WO2012022242A1 - 一种铁路应用基站系统及铁路应用基站系统的组网方法 - Google Patents

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transmission
base transceiver
node
link
base station
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陈飞
蔡庆玲
李平
孙凯
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/74Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for increasing reliability, e.g. using redundant or spare channels or apparatus
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/005Moving wireless networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices

Definitions

  • GSM-R is a railway integrated communication system that meets the railway-specific network functions required for railway dispatching and is suitable for high-speed mobile scenarios. It is a railway integrated communication system that meets railway-specific and timely and reliable requirements.
  • GSM-R services include not only GSM services, but also railway-specific services such as Voice Group Call Service (VGCS), Voice Broadcast Service (VBS), and enhanced multi-priority preemption (Enhanced Multi-Level Priority and Preemption (eMLPP), railway emergency call service, and dispatching commands. Due to the characteristics of these GSM-R railway services, higher requirements are placed on the timeliness and reliability of the Abis port transmission of the base station system.
  • VGCS Voice Group Call Service
  • VBS Voice Broadcast Service
  • eMLPP enhanced multi-priority preemption
  • railway emergency call service and dispatching commands. Due to the characteristics of these GSM-R railway services, higher requirements are placed on the timeliness and reliability of the Abis port transmission of the base station system.
  • the base transceiver station is further configured to: stop the point-to-point transmission of the E1 link when detecting the failure of the E1 link, and continue to provide IP over E1 transmission through another E1 link. Or, when detecting that both E1 links configured fail, stop the point-to-point transmission of the faulty E1 link; and after detecting the fault of the E1 link, recover the troubled E1 link Point-to-point transmission.
  • the network switching process can restore the original transmissions of each node device in the ring network.
  • 1 is a schematic structural diagram of a GSM-R base station system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a GSM-R base station system networking network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a GSM-R base station according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart of processing after detecting a fault of a node device in the method embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart of processing after detecting an E1 link fault in the method embodiment of the present invention; .
  • the BSC and the BTS perform a clockwise and counterclockwise interconnection between the BSC and the BTS by using two sets of El slots (each of the six E1 slots) of the two pairs of El physical cables respectively configured.
  • the BTS performs the slot crossing function for other BTS nodes, so that other BTS nodes can use the corresponding multiple sets of E1 slots in the two pairs of E1 physical cables configured.
  • the BSC is configured with two pairs of E1 physical cables, which are respectively connected to two adjacent nodes BTS 1 and BTS 5.
  • the BTS 1 is configured with two pairs of E1 physical cables, which are respectively connected adjacent to each other.
  • the BTS When the BTS fails, the BTS bypasses the node through the E1 bypass function, so that other BTS nodes in the ring network are normally connected to the BSC and continue to provide IP over E1 transmission.
  • BBTS 1 in Figure 2 bypasses the BTS 1 of the local node by triggering the bypass function when the power failure or other fault occurs in the node, so that the BTS 2-BTS 5 can remain unaffected by the node BTS 1 BSC connection.
  • the function of the node After the fault is removed, the function of the node is restored and the time slot crossing function is provided for other stations, that is, the ring network is restored.
  • the BSC and the BTS shorten the data link layer fault detection time, respectively set the PPP link handshake keep-alive time to 60 ms, and the number of keep-alive failures is 3 times, so that the data The link layer fault detection and handover time is completed within 200ms.
  • the bandwidth is reduced, and the bandwidth of the bidirectional PPP link can be automatically restored after the fault is removed. As shown in FIG.
  • BTS 5 which is connected to the BSC through two links E05 and E15, and provides E11 E14 time slot crossing function for BTS 1-BTS 4 respectively;
  • the BSC is set to: Connect to each BTS through the E1 ring network as the Abis port.
  • E01 E05 and E11 E15 may be configured as unequal time slots according to the required bandwidth of the corresponding BTS. Further, more time slots may be configured for E01 E05 and E11 E15, or even configured as an entire pair. Or more E1 physical links to achieve greater Abis bandwidth.
  • each BTS node in the E1 ring network shown in Figure 2 is equipped with an E1 bypass function
  • the E1 bypass function can be provided when the BTS node is powered off or an operation failure occurs, so that failure of a single BTS node does not affect other rings in the ring network. Transmission of BTS sites.
  • the BSC shown in FIG. 1 further includes a BSC configuration module, a BSC transmission module, and a BSC interface device, which are sequentially connected, and a BSC power module, where:
  • the BSC configuration module is configured to: provide an E1 physical transmission configuration management function for the BSC interface device, and provide a transmission configuration management function for the BSC transmission module;
  • the BSC transmission module is set to: Based on the transmission configuration management function, based on the BSC interface device The transmission of the layer provides IP over El transmission for other modules;
  • the transmission management function of the IP over E1 configured by the BSC configuration module for the BSC transmission module includes: a Point-to-Point Protocol (PPP) function, where the PPP includes a Link Control Protocol (LPP). And Network Control Protocol (NCP), must also support multi-link PPP (Multi-Link PPP, ML-PPP) composed of multiple physical links into one logical link.
