CN103618572A - 一种深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法 - Google Patents

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Abstract

一种深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法，包括树型结构中每个节点得到从树根节点到自身的光纤时延值，统计树根节点到链路末级的最大光纤时延值，作为全网最大光纤链路时延；以树根节点作为时延调整参考起点，树根节点将全网最大光纤链路时延广播到各树叶节点，各树叶节点分别计算全网最大光纤链路时延和从树根节点到自身的光纤时延值的差值Ta，Ta与自身当前的设定时延值Ts做差值，如果差值绝对值为0或小于预设阈值则不需调整，否则将设定时延值从Ts替换为Ta。本发明解决了复杂树形拓扑结构信号覆盖中时延调整问题，精确度高、全网调整所需时间短，可扩展新强，拓扑网络在添加或移除分支调整时延的影响降到最低。

Description

一种深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法
技术领域
本发明属于电信通信技术领域，尤其涉及采用光纤连接的近远端数字直放站中信号覆盖采用的时延调整方法。
背景技术
传统数字光纤直放站每套设备由一个近端设备AU和多个射频拉远设备RRU采用光纤连接，每个近端包括多个拉远光口，每个拉远光口可拖一条由多个远端采用光纤物理连接而成的级联射频链路，实现对不同距离区域的开放式信号覆盖；由于射频信号覆盖特点，要做到无死角覆盖必定出现两个或以上RRU的重叠覆盖区域，如果不做时延调整很可能会导致此区域用户终端无法使用，现有时延调整主要应用在近端有多个拉远光口，每个光口拖拉一条级联RRU的单链方案中。随着社会进步发展，信号覆盖环境的不断变化，深度覆盖已成为现有信号覆盖的主流，深度覆盖主要针对大面积楼宇内信号覆盖，不仅每栋楼宇之间，同一栋楼宇的每一层以及每一层的不同区域间都要做到无死角覆盖，决定了光纤覆盖组网连接方式已经由原先的单链变为多分支树型结构，新的时延调整方案亟待提出。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点及不足，针对大面积楼宇内信号覆盖，解决复杂树形拓扑结构信号覆盖中时延调整问题。
本发明的技术方案包括一种深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法，所述树型结构由多个节点连接构成，包括树根节点、树干节点、树枝节点和树叶节点，树根节点为信源接入点，包括以下步骤，
步骤1，树型结构中每个节点得到从树根节点到自身的光纤时延值，实现方式如下，
从树根节点开始，树型结构中每个节点测量从自身到每条链路下一级节点的光纤时延值，并将从树根节点到自身的光纤时延值和从自身到各链路下一级节点的光纤时延值分别叠加，并分路传递到相应下一级节点，直到树叶节点；
步骤2，统计树根节点到链路末级的最大光纤时延值，作为全网最大光纤链路时延，实现方式如下，
    从树叶节点开始，树型结构中每个节点比较自身到各条链路末级的光纤时延值，得到自身到链路末级的最大光纤时延值并传递给上一级节点，直到树根节点；
步骤3，以树根节点作为时延调整参考起点，树根节点将步骤2所得全网最大光纤链路时延广播到各树叶节点，各树叶节点分别计算全网最大光纤链路时延和步骤1所得从树根节点到自身的光纤时延值的差值Ta，Ta与自身当前的设定时延值Ts做差值，如果Ta与Ts的差值绝对值为0或小于预设阈值则不调整，否则将设定时延值从Ts替换为Ta。
而且，步骤2中，设树型结构中某节点a的某条链路L中下一级节点为b，通过节点b到链路L末级的最大光纤时延值加上节点a到节点b的光纤时延值，得到节点a到链路L末级的光纤时延值。
