CN114390504A - 一种应急移动通信系统的主体设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应急移动通信系统的主体设备，主体设备包括核心网部分、基站部分以及光传输部分，核心网部分完成应急移动通信系统用户管理、业务承载建立与管理功能，并与外网建立连接，实现互联互通，基站部分负责产生射频信号，并通过光传输部分转换为光信号，连接到下级的远端射频单元，主体设备包括主控单元、软件无线电单元、光传输汇聚单元、电源模块，主控单元配置软件无线电单元，光传输汇聚单元实现软件无线电单元与远端射频单元接口数据的一对多转发。

Description

一种应急移动通信系统的主体设备

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其是涉及一种应急移动通信系统的主体设备。

背景技术

当出现人为或自然灾难时，公众移动通信系统极易受损，无法提供服务。然而，在灾后救援和抢险的工作中，移动通信发挥了举足轻重的作用，是保证救援效果必不可少的支撑。

因此，在灾区当地的移动通信基础设施遭到破坏，无法正常运行时，需要依靠应急通信设备迅速搭建灾害现场的应急移动通信网络，来第一时间满足灾区的应急通信需求。

为了能提供应急通信服务，应急移动通信网络应该包括核心网、基站等设备，其中核心网设备用来实现业务以及与外界网络的交互，基站用来实现业务的覆盖。

传统的应急移动通信设备基于公众移动通信系统设备研发，核心网与基站独立运作，配置繁琐，且不方便运输；基站采用硬件来实现射频信号的调整，灵活性差；基站信号传输距离短，业务覆盖范围有限。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供一种应急移动通信系统的主体设备。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种应急移动通信系统的主体设备，所述主体设备包括核心网部分、基站部分以及光传输部分，核心网部分完成应急移动通信系统用户管理、业务承载建立与管理功能，并与外网建立连接，实现互联互通，基站部分负责产生射频信号，并通过光传输部分转换为光信号，连接到下级的远端射频单元，所述主体设备包括主控单元、软件无线电单元、光传输汇聚单元、电源模块，所述主控单元包括所述核心网部分和基站部分，主控单元配置软件无线电单元，使软件无线电单元按照应急移动通信系统的要求产生相应的射频信号，软件无线电单元基于软件无线电技术，一方面根据主控单元的下发的基带数据，产生对应的射频信号，传送给光传输汇聚单元，另一方面从光传输汇聚单元接收射频信号，转换为基带数据，发送到主控单元，光传输汇聚单元用光纤连接软件无线电单元与远端射频单元，实现软件无线电单元与远端射频单元接口数据的一对多转发。

作为优选，所述主体设备还包括显示屏单元，所述主控单元配置显示屏单元，使显示屏单元按照应急移动通信系统的要求显示相关的信息。

作为优选，所述主控单元的核心网部分包括存储模块，所述存储模块包括了保存有核心网配置信息的文本文件，核心网配置信息包括MCC、MNC、核心网各个接口的IP地址、端口号，主控单元的核心网部分从文本文件中提取出各项核心网配置信息，并按配置信息分别设置核心网的运行参数，启动核心网部分的运行。

作为优选，所述文本文件还保存有基站配置信息，基站配置信息包括工作频段、工作频点、频点带宽、发射增益、接收增益、各个接口的IP地址、端口号、软件无线电设备地址，主控单元的基站部分从文本文件中提取出各项基站配置信息，并按配置信息分别设置基站的运行参数，启动基站部分的运行, 基站部分运行后，首先主控单元的基站部分与核心网部分建立连接，然后基站部分向软件无线电单元下发基站广播对应的基带数据，设置软件无线电单元工作频点以及软件无线电参数。

作为优选，所述光传输汇聚单元包括4-8个光口，所述软件无线电单元通过接口与所述光传输汇聚单元连接，所述光传输汇聚单元的每个光口分别通过光纤连接一个远端射频单元。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

本发明的应急移动通信系统的主体设备，利用软件的方式来调整射频信号的处理特性，包括并且不限于工作频点、频点带宽、调制方式、接收增益等参数，与传统采用硬件来实现射频信号的调整，具有极大的灵活性；

本发明的应急移动通信系统的主体设备，引入了光传输汇聚单元，扩大了软件无线电单元与射频单元传输距离；

光传输汇聚单元支持4-8个光口，进行射频信号的转发以及汇聚，实现了软件无线电单元与远端射频单元接口数据的一对多转发，将接口数据复制到多个光口，使得一套软件无线电单元通过光纤同时与多个远端射频单元连接，节省了基站的硬件开销。

