CN102832990B - 在微波通信网中发送、接收e1业务的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在微波通信网中发送、接收E1业务的方法和系统，所述在微波通信网中发送E1业务的方法，包括：以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧，其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特；对所述码率调整帧进行发送处理。

Description

在微波通信网中发送、接收E1业务的方法和系统

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种在微波通信网中发送、接收E1业务的方法和系统。

背景技术

微波通信技术已经问世半个多世纪了，和光纤，卫星一起被称为现代通信传输的三大支柱。它是一种利用微波频率作载波携带信息，通过无线电波空间进行视距间的中继(接力)的通信方式。

目前，微波传输设备主要应用于2G/3G移动Backhaul承载网络，为移动运营商提供语音和数据业务的传输，随着移动无线网络技术的发展，微波传输也由传统的TDM业务传输逐步发展为现今的Hybrid业务传输，并最终向全Packet业务传输演进。

在通信信道上传输的E1业务中包含着时钟信息，因此在通信末端就需要将时钟从数据中恢复出来，然后才能够恢复出数据。由于外界的干扰，各种通信接口上传输的数据总是会引入一定的抖动，因而需要一种技术在业务传输发送端打入一些时间标志信息，然后在传输末端利用这些时间标志信息将业务恢复。

当前E1业务的传输技术有多种，目前比较流行的是E1业务电路仿真技术。图1为现有技术中E1业务的电路仿真技术的示意图，该技术用特殊的电路仿真报文头将E1业务缓存中的业务净荷进行封装，在特殊报文头中携带有E1业务数据的帧格式、告警信息、信令信息以及定时同步信息，然后在传输末端的出口处再执行解封装的过程，利用特殊报文头中携带的定时同步信息通过自适应时钟恢复模块将业务的数据及时钟恢复出来。该E1业务的传输技术主要用于在包传输网络中实现E1业务的传输，其实现难度大，过程比较复杂，成本相对昂贵。

在现代微波技术方案下，实现E1业务的透明传输需要解决如下问题：

业务在空中传输时引入的抖动较大，尤其是在开启ACM(Adaptive Code andModulation，自适应编码调制)切换时，业务抖动更为明显，如何在传输末端出口处恢复业务时钟与业务数据；

在业务的接收端恢复出的业务时钟需要快速跟上业务进入业务发送端的业务时钟。

发明内容

本发明提供的在微波通信网中发送、接收E1业务的方法和系统，要解决的技术问题是如何以简单可靠的方式进行E1业务的传输。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种在微波通信网中发送E1业务的方法，包括：

以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧，其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特；

对所述码率调整帧进行发送处理。

进一步的，所述方法还具有如下特点：所述码率调整时钟适配所述E1业务码流的速率范围。

一种在微波通信网中接收E1业务的方法，包括：

在获取到码率调整帧后，恢复所述码率调整帧所对应的码率调整时钟；

以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息，从所述码率调整帧中提取E1业务静荷；

采用2.048MHz的时钟为基准，从所述E1业务静荷恢复E1业务时钟和数据。

进一步的，所述方法还具有如下特点：以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息从所述码率调整帧中提取E1业务静荷，包括：

根据先进先出(FIFO)中所存储的数据的水位信息，确定对所述码率调整时钟的频率的调整幅度；

根据所述频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率；

采用所述码率调整时钟的频率，从所述码率调整帧中获取所述E1业务静荷。

进一步的，所述方法还具有如下特点：根据确定的频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率，包括：

通过对所述码率调整时钟的输出时钟进行加/减脉冲的操作，调整所述码率调整时钟的频率，其中对于所述码率调整时钟输出的相同个数的输出时钟，所述频率调整幅度越高，对所述输出时钟进行加/减脉冲操作的次数越多。

一种在微波通信网中发送E1业务的系统，包括：

封装装置，用于以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧，其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特；

