DE4232480A1 - Bus system for integrated data transmission in base station of mobile radio network - is formed from individual modules over which useful data rate per time interval is distributed - Google Patents
Bus system for integrated data transmission in base station of mobile radio network - is formed from individual modules over which useful data rate per time interval is distributedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bussystem zur inte grierten Datenübertragung (-vermittlung) in der Basissta tion eines Mobilfunknetzes, in der für jede Frequenz zur Übertragung der Kommunikationskanäle separate Einrichtun gen zur Signalverarbeitung und für den Datenaustausch zwi schen der Luftschnittstelle und der Vermittlungsanlage vorgesehen sind.The invention relates to a bus system for inte free data transmission (switching) in the base station tion of a mobile network in which for each frequency Transmission of communication channels separate facilities conditions for signal processing and for data exchange between the air interface and the switching system are provided.
In einem Mobilfunknetz gibt es mehrere Frequenzen pro Funkzelle, über die Kommunikationskanäle übertragen wer den. Ist die Verbindung über eine dieser Frequenzen zu schlecht, muß das Gespräch auf andere verfügbare Frequen zen in der Basisstation weitergeleitet werden, ohne die Verbindungsdurchschaltung in der Vermittlung zu wechseln. Pro Frequenz gibt es dabei zwei Hardwareeinrichtungen, die zum einen die nötigen Signalverarbeitungen an der Luft schnittstelle (Übertragungseinheit) und zum anderen den Datenaustausch zur Vermittlungsanlage (Signalisierungsein heit) bewerkstelligen. Um die Daten, kommend von der Ver mittlungsanlage bzw. von der Luftschnittstelle zu den richtigen Hardwareeinrichtungen zu leiten, ergeben sich folgende Anforderungen:In a cellular network there are several frequencies per Radio cell via which communication channels are transmitted the. Is the connection over one of these frequencies too bad, the conversation must be on other available frequencies zen are forwarded in the base station without the Switch through connection in the exchange. There are two hardware devices per frequency: on the one hand, the necessary signal processing in the air interface (transmission unit) and the other Data exchange to the switching system (signaling unit unit). To get the data coming from Ver communication system or from the air interface to the to manage the correct hardware facilities following requirements:
- a) Verteilung der Nutzdaten zwischen den jeweils zugeord neten Hardwareeinrichtungen unter Berücksichtigung des Frequency Hoppings (rahmensynchrones Zeitmultiplexver fahren) unda) Distribution of the user data between the respective assigned neten hardware facilities taking into account the Frequency hoppings (frame synchronous time division multiplexing drive) and
- b) flexibler und schneller Verbindungsaufbau (Signalisie rung) sowie Überwachung der Funkstrecke (Maintenance) und Steuerung der Hardwareeinrichtungen (Operation).b) flexible and fast connection establishment (signaling ) and monitoring of the radio link (maintenance) and control of the hardware devices (operation).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Daten vermittlung in der Basisstation eine einfache Lösung anzu geben.The invention is based, for the data switch to a simple solution in the base station give.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Bussystem der eingangs beschriebenen Art, das es aus ein zelnen Modulen (Racks) aufgebaut ist, auf die die anfal lende Nutzdatenrate pro Zeitintervall aufgeteilt wird und jedes Modul die Busübertragungskapazität für eine bestimm te Anzahl von Frequenzen zur Verfügung stellt und wobei für interne Übertragungen pro Frequenz und Zeitintervall eine feste Anzahl (n uplink und m downlink) von Datenpake ten über das Bussystem übertragen wird und daß zusätzlich zu den Nutzdatenpaketen Steuerungsdaten (O-& M-Datenpake te) zu den Einrichtungen zur Signalverarbeitung und für den Datenaustausch übertragen werden, für deren flexibles und schnelles Austauschen ein Kontrollverfahren definiert ist, das auf einem logischen Ring von den Teilnehmern zu geordneten Hardwareeinheiten basiert, in dem ein Zugriffs recht zum Senden von einer Einheit zur nächsten weiterge reicht wird. Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß es ein offenes und erweiterbares System ist, mit dem im Prinzip beliebig viele Frequenzeinheiten in die Basis station integriert werden können.This object is achieved with a Bus system of the type described in the introduction that it consists of a individual modules (racks) on which the beginn user data rate per time interval and each module the bus transmission capacity for a certain te number of frequencies available and where for internal transmissions per frequency and time interval a fixed number (n uplink and m downlink) of data packets ten is transmitted over the bus system and that in addition Control data for the user data packets (O & M data pack te) to the facilities for signal processing and for the data exchange are transferred for their flexible and quick exchange defined a control procedure is that on a logical ring from the participants too ordered hardware units in which an access right to send from one unit to the next is enough. The advantage of this training is that it is an open and extensible system with which in principle any number of frequency units in the base station can be integrated.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Er findungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angege ben.Advantageous refinements and developments of the Er subject matter of the invention are specified in the subclaims ben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention based on a in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.
