CN105991784B - 矿井基站自动配置系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿井基站自动配置方法和系统，该方法包括：非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，代理基站接收广播消息，向配置服务器请求非代理基站的IP地址；若配置服务器未接收到广播消息，则根据代理基站的请求为非代理基站分配IP地址，并由代理基站转发至非代理基站；若配置服务器接收到广播消息，判断接收到广播消息和接收到代理基站的请求的时间关系分配IP地址；非代理基站在完成配置后，与EPC进行通信。通过本发明的技术方案，可以在不修改任何协议的情况下，使得矿井无线通信网络中的基站能够通过DHCP或BOOTP请求获取IP地址并自动完成配置。

Description

矿井基站自动配置系统和方法

技术领域

本发明涉及矿井通信技术领域，具体而言，涉及一种矿井基站自动配置系统和一种矿井基站自动配置方法。

背景技术

矿井的结构和地理位置因素决定了设置于其中的无线通信系统(例如LTE)的网络设备配置采取远程配置比较方便。而通过远程配置进行通信的第一个问题就是eNodeB(LTE中的基站)的IP地址的获取，现有技术中一般采用DHCP或者BOOTP的模式，而DHCP或者BOOTP模式的第一条通信信息为广播消息，而很多基站的交换机为了抑制广播风暴，禁止了广播消息的传播，从而导致了采取DHCP或者BOOTP模式获取IP地址时限制井下了的网络设备远程自配置，从而严重影响网络的实施和维护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在不修改配置服务器所采用的通信协议的情况下，使得矿井无线通信网络中的网络设备能够从配置服务器获取IP并完成自动配置，以进行无线通信。

为此目的，本发明提出了一种矿井基站自动配置方法，包括：

S1，非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，第一代理基站接收所述广播消息，向配置服务器请求所述非代理基站的IP地址，其中，所述第一代理基站设置于所述配置服务器和EPC的广播消息可传达的网络中，且预先完成配置，所述非代理基站设置于矿下网络中，所述第一代理基站连接至所述矿下网络，所述EPC和配置服务器设置于地面，且所述配置服务器上加载有DHCP服务或BOOTP服务；

S2，若所述配置服务器未接收到所述广播消息，则根据所述第一代理基站的请求为所述非代理基站分配IP地址，并由所述第一代理基站转发至所述非代理基站；

S3，若所述配置服务器接收到所述广播消息，判断接收到所述广播消息和接收到所述第一代理基站的请求的时间关系；

S4，若先接收到所述广播消息，则丢弃所述第一代理基站的请求，为所述非代理基站分配IP地址；

S5，若先接收到所述第一代理基站的请求，则丢弃所述广播消息，将所述非代理基站的IP地址发送至所述第一代理基站，所述第一代理基站将所述非代理基站的IP地址转发至所述非代理基站；

S6，所述非代理基站完成IP配置后，根据所述IP地址自动与配置服务器或EPC交互进行参数配置。

优选地，还包括：

将所述非代理基站中任一完成配置的基站作为第二代理基站，以将所述非代理基站中未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述未完成配置的基站。

优选地，还包括：

若所述非代理基站中存在仍未完成配置的基站，在完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以将所述仍未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述第二代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述仍未完成配置的基站，循环该步骤，直至所述非代理基站的所有基站都完成配置。

优选地，还包括：

当所述多个基站中任一基站断电时，若断电时长大于所述IP租约期，则根据原配置IP地址向所述配置服务器发送配置确认请求，若得到肯定应答，则继续使用原配置IP地址；

若得到否定应答，则根据步骤S1至S6获取配置信息；

若无法得到应答，则生成提示信息，

其中，所述配置服务器为所述多个基站配置的IP地址的IP租约期，大于所述配置服务器告知所述多个基站的告知租约期。

优选地，所述第一代理基站通过以太光纤连接至所述矿下网络，和/或通过WIFI级联连接至所述矿下网络。

优选地，还包括：

S7，所述非代理基站在完成参数配置后，与所述EPC进行通信。

本发明还提出了一种矿井基站自动配置系统，包括：

设置于地面的EPC、配置服务器，所述配置服务器上加载有DHCP服务或BOOTP服务，以及多个基站，

所述多个基站包括第一代理基站和非代理基站，所述第一代理基站设置于所述配置服务器和所述EPC的广播消息可传达的网络中，且预先完成配置，所述非代理基站设置于矿下网络中，所述第一代理基站连接至所述矿下网络；

