CN104092790B - 基站主从站通信方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种基站主从站通信方法，该方法包括：从站根据拓扑路由地址确定从站的位置信息，将该位置信息作为从站的设备编号；从站向主站发送包含设备编号的数据包A；主站根据从站提供的设备编号和起始的基准IP构造待分配给从站的IP；主站将含有待分配给从站的IP和主站的IP的数据包B发送给从站；从站接收并解析该数据包B得到待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接。根据本发明方案，实现了自动分配从站的IP，进而实现数字光纤基站的集中控制，方便了工程人员的现场工程设计，减少了日后光纤基站的维护费用。同时，也为工程人员提供了一种查找本站点网络中其他从站设备的渠道，提高工程人员维护设备的效率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信基站技术和工业控制领域，特别是涉及一种基站主从站通信方法和系统。
背景技术
作为计算机技术与移动通信技术的交叉应用，集中监控技术在对移动通信系统的各个分布式工作节点的监控中起到非常关键的作用。通常一个集中监控系统包括多个工作端，根据不同的拓扑结构组成不同的网络，也就组成了不同的数据链路。现实应用中，集中监控的数据链路结构可以分为两种，即点对点链路和点对多链路，如果这些数据链路是通过全双工物理通道连接的，则称之为全双工集中监控数据链路结构，例如HDLC(High-LevelData Link Control，高级数据链路控制)。
通常，在集中监控系统中只有一个主站，其它皆为从站。主站的作用是为监控中心与监控从站提供数据和信息的中继和转发，用来直接和监控中心通信的设备。从站是指在一个由多个设备组成的本地基站监控子网络中，不能和监控中心直接通信的设备，从站所有与监控中心的通信包必须经过监控主站的转发。在全双工集中监控数据链路中，站与站之间的通信链路是一直存在的，中间不需要建立链路和拆除链路。所有的站点都可以收到通信链路上的数据包，如果数据包的目的地址与本站的地址不同，则丢弃该数据包，否则做进一步的处理。
随着以IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)为代表的数据业务爆炸式增长，而以太网由于能很好的适应IP网络，并且随着百兆、千兆以太网标准的推出，光以太网正迅速成长为众多接入网技术中一支重要力量。数字光纤基站也由原来光纤链路的HDLC协议改变为光纤链路的TCP/IP协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，传输控制协议/因特网互联协议)。由于底层协议的改变，原来基于HDLC的底层协议的主从站通信方法显得代码不够简洁，从站设备编号的自动分配效率过低，交互过于冗余。而随着基站的市场需求日益增多，分布式网络的从站数量增多，原来适应底层的HDLC协议的主从站通信方法已经不能很好的适用新的TCP/IP底层协议。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基站主从站通信方法和系统，以适应于基站由原来光纤链路的HDLC协议改变为光纤链路的TCP/IP协议。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基站主从站通信方法，包括以下步骤：
从站根据拓扑路由地址确定从站的位置信息，将该位置信息作为从站的设备编号；
从站向主站发送包含设备编号的数据包A；
主站根据从站提供的设备编号和起始的基准IP构造待分配给从站的IP；
主站将含有待分配给从站的IP和主站的IP的数据包B发送给从站；
从站接收并解析该数据包B得到待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接。
本发明还提供一种基站主从站通信系统，包括设置在从站的应用单元、解析验证单元、发送单元二、接收单元二，设置在主站的构造单元、发送单元一、接收单元一：
从站通过应用单元获得拓扑路由地址来确定从站的位置信息，进而将该位置信息作为从站的设备编号，再将含有该设备编号的数据包A通过发送单元二发送给主站；
主站通过接收单元一接收含有从站设备编号的数据包A，进而通过构造单元构造出待分配给从站的IP，并将含有该待分配给从站的IP和自身IP的数据包B通过发送单元一发送到从站；
从站通过接收单元二接收该数据包B并通过解析验证单元获得待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接。
