具有用于联播和选择性处理接收信号的多部收发信机的分布式无线电系统的制作方法

文档序号:7887466阅读:330来源:国知局
专利名称:具有用于联播和选择性处理接收信号的多部收发信机的分布式无线电系统的制作方法
技术领域
本发明一般涉及分布式无线电系统,尤其涉及具有用于联播和选择性处理接收信号的多部收发信机的室内系统。
背景技术
无线(例如蜂窝)运营商在扩展他们的系统的覆盖区域方面面临着持续的挑战,同时在成本、功率和频率等方面受到限制。扩展覆盖的一个区域是在室内环境中。然而,即使在用于一个给定蜂窝标准的相同频段上工作,还是希望这样的系统不干扰现有的宏蜂窝环境。
本发明旨在提供一种系统和方法,它们可以以低功率电平工作,并且对现有的宏蜂窝环境产生最小的干扰。更具体地说,本发明旨在提供一种系统和方法,其中,在一个室内系统中利用多部收发信机,而且通过利用联播技术能够以低功率电平向一个移动单元有效发射信号。

发明内容
本发明公开了一种具有用于通过联播与移动单元通信,同时选择性处理接收信号的多部收发信机的分布式无线电系统。根据本发明的一个方面,本系统以非常低的功率电平发射。由于使用低功率电平,本系统不会干扰现有的宏蜂窝环境。
根据本发明的另一个方面,本系统利用相对地较少的频道。本系统能用相对较少的频道来提供大面积的地理覆盖,同时通过使用有限数目的频道,从分布于一幢建筑物或类似区域的几部不同的无线电发射机联播相同的射频信号,以低功率电平进行发射。这使本系统能覆盖相对较大的室内设施。而且,如上所述,即使使用用于一个给定的蜂窝标准的相同频段,本系统对现有的宏蜂窝环境的干扰仍然很小,本系统通过利用联播技术,能以非常低的功率电平工作。
根据本发明的另一个方面,在一个实施例中,分布式无线电系统包括通过以太网(例如,IEEE 802)互连的多个处理部件和多个射频发射机部件。该分布式无线电系统使用至少两个射频发射机部件,在一个公共射频载波上,联播一个公共调制信号。联播一个公共的调制射频信号的一组射频发射机部件被指定为一个射频联播组。在工作中,一个射频联播组的各部件被配置成接收以太网样本信号分组以及发送通过调制它们的射频载波而在各分组中含有的信息。
根据本发明的另一个方面,在一个实施例中,本联播方法将多个特定的射频发射机部件指定为射频联播组的部件。发送将由射频联播组的各部件接收的第一组以太网分组,该第一组以太网分组被用来用一个组播地址去编程射频联播组的各部件,然后,射频联播组的各部件响应于含有该组播地址的以太网分组,作为指定的介质访问控制(MAC)地址。发送将由射频联播组的各部件接收的第二组以太网分组,该第二组以太网分组被用来编程射频联播组的各部件,令其使用一个特定的射频载波进行工作。此外,周期性地发送以太网样本信号分组。以太网样本信号分组具有一个指定地址,它等效于编程的组播地址。射频联播组的各部件被配置成接收该以太网样本信号分组。射频联播组的各部件根据被包含在以太网样本信号分组中的样本数据,对公共射频载波进行调制。
根据本发明的另一个方面,系统的处理部件至少包括一个中央处理单元和多个空中链路处理单元。中央处理单元负责建立该系统与外部环境(例如宏蜂窝环境)之间的连接,或该系统与公共交换电话网之间的连接,还负责整个系统的网络管理。在一个实施例中,中央处理单元可以是一个网络机架单元。中央处理单元通过以太网被连接到几个空中链路处理单元。每一个空中链路处理单元也都通过以太网被连接到几部无线电收发信机。在一个实施例中,空中链路处理单元可以是各空中链路机架单元。
根据本发明的另一个方面,数据链路层可以集中起来。为了将数据传输到各移动单元,重要的是被几部发射机联播的数据要相同。若每一部联播射频发射机部件都不发射相同的信号,则可能导致共信道干扰,由此使移动单元所接收的信号降级。为了保证发射的数据相同,第二层(数据链路层)被集中在中央处理单元。第二层以太网分组被中央处理单元发送到几个空中链路处理单元,后者将第二层数据处理成波形,这些波形最后被每一部联播无线电发射机发射。
根据本发明的另一个方面,通过一种双层组播技术来实现发射,在利用此项技术的一个实施例中,发射数据作为组播的各以太网分组,由中央处理单元以第二层格式发送到多个空中链路处理单元,其后,发射数据也作为组播的以太网分组,由每一个空中链路处理单元以第一层格式(样本波形)发送到相关的多部无线电收发信机。
根据本发明的另一个方面,当从一个移动单元发射的信号被多部无线电接收机检出时,本系统能够选择一部预期的无线电接收机以供处理。多部无线电接收机同时向系统提供检出的数据。检出的数据包括相同的信息,但是处于不同的质量水平。本系统能够选择一个预期的信号以供处理。