所述非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，所述第一代理基站接收所述广播消息，向所述配置服务器请求所述非代理基站的IP地址；

若所述配置服务器未接收到所述广播消息，则根据所述第一代理基站的请求为所述非代理基站分配IP地址，并由所述第一代理基站转发至所述非代理基站；

若所述配置服务器接收到所述广播消息，判断接收到所述广播消息和接收到所述第一代理基站的请求的时间关系；

若先接收到所述广播消息，则丢弃所述第一代理基站的请求，为所述非代理基站分配IP地址；

若先接收到所述第一代理基站的请求，则丢弃所述广播消息，将所述非代理基站的IP地址发送至所述第一代理基站，所述第一代理基站将所述非代理基站的IP地址转发至所述非代理基站；

所述非代理基站完成IP配置后，根据所述IP地址自动与配置服务器或EPC交互进行参数配置；

所述非代理基站在完成参数配置后，与所述EPC进行通信。

优选地，所述非代理基站中任一完成配置的基站作为第二代理基站，将所述非代理基站中未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述未完成配置的基站。

优选地，若所述非代理基站中存在仍未完成配置的基站，在完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以将所述仍未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述第二代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述仍未完成配置的基站。

优选地，所述配置服务器为所述多个基站配置的IP地址的IP租约期，大于所述配置服务器告知所述多个基站的告知租约期，当所述多个基站中任一基站断电时，若断电时长大于所述IP租约期，则根据原配置IP地址向所述配置服务器发送配置确认请求，

若得到肯定应答，则继续使用原配置IP地址；

若得到否定应答，则重新获取配置信息；

若无法得到应答，则生成提示信息。

优选地，所述第一代理基站通过以太光纤连接至所述矿下网络，和/或通过WIFI级联连接至所述矿下网络。

通过上述技术方案，可以在不修改任何协议的情况下，使得矿井无线通信网络中的基站能够通过DHCP或BOOTP请求获取IP地址并自动完成配置，并且完成配置的基站可以进一步为未完成配置基站转发请求，进而完成矿井无线通信网络中所有基站的配置。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的矿井基站自动配置方法的示意流程；

图2示出了根据本发明一个实施例的矿井基站和配置服务器的通信示意图；

图3示出了根据本发明另一个实施例的矿井基站和配置服务器的通信示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的矿井基站自动配置系统的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，根据本发明一个实施例的矿井基站自动配置方法包括：

S1，非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，第一代理基站接收广播消息，向配置服务器请求非代理基站的IP地址，其中，第一代理基站设置于配置服务器和EPC(Evolved Packet Core，演进分组核心)的广播消息可传达的网络中，且预先完成配置，配置服务器在为第一代理基站完成配置后，将第一代理基站的相关配置信息告知EPC，非代理基站设置于矿下网络中，第一代理基站连接至矿下网络，EPC和配置服务器设置于地面，且配置服务器上加载有DHCP服务或BOOTP服务；

通过在配置服务器上加载对DHCP和/或BOOTP服务，以及对获取IP请求响应的服务，使得配置服务器能够接收基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，并对其IP请求进行响应，以为其分配IP地址。使得在不修改任何通信协议的情况下，基站依然能够通过DHCP或BOOTP服务从配置服务器获取IP地址及进行自动配置。

其中的第一代理基站可以是人工指定的，具体可以设置于地面，并且预先通过DHCP或BOOTP服务完成自动配置。另外，EPC和配置服务器可以设置于服务实体中。

S2，若配置服务器未接收到广播消息，则根据第一代理基站的请求为非代理基站分配IP地址，并由第一代理基站转发至非代理基站；

由于非代理基站设置于矿井下，而配置服务器设置于地面，非代理基站广播的消息在某些情况下无法传达至配置服务器，例如非代理基站设置在矿井较深处，由于空间距离较远，且广播消息的穿透能力有限，配置服务器可能无法接收到所有非代理基站的广播消息。