发送装置，用于对所述码率调整帧进行发送处理。

进一步的，所述系统还具有如下特点：所述封装装置所使用的码率调整时钟适配所述E1业务码流的速率范围。

一种在微波通信网中接收E1业务的系统，包括：

第一级恢复装置，用于在获取到码率调整帧后，获取所述码率调整帧所对应的码率调整时钟；

提取装置，用于以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息，从所述码率调整帧中提取E1业务静荷；

第二级恢复装置，用于采用2.048MHz的时钟为基准，从所述E1业务静荷恢复E1业务时钟和数据。

进一步的，所述系统还具有如下特点：所述提取装置包括：

确定模块，用于根据先进先出(FIFO)中所存储的数据的水位信息，确定对所述码率调整时钟的频率的调整幅度；

调整模块，用于根据所述频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率；

获取模块，用于采用所述码率调整时钟的频率，从所述码率调整帧中获取所述E1业务静荷。

进一步的，所述系统还具有如下特点：

所述调整模块，用于通过对所述码率调整时钟的输出时钟进行加/减脉冲的操作，调整所述码率调整时钟的频率，其中对于所述码率调整时钟输出的相同个数的输出时钟，所述频率调整幅度越高，对所述输出时钟进行加/减脉冲操作的次数越多。

本发明提供的发送方法和系统，通过在每个码率调整帧中封装1个插入比特以及3个插入标志比特，使各帧中均包括E1业务速率的速度信息，实现简单可靠。

本发明提供的接收方法和系统，利用一次自适应时钟恢复技术恢复出码率调整码流，然后再利用第二次自适应时钟恢复恢复出业务码流，不需要在业务出口处采用复杂的时钟恢复技术，在TDM业务传输网中简单可靠、易于实现，并且能够较好地满足E1业务的相关标准规定的性能指标。

附图说明

图1为现有技术中E1业务的电路仿真技术的示意图；

图2为本发明提供的在微波通信网中发送E1业务的方法实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的在微波通信网中接收E1业务的方法实施例的流程示意图；

图4为本发明应用实例提供的微波传输系统的结构示意图；

图5为本发明提供的码率调整帧的结构示意图；

图6为本发明中自适应时钟恢复技术的工作原理示意图；

图7为本发明提供的在微波通信网中发送E1业务的系统实施例的结构示意图；

图8为本发明提供的在微波通信网中接收E1业务的系统实施例的结构示意图；

图9为图8所示实施例中提取装置802的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2为本发明提供的在微波通信网中发送E1业务的方法实施例的流程示意图。图2所示方法实施例，包括：

步骤201、以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧；其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特；

具体来说，如果一段时间内E1业务码流的速率小于2.048Mbps，则该1个插入比特应为无效数据，如果一段时间内E1业务码流的速率大于2.048Mbps，则该1个插入比特应为有效数据；如果一段时间内E1业务码流的速率等于所述2.048Mbps，则第i帧中插入比特为有效数据，第i+1帧中插入比特为无效数据，其中i＝1，2，3......N，其中N为自然数。

步骤202、对所述码率调整帧进行发送处理。

需要说明的是，为了保证在增加4个比特后的码率调整帧的速率，所使用的码率调整时钟必须适配所述E1业务码流的速度范围，即2.048Mbps±50ppm。

本发明提供的发送方法实施例，通过在每个码率调整帧中封装1个插入比特以及3个插入标志比特，使各帧中均包括E1业务速率的速度信息，实现简单可靠。

图3为本发明提供的在微波通信网中接收E1业务的方法实施例的流程示意图。图3所示方法实施例，包括：

步骤301、在获取到码率调整帧后，获取所述码率调整帧所对应的码率调整时钟；

步骤302、以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息，从所述码率调整帧中提取E1业务静荷；

具体的，根据先进先出(FIFO)中所存储的数据的水位信息，确定对所述码率调整时钟的频率的调整幅度；根据所述频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率；采用所述码率调整时钟的频率，从所述码率调整帧中获取所述E1业务静荷。