  • PPP Point-to-Point Protocol
  • LPP Link Control Protocol
  • NCP Network Control Protocol
  • Multi-Link PPP Multi-Link PPP, ML-PPP
  • the BSC interface device is configured to: configure a physical layer transmission interface in two directions connected to the external ring network through the El physical transmission configuration management function;
  • the BSC power module is configured to: Provide operating power to other modules and devices of the BSC.
  • the BTS shown in Figure 1 further includes a BTS configuration module, a BTS transmission module, a BTS interface device, and a BTS power module, where:
  • the BTS configuration module is configured to: provide an E1 physical transmission configuration management function for the BTS interface device, and provide a transmission configuration management function for the BTS transmission module, where the E1 physical transmission configuration management function includes the slot cross-configuration function of the E1 ring network;
  • the BTS interface device is configured to: configure a physical layer transmission interface connected to the external ring network through the E1 physical transmission configuration management function, and provide a time slot intersection function for other nodes in the ring network;
  • the BTS interface device After the BTS interface device detects that one of the E1 links of the BTS node is faulty, the BTS interface device sends an alarm to stop providing the E1 link transmission and provides IP over El transmission through the single-direction E1 link. After the fault of the E1 link is discovered, the transmission of the E1 link is resumed, and the IP over El transmission is again provided through the E1 link in both directions.
  • the embodiment of the present invention further provides a networking method for the foregoing GSM-R base station system, and the process thereof is shown in FIG. 3, and the method includes the following steps:
  • the BSC node and the BTS point are interconnected in a clockwise and counterclockwise direction by two sets of E1 time slots common to the two pairs of E1 physical cables respectively configured to form two E1s between the BSC node and each BTS node.