如图2所示，可以设置基站B为第一代理基站，第一代理基站连接至矿下网络，并且处于基站A的广播消息可传达范围内，基站A发出的广播消息无法传达至配置服务器，但是可以传达至基站B，基站B在接收到基站A广播的IP请求后，将该请求作为代理请求转发至配置服务器，配置服务器为基站A分配IP地址，作为代理响应发送至基站B，基站B将分配的IP转发至基站A，然后基站A可以根据该IP地址通过基站B从配置服务器获取配置信息进行配置。通过设置第一代理基站，可以使得矿下网络中广播消息无法达到配置服务器的基站依然能够完成配置。

S3，若配置服务器接收到广播消息，判断接收到广播消息和接收到第一代理基站的请求的时间关系；

如图3所示，基站A为非代理基站，基站B为第一代理基站，配置服务器处于基站A广播消息可传达范围内，则基站A广播的IP请求信息既可以传达至基站B，也可以传达至配置服务器，而基站B接收到基站A广播的IP请求后，仍会将该请求作为代理请求发送至配置服务器，即配置服务器会接收到第一代理基站的请求，也会接收到基站A发出的广播消息。

S4，若先接收到广播消息，则丢弃第一代理基站的请求，为非代理基站分配IP地址；

S5，若先接收到第一代理基站的请求，则丢弃广播消息，将非代理基站的IP地址发送至第一代理基站，第一代理基站将非代理基站的IP地址转发至非代理基站；

由于所接收到两个消息都是关于同一基站A的IP请求，只需对其中一个进行处理即可，具体可以通过判断接收到两个消息的时间顺序来进行处理，即只处理先接收到的消息，丢弃后接收到的消息，从而减少配置服务器的冗余处理，减少配置服务器处理压力。

S6，所述非代理基站完成IP配置后，根据所述IP地址自动与配置服务器或EPC交互进行参数配置；

S7，非代理基站在完成参数配置后，与EPC进行通信。

优选地，还包括：

将非代理基站中任一完成配置的基站作为第二代理基站，以将非代理基站中未完成配置的基站的广播消息转发至第一代理基站和/或配置服务器，并将配置服务器分配的IP地址转发至未完成配置的基站。

由于广播消息的传达范围能够覆盖第一代理基站和/或配置服务器的基站有限，所以仅通过第一代理基站进行消息转发，以及通过配置服务器进行直接配置，非代理基站中仍会存在没有完成配置的基站，因此可以进一步在非代理基站中选取一个完成配置的基站作为第二代理基站，以进一步为其他未完成配置的基站进行消息转发，以使未完成配置的基站完成配置。

优选地，还包括：

若非代理基站中存在仍未完成配置的基站，在完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以将仍未完成配置的基站的广播消息转发至第一代理基站和/或第二代理基站和/或配置服务器，并将配置服务器分配的IP地址转发至仍未完成配置的基站，循环该步骤，直至非代理基站的所有基站都完成配置。

具体可以在未完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以进一步为未完成配置的基站转发消息，并且针对广播消息无法传达至任一代理基站的未完成配置的基站，可以继续在已完成配置的基站中查询与其距离最近的作为代理基站，为其进行消息转发，直至使得矿下网络中所有基站都完成配置，可与EPC进行无线通信。

优选地，还包括：

当多个基站中任一基站的断电时长大于对应的IP租约期，在上电时根据原配置IP地址向配置服务器发送配置确认请求，

若得到肯定应答，则继续使用原配置IP地址；

若得到否定应答，则根据步骤S1至S6获取配置信息；

若无法得到应答，则生成提示信息，

其中，配置服务器为多个基站配置的IP地址的IP租约期，大于配置服务器告知多个基站的告知租约期。

配置服务器为每个基站配置的IP存在一定的有限期，即租约期，当某个基站使用其IP过了租约期之后，配置服务器有可能会将其IP分配给其他基站，也有可能仍保留其IP。所以在其断电时长大于IP租约期的情况下，当上电后，可以根据原配置IP项配置服务器发送配置请求，若得到肯定应答，说明原配置IP并未被配置给其他基站，配置服务器仍将原配置IP配置给该基站，且该基站延长租约期，若得到否定应答或无法得到应答，说明原配置IP并已被配置给其他基站，需要发出提示信息，以便操作人员进行设置。