根据本发明的另一个方面,当选择一个接收信号用于处理时,利用分布式处理技术来进行一种渐进式的选择过程。一部给定的移动装置可以被放置成相当靠近几部可能的无线电接收机。希望选择和处理仅由具有最强的来自该移动单元的信号的接收机提供的信号。通过一个过程来进行选择决策,该过程能看到系统中的所有相关的接收机。
根据本发明的另一个方面,在一个优选实施例中,系统经由具有有限带宽的以太网链路进行互连。在选择决策过程中,这种配置通常会使它难以从每一部接收机中转发数据,因为这样做就会很快地超出网络容量。由本发明提供的解决方案就是利用一种分布式处理技术来实现渐进式选择。更具体地说,选择过程可以在若干不同层次上进行,包括在中央处理单元和在各个空中链路处理单元。最后的选择过程位于中央处理单元,它处于系统层次结构的顶层。然而,每一个空中链路处理单元将选择仅从一部无线电收发信机接收的信号,并且仅向中央处理单元转发该一个信号以供最后决定。这样一来,联播接收机处理分布在整个系统,并且,随着接收信号在层次结构中逐级攀升,逐渐地选出最佳接收的信号。
根据本发明的另一个方面,选择过程可以或多或少地被分布,这取决于系统的可用数据率。例如,一个使用全球移动通信系统(GSM)技术的、具有相当高的数据率的系统,可以允许中央处理单元有足够的时间去接收来自一个给定的空中链路处理单元中的若干无线电收发信机的信号,作为选择过程的一部分。用于筛选信号的一种附加的技术可能涉及要求最低的信号强度,该信号强度在无线电收发信机本身中被检出,以便向上转发到对应的空中链路处理单元。
根据本发明的另一个方面,选择过程所使用的分布式处理可以实现同步。在一个实施例中,希望从每一部无线电收发信机接收的信号基本上都对应于相同时刻,以便正确地评估接收信号之间的差异。希望中央处理单元能同步于空中链路处理单元以及无线电收发信机,使得中央处理单元知道来自空中链路处理单元的接收信号指望何时到达,以及在选择过程中应当在何时作出决策。最好是,至少在系统的端点(即,中央处理单元和无线电收发信机)实现同步。然而,若在各空中链路处理单元中的处理过程也能实现同步,则系统延时还可以进一步地最小化。
根据本发明的另一个方面,为了建立上游接收数据业务的选择过程,可以设置一个选择时间窗口。这样一来,不管所有预期的接收信号数据是否已经到达中央处理单元,在一定的时间窗口内,均由中央处理单元中的选择过程来作出选择决策。一般来说,作为本方法的一部分,中央处理单元有一个时基,它同步于各空中链路处理单元以及各无线电收发信机。
根据本发明的另一个方面,数据业务可以被捆绑。从各无线电收发信机接收的入境业务被捆绑,以便不淹没中央处理单元,后者服务于发送以太网分组的任务。对多个射频信道的情形来说,可以周期性地从每一个空中链路处理单元向中央处理单元发送多个以太网分组(各以太网分组分别含有一组已选出的接收信号),而不是为每一条射频信道发送个别的以太网分组,数据被捆绑成一个或多个以太网分组,因此,减少了为传输多个以太网分组进行服务所需的开销。由各无线电收发信机发射的出境业务也可以被捆绑,使得来自多条射频信道的信息被集合为单个以太网分组。
根据本发明的另一个方面,本系统可以对以太网交换机实行选择性的管理。在本系统的一定区域,例如介于各无线电收发信机以及各空中链路处理单元之间的以太网链路,数据传输业务量可能非常高,因为许多这样的业务代表各波形的原始样本。许多这样的以太网分组也是组播分组,它们通常会充溢于整个网络。然而,在某些实施例中,由于系统中的其他网络连接,例如介于中央处理单元与各空中链路处理单元之间的连接,可能被这些业务所拖累或压倒,所以这可能是不希望的。在大系统中,人们希望将以太网交换机配置成能对在指定的端口上的指定分组的传输进行过滤或拒斥。
将理解,所公开的系统和方法的优点在于,它们可以被用来提供大面积的地理覆盖(例如,在一个室内系统中),而所占用的频道相对较少,并且对传输的功率要求相对较低,同时,即使在用于一种给定的蜂窝标准的相同频段上工作,它们也能使对现有的宏蜂窝环境的干扰最小化。


通过参照以下的详细说明并结合诸附图,将使上述各个方面以及本发明的许多附带的优点变得更加容易理解,在诸附图中图1是一种系统结构的方框图;图2是表示通过一个非联播系统的数据流图;图3是一个伪联播系统的方框图;图4是表示用于一个单小区、三扇区系统的再用图案;
