲区FIFO中无缓存数据或只有1个基于RS帧结构的数据时，通过多读备用通道缓冲区FIFO无法实现帧同步，此时应同时减慢备用通道和工作通道数据缓冲区FIFO的读操作，备用通道缓冲区FIFO中的基于RS帧结构的数据逐渐增多到一定程度并保证工作通道缓冲区FIFO不溢出时，再通过多读备用通道缓冲区FIFO实现帧对齐，进入对齐状态；当备用通道超前于工作通道且备用通道缓冲区FIFO已满时，应同时加快对备用通道和工作通道缓冲区FIFO的读操作并保证工作通道缓冲区FIFO不被读空，从而避免了因后面的数据无法写入缓冲区FIFO而间歇性丢数据现象，然后通过少读备用通道缓冲区FIFO方式实现帧对齐，进入对齐状态。

如图3所示，本实施例中用于实现权利要求1所述的基于RS帧结构的基带无损伤切换方法的基带无损切换装置包括：

两路数据缓存区FIFO，分别用于缓存A通道和B通道经解调、RS帧同步、解扰、解交织以及RS帧解码后的数据；

用于统计误码率的误码统计电路，实时统计工作通道和备用通道的误码率，当工作通道上的误码率超过设定的误码率门限时，比较工作通道和备用通道上的误码率，如果工作通道上的误码率大于备用通道上的误码率，发出切换信号；

帧差检测电路，用于检测从所述A通道和B通道缓冲区FIFO中读出的数据帧对齐状态，并发送出检测结果；

读控制逻辑电路，用于控制A通道和B通道缓冲区FIFO内的数据在设定的存储量范围；

读控制逻辑电路包括两方面的工作：

1、控制当前工作通道的缓冲区FIFO的读使能信号，使当前工作通道的缓冲区FIFO内的数据维持在设定的存储量范围，避免工作通道和备用通道的缓冲区FIFO写满，造成数据丢失；

2、根据帧差检测结果调整备用通道的读使能信号，通过帧头调整，使备用通道的RS帧帧头与工作通道的RS帧帧头对齐。

切换开关电路，用于在同时接收到误码统计电路发出的切换信号，以及帧差检测电路发出的帧对齐信号时，进行基带通道切换。切换开关电路收到切换命令后需要做如下处理：

步骤1、判断是否有帧差检测电路发出的帧对齐信号，如果有帧差检测电路发出的帧对齐信号，立刻进行基带通道切换，否则转步骤2；

步骤2、判断当前工作通道是否RS帧失步，若是RS帧失步，则立即强制切换到备用通路，否则转步骤3；

步骤3、等待直到工作通道和备用通道缓冲区FIFO的RS帧帧头对齐，然后切换到备用通道。

Claims (5)

1.一种基于RS帧结构的基带无损伤切换方法，其特征是按如下步骤进行：

a、将A通道和B通道中的基于RS帧结构的数据经解调、RS帧同步、解扰、解交织以及RS帧解码后分别写入A通道和B通道的缓存区FIFO；分别统计A通道和B通道的误码率，选择误码率小的一路通道作为初始工作通道，另一路通道作为备用通道；若所述A通道和B通道的误码率相同，则以A通道作为初始工作通道，以B通道作为备用通道；

b、实时统计工作通道和备用通道的误码率，当工作通道的误码率高于设定的误码率门限时，比较工作通道和备用通道的误码率，当备用通道的误码率小于工作通道的误码率时，发出切换信号；

c、实时监测工作通道RS帧是否失步，当监测到工作通道RS帧失步时，发出工作通道RS帧失步信号；

d、对所述A通道和B通道进行帧差检测，比较A通道和B通道的RS帧帧头位置，在检测到A通道和B通道的RS帧帧头对齐的情况下，进入对齐状态，并且发出帧对齐信号；如果检测到的RS帧帧头未对齐，发出帧未对齐时的检测结果；根据所述帧未对齐时的检测结果，进行帧头位置调整，调整到A通道和B通道的RS帧帧头进入对齐状态，此时发出帧对齐信号；

e、当检测到步骤b 所述的切换信号，同时检测到步骤d所述的帧对齐信号后，在A通道和B通道之间进行基带通道切换，所述基带通道切换包括：数据信号、RS帧同步标识、RS同步标识和数据使能信号的切换；当检测到步骤b所述的切换信号，同时检测到步骤c所述的工作通道RS帧失步信号时，强行进行基带通道切换；当检测到步骤b 所述的切换信号，但没有同时检测到步骤d所述的帧对齐信号或步骤c所述的工作通道RS帧失步信号时进行等待，直到检测到步骤d所述的帧对齐信号后，进行基带通道切换。

2.根据权利要求1所述的基于RS帧结构的基带无损伤切换方法，其特征是所述步骤d中的用来检测A通道和B通道RS帧帧头是否对齐的帧差检测按以下过程进行：

比较从A通道和B通道缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头的相对位置，如果RS帧帧头标识对齐，进入帧对齐状态，发出帧对齐信号；如果从A通道和B通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头标识未对齐，进入帧未对齐状态，此时以从A通道和B通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头超前或滞后的脉冲个数作为帧未对齐时的检测结果。

3.根据权利要求2所述的基于RS帧结构的基带无损伤切换方法，其特征是在所述步骤c中，控制A通道和B通道的缓存区FIFO中的数据存储量，保证任何时候A通道和B通道缓存区FIFO中的数据最多只有1个RS帧头标识。

4.根据权利要求1所述的基于RS帧结构的基带无损伤切换方法，其特征是所述帧头位置调整方法是按以下步骤进行：

若从备用通道和工作通道的缓冲区FIFO中读出的RS帧帧头标识中检测出备用通道滞后于工作通道X个脉冲，则多读X次备用通路的数据缓冲区FIFO，使两路通道帧对齐；若是备用通道超前于工作通道Y个脉冲，则少读Y次备用通道缓冲区FIFO，使两路通道帧对齐。

5.一种用于实现权利要求1所述的基于RS帧结构的基带无损伤切换方法的基带无损切换装置，其特征是包括：

两路数据缓存区FIFO，分别用于缓存A通道和B通道经解调、RS帧同步、解扰、解交织以及RS帧解码后的数据；

用于统计误码率的误码统计电路，实时统计A通道和B通道的误码率，并能发出切换信号；

帧差检测电路，用于检测从所述A通道和B通道缓冲区FIFO中读出的数据帧对齐状态，并发送出检测结果；

读控制逻辑电路，用于控制A通道和B通道缓冲区FIFO内的数据在设定的存储量范围；

切换开关电路，用于在同时接收到误码统计电路发出的切换信号，以及帧差检测电路发出的帧对齐信号时，进行基带通道切换。

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