其中，所述根据确定的频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率，包括：通过对所述码率调整时钟的输出时钟进行加/减脉冲的操作，调整所述码率调整时钟的频率，其中对于所述码率调整时钟输出的相同个数的输出时钟，所述频率调整幅度越高，对所述输出时钟进行加/减脉冲操作的次数越多。

步骤303、采用2.048MHz的时钟为基准，从所述E1业务静荷恢复E1业务时钟和数据。

本发明提供的接收方法实施例，利用一次自适应时钟恢复技术恢复出码率调整码流，然后再利用第二次自适应时钟恢复恢复出业务码流，不需要在业务出口处采用复杂的时钟恢复技术，在TDM业务传输网中简单可靠、易于实现，并且能够较好地满足E1业务的相关标准规定的性能指标。

下面对本发明提供的方法实施例作进一步说明：

下面以一个应用实例对上述方法作进一步说明：

图4为本发明应用实例提供的微波传输系统的结构示意图，该系统包括：码率调整单元、封包缓存单元、业务封包单元、业务解包单元、拆包缓存单元、一级恢复单元、E1净荷存储单元和二级恢复单元，其中：

1)在传输网的发送端

步骤A.码率调整单元，2.048Mbps的E1业务码流经码率调整单元的处理被封装成码率调整帧，每帧数据包含292个E1业务比特、3个插入标志比特和1个插入比特，共296个比特。其插入业务速率相关信息的原理是：在接收E1业务码流时进行E1业务码流的速率判断，当E1业务码流的速率持续一段时间小于2.048Mbps时，将3个插入标志比特置1来表示现在需要插入数据无关比特，当E1业务码流的速率持续一段时间大于2.048Mbps时，将3个插入标志比特置0来指示当前插入比特中插入的是有效的业务数据，这样，该码流中已经包含E1业务速率的相关信息了。

图5为本发明提供的码率调整帧的结构示意图。图5所示结构中C1～3为插入标志比特，V1为插入比特。

同时，如果利用一个2.072MHZ的时钟来进行速率调整的处理，根据上述的调整过程，就能够适配2.044Mbps-2.051Mbps的数据速率范围，因此也适合于E1的2.048Mbps±50ppm的速率范围。另外，值得一提的是速率调整的处理时钟，此处并不一定需要使用2.072Mbps时钟，速率调整时钟只需要能保证能适配E1的速率范围即可，理想速率调整时钟应该能使2.048MHZ在其速率调整频率范围正中间。本发明使用了2.072MHZ时钟是因为系统中能非常容易的得到这样一个时钟。

步骤B.包净荷缓存单元用于存储串并转换后的码率调整帧。

步骤C.业务封包单元为每一个码率调整帧增加一个报文头和4字节CRC校验，报文头中包换有业务的交叉信息。

步骤D.业务包最终通过业务交叉和调制模块被发送至空口。

2)在传输网的末端

步骤E.业务解调和交叉单元将空口中的业务包再生并交叉至业务处理模块中的解包单元。

步骤F.解包单元将传输网络中的业务包拆开，提取出码率调整帧，并将至存放至包净荷缓存中。

步骤G.一级恢复单元利用包净荷缓存中存储的码率调整帧的信息，通过自适应时钟恢复技术，以小数分频模块产生的2.072MHZ时钟为基准，恢复出码率调整时钟，即在传输网发送端进行码率调整的2.072MHZ时钟。然后利用码率调整时钟进行去塞入操作，将码率调整时插入的速率相关信息剔除，提取出E1业务静荷，存至E1净荷存储单元。