图5是一个联播系统的方框图,其中,在网络机架单元上进行第二层处理,并且在空中链路机架单元上进行第一层处理;图6是表示通过图5的系统的数据流图;图7是一个联播系统的方框图,其中,在网络机架单元上进行第二层处理,并且第一层处理在网络机架单元以及空中链路机架单元之间进行分割;图8是表示通过图7的系统的数据流图;图9是一个联播系统的方框图,其中,在网络机架单元上进行第一层和第二层处理;图10是表示用于不同脚本的初始化消息图;图11是表示作为为每一个刀片式电台(radio blade)插入而执行的过程的一部分而出现的事件序列图;图12是表示一个信道设置环形缓冲器的示意图;图13是一个消息路由器任务的流程图;图14是一个出境(outbound)信息处理任务的流程图;以及图15是一个入境(inbound)信息处理任务的流程图;具体实施方式
图1表示系统结构。一个网络机架(chassis)单元NCU用作一个中央处理单元,并且通过以太网链路被连接到空中链路机架单元ACU-X,ACU-Y和ACU-Z。网络机架单元NCU负责建立该系统通往外部环境(例如宏蜂窝系统或者公共交换电话网)的接口,还负责整个系统的网络管理。
网络机架单元NCU包括网络处理卡NPC-A,NPC-B和NPC-C。网络处理卡NPC-A,NPC-B和NPC-C实际上可以是空中链路处理卡,这将在下面进行更详细的说明。网络机架单元NCU还包括一部以太网交换机ES,它被连接到一个微处理器PROC。在一个实施例中,该以太网交换机ES可能是一个广域(broadcom)以太网交换机,并且该微处理器PROC可能是一个8240微处理器。该以太网交换机ES通过一条以太网链路被连接到一个综合站场控制器ISC。在示出一个综合站场控制器的同时,应当理解,可以代之以其他类型的交换机控制器。在一个实施例中,介于该以太网交换机ES以及综合站场控制器ISC之间的通信是基于15ms定时的第三层消息/VSELP分组。综合站场控制器ISC包括一个接入控制网关ACG,后者又包括针对扇区A,B和C的处理,这将在下面进行更详细的说明。
每一个空中链路机架单元ACU-X,ACU-Y和ACU-Z都包括一组空中链路处理卡APC-A,APC-B和APC-C。每一个空中链路机架单元还包括一部以太网交换机ES,后者被连接到一个微处理器PROC以及每一个空中链路处理卡APC,每一个APC又包括一个微处理器PROC。在一个实施例中,在图1的配置以及在下述的其他配置中,各机架单元ACU或NCU的微处理器PROC可以是8240微处理器,同时,各处理卡APC或NPC中的微处理器可以是8260微处理器。
介于各空中链路处理卡APC以及以太网交换机ES之间的通信包括第二层PDU/IQ分组。以太网交换机ES通过以太网链路被连接到网络机架单元NCU的以太网交换机ES。空中链路机架单元ACU的以太网交换机ES通过以太网链路被进一步地连接到一系列的射频单元RFU-A,RFU-B和RFU-C。介于以太网交换机ES以及各射频单元RFU之间的通信是IQ分组(7.5ms)。每一个射频单元RFU都包括用以传输信号的刀片式电台RB(未示出)。
正如将在下面更详细地进行说明的那样,本发明的联播方法的基本要求是,同时从每一个刀片式电台RB为每一个扇区A,B和C发射相同的数据。为了实现这种要求,人们希望让处于各射频单元RFU以内的所有刀片式电台RB都同步到一起,并且针对一个特定时隙的协议数据单元PDU在同一个时隙内被发送到(处于相同的扇区的)所有的刀片式电台RB。
为了保证相同的协议数据单元PDU的数据,关联控制程序ACP,随机存取程序RAP以及语音信道程序VCP等各项任务都被放置在网络机架单元NCU之中,而不是被放置在空中链路机架单元ACU之中。这被示于图1中的各网络处理卡NPC-A到NPC-C,这样一来,就为需要发送到所有的空中链路处理卡APC的协议数据单元PDU的数据提供一个共同的生长点。通过将联播地址用于外送协议数据单元PDU的各分组,并且保证介于各空中链路处理卡APC之间的时隙同步,就能产生相同数据的同时分配。
在美国临时专利申请系列号第60/359,638号中,也叙述了本发明的系统与方法,本申请书从上述临时专利申请中主张优先权,并且上述临时专利申请以全文的形式已被收入本文,作为参考文献。在美国临时专利申请系列号第60/359,637号(该临时专利申请已被共同转让,并且其全部内容在此作为参考)中,以及代理案卷第RFNI-1-18802号、题为“具有分布式实时处理的射频系统”的申请书(与本申请共同转让和共同申请,并且其全部内容在此作为参考)中,都叙述了一个相关的系统。