根据本发明的方案，其是：首先，从站根据拓扑路由地址确定从站的位置信息，将该位置信息作为从站的设备编号；然后，从站向主站发送包含设备编号的数据包A；其次，主站根据从站提供的设备编号和起始的基准IP构造待分配给从站的IP；再次，主站将含有待分配给从站的IP和主站的IP的数据包B发送给从站；最后，从站接收并解析该数据包B得到待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接；可以看到本发明创造性地提供一种新的数字光钎基站主从站通信方法，实现了自动分配从站设备编号和IP，进而实现数字光纤基站的集中控制；简易了分配从站设备编号和IP的方案，方便了工程设计人员的现场工程设计，减少了日后光纤基站的维护费用。同时，由于每个从站均有整个站点网络的拓扑路由信息，工程人员联机任一从站均可以知道其他从站的位置信息，为工程人员提供了另外一种查找本站点网络中其他从站设备的渠道，提高工程人员维护设备的效率。
附图说明
图1为本发明方法的主流程图；
图2为从站设备在站点网络中的拓扑路由地址示意图；
图3为从站请求分配IP顺序图；
图4为从站处理主站分配的IP顺序图；
图5为主站发送同步数据包给从站的顺序图；
图6为从站应答主站的同步数据包的顺序图；
图7从站告警或信息上报的顺序图；
图8为本发明系统的结构图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的具体实施例，下面先对实施例需用到的技术内容进行解析说明：
数字光纤基站由原来光纤链路的HDLC协议改变为光纤链路的TCP/IP协议后，在整个站点网络中，底层FPGA可以自动获取到整个站点的拓扑结构，因为不同设备的底层FPGA可以通过CPRI帧建立通信。
目前的数字光纤基站的主站有4个光口，每个光口最多接8个从站。即由数字光纤基站组成的站点网络中有一个主站，最多有32个从站。
在集中监控系统中，主站需要不断收集从站的参数，如果从站出现异常，主站必须立刻向监控中心报告。主站收集从站参数是通过定时向各个从站发送询问命令数据包，从站响应询问数据包来实现的。如果是因为其它需要发出的主动通信数据包，称之为命令，命令的响应数据包则称之为命令回应包。而且包的名字也往往带上作用的标记，比如：查询数据包、设置数据包，告警上报数据包。
请参阅图1，为本发明方法的主流程图：
步骤S1：从站根据拓扑路由地址确定从站的位置信息，将该位置信息作为从站的设备编号；
在一个具体实施例中，该步骤S1可以包括：
请参阅图2，为从站设备在站点网络中的拓扑路由地址示意图，拓扑路由地址指的是在数字光纤基站的从站的FPGA中用两个寄存器共计32BIT来表示整个主站下的从站位置信息；
具体表示方法为：第一个寄存器的低字节的8BIT表示主站第一路光口下的8个从站位置信息，其中BIT0表示主站第一路光口下的第1个从站，BIT1表示第一路光口下的第2个从站，其它BIT位与从站位置一一对应，其中BIT为1表示从站存在，否则不存在。同理第一个寄存器的高字节表示主站的第二路光口下的从站在位信息，第二个寄存器的低字节表示第三路主站光口下的从站在位信息，第二个寄存器的高字节表示第四路主站光口下的从站在位信息。数字光纤基站的站点网络安装完毕后上电，每一个从站的拓扑路由地址均是一样的。所以每一个从站不仅仅知道自身在网络中的位置信息，还知道站点网络中所有其他的从站位置信息。
进而，从站根据拓扑路由地址确定从站的位置信息，将其作为从站的设备编号，而位置信息在一个站点网络中是唯一的，也就可以作为设备编号使用。
步骤S2：从站向主站发送包含设备编号的数据包A；
在一个具体的实施例中，该步骤S2具体可以包括：
从站设置一个默认的IP；
因为从站要发送UDP方式或原始套接字方式的数据包A，就必须首先自身具备有IP地址，所以要设置个默认IP；
从站根据自身的设备编号构造UDP方式或原始套接字方式的数据包A；
从站根据自身的设备编号设置一个等待时间，然后按照等待时间的顺序发送UDP方式或原始套接字方式的数据包A给主站；
所述的从站根据自身的设备编号设置一个等待时间，是为了避免从站同时发送UDP或原始套接字数据包到主站的冲突。等待时间可根据实际主站与从站间安装远近调整，比如2个从站发送给主站的时间差为2秒。
步骤S3：主站根据从站提供的设备编号和起始的基准IP构造待分配给从站的IP；
在一个具体的实施例中，该步骤S3可以包括：
主站收到数据包A后，解析数据包A并提取从站的设备编号，将起始的基准IP加上从站设备编号作为待分配给从站的IP。例如：如果主站给从站约定的起始的基准IP地址为：192.168.2.201，从站的设备编号为15，则上面主站分配给从站的IP地址为：192.168.2.216。
在此，应当指出根据设备编号和起始的基准IP构造出待分配给从站的IP有多种方法，例如还有减法：如果主站给从站约定的起始IP地址为：192.168.2.216，从站的设备编号为15，则上面主站分配给从站的IP地址为：192.168.2.201。
同时，在主站给从站约定起始的基准IP时，要确保所有的从站IP和主站IP均在一个网段上。