而且，树根节点采用近端信源接入单元，树叶节点采用射频拉远单元，树干节点和树枝节点采用扩展单元。
本发明所提供技术方案的调整方法是在树形结构中利用树根到树叶以及树叶到树根双向数据同步进行交互达到快速调整全网时延，消除重叠覆盖区域的用户终端在时延差值超过15us时出现的无法使用问题。本发明精确度高、全网调整所需时间短，可扩展新强，拓扑网络在添加或移除分支调整时延的影响降到最低。
附图说明
图1是本发明实施例的拓扑框图。
图2是本发明实施例的AU组网连接部分关键部件构成框图。
图3是本发明实施例的EU组网连接部分关键部件构成框图。
图4是本发明实施例的RRU组网连接部分关键部件构成框图。
具体实施方式   
以下结合附图和实施例说明本发明技术方案。
实施例中构成树形结构的设备包括：
射频拉远单元（RRU）：提供最终信号覆盖的小功率射频单元，为整个树形拓扑的叶子节点。
近端信源接入单元（AU）：作为树形拓扑的树根，负责基站信源接入，经过数字化处理后分成多路到扩展光口，同时整个网络最大时延值也由AU计算出来广播到所有RRU。
扩展单元（EU）：负责从AU端或上一级EU端接入信源，起着实质管理RRU的功能。
实施例提供的树型结构时延动态调整方法包括以下步骤：
步骤1，树型结构中每个节点得到从树根节点到自身的光纤时延值，实现方式如下，
从树根节点开始，树型结构中每个节点测量从自身到每条链路下一级节点的光纤时延值，将从树根节点到自身的光纤时延值和从自身到各链路下一级节点的光纤时延值分别叠加，得到从树根节点到每条链路下一级节点的光纤时延值，分路传递到相应下一级节点，下一级节点则可得到从树根节点到自身的光纤时延值，逐级进行直到树叶节点。特殊地，树根节点是起点，直接将从自身到下一级节点的光纤时延值传递到下一级节点；树叶节点是终点，接收上一级节点传递的结果而无需测量。
本步骤中，到树根的光纤时延值从树根逐级叠加传递到树叶，包括树根告知树干，树干告知树枝或树叶，从而得到树中每个叶子到树根的光纤时延。
步骤2，统计树根节点到链路末级的最大光纤时延值，作为全网最大光纤链路时延，实现方式如下，
从树叶节点开始，树型结构中每个节点比较自身到各条链路末级的光纤时延值，得到自身到链路末级的最大光纤时延值并传递给上一级节点，直到树根节点。
为提高效率，本发明提出，树型结构中每个节点比较自身到各条链路末级的光纤时延值时，利用了下一级节点回传的下一级节点到链路末级的最大光纤时延值：设树型结构中某节点a的某条链路L中下一级节点为b，链路L的最大光纤时延取节点b到b的链路末级最大光纤时延值与节点a到节点b的光纤时延值之和。特殊地，树叶节点到各条链路末级的最大光纤时延值为0；树根节点是计算的终点，没有传递给上一级的过程。
实施例采用轮询的方式请求最大光纤时延值，在步骤1中各节点将从树根节点到自身的光纤时延值与自身到各路下一级节点的光纤时延值之和传递到下一级节点时，将该和数据放于请求下一级节点到链路末级的最大光纤时延值轮询数据包中。本步骤中，最远光纤时延从叶子到树根逐级回传计算，每一级树枝根据下一级节点对最大光纤时延值轮询数据包的回应数据计算出本树枝到此分枝上各树叶的最大光纤链路时延，并向上一级节点回应，更上一级树干或树枝则可计算出到本分枝最末级树叶的最大光纤链路时延，直至树根计算出到所有树叶的最大光纤链路时延。
步骤3，以树根节点作为时延调整参考起点，树根节点将步骤2所得全网最大光纤链路时延广播到各树叶节点，各树叶节点分别计算全网最大光纤链路时延和步骤1所得从树根节点到自身的光纤时延值的差值Ta，Ta与自身当前的设定时延值Ts做差值，如果差值为0则不需调整，否则将设定时延值从Ts替换为Ta。
本步骤中，树根作为时延调整参考起点，以信源接入点为准，仅有AU,EU可以作为信源接入点，树根计算全网最大光纤链路时延并广播到树叶，树叶根据自身到树根的光纤链路时延和全网最大光纤链路时延做差值计算，计算出的结果在与自身设定时延值比较决定是否设定新时延值。 