In einer Basisstation können entsprechend dem Ausbau n-Frequenzen gehandhabt werden. Pro Frequenz gibt es zwei Hardwareeinrichtungen, nämlich eine Übertragereinheit und eine Signalisierungseinheit, die zum einen die nötigen Signalverarbeitungen und zum anderen den Datenaustausch zwischen Luftschnittstelle und der Vermittlungsanlage be werkstelligen. Das Bussystem ist aus einzelnen Modulen (Racks) aufgebaut, auf die die anfallende Nutzdatenrate pro Zeitintervall aufgeteilt wird. In Fig. 1 ist ein sol ches Modul 1 dargestellt, das die Busübertragungskapazität für beispielsweise acht Frequenzen zur Verfügung stellt. Dieses Modul enthält dementsprechend acht Übertrager 2 sowie acht Signalisierungseinheiten 3, die über ein Bus system miteinander verbunden sind. Ferner enthält das Modul 1 einen Controller 4 sowie Rack-Anbindungen 5 für entspre chend ausgebildete weitere Module. Die Module sind so an einandersetzbar, daß jedes Modul mit jedem verbunden ist. Es ergibt sich dabei eine Sternstruktur. Die Buskapazität kann somit modular erweitert werden. In der Figur ist die zu einer Frequenz gehörende Einheit aus Übertrager 2 und Signalisierungseinheit 3 strichliert umrandet. Pro Fre quenz und Zeitintervall wird eine feste Anzahl (n uplink und in downlink) Datenpakete über das Bussystem übertragen. Dies gilt für Übertragungen innerhalb des Moduls. Zur Kom munikation über die Modulgrenze hinweg mit einem zweiten Modul wird die doppelte Buskapazität benötigt. Innerhalb der Basisstation sind alle Signalisierungseinheiten mit allen Übertragereinheiten wahlfrei verschaltet und können Daten übermitteln. Es besteht dabei aber aktuell immer nur eine Verbindung zwischen einer Signalisierungseinheit und einer Sendeeinheit. Die Nutzdatenrate/Frequenz, die zwi schen den Hardwareeinrichtungen ausgetauscht wird, beträgt 120 Bytes/577 µs. Diese wird aufgeteilt in bursts von je 24 Bytes, wobei 2 Byte für die Adresse und 22 Bytes für die Daten vorgesehen sind. Zu berücksichtigen ist bei der Struktur des Busses, daß bei upstream die vierfache Daten menge anfällt wie bei downstream, so daß die fünf bursts/ 577 µs Nutzdatenrate aufgeteilt ist in ein burst down stream und vier burst upstream. Depending on the expansion, n frequencies can be handled in a base station. There are two hardware devices per frequency, namely a transmitter unit and a signaling unit, which on the one hand manage the necessary signal processing and on the other hand the data exchange between the air interface and the switching system. The bus system is made up of individual modules (racks), to which the user data rate is divided per time interval. In Fig. 1 such a module 1 is shown, which provides the bus transmission capacity for, for example, eight frequencies. This module accordingly contains eight transmitters 2 and eight signaling units 3 , which are connected to one another via a bus system. The module 1 also contains a controller 4 and rack connections 5 for appropriately trained further modules. The modules can be put together so that each module is connected to everyone. The result is a star structure. The bus capacity can thus be expanded modularly. In the figure, the unit belonging to a frequency, consisting of transmitter 2 and signaling unit 3, is outlined in dashed lines. A fixed number (n uplink and in downlink) of data packets is transmitted over the bus system per frequency and time interval. This applies to transmissions within the module. To communicate with a second module across the module boundary, double the bus capacity is required. Within the base station, all signaling units are optionally connected to all transmitter units and can transmit data. However, there is currently only one connection between a signaling unit and a transmitting unit. The user data rate / frequency that is exchanged between the hardware devices is 120 bytes / 577 microseconds. This is divided into bursts of 24 bytes each, with 2 bytes for the address and 22 bytes for the data. In the structure of the bus, it must be taken into account that the upstream quantity of data is four times that of downstream, so that the five bursts / 577 μs user data rate is divided into one burst down stream and four burst upstream.