  • Link, the E1 link follows the Multilink Point-to-Point Protocol (ML-PPP); the BTS node provides slot overlap function for other BTS nodes, so that other BTS nodes can use the corresponding two pairs of E1 physical cables.
  • Group E1 time slot Group E1 time slot.
  • the BTS node detects a device failure, such as a power failure, or other failure that prevents the time slot crossing function of the node device from functioning properly. 3320: After the BTS node is faulty, the BTS node performs a recovery node operation, so that the BTS node re-accesses the ring network to resume work.
  • a device failure such as a power failure, or other failure that prevents the time slot crossing function of the node device from functioning properly.
  • each module unit in the foregoing embodiment may be implemented in the form of hardware, or may be implemented in the form of a software function module.
  • the invention is not limited to any specific form of combination of hardware and software.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铁路应用基站系统及铁路应用基站系统的组网方法。其中,该方法包括:一个基站控制器和多个基站收发信台各自配置两对E1物理线缆,使每一基站收发信台分别釆用两个方向连接所述基站控制器,并为其它基站收发信台配置时隙交叉功能,由基站控制器节点和基站收发信台节点构成环网;以及所述铁路应用基站系统通过所述环网提供基于E1的网际协议(IPoverE1)传输。本发明可以快速检测传输故障,并且在故障发生时的处理及故障恢复后的处理简单有效。

Description

一种铁路应用基站系统及铁路应用基站系统的组网方法
技术领域 本发明 涉及全球移动通讯系 统 ( Global System for Mobile Communications , GSM ) 的基站系统, 尤其涉及铁路应用 GSM ( GSM for Railway , GSM-R )基站系统及铁路应用基站系统的组网方法。
背景技术
GSM-R是 GSM在铁路专网中增加铁路调度所需要的业务功能和适合高 速移动场景下的应用, 是满足铁路专用和及时与可靠要求的铁路综合通信系 统。
GSM-R 的业务不仅包括 GSM 业务, 而且还包括了铁路特定业务, 如 语音组呼业务(Voice Group Call Service, VGCS ) 、 语音广播业务(Voice Broadcast Service, VBS )、增强型多优先级抢占( enhanced Multi-Level Priority and Preemption, eMLPP ) 、 铁路紧急呼叫业务以及调度命令等。 由于这些 GSM-R铁路业务的特点, 对基站系统的 Abis口传输的及时性及可靠性提出 了更高的要求。
由于 E1传输(即 2.048M的传输链路)具有稳定的传输时延和传输抖动, 故以具有高稳定性的 E1 传输作为传输资源广泛应用于通讯领域。 为了进一 步地提高 E1传输的可靠性, E1环网技术经常被釆用。 环网的优点是当某个 基站发生故障或者一侧的传输发生故障时,通过环网倒换可实现自恢复功能。 现有的环网技术的研究主要集中于双向线路的倒换环网。 这种环网方式在出 现故障时进行环网倒换, 不仅需要复杂的传输倒换配置及环网倒换控制, 而 且因传输故障引起的系统中断时间相对较长; 同时系统在正常工作时不能使 用备用传输资源又是一种浪费。 如何高效地利用传输资源、 快速地发现并消除传输故障以及降低故障发 生及故障处理对系统的冲击, 是 GSM-R基站系统的主要研究方向。 发明内容 本发明的目的是提供一种铁路应用基站系统及铁路应用基站系统的组网 方法, 以解决如何能够充分利用 E1传输链路资源的问题。 为了解决上述技术问题, 本发明提供了一种铁路应用基站系统, 该系统 包括一个基站控制器和多个基站收发信台, 其中: 所述基站控制器配置有两对 E1 物理线缆, 所述基站控制器设置为: 釆 用两个方向连接到每一个基站收发信台, 构成包含基站控制器节点和多个基 站收发信台节点的环网, 通过所述环网控制及提供基于 E1 的网际协议(IP over El )传输; 所述基站收发信台均各自配置有两对 El 物理线缆, 所述基站收发信台 分别设置为: 釆用两个方向完成与所述基站控制器节点相应的连接, 通过所 述环网提供所述 IP over El传输, 并为所述环网中其它基站收发信台节点提 供时隙交叉功能。 