图2是表示通过一个非联播系统的数据流图。示出这个系统是为了示意的目的,同时对本发明的联播方法提供较好的说明。图2所示的非联播方法是一个基于一块空中链路处理卡APC(如图1所示)的实施例。一般来说,各数字信号处理器以及处理来自各数字信号处理器的协议数据单元PDU的数据的各项任务都经由主机接口HPI被紧密地连接在一起。如图2所示,处理协议数据单元PDU的数据的任务就是关联控制程序ACP,随机存取程序RAP以及语音信道程序VCP。从一个消息路由器MR通过消息队列MQ将数据传送到关联控制程序ACP和随机存取程序RAP。通过一个函数FUNC将数据传送到语音信道程序VCP。数据通过队列Q,从一个数字信号处理器读出器任务RT以及一个数字信号处理器写入器任务WT到达消息路由器MR。数据从主机接口HPI到达读出器任务RT以及写入器任务WT。数据从数字信号处理器,更具体地说,从部件DSP-Tx和部件DSP-Rx到达主机接口HPI。数据从部件FPGA到达部件DSP-Tx和部件DSP-Rx,上述FPGA向/从刀片式电台提供/接收原始的I/Q。
参照图2,数据传送开始基于所谓的时隙请求。时隙请求是数字信号处理器为了在下一个时隙中发送一个新的协议数据单元PDU而提出的请求。在一个实施例中,每15ms就由数字信号处理器读出器任务从数字信号处理器部件22中接收一项时隙请求。来自刀片式电台一个I/Q样本分组的到达触发该时隙请求事件。然后,数字信号处理器读出器任务RT向消息路由器MR发送一条消息,该消息调用适当的功能来获取协议数据单元PDU。经由功能调用来取出协议数据单元PDU,并经由消息队列进行发送。然后,消息路由器MR将协议数据单元PDU发送到数字信号处理器写入器任务WT,后者将其写入到数字信号处理器。在一个实施例中,介于两次时隙请求之间的时间为15ms,并且,有大约14ms的时间用于接收时隙请求消息,同时用一个协议数据单元PDU来向数字信号处理器作出回应。数字信号处理器将协议数据单元PDU转换为一个I/Q样本分组,然后将其送往刀片式电台RB以供射频发射之用。
除了时隙请求以外,还有从数字信号处理器送往综合站场控制器ISC的出境协议数据单元PDU,越区切换消息,入境综合站场控制器ISC的消息,各项定期监测事件,以及UDP配置消息,这些都是通常希望在这个14ms的时间内进行处理的。许多这些附加的事件都是不同步的,并且,它们可以在任何时间以及在任何组合中出现。在图2的系统中,通常还有一部以太网交换机(未示出),用以提供各以太网分组的适当路由。
在本发明的一个实施例中,设计目标之一就是得到每一个系统3个控制信道频率的限制,这可能使C/I难以经由标准的蜂窝再用技术进行控制。当一部给定的刀片式电台RB正在发送的符号跟其他小区所发送的不匹配时,这就成为一个问题。若不能在该系统的整个服务区域内对承载业务量和控制信道消息的特定符号进行集中协调,则存在这样一种可能性。下面将参照图3(示意一个伪联播系统)以及参照图5-9(示意根据本发明的真联播系统),对这些问题进行讨论。
图3表示一个伪联播系统,其中,如图所示,在各空中链路机架单元ACU中产生第二层消息。图3具有类似于图1的各部件。如图3所示,对各空中链路机架单元ACU来说,从各空中链路处理卡APC到以太网交换机ES的传输包括第三层消息/VSELP分组/IQ分组。在各空中链路处理卡APC中的传输包括第二层消息/VSELP分组,它们从微处理器PROC第二层部件(它控制着随机存取程序RAP,关联控制程序ACP以及语音控制程序VCP)被发送到用于SPAM L2(FEC,MAC),L1。来自网络机架单元NCU的以太网交换机ES以及空中链路机架单元ACU的以太网交换机ES的传输包括第三层消息/VSELP分组(15ms),它们是跟在网络机架单元NCU的以太网交换机ES以及综合站场控制器ISC之间所传送的消息类型相同的消息。
图3的分布式第二层处理简化了网络设计,但是开辟了第二层符号的不同分组进入空中链路的各帧的可能性。在这个脚本中,发送不同于从服务于该移动终端的射频单元RFU所发送的符号的符号的每一个射频单元RFU将有效地生成针对该移动终端的随机共信道干扰。在真联播系统中,第二层消息被集中地设置,并且以同步方式被分配到每一个空中链路机架单元ACU(随后被分配到每一个射频单元RFU),使得来自每一个射频单元RFU的每一个空中链路帧实际上含有相同的各种符号。这也可以用分布式的第二层符号产生和分组来完成,但是需要一个基本同步协议,以便在整个系统范围内保证符号与空中链路分组的同步。
图4表示一个单小区/3扇区的再用图形。该图形表示用于扇区A,B和C的各元素。图4表示从位于扇区A的不同的各射频单元RFU发出的信号如何叠加到位于扇区A的中部的移动站的一个实例。根据一个实验组的结果,小区框架(不包括信道衰落所增加的恶化,也不包括地板和天花板的影响)的一个简单边沿表明,在某些情况下,伪联播系统相对于共信道非同步控制信道的各符号可能只有9.5dB的C/I。这通常低于针对综合调度加强网络(iDEN)波形的运行阈值,并且假定一个规划得很好的以及正常的网络拓朴,在某些实施例中,这可能是做不到的。这个数据点鼓励使用真联播控制信道(以及承载业务量)消息,而不是使用伪联播消息。