步骤S4：主站将含有待分配给从站的IP和主站的IP的数据包B发送给从站；
在一个具体的实施例中，该步骤S4可以包括：
主站将自身的IP和构造出的待分配给从站的IP组成数据包B；
主站将数据包B以UDP方式或原始套接字方式发送给从站。
步骤S5：从站接收并解析该数据包B得到待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接；
在一个具体的实施例中，该步骤S5可以包括：
从站收到并解析主站的数据包B得到待分配给从站的IP；
判断自身的设备编号是否等于待分配给从站的IP与起始的基准IP之差；若是，从站保存该待分配给从站的IP和主站的IP，与主站建立TCP/IP连接；
在此，应当指出步骤S5的判断方法对应与于步骤S3的构造方法，构造方法改变则判断方法也会相应做出改变。
下面结合一个具体实施例说明本发明的具体实施过程：
请参阅图3，为从站请求分配IP顺序图：
从站根据自身设备编号设置一个等待时间，按照等待时间顺序发送UDP或原始套接字数据包A给主站；
主站解析数据包A，提取设备编号；
主站组成数据包B，该数据包B含有自身IP和基于起始IP构造出的从站IP；
主站发送数据包B给从站。
请参阅图4，为从站处理主站分配的IP顺序图：
主站发送分配IP数据包B给从站；
从站解析数据包B；
从站判断自身设备编号等于待分配给从站的IP与基准的起始IP之差；
从站提取主站IP和分配给从站的IP；
从站判断自身设备编号不等于分配的IP与基准的起始IP之差；
从站丢弃该数据包。
应当指出主站或从站在发送数据包后，在限定时间参数内没有收到应答数据时，主站或从站重新发送数据包，直到主站或从站收到应答数据，但重复次数不能超过限定最多发送次数；例如限定时间参数为30秒，最多发送次数为3次，则主站或从站在发送后收到应答数据的限定时间设定为30秒，若主站或从站没有收到应答数据则再发送一次，重复3次直到有响应为止。
主从站建立TCP/IP连接后，进行正常的通讯，现结合具体实施例说明本发明是如何进行通讯的：
主站作为服务器端，可以发送查询设置等命令的数据包给从站，请参阅图5，为本发明实施例主站发送同步数据包给从站的顺序图：
步骤一：周期性定时时间到；
步骤二：主站选定一个从站IP；
步骤三：主站发送同步数据广播包，该数据包内容含有需要同步给从站的数据；
重复步骤二～三，直到轮询完所有的从站。
从站作为客户端响应主站的查询设置等命令，请参阅图6，为本发明实施例从站应答主站的同步数据包的顺序图：
步骤一：从站收到主站发送的同步数据包；
步骤二：从站解析该数据包；
步骤三：处理该数据包：如果是设置数据包，则设置本站；如果是查询本站信息，则将需要查询的本站信息组成应答包；
步骤四：从站发送应答同步数据包给主站；
从站作为客户端也可以也可以主动发送告警或信息上报数据包，请参阅图7，为本发明实施例从站告警或信息上报的顺序图：
步骤一：主站收到从站发送告警或信息的数据包；
步骤二：主站解析数据包，并提前告警信息；
步骤三：主站响应告警或信息数据包；
步骤四：主站将告警信息发送给网管。
根据上述发明的一种基站主从站通信方法，本发明还提供一种基站主从站通信系统，请参阅图8，为本发明的系统结构图，包括设置在从站的应用单元、解析验证单元、发送单元二、接收单元二，设置在主站的构造单元、发送单元一、接收单元一；
从站通过应用单元获得拓扑路由地址来确定从站的位置信息，进而将该位置信息作为从站的设备编号，再将含有该设备编号的数据包A通过发送单元二发送给主站；
主站通过接收单元一接收含有从站设备编号的数据包A，进而通过构造单元构造出待分配给从站的IP，并将含有该待分配给从站的IP和自身IP的数据包B通过发送单元一发送到从站；
从站通过接收单元二接收该数据包B并通过解析验证单元获得待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接。
下面再对各个单元的功能进行详细说明：
应用单元：该单元的功能包括通过获得拓扑路由地址来确定从站的位置信息，而每个从站的位置信息是唯一的，进而可以将该位置信息作为从站的设备编号；
发送单元二：该单元的功能包括发送包含从站的设备编号信息的数据包A给主站，采用的方式包括：
设置一个默认的IP；
根据从站的设备编号构造UDP方式或原始套接字方式的数据包A；
根据从站的设备编号设置一个等待发送时间，然后按照等待发送时间的顺序发送UDP方式或原始套接字方式的数据包A给主站；
接收单元一：该单元的功能包括接收来自从站的含有从站设备编号的数据包A；
构造单元：该单元的功能包括构造出待分配给从站的IP，采用的方式包括：
收到数据包A后，解析数据包A并提取从站的设备编号，在一个起始的基准IP基础上加上从站设备编号作为待分配给从站的IP；
应当指出构造待分配给从站的IP也可以是在一个起始的基准IP基础上减去从站设备编号作为待分配给从站的IP；此外，还有多重构造方式，这里不在一一举例；
