CN114040492B - 基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，提供一层一同步系统，包括HUB处理单元和pRRU处理单元，包括以下步骤：以HUB处理单元为主，发起层一同步的过程，pRRU处理单元作为从，在接收到层一消息后，进行同步检测，完成层一同步。本发明简化了层一同步流程，节约底层处理资源，有效提高资源利用率，应用于扩展型小基站系统中，减少了逻辑资源损耗，并且根据自定义CPRI组帧对层一同步过程进行优化，有利于成本和功耗的把控，优化了拉远单元实现方式。

Description

基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法。

背景技术

扩展型小基站系统由基带单元BBU、扩展单元HUB、拉远单元pRRU组成，每个pRRU上有一个电口，该电口通过Cat6a网线连接HUB上的一个电口，HUB通过该电口给pRRU供电。

pRRU主要负责基站上下行信号的中射频处理以及天线接口，HUB主要负责与BBU间的Ir光口到与pRRU间的Ir电口之间的数据分发和汇聚功能。

IQ数据在做CPRI组帧之前通常会做压缩处理，否则会消耗大量的带宽。对于层一的处理采用状态机的形式，通过CPRI fast CM通道封装以太网的方式，来传输监控信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，简化了层一同步流程，节约底层处理资源，有效提高资源利用率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，提供一层一同步系统，包括HUB处理单元和pRRU处理单元，包括以下步骤：以HUB处理单元为主，发起层一同步的过程，pRRU处理单元作为从，在接收到层一消息后，进行同步检测，完成层一同步。

进一步的，所述HUB处理单元发起层一同步的过程，具体如下：

步骤A1:HUB作为主单元发起同步过程，通过本地时钟产生无线帧计数；

步骤A2:在无线帧间隔内填充超帧计数，计数个数与标准CPRI接口一致；

步骤A3:构建以太网报文；

步骤A4:根据无线帧以及超帧计数封装前传接口的帧格式，在CPRI帧的固定位置填充消息通道同步报文；

步骤A5:前传接口帧结构完成后，通过serdes接口传输到pRRU，HUB的处理完成。

进一步的，所述以太网报文，其报文格式CPRI帧结构保持一致，一个10ms基本帧包含150个超组，每个超组包含64个基本组。一个基本组做为数据传输基本单位，总时长为1.04167us，占有1280个字节；每个基本组由一个以太帧和帧间隙组成，每个基本组中占用16个字节。

进一步的，所述pRRU处理单元，具体如下：

步骤B1:pRRU通过电口或者光口接收到数据后，经过serdes的串并转换获取前传接口数据；

步骤B2:pRRU检测无线帧，检测到10ms固定输入时，无线帧同步完成；

步骤B3:pRRU检测超帧，连接检测到8帧超帧时，超帧同步完成；

步骤B4:pRRU检测前传接口解封装出的消息通道数据，检测到以太网同步报文时，消息通道同步完成。

进一步的，所述pRRU处理单元通过sync byte以及HFN控制字来完成前传接口的同步，sync byte放在Ns=0，Ys=0位置，通过检测sync byte来确认10ms的间隔；HFN放在Ns=0，Ys=1位置，通过连续检测超帧编号，完成超帧同步检测。

进一步的，所述pRRU处理单元通过sync byte以及HFN控制字来完成前传接口的同步，具体如下：

状态A：

逻辑检测10ms的sync bytes，当检测到sync bytes时，做10ms间隔检测处理，如果两个sync bytes间隔为10ms时，输出10ms同步信号，如果间隔异常或者无法检测到syncbytes时，输出10ms帧丢失信号；

状态B：

逻辑检测超帧信号，维护本地的HFN信号，连续检测8帧超帧信号与本地HFN信号一致时，输出超帧信号同步信号，如果检测到的超帧信号和本地HFN信号不一致时，输出超帧信号丢失信号；