In dem Bussystem eines Moduls (Rack) für acht Frequenzen sind primär die Nutzdaten zwischen acht Frequenzeinheiten = 40 burst/577 µs zu verteilen. Zusätzlich können diese Hardwareeinrichtungen mit Einheiten in externen Racks ver bunden werden. Wenn alle Hardwareeinrichtungen über exter ne Racks verbunden werden, müssen alle Empfangs- und Sen debursts pro Hardwareeinrichtung = 80 bursts/ 577 µs (= 1 frame) zur Verfügung stehen. Diese 80 burst-Nutzdaten wer den so aufgeteilt, daß die Datenübertragung und auch eine verschärfte Timinganforderung erfüllt werden. Es ist näm lich darauf zu achten, daß über Rack-Grenzen bei der Datenübertragung trotz Verzögerungs- und Vermittlungszeit kein Rahmenversatz gegeben ist, d. h. unabhängig davon, ob ein Übertrager und eine Signalisierungseinheit innerhalb oder in getrennten Racks liegen, müssen sie in einem frame die in diesem frame empfangenen Daten austauschen. Die 80 bursts/frame sind dabei in zwei Gruppen, nämlich zur einen Hälfte für interne bursts und zur anderen für externe bursts aufgeteilt, wobei die externen bursts zeitlich frü her im frame liegen als die internen. Die Zuweisung der bursts zu den Einheiten wird über die Adresse der Hardware einrichtung festgelegt. Diese Adresse besteht neben der Baugruppenadresse noch aus der Rack-Adresse.In the bus system of a module (rack) for eight frequencies are primarily the user data between eight frequency units = 40 burst / 577 µs to be distributed. In addition, these Hardware devices with units in external racks ver be bound. If all hardware devices have external ne racks must be connected, all reception and sen debursts per hardware device = 80 bursts / 577 µs (= 1 frame) are available. These 80 burst payloads the divided so that the data transmission and also a stricter timing requirements are met. It's nam Lich make sure that over rack limits at the Data transmission despite delay and transfer time there is no frame offset, d. H. independent of a transmitter and a signaling unit within or in separate racks, they must be in a frame exchange the data received in this frame. The 80th bursts / frame are in two groups, namely one Half for internal bursts and half for external ones bursts divided, the external bursts early in time here lie in the frame than the internal ones. The assignment of bursts to the units is via the address of the hardware establishment set. This address is next to the Module address still from the rack address.