本发明的基站系统中, 所述基站控制器节点和所述基站收发信台节点用各自配置的两对 E1 物 理线缆中共同的两组 E1 时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接, 形 成所述基站控制器节点和每一个基站收发信台节点之间的两条 E1 链路, 所 述 E1 链路遵循多链路点对点协议; 所述基站收发信台节点为其它基站收发 信台节点提供时隙交叉功能 , 使得其它基站收发信台节点能使用配置的两对 E1物理线缆中相对应的其它多组 E1时隙。 本发明的基站系统中, 所述基站收发信台还设置为: 在检测出本节点的设备故障后, 在所述环 网中将所述本节点的设备旁路, 而将相邻基站收发信台节点连通; 以及在所 述本节点的设备故障排除后, 在所述环网中恢复所述本节点的功能。 本发明的基站系统中, 所述基站收发信台还设置为: 通过设置 E1 链路握手保活时间和保活失 败次数检测所述 E1链路的故障。 本发明的基站系统中, 所述基站收发信台还设置为: 在检测到所述 E1链路出现故障时, 停止该 E1链路的点对点传输, 通过 另一条 E1链路继续提供 IP over E1传输; 或者, 在检测到配置的两条 E1链 路均出现故障时, 停止有故障的 E1 链路的点对点传输; 以及在检测到所述 E1链路的故障排除后, 恢复故障排除的 E1链路的点对点传输。 为了解决上述技术问题, 本发明还提供了一种用于铁路应用基站系统的 基站控制器(BSC )装置, 该装置包括依次连接的配置模块、 传输模块以及 接口设备, 其中: 所述配置模块设置为:为 BSC接口设备提供 E1物理传输配置管理功能, 为 BSC传输模块提供传输配置管理功能; 所述传输模块设置为: 通过所述传输配置管理功能,在所述 BSC接口设 备物理层传输的基础上提供基于 E1的网际协议 ( IP over El )传输; 所述接口设备设置为: 通过所述 E1 物理传输配置管理功能配置与外部 环网连接的两个方向的用于 IP over El传输的接口。 本发明的基站控制器装置中,
所述配置模块为所述传输模块提供的所述 E1 物理传输配置管理功能包 括: 多链路点到点协议功能。 为了解决上述技术问题, 本发明还提供了一种用于铁路应用基站系统的 基站收发信台装置, 所述装置包括依次连接的配置模块、 传输模块以及接口 设备, 其中: 所述配置模块设置为: 为所述接口设备提供 E1物理传输配置管理功能, 以及为所述传输模块提供传输配置管理功能, 其中, 所述 E1 物理传输配置 管理功能包括 E1环网的时隙交叉配置功能; 所述传输模块设置为: 根据传输配置管理功能在所述接口设备物理层传 输的基础上提供基于 E1的网际协议( IP over El )传输; 所述接口设备设置为: 根据所述 E1 物理传输配置管理功配置与外部环 网连接的两个方向的物理层传输接口, 同时才艮据所述 E1 环网的时隙交叉配 置功能配置时隙交叉功能。 本发明的基站收发信台装置中,
所述配置模块为所述传输模块提供的所述 E1 物理传输配置管理功能包 括: 多链路点到点协议功能。 本发明的基站收发信台装置还包括电源模块, 其中: 所述电源模块设置为: 在为所述配置模块、 所述传输模块以及所述接口 设备提供工作电源的同时, 当所述基站收发信台装置发生故障时, 触发所述 接口设备的 E1旁路功能起作用。 为了解决上述技术问题, 本发明还提供了一种铁路应用基站系统的组网 方法, 该方法包括:
一个基站控制器和多个基站收发信台各自配置两对 E1 物理线缆, 使每 一基站收发信台分别釆用两个方向连接所述基站控制器, 并为其它基站收发 信台配置时隙交叉功能, 由基站控制器节点和基站收发信台节点构成环网; 以及 所述铁路应用基站系统通过所述环网提供基于 E1 的网际协议(IP over El )传输。 本发明的方法中,所述基站控制器和多个基站收发信台各自配置两对 E1 物理线缆, 使每一基站收发信台分别釆用两个方向连接所述基站控制器, 并 为其它基站收发信台配置时隙交叉功能的步骤包括: 所述基站控制器节点和所述基站收发信台节点用各自配置的两对 E1 物 理线缆中共同的两组 E1 时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接, 形 成所述基站控制器节点和每一个基站收发信台节点之间的两条 E1 链路, 所 述 E1 链路遵循多链路点到点协议; 以及所述基站收发信台节点为其它基站 收发信台节点提供时隙交叉功能, 使得所述其它基站收发信台节点能使用配 置的两对 E1物理线缆中相对应的其它多组 E1时隙。 本发明的方法还包括: 所述基站收发信台节点在检测出本节点的设备故障后, 在所述环网中将 所述本节点旁路, 而将相邻的基站收发信台节点连通, 继续提供所述 IP over El传输。 本发明的方法还包括: 所述基站收发信台节点在所述本节点的设备故障排除后, 在所述环网中 恢复所述本节点的功能。 本发明的方法还包括: 提供所述 IP over El传输时,所述基站收发信台节点通过设置 E1链路握 手保活时间和保活失败次数检测到一条 E1 链路出现故障时, 停止出故障的 E 1链路的点对点传输,通过另一条 E1链路继续进行 IP over E1传输;或者, 在检测到配置的两条 E1链路均出现故障时,停止出故障的 E1链路的点对点 传输,所述环网中其它基站收发信台节点通过另一条 E1链路继续提供 IP over El传输。 本发明的方法还包括: 所述基站收发信台节点在检测到所述 E1 链路的故障排除后, 恢复故障 排除的所述 E1链路的点对点传输。