发送单元一：该单元的功能包括发送包含待分配给从站的IP和主站IP的数据包B，采用的方式包括：
将主站的IP和构造出的待分配给从站的IP组成数据包B；
将数据包B以UDP方式或原始套接字方式发送给从站；
接收单元二：该单元的功能包括接收来自主站的数据包B；
解析验证单元：该单元的功能包括解析验证数据包B获得待分配给从站的IP和主站IP，采用的方式包括：
解析数据包B得到待分配给从站的IP，判断自身的设备编号是否等于待分配给从站的IP与起始的基准IP之差；若是，从站保存该待分配给从站的IP和主站的IP；
当待分配给从站的IP的构造方式是起始的基准IP减去从站的设备编号时，则对应的解析验证的方式是判断自身的设备编号是否等于起始的基准IP与待分配给从站的IP之差；若是，从站保存该待分配给从站的IP和主站的IP。因此，解析验证的方式是与所采用的构造方式一一对应的。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种基站主从站通信方法，其特征在于，包括步骤：
从站根据拓扑路由地址确定从站的位置信息，将该位置信息作为从站的设备编号；
从站向主站发送包含设备编号的数据包A；
主站根据从站提供的设备编号和起始的基准IP构造待分配给从站的IP；
主站将含有待分配给从站的IP和主站的IP的数据包B发送给从站；
从站接收并解析该数据包B得到待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接；
所述从站向主站发送包含设备编号的数据包A的步骤包括：
从站设置一个默认的IP；
从站根据自身的设备编号构造UDP方式或原始套接字方式的数据包A；
从站根据自身的设备编号设置一个等待发送时间，然后按照等待发送时间的顺序发送UDP方式或原始套接字方式的数据包A给主站。
2.根据权利要求1所述的基站主从站通信方法，其特征在于，所述主站根据从站提供的设备编号和起始的基准IP构造待分配给从站的IP的方法包括：
主站收到数据包A后，解析数据包A并提取从站的设备编号，在一个起始的基准IP基础上加上从站设备编号作为待分配给从站的IP；
其中，所有待分配给从站的IP和主站IP均在同一网段上。
3.根据权利要求1所述的基站主从站通信方法，其特征在于，所述的主站将含有待分配给从站的IP和主站的IP的数据包B发送给从站的步骤包括：
主站将自身的IP和构造出的待分配给从站的IP组成数据包B；
主站将数据包B以UDP方式或原始套接字方式发送给从站。
4.根据权利要求2所述的基站主从站通信方法，其特征在于，所述的从站接收并解析该数据包B得到待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接的方法包括：
从站收到主站的数据包B后解析该数据包B得到待分配给从站的IP，判断自身的设备编号是否等于待分配给从站的IP与起始的基准IP之差；若是，从站保存该待分配给从站的IP和主站的IP，与主站建立TCP/IP连接。
5.一种基站主从站通信系统，其特征在于，包括设置在从站的应用单元、解析验证单元、发送单元二、接收单元二，设置在主站的构造单元、发送单元一、接收单元一；
从站通过应用单元获得拓扑路由地址来确定从站的位置信息，进而将该位置信息作为从站的设备编号，再将含有该设备编号的数据包A通过发送单元二发送给主站；
主站通过接收单元一接收含有从站设备编号的数据包A，进而通过构造单元构造出待分配给从站的IP，并将含有该待分配给从站的IP和自身IP的数据包B通过发送单元一发送到从站；
从站通过接收单元二接收该数据包B并通过解析验证单元获得待分配给从站的IP和主站IP，进而与主站建立TCP/IP连接；
所述发送单元二发送数据包A的方式包括：
设置一个默认的IP；
根据从站的设备编号构造UDP方式或原始套接字方式的数据包A；
根据从站的设备编号设置一个等待发送时间，然后按照等待发送时间的顺序发送UDP方式或原始套接字方式的数据包A给主站。
6.根据权利要求5所述的基站主从站通信系统，其特征在于，所述构造单元构造待分配给从站的IP的方式包括：
收到数据包A后，解析数据包A并提取从站的设备编号，在一个起始的基准IP基础上加上从站设备编号作为待分配给从站的IP。
7.根据权利要求5所述的基站主从站通信系统，其特征在于，所述发送单元一发送数据包B的方式包括：
将主站的IP和构造出的待分配给从站的IP组成数据包B；
将数据包B以UDP方式或原始套接字方式发送给从站。
8.根据权利要求6所述的基站主从站通信系统，其特征在于，所述解析验证单元解析验证数据包B获得待分配给从站的IP和主站IP的方式包括：
解析数据包B得到待分配给从站的IP，判断自身的设备编号是否等于待分配给从站的IP与起始的基准IP之差；若是，从站保存该待分配给从站的IP和主站的IP。
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