Empfangen können Hardwareeinrichtungen (Übertrager und Signalisierungseinrichtungen) innerhalb eines Racks nur Daten in den internen bursts. Sender in dem internen Rack müssen die zu sendenden Daten auf die entsprechenden bursts, die die Empfänger lesen, senden. Dies gilt sowohl für die Übertrager bzw. Signalisierungseinheiten innerhalb des Rack als auch für die Rack-Anbindungen. Der Empfänger überprüft in den zugewiesenen internen bursts zusätzlich die mitgesendete Adresse. Entspricht sie seiner Adresse, so verarbeitet er die Daten. Daten, die in externe Racks übertragen werden, werden in den internen bursts gesendet und zwar in den bursts, die dem Sender zugeteilt sind. Die Adresse in den bursts enthält neben der Adresse der Ein heit im externen Rack auch die Rack-Adresse selbst. Die externen bursts werden in der Rack-Anbindung gelesen, die Daten für das zugehörige Rack werden gespeichert und im internen burst des Bussystems im Empfänger-Rack an die richtige burst-Position wieder ausgegeben.Hardware devices (transmitters and Signaling devices) within a rack only Data in the internal bursts. Transmitter in the internal rack the data to be sent must correspond to the corresponding send bursts that the recipients read. This applies to both for the transmitters or signaling units within of the rack as well as for the rack connections. Recipient additionally checked in the assigned internal bursts the sent address. If it corresponds to his address, this is how he processes the data. Data stored in external racks transmitted, are sent in the internal bursts namely in the bursts assigned to the transmitter. The Address in the bursts contains the address of the on the rack address itself in the external rack external bursts are read in the rack link that Data for the associated rack are stored and in the internal burst of the bus system in the receiver rack to the correct burst position output again.
Zusätzlich zu den Nutzdatenpaketen müssen noch Steuerungs daten zwischen den Hardwareeinrichtungen (Übertrager und Signalisierungseinheiten) übertragen werden. Diese treten sporadisch auf und sind nicht an ein festes Zeitraster ge bunden. Für ein flexibles und schnelles Austauschen der Steuerungsdaten werden 22 bursts/577 µs in dem frame re serviert, die mittels eines speziellen Kontrollverfahrens auf die Hardwareeinrichtungen verteilt werden. In den so zugewiesenen bursts können dann die Einrichtungen ihre Daten senden.In addition to the user data packets, control systems must also be used data between the hardware devices (transmitter and Signaling units) are transmitted. These kick sporadically and are not on a fixed schedule bound. For a flexible and quick exchange of the Control data is 22 bursts / 577 µs in the frame right served by means of a special control procedure be distributed to the hardware facilities. In that way assigned bursts can then set up their facilities Send data.
Dieses Kontrollverfahren basiert auf einem logischen Ring von den Teilnehmern, in dem ein Zugriffsrecht auf die Steuerungs-bursts kreist. Der Ring der Teilnehmer wird mit den Adressen der Hardwareeinrichtungen aufgebaut. Er wird nach den Adressen der Teilnehmer so geordnet, daß der Teilnehmer mit der nächst niedrigeren Adresse der Nachfol ger wird. Der Nachfolger des Teilnehmers mit der niedrig sten Adresse ist der Teilnehmer mit der höchsten Adresse. Somit ist der Ring geschlossen. Wichtig ist, daß jeder Teilnehmer die Identität seines Nachfolgers kennt. Hierzu ist vorgesehen, daß jeder Teilnehmer in dem Ring zwei Adressenregister verwaltet, nämlich eines mit der eigenen Adresse und eines mit der Nachfolgeradresse.This control procedure is based on a logical ring by the participants, in which an access right to the Control bursts are circling. The ring of participants is with the addresses of the hardware devices. He will ordered according to the addresses of the participants so that the Participant with the next lower address of the successor becomes. The successor of the participant with the low Most address is the participant with the highest address. The ring is now closed. It is important that everyone Participant knows the identity of his successor. For this it is intended that each participant in the ring two Address register managed, namely one with your own Address and one with the successor address.
Das Zugriffsrecht auf die Steuerungsbursts ist selbst ein Kontrollburst. Es enthält die Kontrollinformation und die Adresse des Teilnehmers, für den das Zugriffsrecht gelten soll. Bei Empfang des Zugriffsrechts hat der Teilnehmer die Kontrolle über die Steuerungsbursts. Nachdem die Steuerungsdaten gesendet sind, wird das Zugriffsrecht an den Nachfolger weitergeleitet. Die der Kontrollinformation folgende Adresse besteht aus einer Gruppenadresse und der Bezeichnung einer Baugruppe. Bei der Adressierung einer einzelnen Baugruppe muß die Gruppenadresse "00" sein. Die Baugruppen können in drei unabhängige Baugruppen zusammen gebunden werden. Dies erlaubt eine gleichzeitige Übertra gung von Steuerungsmeldungen zu allen Teilnehmern einer Gruppe.The right to access the control bursts is itself a Control burst. It contains the control information and the Address of the participant to whom access rights apply should. Upon receipt of the access right, the participant has control over the control bursts. after the Control data are sent, the access right is set to forwarded the successor. The control information the following address consists of a group address and the Name of an assembly. When addressing a group address must be "00". The Assemblies can be grouped into three independent assemblies be bound. This allows simultaneous transfer control messages to all participants of one Group.