与现有技术相比较, 本发明将 E1环形组网应用于 GSM-R基站系统, 替 换现有的双向线路备份倒换的工作模式, 从而能够充分利用 E1 传输资源; 本发明釆用以两条 PPP捆绑为 ML-PPP的工作方式避免了线路倒换时环网中 各节点设备的复杂时隙交叉倒换处理; 以数据链路层的 PPP快速保活检测为 主代替以往的 E1物理链路层检测, 不仅解决了 E1物理链路故障检测仅能检 测设备最近的一段 E1传输不能检测整个 Abis口传输的问题, 而且还使得传 输故障检测时间大大缩减; 并且, 在 E1 物理传输故障恢复后, 无须任何环 网倒换处理环网中各节点设备即可恢复原有传输。 附图概述 图 1是本发明实施例的 GSM-R基站系统结构示意图; 图 2是本发明实施例的 GSM-R基站系统组网网络结构示意图; 图 3是本发明实施例的 GSM-R基站系统组网方法流程图; 图 4是本发明的方法实施例中检测出节点设备故障后的处理流程图; 以 及 图 5是本发明的方法实施例中检测出 E1链路故障后的处理流程图。
本发明的较佳实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白, 下面结合附图和优 选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。 以下例举的实施例仅仅用于 说明和解释本发明, 而不构成对本发明技术方案的限制。 需要说明的是, 在 不冲突的情况下, 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 图 1所示是本发明实施例提供的 GSM-R基站系统, 该系统包括: 基站 控制器( Base Station Controller, BSC )和多个基站收发信台( Base Transceiver Station, BTS ) , 其中, BSC与 BTS以及 BTS之间通过 El链路组成环网:
BSC配置有两对 El , BSC设置为: 釆用两个方向连接 BTS节点, 通过 环网提供基于点对点协议( Point-to-Point Protocol, PPP )上的 IP over El传 输;
BTS各自配置有两对 El , BTS设置为: 釆用两个方向连接相邻节点, 并为环网中其它 BTS节点提供时隙交叉功能; 通过配置的两对 E1提供基于 PPP的 IP over El传输。 根据 GSM-R网络的特点,每对 E1为 2Mbps带宽,其中共含有 32个 E1 时隙,每个时隙提供 2.048M/32=62.5Kbps带宽。 GSM-R基站系统使用 E1链 路中的 30个 E1时隙, 其它 E1时隙留作线路时钟及干节点环境监控告警使 用。 譬如图 2中共有 5个 BTS节点与 BSC节点构成 El环网的 GSM-R基站 系统, 故将每个节点配置的每对 E1链路分为 5组, 每组可配置 6个不同的 El时隙。
BSC和 BTS用各自配置的两对 El物理线缆中共同的 2组 El时隙 (每 组 6个 E1时隙)进行 BSC与 BTS之间的顺时针方向和逆时针方向的相互连 接。 BTS为其它 BTS节点完成时隙交叉功能, 使得其它 BTS节点能使用配 置的两对 E1物理线缆中相对应的多组 E1时隙。 譬如图 2中所示, 在物理链路层, BSC配置两对 E1物理线缆, 分别连 接相邻的两个节点 BTS 1和 BTS 5 , BTS 1配置两对 E1物理线缆, 分别连接 相邻的两个节点 BSC和 BTS 2。 在数据链路层, BSC和 BTS 1各自配置的 2 组 E1时隙 E01和 E11 (每组 6个时隙 )用于二者之间两个方向相互连接的 链路, BTS 1用配置的两对 E1物理线缆中共同的四组 E1时隙 E02~ E05为 其它四个 BTS节点 BTS 2-BTS 5完成时隙交叉功能。其它 BTS节点 E1链路 的配置与 BTS 1类似。 亦即 E1环网中的每一个 BTS站点 (节点)都拥有两 条每条 6个 E1时隙的链路, 为 GSM-R基站系统站点提供 768Kbps的 Abis 口带宽。 BTS在本节点发生故障时, 通过 E1旁路功能来旁路本节点, 使得环网 中其它 BTS节点与 BSC正常连接,继续提供 IP over E1传输。譬如图 2中的 BTS 1在本节点发生断电故障或其它故障时, 通过触发旁路功能来旁路本节 点 BTS 1 , 使得 BTS 2-BTS 5能不受节点 BTS 1的影响而继续保持与 BSC 的连接。 当故障排除后, 恢复本节点功能并为其它站点提供时隙交叉功能, 即恢复环网。