其中，所述将码率调整时插入的速率相关信息剔除是指：

如果所述3个插入标志比特指示该1个插入比特为有效数据，则剔除该3个插入标志比特；否则，剔除3个插入标志比特和1个插入比特。

步骤H.二级恢复单元利用E1净荷存储单元存储的净荷信息，通过自适应时钟恢复技术，以小数分频模块产生的2.048MHZ时钟为基准，恢复出E1业务时钟，并最终利用E1业务时钟将数据从缓存中读出，实现业务的恢复。

上述小数分频模块利用Sigma-Delta算法实现小时分频电路，利用高频时钟分频得到2.072MHZ和2.048MHZ的基准时钟用于2级时钟恢复。

图6为本发明中自适应时钟恢复技术的工作原理示意图。首先时钟恢复需要利用到数据FIFO所携带的数据超前滞后信息(FIFO中存储的数据数量)，如果FIFO的深度为1000，那么数据中间线为500，数据一般超前线为550，数据严重超前线为800，数据一般滞后线为450，数据严重滞后线为200。数据水位处于一般超前线和一般滞后线之间表示当前数据的超前滞后不明显，不需要进行时钟调整；数据水位处于严重超前线和一般超前线之间或者严重滞后线和一般滞后线之间，则表示数据有超前或滞后，但不严重，需要将恢复时钟适度调快或调慢；数据水位处于严重超前线以上或严重滞后线之间表示数据超前之后很严重，需要进行大幅度的时钟频率调整使恢复时钟跟上数据的速度。

上述自适应时钟恢复过程中的时钟频率调整利用加减脉冲的方式实现。以2.048MHZ时钟为例进行说明，在占空比为1∶1的2.048MHZ时钟的时钟周期上增加或者抠出一个高频时钟脉冲(这里用的125MHZ时钟)就能实现一个频率可调整的2.048MHZ时钟，在加上对调整频度的控制就能实现不同的时钟调整力度，以每个2.048MHZ时钟进行一次加减脉冲的操作作为时钟作为高调，并以每100个2.048MHZ时钟进行一次加减脉冲的调节作为低调。在数据水位一般超前或者一般滞后时，采用低调方式，在数据水位严重超前或者严重滞后时采用高调方式。

本发明应用实例通过对E1业务进行一次码率调整操作，将E1业务时钟的超前滞后信息插入到业务码流中，得到调整码流，然后将调整码流封装成业务包在微波网络中进行传输，最终在传输末端首先利用一次自适应时钟恢复技术恢复出调整码流，然后再利用第二次自适应时钟恢复恢复出业务码流。本发明不需要将时间信息封装到业务包的包头报文，也不需要在业务出口处采用复杂的时钟恢复技术，在TDM业务传输网中简单可靠、易于实现，并且能够较好地满足E1业务的相关标准规定的性能指标。

图7为本发明提供的在微波通信网中发送E1业务的系统实施例的结构示意图。结合图2所示的方法实施例，图7所示系统实施例包括：

封装装置701，用于以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧，其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特；

发送装置702，用于对所述码率调整帧进行发送处理。

其中，所述封装装置702所使用的码率调整时钟适配所述E1业务码流的速率范围。

本发明提供的发送系统实施例，通过在每个码率调整帧中封装1个插入比特以及3个插入标志比特，使各帧中均包括E1业务速率的速度信息，实现简单可靠。

图8为本发明提供的在微波通信网中接收E1业务的系统实施例的结构示意图。结合图3所示的方法实施例，图8所示系统实施例包括：

第一级恢复装置801，用于在获取到码率调整帧后，恢复所述码率调整帧所对应的码率调整时钟；

提取装置802，与所述第一级恢复装置801相连，用于以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息，从所述码率调整帧中提取E1业务静荷；

第二级恢复装置803，与所述提取装置802相连，用于采用2.048MHz的时钟为基准，从所述E1业务静荷恢复E1业务时钟和数据。

图9为图8所示实施例中提取装置802的结构示意图。图9所示系统实施例包括：

确定模块901，用于根据先进先出(FIFO)中所存储的数据的水位信息，确定对所述码率调整时钟的频率的调整幅度；

调整模块902，与所述确定模块901相连，用于根据所述频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率；