状态C：

10ms同步帧以及超帧完成同步时，检测消息通道的link报文，此报文以以太网报文形式呈现，pRRU侧检测到link报文时，输出消息通道同步信号，在一个10ms无线帧内无法检测到消息通道同步信号时，输出消息通道同步丢失信号；

状态D：

状态A、B、C将三个同步状态检测完成后，如果同步信号全为0时，则层一同步完成；如果三个同步信号任何一个为1时，则层一同步未完成。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明简化了层一同步流程，节约底层处理资源，有效提高资源利用率，应用于扩展型小基站系统中，减少了逻辑资源损耗，并且根据自定义CPRI组帧对层一同步过程进行优化，有利于成本和功耗的把控，优化了拉远单元实现方式。

附图说明

图1是本发明一实施例中的自定义以太网传输帧格式；

图2是本发明一实施例中的应用层消息传输图；

图3是本发明一实施例中的层一同步过程示意图；

图4是本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

参考图4，在本实施例中，提供一种基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，包括HUB的处理以及pRRU的处理，

HUB处理，具体如下：

步骤A1:HUB作为主单元发起同步过程，通过本地时钟产生无线帧计数；

步骤A2:在无线帧间隔内填充超帧计数，计数个数与标准CPRI接口一致；

步骤A3:构建以太网报文；

步骤A4:根据无线帧以及超帧计数封装前传接口的帧格式，在CPRI帧的固定位置填充消息通道同步报文；

步骤A5:前传接口帧结构完成后，通过serdes接口传输到pRRU，HUB的处理完成。

pRRU的处理，具体如下：

步骤B1:pRRU通过电口或者光口接收到数据后，经过serdes的串并转换获取前传接口数据；

步骤B2:pRRU检测无线帧，检测到10ms固定输入时，无线帧同步完成；

步骤B3:pRRU检测超帧，连接检测到8帧超帧时，超帧同步完成；

步骤B4:pRRU检测前传接口解封装出的消息通道数据，检测到以太网同步报文时，消息通道同步完成。

在本实施例中，前传接口采用自定义的以太网报文方式，定义基本帧结构、消息通道以及CM通道的消息格式。

自定义以太网传输帧格式如图1所示，CPRI帧结构保持一致，一个10ms基本帧（Base_Frame）包含150个超组（Super_Group），每个超组包含64个基本组（Base_Group）。一个基本组做为数据传输基本单位，总时长为1.04167us，占有1280个字节。每个基本组由一个以太帧和帧间隙组成，其中帧间隙为了满足底层PHY芯片能正常收发数据而设计，每个基本组中占用16个字节。

优选的，在本实施例中，消息通道是用于透明传输应用层消息，完成主从设备的正常消息交互，同步报文通过此通道传输，以以太网报文形式呈现。应用层消息传输采用如图3所示：

主设备端采用广播报文形式发送，消息类型占用一个字节，广播同步报文类型以0xaa为检测标志，报文内容填充端口相关信息，具体内容不做约束。

从设备通过10ms轮询检测应用层消息，当检测到0xaa的消息报文类型时，则标记同步信号，用于层一同步的状态机检测。通过消息通道反馈应答消息，消息类型以0xbb为检测标志，主设备检测到应答报文时，标记同步信号，消息通道同步完成。

优选的，在本实施例中，CM通道同步控制字摆放位置如表1所示，主要通过syncbyte以及HFN控制字来完成前传接口的同步，sync byte放在Ns=0，Ys=0位置，可以通过检测sync byte来确认10ms的间隔。HFN放在Ns=0，Ys=1位置，通过连续检测超帧编号，完成超帧同步检测。

表1 控制字摆放规格表

优选的，在本实施例中，直接检测CPRI帧内数据，以sync bytes和HFN为主要的检测数据，消息通道提供监控通道的link检测报文，参考图3，本实施例中，层一同步的状态机，保留4个状态：

状态A：

逻辑检测10ms的sync bytes，当检测到sync bytes时，做10ms间隔检测处理，如果两个sync bytes间隔为10ms时，输出10ms同步信号，如果间隔异常或者无法检测到syncbytes时，输出10ms帧丢失信号；