BSC及 BTS为了满足 GSM-R基站系统铁路快速检测链路中断的要求, 缩短数据链路层故障检测时间, 各自设置 PPP链路握手保活时间为 60ms, 保活失败次数为 3次, 使得数据链路层故障检测及切换的时间在 200ms内完 成。 当检测到单向物理链路发生故障时, 基站系统仅有一条 PPP链路正常工 作, 带宽减少, 故障排除后即可自动恢复双向 PPP链路带宽。 如图 2所示, 是本发明实施例的的 GSM-R基站系统中 BSC与多个 BTS 通过 E1传输线缆组成的 E1环网网络结构, 该网络包括 GSM-R基站系统的 一个 BSC和 BTS 1~ BTS 5 , 其中: BTS 1通过 E01和 El l的两条链路与 BSC相连, 同时分别为节点 BTS 2-BTS 5相应地提供 E02-E05时隙交叉功能; 在 BTS 1检测到本节点设备故障时, 通过 E1旁路功能来旁路本节点。
BTS 2通过 E02和 E12的两条链路与 BSC相连,同时分别为节点 BTS 1、 BTS 3~BTS 5相应地提供 El l、 E03~E05时隙交叉功能;
BTS 3通过 E03和 E13两条链路与 BSC相连, 同时分别为节点 BTS 1、 BTS 2、 BTS 4, 以及 BTS 5相应地提供 El l、 E12、 E04、 以及 E05时隙交叉 功能;
BTS 4通过 E04和 E14的两条链路与 BSC相连, 同时分别为节点 BTS 1~BTS 3、 以及 818 5相应地提供£11~£13、 以及 E05时隙交叉功能;
BTS 5,通过 E05和 E15两条链路与 BSC相连, 同时分别为 BTS 1-BTS 4相应地提供 E11 E14时隙交叉功能;
BSC设置为: 通过 E1环网作为 Abis口传输与各个 BTS连接。 在其它实施例中 E01 E05以及 E11 E15可以根据对应的 BTS所需带宽 情况配置成不等的时隙, 进一步地, 可以为 E01 E05 以及 E11 E15配置更 多的时隙, 甚至分别配置成整对或更多的 E1物理链路以取得更大的 Abis带 宽。
由于图 2所示的 E1环网中各 BTS节点都配置有 E1旁路功能, 在 BTS 节点断电或发生运行故障时能够提供 E1旁路功能, 使得单个 BTS节点故障 不会影响环网内其它 BTS站点的传输。
图 1所示的 BSC进一步包括依次连接的 BSC配置模块、 BSC传输模块 以及 BSC接口设备, 还包括 BSC电源模块, 其中:
BSC配置模块设置为:为 BSC接口设备提供 E1物理传输配置管理功能, 为 BSC传输模块提供传输配置管理功能;
BSC传输模块设置为: 通过传输配置管理功能, 基于 BSC接口设备物 理层的传输为其它模块提供 IP over El传输;
BSC配置模块为 BSC传输模块配置的 IP over E1的传输管理功能包括: 点到点协议(Point-to-Point Protocol, PPP )功能, 其中, 该 PPP包括链路控 制协议 (Link Control Protocol, LCP ) 和网络控制协议 ( Network Control Protocol, NCP ) , 还必须支持由多个物理链路组合成一个逻辑链路的多链路 PPP ( Multiple Link PPP, ML-PPP ) 。
BSC接口设备设置为: 通过 El物理传输配置管理功能配置与外部环网 连接的两个方向的物理层传输接口;
BSC电源模块设置为: 为 BSC的其它模块和装置提供工作电源。
图 1所示的 BTS进一步包括 BTS配置模块、 BTS传输模块、 BTS接口 设备以及 BTS电源模块, 其中:
BTS配置模块设置为:为 BTS接口设备提供 E1物理传输配置管理功能, 以及为 BTS传输模块提供传输配置管理功能, 其中 E1物理传输配置管理功 能包括 E1环网的时隙交叉配置功能;
BTS传输模块设置为:根据传输配置管理功能在 BTS接口设备物理层的 传输基础上为其它模块提供 IP over El传输, 还包括数据链路层的 ML-PPP 传输管理功能;
BTS接口设备设置为: 通过 E1物理传输配置管理功能配置与外部环网 连接的物理层传输接口, 同时为环网中其它节点提供时隙交叉功能;
BTS 电源模块设置为: 为 BTS 的其它模块和装置提供工作电源, 当本 BTS节点发生故障或断电时, 触发 BTS接口设备的 E1旁路功能起作用, 将 故障节点旁路, 从而避免节点故障引起环网故障。
BTS接口设备通过保活时间和保活次数检测出本 BTS 节点的其中一条 E1链路故障后发出告警, 停止提供该 E1链路的传输, 通过单方向 E1链路 提供 IP over El传输。待发现该 E1链路故障排除后,恢复该 E1链路的传输, 重新通过两个方向的 E1链路提供 IP over El传输。 本发明实施例还提供针对上述 GSM-R基站系统组网方法,其流程如图 3 所示, 该方法包括以下步骤:
310: 基站系统的一个 BSC节点和多个 BTS节点各自配置两对 E1物理 线缆, 使得每一 BTS节点均釆用两个方向的 E1链路连接到 BSC节点, 并为 其它 BTS节点配置时隙交叉功能, 构成 E1环网;
BSC节点和 BTS点用各自配置的两对 E1物理线缆中共同的两组 E1时 隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接, 形成 BSC节点和每一个 BTS 节点之间的两条 E1链路, 该 E1链路遵循多链路点对点协议(ML-PPP ) ; BTS节点为其它 BTS节点提供时隙交叉功能, 使得其它 BTS节点能使用配 置的两对 E1物理线缆中相对应的多组 E1时隙。
320: 基站系统各节点通过配置的两条 E1链路进行 IP over El传输。 除了 IP over El传输外,基站系统在进行无线配置后提供无线网络服务。
本发明的上述方法实施例还包括如图 4所示的下列步骤:
3310: 当环网中的 BTS节点检测出本节点的设备故障后进行节点旁路操 作, 保证相邻节点连通, 继续进行 IP over E1传输;
BTS节点检测出设备故障譬如为断电故障, 或为其它使得节点设备的时 隙交叉功能不能正常运行的故障。 3320: BTS节点在其设备故障排除后, 执行恢复节点操作, 使得该 BTS 节点重新接入环网恢复工作。
本发明的上述方法实施例还包括如图 5所示的下列步骤:
3410: 环网中的 BTS节点检测出其中一条 E1链路故障后, 停止提供该 E1链路上的 PPP传输, 通过单向 E1链路提供 IP over El传输; 本实施例中优选地釆用飞思卡尔半导体公司的 MPC8360处理器, 设置 PPP链路保活时间为 60ms,保活次数设置为 3次,使得数据链路层发现链路 故障并切换链路的时间在 200ms内完成。 需要指出的是, 本发明在其它施例中可釆用更高性能的处理器, 甚至可 以做到 100ms内完成链路故障检测处理。 但无论如何优化, 所述检测时间都 会大于 Abis口 E1传输时延乘以保活次数。
3420: BTS节点发现 E1链路故障排除后, 恢复该 E1链路的传输, 继续 釆用两条 E1链路进行 IP over El传输。
在单向物理链路发生故障时, 基站系统仅有一条 PPP链路正常工作, 虽 然带宽减少, 但仍保证 IP over E1传输。 单向链路故障排除后即可恢复双向 PPP链路带宽。 以图 2为例, GSM-R基站系统正常工作后,假如 BTS 4检测到与 BTS 5 之间的 E1传输发生故障, 则 BTS 1-BTS 4分别只剩下配置在 E01 E04时隙 上的 PPP链路状态有效, BTS 5只剩下配置在 E15上的 PPP链路状态有效, 也就是说此时 BTS 1-BTS 5的 ML-PPP链路中均只有一条 PPP链路的可用, 即 ML-PPP链路仍然有效,但 Abis带宽减少了一半, 而该过程中没有中断且 不需任何倒换操作。 待 BTS 4与 BTS 5之间的 E1传输故障恢复后, 环网的各节点 ML-PPP 绑定的双向 PPP链路均为可用, 在该过程在没有任何倒换及链路切换的情况 下环网中各节点的 Abis口传输可使用带宽恢复。 当某节点如 BTS 3两侧的 E1传输均发生故障时, BTS 3的传输完全中 断, 环网中其它各站点 ML-PPP链路可用 Abis口带宽减半,待该传输故障恢 复后, 无须像传统环网技术中进行繁瑣的环网倒换, E1环网中各节点的传输 即可恢复。 如上述过程所述,本发明的 GSM-R基站系统 E1环网方法可以快速检测 传输故障, 故障发生时处理及故障恢复后处理简单有效, 具有优良的及时性 以及高可靠性。 本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成, 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中, 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地, 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地, 上述实施例中的各模块单元可以釆用 硬件的形式实现, 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。
工业实用性 本发明将 E1环形组网应用于 GSM-R基站系统,替换现有的双向线路备 份倒换的工作模式,从而能够充分利用 E1传输资源。本发明釆用以两条 PPP 捆绑为 ML-PPP的工作方式避免了线路倒换时环网中各节点设备的复杂时隙 交叉倒换处理。 本发明以数据链路层的 PPP 快速保活检测为主代替以往的 E1物理链路层检测, 不仅解决了 E1物理链路故障检测仅能检测设备最近的 一段 E1传输不能检测整个 Abis口传输的问题, 而且还使得传输故障检测时 间大大缩减; 并且, 在 E1 物理传输故障恢复后, 无须任何环网倒换处理环 网中各节点设备即可恢复原有传输。

Claims

权 利 要 求 书
1、一种铁路应用基站系统,该系统包括一个基站控制器和多个基站收发 信台, 其中:
所述基站控制器配置有两对 E1 物理线缆, 所述基站控制器设置为: 釆 用两个方向连接到每一个基站收发信台, 构成包含基站控制器节点和多个基 站收发信台节点的环网, 通过所述环网控制及提供基于 E1 的网际协议(IP over El )传输; 所述基站收发信台均各自配置有两对 El 物理线缆, 所述基站收发信台 分别设置为: 釆用两个方向完成与所述基站控制器节点相应的连接, 通过所 述环网提供所述 IP over E1传输, 并为所述环网中其它基站收发信台节点提 供时隙交叉功能。
2、 按照权利要求 1所述的基站系统, 其中, 所述基站控制器节点和所述基站收发信台节点用各自配置的两对 E1 物 理线缆中共同的两组 E1 时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接, 形 成所述基站控制器节点和每一个基站收发信台节点之间的两条 E1 链路, 所 述 E1 链路遵循多链路点对点协议; 所述基站收发信台节点为其它基站收发 信台节点提供时隙交叉功能 , 使得其它基站收发信台节点能使用配置的两对 E1物理线缆中相对应的其它多组 E1时隙。
3、 按照权利要求 2所述的基站系统, 其中, 所述基站收发信台还设置为: 在检测出本节点的设备故障后, 在所述环 网中将所述本节点的设备旁路, 而将相邻基站收发信台节点连通; 以及在所 述本节点的设备故障排除后, 在所述环网中恢复所述本节点的功能。
4、 按照权利要求 2所述的基站系统, 其中, 所述基站收发信台还设置为: 通过设置 E1 链路握手保活时间和保活失 败次数检测所述 E1链路的故障。
5、 按照权利要求 4所述的基站系统, 其中, 所述基站收发信台还设置为: 在检测到所述 E1链路出现故障时, 停止该 E1链路的点对点传输, 通过 另一条 E1链路继续提供 IP over E1传输; 或者, 在检测到配置的两条 E1链 路均出现故障时, 停止有故障的 E1 链路的点对点传输; 以及在检测到所述 E1链路的故障排除后, 恢复故障排除的 E1链路的点对点传输。
6、 一种用于铁路应用基站系统的基站控制器(BSC )装置, 该装置包括 依次连接的配置模块、 传输模块以及接口设备, 其中: 所述配置模块设置为:为 BSC接口设备提供 E1物理传输配置管理功能, 为 BSC传输模块提供传输配置管理功能; 所述传输模块设置为: 通过所述传输配置管理功能,在所述 BSC接口设 备物理层传输的基础上提供基于 E1的网际协议 ( IP over El )传输; 所述接口设备设置为: 通过所述 E1 物理传输配置管理功能配置与外部 环网连接的两个方向的用于 IP over El传输的接口。
7、 按照权利要求 6所述的基站控制器装置, 其中, 所述配置模块为所述传输模块提供的所述 E1 物理传输配置管理功能包 括: 多链路点到点协议功能。
8、一种用于铁路应用基站系统的基站收发信台装置,所述装置包括依次 连接的配置模块、 传输模块以及接口设备, 其中: 所述配置模块设置为: 为所述接口设备提供 E1物理传输配置管理功能, 以及为所述传输模块提供传输配置管理功能, 其中, 所述 E1 物理传输配置 管理功能包括 E1环网的时隙交叉配置功能; 所述传输模块设置为: 根据传输配置管理功能在所述接口设备物理层传 输的基础上提供基于 E1的网际协议( IP over El )传输; 所述接口设备设置为: 根据所述 E1 物理传输配置管理功配置与外部环 网连接的两个方向的物理层传输接口, 同时才艮据所述 E1 环网的时隙交叉配 置功能配置时隙交叉功能。
9、 按照权利要求 8所述的基站收发信台装置, 其中, 所述配置模块为所述传输模块提供的所述 E1 物理传输配置管理功能包 括: 多链路点到点协议功能。
10、按照权利要求 9所述的基站收发信台装置,该装置还包括电源模块, 其中:
所述电源模块设置为: 在为所述配置模块、 所述传输模块以及所述接口 设备提供工作电源的同时, 当所述基站收发信台装置发生故障时, 触发所述 接口设备的 E1旁路功能起作用。
11、 一种铁路应用基站系统的组网方法, 该方法包括: 一个基站控制器和多个基站收发信台各自配置两对 E1 物理线缆, 使每 一基站收发信台分别釆用两个方向连接所述基站控制器, 并为其它基站收发 信台配置时隙交叉功能, 由基站控制器节点和基站收发信台节点构成环网; 以及 所述铁路应用基站系统通过所述环网提供基于 E1 的网际协议(IP over El )传输。
12、按照权利要求 11所述的方法, 其中, 所述基站控制器和多个基站收 发信台各自配置两对 E1 物理线缆, 使每一基站收发信台分别釆用两个方向 连接所述基站控制器,并为其它基站收发信台配置时隙交叉功能的步骤包括: 所述基站控制器节点和所述基站收发信台节点用各自配置的两对 E1 物 理线缆中共同的两组 E1 时隙进行顺时针和逆时针两个方向的相互连接, 形 成所述基站控制器节点和每一个基站收发信台节点之间的两条 E1 链路, 所 述 E1 链路遵循多链路点到点协议; 以及所述基站收发信台节点为其它基站 收发信台节点提供时隙交叉功能, 使得所述其它基站收发信台节点能使用配 置的两对 El物理线缆中相对应的其它多组 El时隙。
13、 按照权利要求 12所述的方法, 该方法还包括: 所述基站收发信台节点在检测出本节点的设备故障后, 在所述环网中将 所述本节点旁路, 而将相邻的基站收发信台节点连通, 继续提供所述 IP over El传输。
14、 按照权利要求 13所述的方法, 该方法还包括: 所述基站收发信台节点在所述本节点的设备故障排除后, 在所述环网中 恢复所述本节点的功能。
15、 按照权利要求 12所述的方法, 所述方法还包括: 提供所述 IP over El传输时,所述基站收发信台节点通过设置 E1链路握 手保活时间和保活失败次数检测到一条 E1 链路出现故障时, 停止出故障的 E 1链路的点对点传输,通过另一条 E1链路继续进行 IP over E1传输;或者, 在检测到配置的两条 E1链路均出现故障时,停止出故障的 E1链路的点对点 传输,所述环网中其它基站收发信台节点通过另一条 E1链路继续提供 IP over El传输。
16、 按照权利要求 15所述的方法, 所述方法还包括: 所述基站收发信台节点在检测到所述 E1 链路的故障排除后, 恢复故障 排除的所述 E1链路的点对点传输。
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