跟联播消息相关的问题包括由于矢量信号抵消而产生的空状态(null),以及在全系统范围内对各符号(上面讨论的)以及RF帧定时之间的同步需求。各联播信号将破坏性地进行干扰,这将在系统的覆盖区域内产生空状态。可是,深度空状态或接近完全的信号抵消的条件是十分特殊的。在按照视线传播模型来发送两组联播信号的情况下,唯一能使各信号抵消的位置就是中点,在这里,每一条路径的损耗是相等的,并且仅当射频包络的相位正好相反时,才能实现抵消。随着信道变化的随机性以及联播载频的数目的增加,要产生深度的空状态的抵消变得更加困难。使用简单的基于距离的路径损耗模型以及均匀的随机载频相位分布的系统仿真表明,使用两个联播导频,存在深度覆盖空状态的危险的面积小于总覆盖区域的1%,并且使用3个联播导频,则出现这种覆盖空状态的危险的概率小于0.1%。这些简单的估计表明,从覆盖可靠性的观点来看,信号覆盖空状态通常不是一件主要的事情。同样重要的是要注意到,在850MHz频段,信号波长已经足够短,使得通过将移动接收机仅挪动10cm,就能改变为产生深度空状态所需的特定的相位抵消。因此,一部移动接收机将不太可能长时间地停留在深度空状态之中。
从系统定时的观点来看,联播前向链路分组对移动接收机来说,将表现为一种多路径因素。若介于第一和最后的被接收的联播信号之间的总延时超过该系统信号的延时散布容差,则将出现恶化。对系统延时散布容差的一个简单估计就是将处于主信号路径的10dB范围内的所有信号限制在发送符号持续时间的10%以内。对综合调度加强网(iDEN)波形来说,这被解释为在25μs以内,俘获处于主信号的10dB范围内的所有信号。由于真联播导频将经常地作为强的,或者强于感兴趣的信号(对正常的多径系统来说,这是一个不太可能的脚本)的信号来接收,一种保守的估计将介于第一个和最后一个重要信号之间的总的额外延时限制在15μs以内。即使分配5μs给飞行时间变化,仍然允许介于正在服务的射频单元以及所有其他重要的射频单元之间可以有1英里的额外时间。即使在视线网络中,位于正在服务的射频单元1英里以外的各射频单元将不具有足够的能量来使信号恶化。因此,在这个实施例中,5μs表现为是一个保守的额外飞行时间的允许值。这仍然为基站到基站的帧定时变化保留了10μs的“延时散布”预算。
图5-9表示根据本发明的各联播系统的不同的各实施例。在图5-6的实施例中,在网络机架单元NCU上进行第二层(L2)处理,同时在空中链路机架单元ACU上进行第一层(L1)处理。在图7-8的实施例中,在网络机架单元NCU上进行所有的出境和第二层(L2)处理,同时在空中链路机架单元ACU上进行入境和第一层(L1)处理。在图9的实施例中,全部处理都在网络机架单元NCU上完成。
为了实现本发明的联播系统,可以在一个单独的中心位置来完成协议数据单元PDU的产生,并且,通过使用一个组播地址,就能将协议数据单元同时分配到所有的空中链路处理卡APC。一种解决方案就是让关联控制程序ACP、随机存取程序RAP以及语音信道程序VCP等任务运行于网络机架单元NCU上的一块空中链路处理卡APC,由此使后者变为一块网络处理卡NPC。每一个扇区将有一块网络处理卡NPC。虽然语音信道程序VCP没有单独的任务,但是语音信道程序VCP的处理是作为时隙请求的一部分来完成的,上述时隙请求仍然有待于集中化。
在图5的实施例中,所有第二层上半层的处理(CPU,随机存取程序、关联控制程序以及语音信道程序)被放置在网络机架单元NCU上的一块或多块网络处理卡NPC之中。第一层和第二层下半层(FEC,MAC)的处理被放置在空中链路机架单元ACU上的一块或多块空中链路处理卡APC之中。从各网络处理卡NPC向所有的(各)空中链路机架单元ACU联播出境的各协议数据单元PDU,各IQ分组则被产生并向被连接到(各)空中链路机架单元ACU的所有的射频单元RFU进行联播。在入境方向上,每一个空中链路机架单元ACU都从(各)射频单元RFU接收各IQ分组,并选择最好的分组用于处理。若一组有效的消息被解码,则它将被送往网络机架单元NCU,在这里进行介于从几个空中链路机架单元ACU接收的各分组之间的最后选择。