优选地，第一代理基站通过以太光纤连接至矿下网络，和/或通过WIFI级联连接至矿下网络。

需要说明的是，以上实施例仅以处于井下的基站进行了说明，具体应用中亦可将行数配置方法应用于处于地面上的基站。

本发明还提出了一种矿井基站自动配置系统10，包括：

设置于地面的EPC11、配置服务器12，配置服务器12上加载有DHCP服务或BOOTP服务，以及多个基站13；

多个基站13包括第一代理基站和非代理基站，第一代理基站设置于配置服务器和EPC的广播消息可传达的网络中，且预先完成配置，配置服务器在为第一代理基站完成配置后，将第一代理基站的相关配置信息告知EPC，非代理基站设置于矿下网络中，第一代理基站连接至矿下网络；

非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，第一代理基站接收广播消息，向配置服务器请求非代理基站的IP地址，若配置服务器未接收到广播消息，则根据第一代理基站的请求为非代理基站分配IP地址，并由第一代理基站转发至非代理基站；

若配置服务器接收到广播消息，判断接收到广播消息和接收到第一代理基站的请求的时间关系；

若先接收到广播消息，则丢弃第一代理基站的请求，为非代理基站分配IP地址；

若先接收到第一代理基站的请求，则丢弃广播消息，将非代理基站的IP地址发送至第一代理基站，第一代理基站将非代理基站的IP地址转发至非代理基站；

非代理基站完成IP配置后，根据IP地址自动与配置服务器或EPC交互进行参数配置；

非代理基站在完成配置后，与EPC进行通信。

优选地，非代理基站中任一完成配置的基站作为第二代理基站，将非代理基站中未完成配置的基站的广播消息转发至第一代理基站和/或配置服务器，并将配置服务器分配的IP地址转发至未完成配置的基站。

优选地，若非代理基站中存在仍未完成配置的基站，在完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以将仍未完成配置的基站的广播消息转发至第一代理基站和/或第二代理基站和/或配置服务器，并将配置服务器分配的IP地址转发至仍未完成配置的基站。

优选地，配置服务器为多个基站配置的IP地址的IP租约期，大于配置服务器告知多个基站的告知租约期，当多个基站中任一基站的断电时长大于对应的IP租约期，在上电时根据原配置IP地址向配置服务器发送配置确认请求，

若得到肯定应答，则继续使用原配置IP地址，

若得到否定应答，则重新获取配置信息；

若无法得到应答，则生成提示信息。

优选地，第一代理基站通过以太光纤连接至矿下网络，和/或通过WIFI级联连接至矿下网络。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，采取DHCP或者BOOTP模式获取IP地址时限制井下了的网络设备远程自配置，严重影响网络的实施和维护。通过本申请的技术方案，可以在不修改任何协议的情况下，使得矿井无线通信网络中的基站能够通过DHCP或BOOTP请求获取IP地址并自动完成配置，并且完成配置的基站可以进一步为未完成配置基站转发请求，进而完成矿井无线通信网络中所有基站的配置。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种矿井基站自动配置方法，其特征在于，包括：

S1，非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，第一代理基站接收所述广播消息，向配置服务器请求所述非代理基站的IP地址，其中，所述第一代理基站设置于所述配置服务器和EPC的广播消息可传达的网络中，且预先完成配置，所述非代理基站设置于矿下网络中，所述第一代理基站连接至所述矿下网络，所述EPC和配置服务器设置于地面，且所述配置服务器上加载有DHCP服务或BOOTP服务；

S2，若所述配置服务器未接收到所述广播消息，则根据所述第一代理基站的请求为所述非代理基站分配IP地址，并由所述第一代理基站转发至所述非代理基站；

S3，若所述配置服务器接收到所述广播消息，判断接收到所述广播消息和接收到所述第一代理基站的请求的时间关系；

S4，若先接收到所述广播消息，则丢弃所述第一代理基站的请求，为所述非代理基站分配IP地址；

S5，若先接收到所述第一代理基站的请求，则丢弃所述广播消息，将所述非代理基站的IP地址发送至所述第一代理基站，所述第一代理基站将所述非代理基站的IP地址转发至所述非代理基站；

S6，所述非代理基站完成IP配置后，根据所述IP地址自动与配置服务器或EPC交互进行参数配置。

2.根据权利要求1所述矿井基站自动配置方法，其特征在于，还包括：

将所述非代理基站中任一完成配置的基站作为第二代理基站，以将所述非代理基站中未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述未完成配置的基站。

3.根据权利要求2所述矿井基站自动配置方法，其特征在于，还包括：

若所述非代理基站中存在仍未完成配置的基站，在完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以将所述仍未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述第二代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述仍未完成配置的基站，循环该步骤，直至所述非代理基站的所有基站都完成配置。

4.根据权利要求1所述矿井基站自动配置方法，其特征在于，还包括：

当多个基站中任一基站的断电时长大于对应的IP租约期，在上电时根据原配置IP地址向所述配置服务器发送配置确认请求，

若得到肯定应答，则继续使用原配置IP地址；

若得到否定应答，则根据步骤S1至S6获取配置信息；

若无法得到应答，则生成提示信息，

其中，所述配置服务器为所述多个基站配置的IP地址的IP租约期，大于所述配置服务器告知所述多个基站的告知租约期。

5.根据权利要求1至4中任一项所述矿井基站自动配置方法，其特征在于，所述第一代理基站通过以太光纤连接至所述矿下网络，和/或通过WIFI级联连接至所述矿下网络。

6.根据权利要求1至4中任一项所述矿井基站自动配置方法，其特征在于，还包括：

S7，所述非代理基站在完成参数配置后，与所述EPC进行通信。

7.一种矿井基站自动配置系统，其特征在于，包括：设置于地面的EPC、配置服务器以及多个基站，所述配置服务器上加载有DHCP服务或BOOTP服务，

所述多个基站包括第一代理基站和非代理基站，所述第一代理基站设置于所述配置服务器和所述EPC的广播消息可传达的网络中，且预先完成配置，所述非代理基站设置于矿下网络中，所述第一代理基站连接至所述矿下网络；

所述非代理基站发出基于DHCP服务或BOOTP服务的广播消息，所述第一代理基站接收所述广播消息，向所述配置服务器请求所述非代理基站的IP地址；

若所述配置服务器未接收到所述广播消息，则根据所述第一代理基站的请求为所述非代理基站分配IP地址，并由所述第一代理基站转发至所述非代理基站；

若所述配置服务器接收到所述广播消息，判断接收到所述广播消息和接收到所述第一代理基站的请求的时间关系；

若先接收到所述广播消息，则丢弃所述第一代理基站的请求，为所述非代理基站分配IP地址；

若先接收到所述第一代理基站的请求，则丢弃所述广播消息，将所述非代理基站的IP地址发送至所述第一代理基站，所述第一代理基站将所述非代理基站的IP地址转发至所述非代理基站；

所述非代理基站完成IP配置后，根据所述IP地址自动与配置服务器或EPC交互进行参数配置；

所述非代理基站在完成参数配置后，与所述EPC进行通信。

8.根据权利要求7所述矿井基站自动配置系统，其特征在于，所述非代理基站中任一完成配置的基站作为第二代理基站，将所述非代理基站中未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述未完成配置的基站。

9.根据权利要求8所述矿井基站自动配置系统，其特征在于，若所述非代理基站中存在仍未完成配置的基站，在完成配置的基站中查询与仍未完成配置的基站距离最近的基站作为第三代理基站，以将所述仍未完成配置的基站的广播消息转发至所述第一代理基站和/或所述第二代理基站和/或所述配置服务器，并将所述配置服务器分配的IP地址转发至所述仍未完成配置的基站。

10.根据权利要求7所述矿井基站自动配置系统，其特征在于，所述配置服务器为所述多个基站配置的IP地址的IP租约期，大于所述配置服务器告知所述多个基站的告知租约期，当多个基站中任一基站的断电时长大于对应的IP租约期，在上电时根据原配置IP地址向所述配置服务器发送配置确认请求，

若得到肯定应答，则继续使用原配置IP地址；

若得到否定应答，则重新获取配置信息；

若无法得到应答，则生成提示信息。

11.根据权利要求7至10中任一项所述矿井基站自动配置系统，其特征在于，所述第一代理基站通过以太光线连接至所述矿下网络，和/或通过WIFI级联连接至所述矿下网络。