如图1中，实施例提供了典型应用的拓扑：AU(10)扩展光口有两路EU接入，分别为EU(20)和EU(30)， EU(30)只连接一级RRU(60)，EU(20)挂载了RRU(50)和EU(40)，EU(40)拖挂了一路RRU(80)和一路RRU(70)，其中RRU(70)级联了一路RRU(90)。
每个RRU,AU,EU都可采用现有技术中已有设备，都是由CPU和FPGA以及相应的外围电路组成的数字信号控制系统。外围电路一般有多个扩展接口，CPU和各扩展接口分别连接FPGA。FPGA负责检测时延，CPU负责计算和比较，扩展接口负责信息传递。具体实施时，可由本领域技术人员采用计算机软件技术实现自动运行以上流程。
在图2中， AU(10) 包括有CPU11和FPGA12，内部FPGA12将设备的接入信号分发到4个扩展光口1、2、3、4，图中标记为扩展光口(13), 扩展光口(14), 扩展光口(15), 扩展光口(16)。
在图3中，EU(20) 包括有CPU21和FPGA22，有多个扩展端口，包括两个专用于EU级联的扩展光口1和2，图中标记为23、24，8个普通用于接RRU的扩展光口1、2、3、4、5、6、7、8，如图中用于接RRU的扩展光口1、2、8分别标记为(25)、（26）、(27)。
在图4中，RRU(60) 包括有CPU61和FPGA62，扩展端口中有两个扩展光口(1)和(2)。
AU只负责拖挂EU，AU端需要通过FPGA测量自身扩展光口到每一路接入EU的光纤时延值，并将对应时延值下发给对应的EU，在下发时延值同时也会将各条拖挂链路的最大光纤时延值查询回来，AU的CPU会定期将计算出的所有链路的最大光纤时延值即整个树形拓扑网络最大光纤时延值广播给所有远端。
各EU中，有的从AU扩展光口接入，有的从上一级EU接入，还可以直接接入信源，EU也需要通过FPGA测量出每一路接入到自身扩展光口的RRU或下一级EU之间的光纤时延值，在EU进行轮询时，EU的CPU将此时延值与上一级AU或EU传下来的本级到AU的时延值相加，得到的时延值下发给下一级的RRU或EU，下发数据包中也包含了查询自身拖挂各条链路的RRU或EU的最大光纤时延值，从回应数据中得到各链路最大光纤时延值后，CPU计算出本级EU到最末级RRU的最大光纤时延值并保存下来，以便上一级AU或EU查询本链路最大时延值时回填数据。
RRU端收到EU传下来的RRU到AU的时延值与AU广播下来的全网最大光纤时延值，计算差值后与自身已设置的时延值进行比较判断是否需要重新设置时延来保证全网覆盖信号时延控制的3us以内，且此调整是AU在全网广播后所有RRU一次完成。
实施例中，首先每个RRU都需要知道AU(10)到自己的光纤时延值，具体调整过程为：
每个设备的FPGA可以测量本装置到下一级设备的光纤时延，因此CPU可以通过读取FPGA提供的相关寄存器得到该时延值，AU(10)到EU(20)之间的光纤时延记为TD12， AU(10)到EU(30) 之间的光纤时延记为TD13；EU(20)到EU(40)之间的光纤时延记为TD24， EU(20)到RRU(50) 之间的光纤时延记为TD25；EU(30)到RRU(60) 之间的光纤时延T记为D36，EU(40)到RRU(70)之间的光纤时延记为TD47， EU(40)到RRU(80)之间的光纤时延记为TD48， RRU(70)到RRU(90)之间的光纤时延记为TD79，没有级联下一级RRU的RRU(60)到下一级光纤时延值为0。具体实施时，本领域技术人员可根据CPU与FPGA交互数据速度预先定义轮询的时间周期，例如2秒。AU(10)据此定期轮询EU(20)和EU(30)，这样有两个目的，首先轮询包中会将TD12下发告知EU(20)，TD13下发告知EU(30)，其次AU(10)需要知道EU(20)和EU(30)各链路最大光纤时延，同理EU端所作轮询功能与AU基本相同，以EU(20)为例，EU(20)轮询时将TD12与TD24之和下发告知EU(40)，将TD12与TD25之和告知RRU(50)，由于RRU(50)无下一级，故而将该值就为AU(10)到RRU(50)的光纤时延；EU(40)由于还连接了更下一级，在轮询时继续将TD12+TD24+TD48告知给RRU(80)，将TD12+TD24+TD47告知给RRU(70)，RRU(70)继续将TD12+TD24+TD47+TD79告知给末级RRU(90)，RRU(90)也获得了AU(10)到自己的光纤时延；