获取模块903，与所述调整模块902相连，用于采用所述码率调整时钟的频率，从所述码率调整帧中获取所述E1业务静荷。

其中，所述调整模块902，用于通过对所述码率调整时钟的输出时钟进行加/减脉冲的操作，调整所述码率调整时钟的频率，其中对于所述码率调整时钟输出的相同个数的输出时钟，所述频率调整幅度越高，对所述输出时钟进行加/减脉冲操作的次数越多。

本发明提供的接收系统实施例，利用一次自适应时钟恢复技术恢复出码率调整码流，然后再利用第二次自适应时钟恢复恢复出业务码流，不需要在业务出口处采用复杂的时钟恢复技术，在TDM业务传输网中简单可靠、易于实现，并且能够较好地满足E1业务的相关标准规定的性能指标。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。

上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种在微波通信网中发送E1业务的方法，其特征在于，包括：

以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧，其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特，使每个码率调整帧包括E1业务速率的速度信息；

对所述码率调整帧进行发送处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述码率调整时钟适配所述E1业务码流的速率范围。

3.一种在微波通信网中接收E1业务的方法，其特征在于，包括：

在获取到码率调整帧后，恢复所述码率调整帧所对应的码率调整时钟；

以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息，从所述码率调整帧中提取E1业务静荷；

采用2.048MHz的时钟为基准，利用自适应时钟恢复技术从所述E1业务静荷恢复E1业务时钟和数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息从所述码率调整帧中提取E1业务静荷，包括：

根据先进先出(FIFO)中所存储的数据的水位信息，确定对所述码率调整时钟的频率的调整幅度；

根据所述频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率；

采用所述码率调整时钟的频率，从所述码率调整帧中获取所述E1业务静荷。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据确定的频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率，包括：

通过对所述码率调整时钟的输出时钟进行加/减脉冲的操作，调整所述码率调整时钟的频率，其中对于所述码率调整时钟输出的相同个数的输出时钟，所述频率调整幅度越高，对所述输出时钟进行加/减脉冲操作的次数越多。

6.一种在微波通信网中发送E1业务的系统，其特征在于，包括：

封装装置，用于以预先设置的码率调整时钟为基准，将所述E1业务码流封装成码率调整帧，其中每个码率调整帧包括1个插入比特和用于指示所述插入比特的数据是否为有效数据的3个插入标志比特，使每个码率调整帧包括E1业务速率的速度信息；

发送装置，用于对所述码率调整帧进行发送处理。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述封装装置所使用的码率调整时钟适配所述E1业务码流的速率范围。

8.一种在微波通信网中接收E1业务的系统，其特征在于，包括：

第一级恢复装置，用于在获取到码率调整帧后，获取所述码率调整帧所对应的码率调整时钟；

提取装置，用于以所述码率调整时钟为基准，根据所述码率调整帧中的3个插入标志比特的指示信息，从所述码率调整帧中提取E1业务静荷；

第二级恢复装置，用于采用2.048MHz的时钟为基准，利用自适应时钟恢复技术从所述E1业务静荷恢复E1业务时钟和数据。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述提取装置包括：

确定模块，用于根据先进先出(FIFO)中所存储的数据的水位信息，确定对所述码率调整时钟的频率的调整幅度；

调整模块，用于根据所述频率调整幅度，调整所述码率调整时钟的频率；

获取模块，用于采用所述码率调整时钟的频率，从所述码率调整帧中获取所述E1业务静荷。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述调整模块，用于通过对所述码率调整时钟的输出时钟进行加/减脉冲的操作，调整所述码率调整时钟的频率，其中对于所述码率调整时钟输出的相同个数的输出时钟，所述频率调整幅度越高，对所述输出时钟进行加/减脉冲操作的次数越多。