状态B：

逻辑检测超帧信号，维护本地的HFN信号，连续检测8帧超帧信号与本地HFN信号一致时，输出超帧信号同步信号，如果检测到的超帧信号和本地HFN信号不一致时，输出超帧信号丢失信号；

状态C：

10ms同步帧以及超帧完成同步时，检测消息通道的link报文，此报文以以太网报文形式呈现，pRRU侧检测到link报文时，输出消息通道同步信号，在一个10ms无线帧内无法检测到消息通道同步信号时，输出消息通道同步丢失信号；

状态D：

状态A、B、C将三个同步状态检测完成后，如果同步信号全为0时，则层一同步完成；如果三个同步信号任何一个为1时，则层一同步未完成。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，提供一层一同步系统，包括HUB处理单元和pRRU处理单元，其特征在于，包括以下步骤：以HUB处理单元为主，发起层一同步的过程，pRRU处理单元作为从，在接收到层一消息后，进行同步检测，完成层一同步；

所述HUB处理单元发起层一同步的过程，具体如下：

步骤A1:HUB作为主单元发起同步过程，通过本地时钟产生无线帧计数；

步骤A2:在无线帧间隔内填充超帧计数，计数个数与标准CPRI接口一致；

步骤A3:构建以太网报文；

步骤A4:根据无线帧以及超帧计数封装前传接口的帧格式，在CPRI帧的固定位置填充消息通道同步报文；

步骤A5:前传接口帧结构完成后，通过serdes接口传输到pRRU，HUB的处理完成；

所述以太网报文，其报文格式CPRI帧结构保持一致，一个10ms基本帧包含150个超组，每个超组包含64个基本组；一个基本组做为数据传输基本单位，总时长为1.04167us，占有1280个字节；每个基本组由一个以太帧和帧间隙组成，每个基本组中占用16个字节；

所述pRRU处理单元，具体如下：

步骤B1:pRRU通过电口或者光口接收到数据后，经过serdes的串并转换获取前传接口数据；

步骤B2:pRRU检测无线帧，检测到10ms固定输入时，无线帧同步完成；

步骤B3:pRRU检测超帧，连接检测到8帧超帧时，超帧同步完成；

步骤B4:pRRU检测前传接口解封装出的消息通道数据，检测到以太网同步报文时，消息通道同步完成。

2.根据权利要求1所述的基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，其特征在于，所述pRRU处理单元通过sync byte以及HFN控制字来完成前传接口的同步，sync byte放在Ns=0，Ys=0位置，通过检测sync byte来确认10ms的间隔；HFN放在Ns=0，Ys=1位置，通过连续检测超帧编号，完成超帧同步检测。

3.根据权利要求1所述的基于自定义以太网帧的前传接口层一同步方法，其特征在于，所述pRRU处理单元通过sync byte以及HFN控制字来完成前传接口的同步，具体如下：

状态A：

逻辑检测10ms的sync bytes，当检测到sync bytes时，做10ms间隔检测处理，如果两个sync bytes间隔为10ms时，输出10ms同步信号，如果间隔异常或者无法检测到sync bytes时，输出10ms帧丢失信号；

状态B：

逻辑检测超帧信号，维护本地的HFN信号，连续检测8帧超帧信号与本地HFN信号一致时，输出超帧信号同步信号，如果检测到的超帧信号和本地HFN信号不一致时，输出超帧信号丢失信号；

状态C：

10ms同步帧以及超帧完成同步时，检测消息通道的link报文，此报文以以太网报文形式呈现，pRRU侧检测到link报文时，输出消息通道同步信号，在一个10ms无线帧内无法检测到消息通道同步信号时，输出消息通道同步丢失信号；

状态D：

状态A、B、C将三个同步状态检测完成后，如果同步信号全为0时，则层一同步完成；如果三个同步信号任何一个为1时，则层一同步未完成。