图5的实施例的优点之一就是,由于短的和不频繁的第二层协议数据单元,使得介于网络机架单元NCU以及空中链路机架单元ACU之间的业务量很少。此外,在入境和出境消息中使用时间戳(时隙号码)的集中化的第二层保证在各空中链路机架单元ACU之间实现同步。而且,所有被检测到的入境的第二层协议数据单元都被送往网络处理卡NPC,这意味着为了定位该系统中的移动站,不需要移动性管理。最后,在转换一个非联播系统方面,对CPU和数字信号处理器的各处理模块不需要作出改动,仅需要在介于数字信号处理器以及CPU之间的各接口处作出小量的改动。此外,通过提高介于网络机架单元NCU以及(各)空中链路机架单元ACU之间的链路的可靠性,就能保证由网络机架单元NCU所保持的重要信息(像信道设置表那样)能够可靠地被发送到每一个空中链路机架单元ACU,从而进一步地提高本系统的可靠性。
图6是表示图5(并且跟图2有些相似)的实施例中的各项功能任务图。在这个实施例中,介于数字信号处理器读出器/写入器任务以及消息路由器MR之间的消息队列MQ接口被网络接口所代替,后者包括通过TNETTASK各部件从任何一侧接入的局域网LAN。在此方法的一个实施例中,由网络处理卡NPC上的一个15ms时钟中断来产生各项时隙请求,并将其直接发送到消息路由器MR。然后,使用一个组播地址,针对一个特定的扇区,经由该网络将所产生的协议数据单元PDU发送到所有的空中链路处理卡APC。同样,经由网络来接收入境的各协议数据单元PDU。
图5和6的实施例将重的IQ分组业务量定位于介于空中链路机架单元ACU以及射频单元RFU之间的链路,同时令第二层接口保持对称和简单。即使CPU以及(各)数字信号处理器独立于NCU网络机架单元以及空中链路机架单元ACU之外,消息的延时通常是可以接受的。向/从几个刀片式电台RB收集各协议数据单元PDU,集中在一起,然后在一段消息中将它们一次发送出去,就能相当可观地减少消息的数目。在一个实施例中,为介于CPU以及数字信号处理器之间的消息延时分配一个15ms的时隙,这通常是足够的。通过提高介于网络机架单元NCU以及各空中链路机架单元ACU之间的链路的可靠性,就能进一步地提高本系统的可靠性。跟某些其他的实施例相比,这种体系结构具有较小的业务量,使之有可能去研制介于网络机架单元NCU以及各空中链路机架单元ACU之间的可靠的各项协议。
在图7的实施例中,所有出境的第二层和第一层处理都被设置在网络机架单元NCU中的一块或多块网络处理卡NPC之中。从各网络处理卡NPC向所有的射频单元RFU联播出境的各IQ分组。入境的第二层上半层(CPU)的处理被设置在网络机架单元NCU上的一块或多块网络处理卡NPC之中。第二层下半层和第一层的处理(数字信号处理器)被设置在空中链路机架单元ACU的一块或多块空中链路处理卡APC之中。在入境方向上,每一个空中链路机架单元ACU都从各射频单元RFU接收各IQ分组,并选择最好的分组用于处理。若一组有效的消息被解码,则它将被送往网络机架单元NCU,在这里进行介于从几个空中链路机架单元ACU接收的各分组之间的最后选择。
图7的实施例的优点之一就是,集中化的第二层/第一层处理能保证介于各刀片式电台RB之间的同步。此外,集中化的入境的第二层上半层的处理意味着为了定位该系统中的移动站,不需要移动性管理。而且,若在网络机架单元NCU上有一个系统时钟,则它能预先处理各出境时隙,并且系统延时可以缩短(为了补偿入境延时的变化所需的缓冲量较小)。此外,通过在网络机架单元NCU以及(各)空中链路机架单元ACU之间增加一条可靠的链路,以保证由网络机架单元NCU所保持的重要信息(像信道设置表那样)能够可靠地被发送到每一个空中链路机架单元ACU(在入境的第二层下半层和第一层处理中所需要的),就能进一步地提高本系统的可靠性。
图5的实施例有时比图7的实施例更受欢迎的原因之一就是,在图5的实施例中,在出境方向上,从网络机架单元NCU到(各)空中链路机架单元ACU的业务量很少。此外,由于在图7的实施例中,入境和出境处理不对称,所以对某些实施例来说,还需要对介于CPU和数字信号处理之间的接口进行进一步的修改。
图8类似于图2和6,是表示针对图7的实施例的各项功能任务的图。根据此方法,直接从网络处理卡NPC向所有的射频单元RB联播原始的I/Q样本分组,并且不需要把额外的网络任务都做一遍。入境消息处理类似于图6的处理。图8的方法的基本前提是,通过消除经由网络向另一块板传送数据的需求,就能缩短出境协议数据单元PDU的传输延时。同样,由于出境数据被联播,所以总的网络业务量是可以接受的。
图7和8的实施例在一个可以将延时最小化的系统中是特别有利的。为了改进这种体系结构,可以向网络机架单元NCU/网络处理卡NPC提供对系统时钟的接入以及时隙和帧记数器的一份拷贝,使得从空中链路机架单元ACU到网络机架单元NCU的时隙请求通常成为不需要。
在图9的实施例中,所有的第二层和第一层处理都被设置在网络机架单元NCU上的一块或多块网络处理卡NPC之中。从各网络处理卡NPC向所有的刀片式电台RB联播出境的各IQ分组,并且从每一个刀片式电台RB向各网络处理卡NPC发回入境的各IQ分组,在这里,各数字信号处理器在这些分组中作出最后选择。
