CN112838888A - 一种基于5g的卫星编解码并发计算方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于5G的卫星编解码并发计算方法和系统,所述方法包括:DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86I7单板;所述Intel X86I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板。本发明采用Intel最新的X86I7CPU进行编解码,高效利用4个CPU内核可以提高卫星编码能力。
Description
技术领域
本发明涉及5G应用技术领域,尤其涉及一种基于5G的卫星编解码并发计算方法和系统。
背景技术
5G(5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation,简称5G或5G技术)表示第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成,作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITU IMT-2020规范要求速度高达20Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。
当某产品(例如NC5200C)从DTU单板(数据中继单元)的E1线路(就是电话线,里面传输的是窄带信号)接入卫星码流,经过EMU单板(媒体处理业务,用DSP芯片来处理语音信号,将窄带信号打包成以太宽带报文)的DSP处理后打包成RTP以太网报文。此时的RTP以太网报文是卫星编码格式,与传统协议不能对接,称其为卫星编码RTP。卫星编码流与传统的协议码流需要经过非常复杂的运算才能互相转换,嵌入式CPU无法满足大量话务的计算。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于5G的卫星编解码并发计算方法和系统,旨在解决现有技术中当前系统的硬件不能满足对卫星编码性能的需求的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种基于5G的卫星编解码并发计算方法,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法包括如下步骤:
DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;
所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;
所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;
所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,所述网片为用于对所述卫星信号进行时隙交换的芯片。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法还包括:
所述主控板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板;
所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述Intel X86I7单板请求卫星编码;
所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式的RTP报文后,发送给所述EMU单板;
所述EMU单板将传统编码格式的RTP报文以卫星信号的形式发送给所述DTU单板。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,所述传统编码格式为RTP协议编码格式。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,所述Intel X86 I7单板为4核8线程高性能CPU。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,所述Intel X86 I7单板每个CPU内核上运行一个线程,一个线程只在一个CPU内核上运行,每个线程创建一个套接字。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法还包括:
线程开始执行;
创建一个UDP的套接字;
将套接字绑定目的端口号9990,所述套接字只接收目的端口号为9990的UDP报文;
根据系统函数返回值,判断所述套接字是否已接收到报文,如果返回值大于0,则表示所述套接字已接收到报文;
根据接收到的报文的字段选择进行编码或者解码;
将处理后的结果发送所述EMU单板。
可选地,所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其中,,每个CPU内核对应一个端口号。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种基于5G的卫星编解码并发计算系统,其中,所述基于5G的卫星编解码并发计算系统包括:
DTU单板、EMU单板、Intel X86 I7单板和主控板;
所述DTU单板、所述EMU单板和所述Intel X86 I7单板依次建立通信连接,所述Intel X86 I7单板和所述主控板建立通信连接;所述DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板;
或者所述主控板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板;所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述Intel X86I7单板请求卫星编码;所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式的RTP报文后,发送给所述EMU单板;所述EMU单板将传统编码格式的RTP报文以卫星信号的形式发送给所述DTU单板。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质存储有基于5G的卫星编解码并发计算程序,所述基于5G的卫星编解码并发计算程序被处理器执行时实现如上所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法的步骤。
本发明中,DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板。本发明采用Intel最新的X86 I7 CPU进行编解码,高效利用4个CPU内核可以提高卫星编码能力。
附图说明
图1是本发明基于5G的卫星编解码并发计算方法的第一较佳实施例的流程图;
图2是本发明基于5G的卫星编解码并发计算方法的第一较佳实施例中信号传输原理示意图;
图3是本发明基于5G的卫星编解码并发计算方法的第二较佳实施例的流程图;
图4是本发明基于5G的卫星编解码并发计算方法的第二较佳实施例中信号传输原理示意图;