附图说明

图1为应急移动通信系统的结构示意图；

图2为应急移动通信系统的主体设备的结构示意图；

图3为应急移动通信系统的通信过程。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种应急移动通信系统，所述通信系统包括主体设备，所述主图设备包括核心网部分、基站部分以及光传输部分。

其中核心网部分完成应急移动通信系统用户管理、业务承载建立与管理等功能，并与外网建立连接，实现互联互通；基站部分负责产生射频信号，并通过光传输转换为光信号，连接到下级的远端射频单元。

主体设备的硬件结构如图2所示，包括主控单元、软件无线电单元、光传输汇聚单元、显示屏单元以及电源模块。

主控单元集成了应急移动通信系统主体设备的核心网部分以及基站部分的基带。

主控单元采用PC架构，配备多个USB接口，利用USB接口与软件无线电单元以及显示屏单元连接，传送和接收相关的数据。

主控单元配置软件无线电单元，使其按照应急移动通信系统的要求产生相应的射频信号。

主控单元配置显示屏单元，使其按照应急移动通信系统的要求显示相关的信息。

软件无线电单元基于软件无线电技术，完成基站的射频信号收发功能。所谓软件无线电，就是指利用软件的方式来调整射频信号的处理特性，包括并且不限于工作频点、频点带宽、调制方式、接收增益等参数，与传统采用硬件来实现射频信号的调整，具有极大的灵活性。

软件无线电单元一方面根据主控单元的下发的基带数据，产生对应的射频信号，传送给光传输汇聚单元；另外一方面从光传输汇聚单元接收射频信号，转换为基带数据，发送到主控单元。

考虑到扩大覆盖范围的需要，通常一个基站可以下挂多个远端射频单元。传统上，软件无线电单元与远端射频单元在逻辑上是一对一的连接，但是为了简化设备的成本，扩大软件无线电单元与射频单元传输距离，引入了光传输汇聚单元。

光传输汇聚单元用光纤连接了软件无线电单元与射频单元，使得其连接的距离可以达数公里，大大扩展了基站的覆盖范围。光传输汇聚单元支持4-8个光口，进行射频信号的转发以及汇聚，实现了软件无线电单元与远端射频单元接口数据的一对多转发，将接口数据复制到多个光口，使得一套软件无线电单元通过光纤同时与多个远端射频单元连接，节省了基站的硬件开销。

电源模块完成电源转换工作，为主控单元以及光传输汇聚单元供电。

主体设备的工作过程主要分为设备上电、应急移动通信系统启动、基站广播、终端接入和业务交互五个步骤。

1.设备上电

设备上电后电源模块输出电流，为主控单元以及光传输汇聚单元供电。

光传输汇聚单元上电后进行自检，等待处理射频信号。

主控单元上电后先运行BIOS，然后启动操作系统。

主控单元操作系统启动过程中，会自动进行显示屏单元和软件无线电单元的加载。

主控单元操作系统启动完成后，可以自动或者由操作人员启动应急移动通信系统。

2.应急移动通信系统启动

启动应急移动通信系统分为三个步骤：

首先启动主控单元中的核心网部分，读取固定路径下的文本文件的内容，该文本文件保存了核心网配置信息，可以被事先编辑，文本的每一行代表一项配置信息，配置信息包含并不限于MCC、MNC、核心网各个接口的IP地址、端口号等信息。

核心网部分从文本内容中逐行提取出各项核心网配置信息，并按配置信息分别设置核心网的运行参数，启动核心网部分的运行。

接下来启动主控单元中的基站部分，读取固定路径下的文本文件的内容，该文本文件保存了基站配置信息，可以被事先编辑，文本的每一行代表一项配置信息，配置信息包含并不限于工作频段、工作频点、频点带宽、发射增益、接收增益、各个接口的IP地址、端口号、软件无线电设备地址等信息。

基站部分从文本内容中逐行提取出各项基站配置信息，并按配置信息分别设置基站的运行参数，启动基站部分的运行。

基站部分运行后，首先基站部分与核心网部分建立连接。之后基站部分并与软件无线电单元交互，设置软件无线电单元工作频点以及软件无线电参数。

最后应急移动通信系统向显示屏单元发送对应系统运行状态的显示数据，使得显示屏单元同步显示系统运行状态。

3.基站广播

主控单元中的基站部分启动后，产生并向软件无线电单元下发基站广播对应的基带数据。

软件无线电单元收到基带数据后，将基带数据转为射频信号，发送给光传输汇聚单元。软件无线电单元目前可以采用ETTUS公司生产的B210.