图9的实施例的优点之一就是,集中化的第二层/第一层处理在各刀片式电台之间提供了更大的同步似然度。此外,由于所有的IQ分组都被送往网络处理卡NPC,所以为了定位系统中的一个移动单元,不需要通过移动性管理。将图9的实施例跟图5-8的实施例作一比较,在图9的实施例中,介于网络机架单元NCU以及空中链路机架单元ACU之间存在相当大的业务量,这是由于在每一个时间间隔内,每一个刀片式电台RB都发送和接收一个IQ分组,在一个实施例中,上述时间间隔为每7.5ms一次。此外,在图9的实施例中,数字信号处理器必须能够存储数十个IQ分组,用于选择过程,由于在数字信号处理器上有限的数据存储(容量),可能对此有所限制。因此,在某些情况下,图5-8的实施例可能比图9的实施例更为可取。
介于图5和6的方法以及图7和8的方法之间的主要差别在于,在图5和6的方法中,在网络处理卡NPC中产生各协议数据单元PDU,并且后者被送往空中链路处理卡APC。然后,在空中链路处理卡APC中的数字信号处理器将这些协议数据单元PDU转换为原始的I/Q样本,以便发送到各刀片式电台RB。在图7和8的方法中,在网络处理卡NPC上的数字信号处理器将这些协议数据单元PDU转换为原始的I/Q样本,并且直接地从网络处理卡NPC发送到各刀片式电台RB,由此绕过空中链路处理卡APC。
定时是本发明的联播方法的一个重要方面,在一个实施例中,语音性能允许用大约14ms来处理一项时隙请求,并且用协议数据单元PDU来响应各项出境请求。对入境的协议数据单元PDU来说,一项重要的要求就是,在下一个协议数据单元PDU于15ms之后到达之前,该数据已从数字信号处理器被取走。与非联播系统相比,图5-8的方法还有两个附加的差别。一个是需要缩短总的语音分组延迟时间,另一个就是分组数据的要求。
人们希望缩短在系统中的语音延迟量。例如,在一个数据传送运行于15ms(时隙请求)以及15ms+7.5ms(半个时隙)定时参考的系统中,一段至少为7.5ms的延时缩短具有特殊的价值。这里要指出两个区域,在其中可能出现延时缩短。对第一个可能出现延时缩短的区域来说,在一个实施例中,从数字信号处理器作出时隙请求的时间到该数据必须送往数字信号处理器的时间之间,该出境定时允许一个14ms的分组延时。这可以被缩短到一个7.5ms的延时。对第二个可能缩短延时的区域来说,在一个实施例中,数字信号处理器最初将15ms用于SRC滤波,它可能将这个时间缩短为7.5ms。
对一个联播系统来说,一个时隙请求边界可能表示一个时间,在这个时间,出境的各分组必须已经到达网络处理卡NPC,以便在下一个时隙中进行处理。在一个实施例中,分配7.5ms用于处理出境的各协议数据单元、将它们送往空中链路处理卡APC,以及将各协议数据单元PDU写入到数字信号处理器。
从综合站场控制器ISC到达的各语音分组也被同步于相同的时隙边界,并且它本身将在一个相对于时隙请求边界来说为适当地一致的时间内到达。为了得益于在发出时隙请求之前语音信道程序消息需要等待的最小延时量,可以实行JITA过程。
分组数据对语音有附加的要求。对语音处理来说,出境数据不依赖于入境数据,并且它们可以当作两个独立的过程来运行。对于分组数据PRAP消息来说,出境数据依赖于入境数据,并且,在它已经接收和处理入境数据之前,它一般地不发送它的出境数据。
对图5和6的方法以及图7和8的方法来说,入境定时可能是相同的。因为根据消息的类型(随机存取程序RAP,关联控制程序ACP,等等),数字信号处理器的处理可能要占用一段可变数量的时间,所以入境定时是更加复杂的。同样,向空中链路处理卡APC传送数据也取决于IQ分组何时到达数字信号处理器。在输入端的任何数量的定时变化都将导致当该数据被送往空中链路处理卡APC时的定时变化。
为了减少被送往网络处理卡NPC的网络消息的数量,只要协议数据单元PDU到达空中链路处理卡APC,它通常就不被发送到网络处理卡NPC。取而代之的是,它被捆绑并且在特定的时间间隔被发送。下面将对协议数据单元PDU的捆绑进行更详细的说明。
由于PRAP消息通常被尽快地发送,而其他消息在7ms之后可能不再保留,所以,按照7.5ms的间隔,从空中链路处理卡APC向网络处理卡NPC发送捆绑的协议数据单元PDU。在第一个7.5ms中出现的任何协议数据单元(特别是各PRAP协议数据单元)都可以在半时隙边界处被发送,并且在第二个7.5ms中出现的任何协议数据单元都可以在时隙边界处被发送。