Nach dem Senden des Zugriffsrechts überprüft der Teilneh mer, ob der Nachfolger dieses Recht empfangen hat. Dies ist der Fall, wenn der Nachfolger Daten oder ein Kontroll burst im nächsten burst aussendet. Ist dies nicht der Fall, wird das Zugriffsrecht ein zweites Mal gesendet. Antwortet der Nachfolger wiederum nicht, so muß der Ring neu initialisiert werden. Die Initialisierungsprozedur wird gestartet, wenn der Nachfolger sich nicht meldet, ein Zugriffsrecht verlorengeht, nach einem Reset, beim Zufügen von neuen Teilnehmern in den Ring oder Verlassen von Teil nehmern aus dem Ring. Um die Initialisierung zu starten, werden nicht benutzte Bytes im Kontrollburst verwendet. Dabei können alle Teilnehmer, die an den Ring angeschlos sen werden wollen, an diese Stelle den Initialisierungs wunsch senden. Es können auch mehrere Teilnehmer gleich zeitig senden ohne Kollision, da alle das gleiche Bit Pattern senden. Wird der Initialisierungswunsch von den Teilnehmern detektiert, so wird in den nächsten beiden Steuerungsbursts (Initialisierungsperiode) der Ring neu aufgebaut, wobei während der Initialisierungsperiode jeder Teilnehmer seine Adresse an der dieser Adresse zugewiese nen Byteposition sendet. Für die Initialisierung öffnet jeder Teilnehmer sein Nachfolgeradressenregister und über schreibt es mit den empfangenen gültigen Adressen, bis der Teilnehmer seinerseits seine Adresse sendet. Danach ent hält das Nachfolgeradressenregister die letzte empfangene gültige Adresse, bevor gesendet wird. Die Ausnahme bildet der erste Teilnehmer, der sendet, bevor eine gültige Adresse empfangen wurde. In diesem Fall schließt der Teil nehmer sein Register erst nach Beendigung der Initialisie rungsperiode und erhält als Nachfolger automatisch den Teilnehmer mit der höchsten Adresse. Der logische Ring ist nun neu initialisiert, worauf das Zugriffsrecht zum neuen Nachfolger weitergereicht wird.After sending the access right, the participant checks whether the successor received this right. This is the case when the successor data or a control sends out burst in the next burst. If not In this case, the access right is sent a second time. If the successor does not answer again, the ring must be reinitialized. The initialization procedure is started if the successor does not answer Access right is lost after a reset when adding of new participants in the ring or leaving part take out of the ring. To start the initialization, unused bytes are used in the control burst. All participants connected to the ring can initialization at this point send request. Multiple participants can be the same send in time without collision, since all the same bit Send pattern. If the initialization request from the Participants detected, so in the next two Control bursts (initialization period) of the ring new built, with each during the initialization period Participant assigned his address to that address sends a byte position. Opens for initialization each participant his successor address register and over write it with the valid addresses received until the Participant in turn sends his address. Then ent the successor address register holds the last one received valid address before sending. The exception is the first participant who sends before a valid one Address was received. In this case the part closes only registers after completion of the initialization period and automatically receives the successor Participant with the highest address. The logical ring is now reinitialized, whereupon the access right to the new one Successor is passed on.