由于RRU(50)、RRU(60)、RRU(80)、RRU(90)为末级叶子，其链路到最末级的最大光纤时延值为0， RRU(70)到链路末级的最大光纤时延值为0+TD79=TD79，EU(40)到最末级的最大光纤时延为Tm40 = max((TD47+TD79),TD48)，EU(20)到最末级的最大光纤时延为Tm20 = max(Tm40+TD24,TD25)，EU(30)到最末级的最大光纤时延为Tm30 = TD36，最后AU(10)到全网最远端RRU的光纤时延Tm = max(Tm20,Tm30)。具体实施时，本领域技术人员可根据扩展口数目和轮询的时间周期预设定期调整周期，例如扩展口为16个，按每个轮询2秒算，定期调整周期可设置为32秒左右。在每次定期调整过程中，AU(10)将最新得到的Tm广播给每个RRU，RRU根据该值与自身到AU(10)的光纤时延值计算出差值Ta，Ta与当前设置时延值Ts做比较，如果Ta与Ts的差值绝对值为0或小于预设阈值，不需调整，否则将Ts的值替换为Ta设置到FPGA的时延处理寄存器中去，达到全网时延同步的目的。具体实施时，可以严格限制Ta与Ts的差值绝对值为0，即Ta=Ts时才不做调整，也可以由本领域技术人员自行预设阈值，选取一个较小的自然数，即在Ta与Ts的差别超过阈值才做调整。
以上对本发明实施例所提供的上行数据调度的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施例方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法，所述树型结构由多个节点连接构成，包括树根节点、树干节点、树枝节点和树叶节点，树根节点为信源接入点，其特征是：包括以下步骤，
步骤1，树型结构中每个节点得到从树根节点到自身的光纤时延值，实现方式如下，
从树根节点开始，树型结构中每个节点测量从自身到每条链路下一级节点的光纤时延值，并将从树根节点到自身的光纤时延值和从自身到各链路下一级节点的光纤时延值分别叠加，并分路传递到相应下一级节点，直到树叶节点；
步骤2，统计树根节点到链路末级的最大光纤时延值，作为全网最大光纤链路时延，实现方式如下，
    从树叶节点开始，树型结构中每个节点比较自身到各条链路末级的光纤时延值，得到自身到链路末级的最大光纤时延值并传递给上一级节点，直到树根节点；
步骤3，以树根节点作为时延调整参考起点，树根节点将步骤2所得全网最大光纤链路时延广播到各树叶节点，各树叶节点分别计算全网最大光纤链路时延和步骤1所得从树根节点到自身的光纤时延值的差值Ta，Ta与自身当前的设定时延值Ts做差值，如果Ta与Ts的差值绝对值为0或小于预设阈值则不调整，否则将设定时延值从Ts替换为Ta。
2.根据权利要求1所述深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法，其特征是：步骤2中，设树型结构中某节点a的某条链路L中下一级节点为b，通过节点b到链路L末级的最大光纤时延值加上节点a到节点b的光纤时延值，得到节点a到链路L末级的光纤时延值。
3.根据权利要求1或2所述深度信号覆盖中树型结构时延动态调整方法，其特征是：树根节点采用近端信源接入单元，树叶节点采用射频拉远单元，树干节点和树枝节点采用扩展单元。
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