图5是本发明基于5G的卫星编解码并发计算方法中卫星编解码流程的示意图;
图6是本发明基于5G的卫星编解码并发计算方法中线程创建的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,如图1所示,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法包括以下步骤:
步骤S11、DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;
步骤S12、所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;
步骤S13、所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;
步骤S14、所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板。
具体地,如图2所示,所述DTU单板(即图2中的DTU,DTU是数据中继单元)通过电话线(即E1线路,E1线路里面传输的是窄带信号)接收卫星发送的卫星信号(即E1帧),然后经过网片(对E1帧里面的信号进行时隙交换的芯片,TDM表示时分复用,将2MHZ的信号分成32等份,每个时间片称为一个时隙,网片就是能对这些时隙从源头到目的地进行连接,实现通讯)交换引入到所述EMU单板(即图2中的EMU,EMU是媒体处理业务);所述EMU单板通过DSP(数字信号处理器)以clear模式(clear模式表示对卫星信号没有做任何处理,只是重新封装了一下进行打包而已)将E1帧打包成RTP(Real-time Transport Protocol,实时传送协议)报文并发送给所述Intel X86 I7单板(即图2中的X86);所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式(其中,所述传统编码格式为RTP协议编码格式),并发送给所述EMU单板的DSP;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式(RTP协议编码格式)的RTP报文发送给主控板(即图2中的MPUE),或者以E1格式发送给所述DTU单板。
其中,E1的一个时分复用帧(其长度T=125us)共划分为32相等的时隙,时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0用作帧同步,时隙CH16用来传送信令,剩下CH1~CH15和CH17~CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit,因此共用256bit。每秒传送8000个帧,因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mbit/s。
进一步地,如图3所示,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法还包括以下步骤:
步骤S21、所述主控板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板;
步骤S22、所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述Intel X86 I7单板请求卫星编码;
步骤S23、所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式的RTP报文后,发送给所述EMU单板;
步骤S24、所述EMU单板将传统编码格式的RTP报文以卫星信号的形式发送给所述DTU单板。
具体地,如图4所示,所述主控板(即图4中的MPUE)将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板(即图4中的EMU),所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述IntelX86 I7单板(即图4中的X86)请求卫星编码(卫星编码是一个特殊的编码格式。与传统的RTP协议编码格式不一样);所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式(RTP协议编码格式)的RTP报文后,发送给所述EMU单板的DSP;所述EMU单板通过DSP将传统编码格式(RTP协议编码格式)的RTP报文以卫星信号的形式(即E1格式)发送给所述DTU单板(即图4中的DTU)。
其中,E1的一个时分复用帧(其长度T=125us)共划分为32相等的时隙,时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0用作帧同步,时隙CH16用来传送信令,剩下CH1~CH15和CH17~CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传送8bit,因此共用256bit。每秒传送8000个帧,因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mbit/s。
进一步地,所述Intel X86 I7单板为4核8线程高性能CPU;对卫星码流的编解码,是所述Intel X86 I7单板的核心模块。为了重复利用X86 I7的四核性能,采用四核并发编解码的业务流程。
如图5所示,所述Intel X86 I7单板为4个CPU内核分别用C0、C1、C2和C3来表示,所述EMU单板通过DSP的clear模式发出来的报文,端口号为9990/9991/9992/9993的一个,C0的端口号为9990,C1的端口号为9991,C2的端口号为99992,C3的端口号为9993;DSP发出来的RTP报文,目的MAC/IP为X86 I7内网口地址;在所述Intel X86 I7单板系统创建4个线程T0/T1/T2/T3,分别亲和到C0/C1/C2/C3,亲和的意思就是让一个软件线程只在一个CPU内核上运行,不会切换到其他CPU内核上去;每个线程(T0/T1/T2/T3)创建一个UDP(User DataProtocol,用户数据协议)socket(套接字),9990/9991/9992/9993的端口号;每个线程从socket中读取到EMU单板发过来的报文,进行解码后再发回给EMU单板的DSP;每路业务的RTP报文只会送给一个CPU内核,但是一个CPU内核可以处理多路业务。
进一步地,如图6所示,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法还包括:
线程开始执行;创建一个UDP的套接字;将套接字绑定目的端口号9990,所述套接字只接收目的端口号为9990的UDP报文;根据系统函数(select)返回值,判断所述套接字是否已接收到报文,如果返回值大于0,则表示所述套接字已接收到报文;根据接收到的报文的字段选择进行编码或者解码,即接收到的报文,有一个字段表示是编码还是解码,根据这个字段执行不同的动作(编码/解码);将处理后的结果(packet1)发送所述EMU单板的DSP。