Die gleiche Initialisierungsprozedur wird gestartet, wenn ein neuer Teilnehmer in den Ring eintreten möchte. Nach einem Reset oder bei Verlust des Zugriffsrechts besitzt kein Teilnehmer das Recht zum Senden. Somit wird der Bus zu dieser Zeit getristatet. Bei Detektierung dieser Inak tivität für einen Rahmen wird eine Initialisierung gestar tet, indem ein Zugriffsrecht mit der Adresse "0" um den Initialisierungswunsch gesendet wird. Dies kann von mehre ren Teilnehmern gleichzeitig geschehen. Da von allen das gleiche Bitmuster gesendet wird, liegt keine Kollision vor. Nach der Initialisierungsprozedur hat der Teilnehmer mit der niedrigsten Adresse das Zugriffsrecht und kann seine Daten senden. Teilnehmer mit der niedrigsten Adresse ist der Teilnehmer, dessen Nachfolgeradresse größer ist als seine eigene. Dabei gibt es nur einen Teilnehmer, auf den dies zutrifft.The same initialization procedure is started when a new participant wants to enter the ring. To a reset or if access rights are lost no subscriber has the right to send. So the bus tristat at that time. When this Inak is detected Initialization is started for a frame by an access right with the address "0" around the Initialization request is sent. This can be of several happen to your participants at the same time. Because of all that If the same bit pattern is sent, there is no collision in front. After the initialization procedure, the participant has with the lowest address the access right and can send his data. Participant with the lowest address is the participant whose successor address is larger than his own. There is only one participant on because this is true.
Hinsichtlich der Teilnehmer unterscheidet man zwei Klas sen, nämlich eine erste, in der der Teilnehmer ständiges Ringmitglied ist und das Zugriffsrecht kreisen läßt, und eine zweite, in der der Teilnehmer nur dann Mitglied im Ring wird, wenn er Daten zu senden hat. Dabei sendet er nach Empfang des Zugriffsrechts seine Daten und verläßt anschließend den Ring, indem er eine Initialisierung star tet mit der Adresse "0" (wie bei Reset). Auch hier wird der Teilnehmer mit der niedrigsten Adresse im Ring Besit zer des Zugriffsrechts.There are two classes with regard to the participants sen, namely a first in which the participant is permanent Is a ring member and circles the access right, and a second, in which the participant is only a member of the Ring becomes when it has data to send. He sends after receiving the right of access and exits his data then the ring by initiating an initialization with the address "0" (as with reset). Here too the participant with the lowest address in the Ring Besit access right.
Durch Einführen der beiden Klassen kann man die Kreisdauer des Zugriffsrechts im Ring verkürzen. Dies ist sinnvoll, wenn es viele Teilnehmer gibt, die nur im Fehlerfall eine Fehlernachricht absetzen müssen.By introducing the two classes one can determine the cycle duration shorten the access right in the ring. This makes sense if there are many participants who only have one if there is an error Must issue an error message.
Alle Teilnehmer, unabhängig davon ob sie aktiv oder passiv sind, empfangen ständig Daten. Wenn ein Teilnehmer meint, daß er Ringmitglied sei, jedoch das Zugriffsrecht nicht erhält, so startet er die Initialisierung von neuem.All participants, regardless of whether they are active or passive are constantly receiving data. If a participant thinks that he was a ring member, but not the right of access receives, it starts the initialization again.
In der Basisstation gibt es noch Steuerungsmeldungen, die zentral erzeugt werden und in einem festen Zeitraster zu senden sind. Für diese Meldungen wird in dem Bussystem ein Broadcast burst bereitgestellt. In einem Rahmen (577 µs) sind somit 80 bursts Nutzdaten, 22 bursts Steuerungsdaten und 1 burst Broadcast verfügbar.There are still control messages in the base station that be generated centrally and in a fixed time grid are sending. For these messages is in the bus system Broadcast burst provided. In a frame (577 µs) 80 bursts are user data, 22 bursts are control data and 1 burst broadcast available.
Claims (13)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN1079004C (en) * | 1995-12-30 | 2002-02-06 | 三星电子株式会社 | Loading method of base station system in digital cellular system |
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1992
- 1992-09-28 DE DE19924232480 patent/DE4232480A1/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |