專利名稱：一種obsai rp3接口的信令傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)中的分布式基站技術(shù)，尤其涉及分布式基 站系統(tǒng)中基于OBSAI ( Open Base Station Architecture Initiative,開力文式 基站架構(gòu))基站-射頻接口協(xié)議的RP3 (Reference Point 3，參考點3 ) 接口傳輸信令的方法。
背景技術(shù)：
1)分布式基站與開放式基站架構(gòu)(OBSAI)
在移動通信系統(tǒng)中，典型的無線接入網(wǎng)是由BTS (Base Tranceiver Station,基站收發(fā)臺)和BSC (Base Station Controller ，基站控制器) 或RNC (RadioNetworkControler,無線網(wǎng)絡(luò)控制器)組成，分別如圖1 所示。其中，基站主要由基帶處理子系統(tǒng)、RF (RadioFreqency，射頻) 子系統(tǒng)和天線等單元組成，完成無線信號的發(fā)射、接收和處理， 一個基 站可以用多個扇區(qū)天線覆蓋不同的小區(qū)，如圖2所示。
在移動通信系統(tǒng)中，對于高層建筑室內(nèi)覆蓋、盲區(qū)或陰影區(qū)覆蓋， 采用傳統(tǒng)基站技術(shù)較難解決無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，而采用射頻單元拉遠技 術(shù)可以有效地解決這個問題。射頻單元拉遠分布式基站如圖3所示，主 要的遠端射頻單元(RRU, Radio Remote Unit)和天線被安裝在需要提 供覆蓋的區(qū)域，并通過寬帶傳輸線路連接到基帶單元(BBU， Baseband Unit),其中連接BBU與RRU之間的寬帶線路采用光纖作為傳輸介質(zhì)。開放式基站架構(gòu)(OBSAI)針對分布式基站系統(tǒng)這一典型結(jié)構(gòu)，基 于數(shù)字傳輸技術(shù)對遠端射頻單元與基帶處理單元之間的接口進行了標 準化規(guī)范，目前業(yè)界已開發(fā)出不少基于此標準的分布式基站系統(tǒng)。
在OBSAI規(guī)范中，術(shù)語RF (射頻單元)和BB (基帶單元)分別 對應(yīng)于遠端射頻單元和基帶主處理單元。RP3接口存在于RF與BB才莫 塊之間，互連示意圖如圖4所示，圖中RF模塊和BB模塊與RP3的輸 入輸出連接數(shù)都有限制，最大為9。
2 ) OBSAI協(xié)議棧
OBSAI幀長為10ms，幀結(jié)構(gòu)分3層，分別是Message (消息)、MG (消息組)和Master Frame (主幀)。其中Message是OBSAI協(xié)i義的基 本單元，包含19個字節(jié)，由地址、類型、時間戳和凈荷組成，幀格式 及各字段長度如圖5所示。
OBSAI的協(xié)i義棧與TCP/IP (傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)協(xié)議棧#^目 似，從上層到下層分別是應(yīng)用層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。其中 應(yīng)用層負責將基帶數(shù)據(jù)和信令拆分成一個個的小單元，封裝在Message 里；傳輸層負責這些Message的傳輸控制，實現(xiàn)路由、復用解復用、求 和等功能；數(shù)據(jù)鏈路層負責Message的組幀、鏈路同步功能；物理層負 責8B/10B編解碼、串并轉(zhuǎn)換和傳輸。
在由Message組成MG和Master Frame的時候，用到了 M—MG、 N_MG和K_MG等3個參數(shù)。具體規(guī)則是M_MG個Message和K—MG 個IDLE碼(K28.5或者K28.7 )組成一個MG， N—MG個MG組成一個 Master Frame。圖6所示是一個組幀示意圖，其中Mx是數(shù)據(jù)Message,x = 0-38399, Cy是控制Message, y = 0-1919，中間的小間隔塊就是 IDLE碼，用來做MG之間(K28.5 )或Master Frame之間(K28.7 )的邊界。
OBSAI協(xié)議的應(yīng)用層是面對用戶的協(xié)議，它負責把不同類型的控制 和數(shù)據(jù)映射到消息Message的載荷字段。在數(shù)據(jù)映射的時候要挑選指定 的Message來插入應(yīng)用層的基帶和信令數(shù)據(jù)，協(xié)議里面用2個計數(shù)器， 分別是數(shù)據(jù)消息計數(shù)器X和控制消息計數(shù)器Y，如圖7所示。X在主幀 開始后的第一個數(shù)據(jù)Message的時刻清零，然后每來一個數(shù)據(jù)Message 就加l， Y在主幀開始后的第一個控制Message的時刻清零，然后每來 一個控制Message就力口 1 。
在數(shù)據(jù)映射的時候，用到了兩層規(guī)則，低層規(guī)則對上面的X計數(shù)器 求模，如果等于I,該數(shù)據(jù)Message就要插入數(shù)據(jù)，規(guī)則描述如下X module M = I， M和I是確定這個規(guī)則的兩個參數(shù)，比如對于WIMAX (全球微波互操作性，Worldwide Interoperability for Microwave Access) 來說，M=l, 1=0，表示所有的數(shù)據(jù)Message都被用來傳輸有效數(shù)據(jù)。
高層規(guī)則使用了 Dual Bit Map(雙bit圖)的概念。所謂Dual Bit Map 就是有Bit_Map_l和Bit_Map—2兩個16進制數(shù)的bit map值。兩個bit map 值的位寬由Bit_Map_l_Size和Bit一Map一2一Size ^t確定。OBSAI協(xié)議 里面根據(jù)無線信道的調(diào)制方式和采樣率的不同，規(guī)定了一個bit map值 表。高層規(guī)則映射方法是Bit—Map一l先使用Bit_Map_l—Mult次，而 Bit—Map一2只使用1次，然后又是Bit一Map一l使用Bit—Map—l一Mult次， Bit一Map一2使用l次，如此循環(huán)往復。此外，還有一個參數(shù)X要映射進RP3接口的扇區(qū)-載頻數(shù)。從 Bit_Map_l最高位開始，如果是O,則X個連續(xù)的Message用來傳輸數(shù) 據(jù)，先傳第一個扇區(qū)-載頻的數(shù)據(jù)，然后是第二個、第三個、 一直到第X 個；如果是l，則前面X個Message用來傳輸X個扇區(qū)-載頻的數(shù)據(jù)， 最后一個用來傳輸其他數(shù)據(jù)，如以太網(wǎng)信令或空數(shù)據(jù)。圖8所示是對應(yīng) Wimax的2個基帶信道的高層數(shù)據(jù)映射示意圖。
在OBSAI當前版本協(xié)議中，只采用以太網(wǎng)一種方式來傳輸信令， 其信令速率由上面的Bitmap確定，Bitmap中'T'越多，信令速率就越 高。通過RP3-01接口實現(xiàn)點對點以太網(wǎng)信令傳輸示意圖如圖9所示。 按照協(xié)議規(guī)定，RRU之間無論是鏈形、環(huán)形還是樹形拓樸，每一個RRU 節(jié)點在應(yīng)用層收到MAC (Media Access Control,介質(zhì)訪問控制)信令幀 之后，都需要判斷此MAC幀是發(fā)給它自己還是傳遞給下一個節(jié)點。
發(fā)送端以太網(wǎng)MAC信令幀被映射到OBSAI消息里面，按照RP3-01 協(xié)議在各RRU之間傳輸。應(yīng)用層的MAC幀被分成連續(xù)的片段映射進 RP3消息中，在該消息的時間戳字段標示每個MAC幀的起始和結(jié)束片 段，地址字段里裝填的是下一個RP3-01節(jié)點的地址。接收端通過監(jiān)控 RP3消息的類型字段可以識別出包括以太網(wǎng)信令的消息，再根據(jù)消息的 類型和時間戳字段內(nèi)容將該類消息里的凈荷組裝還原出完整的MAC 幀。
3) OBSAI用以太網(wǎng)幀傳輸信令所存在的問題 在上述技術(shù)中，為了在RP3-01上傳輸以太網(wǎng)幀，每一個節(jié)點上都 必須配置一個以太網(wǎng)MAC地址，各節(jié)點需要對收到消息中的MAC幀進行解析處理，提取其中的MAC地址，通過該地址與各自的MAC地 址的比較來判斷收到的MAC幀是發(fā)給本節(jié)點還是其它節(jié)點，從而實現(xiàn) 信令消息在各節(jié)點之間按照逐節(jié)點比較MAC地址的方式來進行路由轉(zhuǎn) 發(fā)。
為實現(xiàn)上述功能，在硬件實現(xiàn)上就需要在每個節(jié)點上配置一個以太 網(wǎng)交換芯片或者說以太網(wǎng)交換單元。由于目前業(yè)界還沒有實現(xiàn)OBSAI 協(xié)議的完整套片，各廠商通常采用FPGA (Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)來實現(xiàn)OBSAI協(xié)議。但是采用FPGA來實 現(xiàn)以太網(wǎng)MAC交換，實現(xiàn)起來難度非常高，代價和成本也很大，這正 是目前OBSAI協(xié)議用以太網(wǎng)幀傳輸信令比較難以實現(xiàn)的地方。
除此之外，OBSAI協(xié)議在路由以太網(wǎng)格式的信令時，各節(jié)點需要對 以太網(wǎng)MAC幀進行解析處理，按照逐節(jié)點比較MAC地址的方式來進 行路由轉(zhuǎn)發(fā)，這種路由方式實現(xiàn)較復雜。另外OBSAI的消息中有地址 字段，消息可在傳輸層實現(xiàn)路由，即協(xié)議中對信令和消息的路由采用了 兩種不同的路由方式，這也使得協(xié)議的實現(xiàn)增加了難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種OBSAI RP3接口的信令傳 輸方法，降低成本和實現(xiàn)難度。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種OBSAI RP3接口的信令 傳輸方法，包括以下步驟
一種OBSAIRP3接口的信令傳輸方法，包括以下步驟
a、源節(jié)點將信令通過HDLC (High Level Data Link Control,高級數(shù)據(jù)鏈路控制)幀方式映射進OBSAI數(shù)據(jù)流；
b、 源節(jié)點的傳輸層根據(jù)所述OBSAI數(shù)據(jù)流中的目的地址將OBSAI 數(shù)據(jù)流路由到目的節(jié)點；
c、 目的節(jié)點乂人所述OBSAI數(shù)據(jù)流中提取信令消息。 其中，所述步驟a進一步包括以下步驟
al、源節(jié)點將信令按照HDLC幀的格式組幀；
a2、將上述HDLC幀格式的信令幀映射進OBSAI消息的有效凈荷 字段，并在OBSAI消息的地址字段填寫信令傳輸?shù)哪康牡刂罚?br> a3、將所述承載有信令的OBSAI消息映射進OBSAI數(shù)據(jù)流的信令 消息位置中。
其中，所述步驟c進一步包括以下步驟
cl、目的節(jié)點從接收到的OBSAI數(shù)據(jù)流的信令消息位置中提取出 OBSAI消息；
c2、從上述OBSAI消息的有效凈荷字段中提取出包含有信令消息 的HDLC幀；
c3、從HDLC幀中提取出信令消息。
其中，所述步驟a中，若所述HDLC幀格式的信令幀的長度超過 16字節(jié)，則將此信令幀按16字節(jié)的長度分段后映射進OBSAI消息的相 鄰的多個有效凈荷字段。
其中，所述步驟c3中還包括將所提取出來的信令消息組合成完 整的信令消息。
其中，所述源節(jié)點為遠端射頻單元或者本地基帶單元，所述目的節(jié)點相應(yīng)為本地基帶單元或者遠端射頻單元。
其中，所述步驟a之前還包括，對于信令中與HDLC幀的標志字相 同的字節(jié)進行轉(zhuǎn)義處理，同時所述步驟c中還包括對信令消息中相應(yīng)字 節(jié)進行逆轉(zhuǎn)義處理。
本發(fā)明具有以下有益效果
由于OBSAI消息中的地址字段可以實現(xiàn)消息在各節(jié)點之間的路由 功能，同樣也可實現(xiàn)信令在節(jié)點之間的路由功能，而且協(xié)議中的以太網(wǎng) 接口不僅可以傳輸以太網(wǎng)幀，還可以傳輸HDLC幀，因而本發(fā)明采用 HDLC方式來傳輸信令，傳輸層可直接根據(jù)地址字段將信令幀路由到目 的節(jié)點，大大減小了硬件的實現(xiàn)難度和復雜度，實現(xiàn)了信令的可靠高效 地傳輸，并且縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。


圖l是典型無線接入網(wǎng)組成結(jié)構(gòu)圖； 圖2是多天線覆蓋多扇區(qū)示意圖； 圖3是分布式基站射頻拉遠結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是OBSAI協(xié)議中射頻與基帶之間的RP3接口示意圖； 圖5是OBSAI協(xié)議中Message消息結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是由消息組成消息組MG和主幀F(xiàn)rame的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是數(shù)據(jù)映射時數(shù)據(jù)消息計數(shù)器X和控制消息計數(shù)器Y的計數(shù) 規(guī)則示意圖8是使用Dual Bit Map雙bit圖實現(xiàn)高層數(shù)據(jù)映射的示意圖； 圖9是通過RP3-01接口實現(xiàn)點對點以太網(wǎng)信令傳輸?shù)氖疽鈭D；圖IO是本發(fā)明將信令用HDLC方式映射進OBSAI數(shù)據(jù)流的方法示
意圖ll是本發(fā)明信令傳輸?shù)姆椒鞒虉D。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述 如圖11所示，本發(fā)明在OBSAIRP3接口通過HDLC (高級數(shù)據(jù)鏈 路控制)方式傳輸信令的方法為
a、 源節(jié)點將信令通過HDLC方式映射進OBSAI數(shù)據(jù)流；
b、 源節(jié)點的傳輸層根據(jù)OBSAI數(shù)據(jù)流中的目的地址將OBSAI數(shù) 據(jù)流路由到目的節(jié)點；
c、 目的節(jié)點從上述OBSAI數(shù)據(jù)流中提取出信令消息。
以下為本發(fā)明的一個實施例，通過此實施例來詳細介紹采用HDLC 的方式來實現(xiàn)信令在各BBU和RRU之間傳輸?shù)木唧w實現(xiàn)過程。在本實 施例中，上述方法中的源節(jié)點為BBU或者RRU,目的節(jié)點相應(yīng)地為RRU 或者BBU。如附圖9中所示，信令需要在BBU和RRU之間進4亍雙向 傳輸，在BBU和RRU單元上都需要發(fā)送和接收兩個硬件模塊，分別實 現(xiàn)對信令的發(fā)送和接收處理。下面分為發(fā)送和接收兩部分進行介紹。
對于BBU和RRU的發(fā)送端來說，實現(xiàn)信令發(fā)送的具體過程包括如 下幾個步驟
(1)發(fā)送端收到上層軟件發(fā)送來的控制信令流后，將收到的信令 流按異步HDLC方式組幀，HDLC幀格式如圖IO所示。
在HDLC幀的開始906字段和末位907字段都填"01111110",分 別用于標識HDLC幀的起始和結(jié)束位置。此幀的控制段和地址段作為信令的一部分，上層軟件可以設(shè)置其存在與否，對軟件透明。
在將信令流映射進HDLC幀時，為避免信令流中出現(xiàn)與HDLC的 標志字"01111110"相同的序列影響到對幀的判別，需要將信令中的相 應(yīng)字節(jié)進行轉(zhuǎn)義處理。具體規(guī)則是將信令中出現(xiàn)的"7E"字節(jié)轉(zhuǎn)義為 "7D 5E"兩個字節(jié)，信令中出現(xiàn)的"7D"字節(jié)轉(zhuǎn)義為"7D 5D"兩個 字節(jié)，其余的字節(jié)數(shù)據(jù)保持不變。
在HDLC幀的16位的校驗字段,按照HDLC協(xié)議要求的校驗方式， 對地址段、控制段和信令段進行校驗，填寫校驗結(jié)果。
(2 )將步驟(1)中組成的HDLC信令幀映射進OBSAI消息的有 效凈荷字段。
OBSAI消息格式如圖10所示，此消息中的13位地址字段填寫信令 傳輸?shù)哪康牡刂罚?位的類型字段填"01010"(不排除使用其它類型值)， 表示該消息傳輸?shù)氖切帕钕ⅲ?位時間戳字段，此處已無實際意義， 全部填"0" ; 128位(16字節(jié))的凈荷字段裝填步驟(1)中生成的 HDLC幀。如果該HDLC幀長度超過16字節(jié)，則將該HDLC幀按16 字節(jié)長度分段后，填入OBSAI消息中相鄰的多個凈荷字段；若該HDLC 最后分段不足16字節(jié)，則在映射到OBSAI消息凈荷字段后填HDLC的 標志字"01111110"，填滿消息的16字節(jié)為止。
(3 )將上述承載有信令的OBSAI消息映射進OBSAI數(shù)據(jù)流的信 令消息位置中。
如附圖8所示的OBSAI數(shù)據(jù)流中，"E"字段表示該消息傳輸?shù)氖?信令數(shù)據(jù)，這一步只需將步驟(2)生成的OBSAI格式消息整體映射進 OBSAI數(shù)據(jù)流的"E，，字段(如圖10中的901-904字段)內(nèi)即可。至 此，發(fā)送端就把信令數(shù)據(jù)以HDLC的方式完整地映射進OBSAI高層數(shù)據(jù)中，該高層數(shù)據(jù)再通過物理層編碼后就可在BBU和RRU之間傳輸。
(4)OBSAI協(xié)議的傳輸層根據(jù)OBSAI消息中地址字段所填寫的目 的地址，將各信令消息路由到相應(yīng)的目的節(jié)點。
以上是發(fā)送端將信令數(shù)據(jù)按照HDLC的方式映射、發(fā)送、傳遞的全 過程。以下詳細介紹接收端恢復出原始信令的步驟
第一步接收端從物理層中恢復出OBSAI高層數(shù)據(jù)流，再根據(jù)前 面所述在數(shù)據(jù)映射時使用的Bitmap值中"1"的位置從OBSAI高層數(shù) 據(jù)流中提取出"E"字^殳中的信令消息，如圖8所示。
第二步如圖10所示，從第一步提取出的多個信令消息中去掉地 址、類型和時間戳字段，從中取出消息中16字節(jié)的凈荷部分再組包。 在凈荷包中搜索HDLC的開始906標志字和結(jié)束907標志字 "01111110"，以此來界定HDLC幀的起始和結(jié)束時間，從而提取出完 整的HDLC幀。
第三步從HDLC幀中提取出信令消息并組合成完整的信令消息。 由于發(fā)送端在將上層信令組成HDLC幀的過程中進行了轉(zhuǎn)義，所以接收 端需要將收到的HDLC幀中的信令字段進行逆轉(zhuǎn)義，具體規(guī)則是當連 續(xù)收到"7D5E"兩個字節(jié)時，轉(zhuǎn)成"7E";當收到的 "7D5D"兩個 字節(jié)時，轉(zhuǎn)成"7D",其余字節(jié)不變。并且對HDLC幀的CRC4交-驗字 段進行校驗。將正確接收的信令幀，送給本節(jié)點上層軟件使用。至此接 收端就完成了接收信令的全過程。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種OBSAI RP3接口的信令傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟a、源節(jié)點將信令通過高級數(shù)據(jù)鏈路控制幀方式映射進OBSAI數(shù)據(jù)流；b、源節(jié)點的傳輸層根據(jù)所述OBSAI數(shù)據(jù)流中的目的地址將OBSAI數(shù)據(jù)流路由到目的節(jié)點；c、目的節(jié)點從所述OBSAI數(shù)據(jù)流中提取信令消息。
2、 如權(quán)利要求1所述的OBSAI RP3接口的信令傳輸方法，其特 征在于，所述步驟a進一步包括以下步驟al 、源節(jié)點將信令按照高級數(shù)據(jù)鏈路控制幀的格式組幀；a2、將上述高級數(shù)據(jù)鏈路控制幀格式的信令幀映射進OBSAI消息的有效凈荷字段，并在OBSAI消息的地址字段填寫信令傳輸?shù)哪康牡刂?；a3、將所述承載有信令的OBSAI消息映射進OBSAI數(shù)據(jù)流的信 令消息位置中。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的OBSAI RP3接口的信令傳輸方法， 其特征在于，所述步驟c進一步包括以下步驟cl、目的節(jié)點從接收到的OBSAI數(shù)據(jù)流的信令消息位置中提取 出OBSAI消息；c2、從上述OBSAI消息的有效凈荷字段中提取出包含有信令消 息的高級數(shù)據(jù)鏈^^空制幀；c3、從高級數(shù)據(jù)鏈5^空制幀中提取出信令消息。
4、 如權(quán)利要求3所述的obsairp3接口的信令傳輸方法，其特 征在于，所述步驟a中，若所述高級數(shù)據(jù)鏈路控制幀格式的信令幀的 長度超過16字節(jié)，則將此信令幀按16字節(jié)的長度分段后映射進obsai消息的相鄰的多個有效凈荷字^a。
5、 如權(quán)利要求4所述的obsai rp3接口的信令傳輸方法，其特 征在于，所述步驟c3中還包括將所提取出來的信令消息組合成完 整的信令消息。
6、 如權(quán)利要求1所述的obsairp3接口的信令傳輸方法，其特 征在于，所述源節(jié)點為遠端射頻單元或者本地基帶單元，所述目的節(jié) 點相應(yīng)為本地基帶單元或者遠端射頻單元。
7、 如權(quán)利要求2所述的obsai rp3接口的信令傳輸方法，其特 征在于，所述步驟a之前還包括，對于信令中與高級數(shù)據(jù)鏈路控制幀 的標志字相同的字節(jié)進行轉(zhuǎn)義處理，同時所述步驟c中還包括對信令 消息中相應(yīng)字節(jié)進行逆轉(zhuǎn)義處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OBSAI RP3接口的信令傳輸方法，方法為a.源節(jié)點將信令通過HDLC幀方式映射進OBSAI數(shù)據(jù)流；b.源節(jié)點的傳輸層根據(jù)所述OBSAI數(shù)據(jù)流中的目的地址將OBSAI數(shù)據(jù)流路由到目的節(jié)點；c.目的節(jié)點從所述OBSAI數(shù)據(jù)流中提取信令消息。本發(fā)明采用HDLC方式來傳輸信令，傳輸層可直接根據(jù)地址字段將信令幀路由到目的節(jié)點，大大減小了硬件的實現(xiàn)難度和復雜度，實現(xiàn)了信令的可靠高效地傳輸，并且縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。
文檔編號H04B7/15GK101431507SQ200710124280
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者林宇平, 超 胡, 馬文光 申請人:中興通訊股份有限公司