本发明采用INTEL最新的X86 I7 CPU进行编解码,X86 I7为4核8线程高性能CPU,高效利用其4核的超强算力,可以满足大量话务的计算要求,即可以满足对卫星编码性能的需求。
进一步地,如图2或者图4所示,本发明还提供一种基于5G的卫星编解码并发计算系统,其中,所述基于5G的卫星编解码并发计算系统包括:
DTU单板、EMU单板、Intel X86 I7单板和主控板;
所述DTU单板、所述EMU单板和所述Intel X86 I7单板依次建立通信连接,所述Intel X86 I7单板和所述主控板建立通信连接;例如通过5G建立通信连接。
其中,所述DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板;
或者所述主控板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板;所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述Intel X86I7单板请求卫星编码;所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式的RTP报文后,发送给所述EMU单板;所述EMU单板将传统编码格式的RTP报文以卫星信号的形式发送给所述DTU单板。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质存储有基于5G的卫星编解码并发计算程序,所述基于5G的卫星编解码并发计算程序被处理器执行时实现如上所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法的步骤。
综上所述,本发明提供一种基于5G的卫星编解码并发计算方法和系统,所述方法包括:DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板。本发明采用Intel最新的X86 I7 CPU进行编解码,高效利用4个CPU内核可以提高卫星编码能力。
当然,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器,控制器等)来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取的计算机可读存储介质中,所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法包括:
DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;
所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;
所述Intel X86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;
所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板。
2.根据权利要求1所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述网片为用于对所述卫星信号进行时隙交换的芯片。
3.根据权利要求1所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法还包括:
所述主控板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板;
所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述Intel X86 I7单板请求卫星编码;
所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式的RTP报文后,发送给所述EMU单板;
所述EMU单板将传统编码格式的RTP报文以卫星信号的形式发送给所述DTU单板。
4.根据权利要求3所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述传统编码格式为RTP协议编码格式。
5.根据权利要求3所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述IntelX86 I7单板为4核8线程高性能CPU。
6.根据权利要求5所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述IntelX86 I7单板每个CPU内核上运行一个线程,一个线程只在一个CPU内核上运行,每个线程创建一个套接字。
7.根据权利要求6所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,所述基于5G的卫星编解码并发计算方法还包括:
线程开始执行;
创建一个UDP的套接字;
将套接字绑定目的端口号9990,所述套接字只接收目的端口号为9990的UDP报文;
根据系统函数返回值,判断所述套接字是否已接收到报文,如果返回值大于0,则表示所述套接字已接收到报文;
根据接收到的报文的字段选择进行编码或者解码;
将处理后的结果发送所述EMU单板。
8.根据权利要求7所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法,其特征在于,每个CPU内核对应一个端口号。
9.一种基于5G的卫星编解码并发计算系统,其特征在于,所述基于5G的卫星编解码并发计算系统包括:
DTU单板、EMU单板、Intel X86 I7单板和主控板;
所述DTU单板、所述EMU单板和所述Intel X86 I7单板依次建立通信连接,所述IntelX86 I7单板和所述主控板建立通信连接;所述DTU单板通过电话线接收卫星发送的卫星信号,所述DTU单板通过网片将所述卫星信号输入到EMU单板;所述EMU单板通过DSP将所述卫星信号打包成RTP报文,并将打包好的所述RTP报文发送给Intel X86 I7单板;所述IntelX86 I7单板将所述RTP报文的卫星编码格式转换成传统编码格式,并发送给所述EMU单板;所述EMU单板根据实际配置,将传统编码格式的RTP报文发送给主控板;
或者所述主控板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述EMU单板;所述EMU单板将卫星编码格式的RTP报文发送给所述Intel X86 I7单板请求卫星编码;所述Intel X86 I7单板将卫星编码格式的RTP报文转换为传统编码格式的RTP报文后,发送给所述EMU单板;所述EMU单板将传统编码格式的RTP报文以卫星信号的形式发送给所述DTU单板。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有基于5G的卫星编解码并发计算程序,所述基于5G的卫星编解码并发计算程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的基于5G的卫星编解码并发计算方法的步骤。
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