光传输汇聚单元通过光纤接口，将基站广播对应的射频信号发送到连接的远端射频单元，由远端射频单元完成射频信号的放大与输出，实现广播的区域覆盖。光传输汇聚单元可以采用WINIC公司生产的AR9500F00D。

4.终端接入

终端接收到基站的广播信息后，发出信号，要求接入应急移动通信系统。

远端射频单元接收到终端发出的信号，将其转换为光信号，通过光纤传送到光传输汇聚单元。远端射频单元可以采用WINIC公司生产的AR8300F43D。

光传输汇聚单元处理光信号后，转换为射频信号，传送给软件无线电单元。

软件无线电单元收到射频信号后，将射频信号转为基带数据，发送给主控单元的基站部分。

主控单元的基站部分处理终端上传的信号，进行信号的解调、解码等工作，将信号转换为信息。

基站部分根据接收到信息，解析出其中的接入请求，并与核心网部分交互，完成后续的鉴权与认证过程，实现终端接入应急移动通信系统。

鉴权与认证过程中的数据传输分为终端数据上传以及系统数据下发两种类型。

终端数据上传即前述的过程；系统数据下发类似于基站广播的方式，由软件无线电单元、光传输汇聚单元等完成信息的下发。

5.业务交互

终端成功接入应急移动通信系统后，可以进行业务交互。

业务交互由终端发起业务请求，经过远端射频单元、光传输汇聚单元、软件无线电单元处理后，送达主控单元。

主控单元可以为终端指配相应的业务资源，并建立与终端相连接的业务管道，实现业务数据在主控单元以及终端之间的双向传送。

应急移动通信系统的通信过程如图3所示。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (5)

1.一种应急移动通信系统的主体设备，所述主体设备包括核心网部分、基站部分以及光传输部分，核心网部分完成应急移动通信系统用户管理、业务承载建立与管理功能，并与外网建立连接，实现互联互通，基站部分负责产生射频信号，并通过光传输部分转换为光信号，连接到下级的远端射频单元，其特征在于，所述主体设备包括主控单元、软件无线电单元、光传输汇聚单元、电源模块，所述主控单元包括所述核心网部分和基站部分，主控单元配置软件无线电单元，使软件无线电单元按照应急移动通信系统的要求产生相应的射频信号，软件无线电单元基于软件无线电技术，一方面根据主控单元的下发的基带数据，产生对应的射频信号，传送给光传输汇聚单元，另一方面从光传输汇聚单元接收射频信号，转换为基带数据，发送到主控单元，光传输汇聚单元用光纤连接软件无线电单元与远端射频单元，实现软件无线电单元与远端射频单元接口数据的一对多转发。

2.如权利要求1所述的应急移动通信系统的主体设备，其特征在于，所述主体设备还包括显示屏单元，所述主控单元配置显示屏单元，使显示屏单元按照应急移动通信系统的要求显示相关的信息。

3.如权利要求1所述的应急移动通信系统的主体设备，其特征在于，所述主控单元的核心网部分包括存储模块，所述存储模块包括了保存有核心网配置信息的文本文件，核心网配置信息包括MCC、MNC、核心网各个接口的IP地址、端口号，主控单元的核心网部分从文本文件中提取出各项核心网配置信息，并按配置信息分别设置核心网的运行参数，启动核心网功能的运行。

4.如权利要求3所述的应急移动通信系统的主体设备，其特征在于，所述文本文件还保存有基站配置信息，基站配置信息包括工作频段、工作频点、频点带宽、发射增益、接收增益、各个接口的IP地址、端口号、软件无线电设备地址，主控单元的基站部分从文本文件中提取出各项基站配置信息，并按配置信息分别设置基站的运行参数，启动基站功能的运行,基站功能运行后，首先主控单元的基站部分与核心网部分建立连接，然后基站部分向软件无线电单元下发基站广播对应的基带数据，设置软件无线电单元工作频点以及软件无线电参数。

5.如权利要求1所述的应急移动通信系统的主体设备，其特征在于，所述光传输汇聚单元包括4-8个光口，所述软件无线电单元通过接口与所述光传输汇聚单元连接，所述光传输汇聚单元的每个光口分别通过光纤连接一个远端射频单元。

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