虽然在某些实施例中可能出现高达40ms的延时,但是这通常是一种罕见的最坏情形。差不多所有的消息,除了关联控制信道ACC和分组数据以外,都将出现在第一个半时隙。同样,从空中链路处理卡APC向网络处理卡NPC进行传送和处理所需时间典型地在1ms上下。
在一个实施例中,可能有多达7个刀片式电台在任何给定的时间进行工作,其中,6个专用于语音,1个专用于分组数据。由于某些任务需要使用UDP,使得网络活动有可能使重要分组的发送/接收被推迟到一项重要活动之后,所以这需要被认为是一种潜在的延时。在估计执行时间中的一个问题就是许多事件可能随机地和不同步地出现。各项时隙请求以及入境数据出现在每一个15ms的边界,但是许多其他事件有时被认为是可能在任何时间出现以及一起出现的随机事件。例如,在15ms的间隔中,一个语音分组可能从综合站场控制器ISC那里到达,一个语音分组可能被送往综合站场控制器ISC,一个专用的控制信道DCC分组可能从综合站场控制器ISC那里到达,以及一条越区切换消息可能被送往综合站场控制器ISC。
为了减少随机性,可以在每15ms的时隙请求的边界处开始时对时隙请求进行处理,并且来自数字信号处理器的数据传送可以被设置在每15ms的时隙和半时隙的边界处。来自数字信号处理器的越区切换消息可以随同每一个半时隙分组来发送。其结果是,大多数随机事件将是某些不同步事件和伪事件。这种分配具有这样的效果在一个半时隙间隔中处理出境数据,并且在第二个半时隙间隔中处理入境数据,但是偶然的关联控制信道ACC消息除外。这种方法还可以用于分组数据的定时规格。
为了实现图5和6的方法中的定时,在一个实施例中,不由数字信号处理器产生时隙请求,宁可,从一个位于网络处理卡NPC之上的、同步于综合站场控制器ISC的15ms的时钟来产生时隙请求。这意味着将不从数字信号处理器读出各项时隙请求。在一个实施例中,假定发送一个分组需要50μs,并且接收一个分组需要120μs。为了更有效地利用消息,采用分组捆绑,这将在下面进行更详细的说明。
概括地说,在分组捆绑中,用于所有刀片式电台RB的各分组将被组合,并且作为一个整体被发送到空中链路处理卡APC。其结果是,仅调用一次muxSend功能(用于发送分组)以及调用一次滤波器功能(用于接收数据)。这在两个方向上应用于网络处理卡NPC以及空中链路处理卡APC。只有发往/来自综合站场控制器ISC的消息被个别地发送。这意味着将仅有一个网络为所有7个刀片式电台RB进行发送和接收,而不是7次个别的发送/接收。网络处理卡NPC的执行时间通常被认为是一个限制因素。由于走遍整个网络所需的额外时间,所以为完成入境和出境事件所需的总的执行时间有所增加。然而,某些这样的处理是在空中链路处理卡APC上完成的,而某些则是在网络处理卡NPC上完成的。由于网络处理卡NPC必须处理附加的非同步事件,所以它的执行时间对于在7.5ms的窗口内完成任务是重要的。越区切换消息通常跟入境数据组合在一起。
对于图7和8的方法来说,在一个实施例中,使用在以太网分组上的一个组播地址,直接地从网络处理卡NPC向所有的刀片式电台RB发送各IQ样本。入境处理和延时通常类似于图5和6的情形。图7和8的方法的两个重要方面就是,网络处理卡NPC的执行时间以及在介于网络处理卡NPC和空中链路处理卡APC之间的网络上的额外数据的影响。
为了实现图7和8的方法中的定时,在一个实施例中,不由数字信号处理器产生时隙请求,宁可,从一个位于网络处理卡NPC之上的、同步于综合站场控制器ISC的15ms的时钟来产生时隙请求。这意味着将不从数字信号处理器读出各项时隙请求。在一个实施例中,假定发送一个分组需要50μs,并且接收一个分组需要120μs。只有入境数据才有额外的发送/接收。为了更有效地利用消息,在入境方向上采用分组捆绑,这将在下面进行更详细的说明。在一个实施例中,入境处理在空中链路处理卡APC和网络处理卡NPC之间进行分配。由于走遍整个网络所需的额外时间,所以为完成入境和出境事件所需的总的执行时间有所增加。由于某些这样的处理是在空中链路处理卡APC上完成的,而某些则是在网络处理卡NPC上完成的,所以,所得到的网络处理卡NPC的裕量应当仅反映在网络处理卡NPC上完成的处理。越区切换消息通常跟入境数据组合在一起。
在图5-8的方法的一个实施例中,所有的刀片式电台RB都互相同步在10μs以内。将向所有的刀片式电台RB提供来自综合站场控制器ISC的1pps(每秒1个脉冲—译者)的定时信号。这个1pps定时信号也可以被当作是1pps的事件。还有,将向一个或多个刀片式电台RB提供一个时隙和帧号码,它将通过以太网被分配到各刀片式电台RB,作为以太网同步(SYNC)消息。接收以太网同步消息的所有刀片式电台RB将把它们的时隙和帧计数器设置为在下一个1pps事件中由以太网同步消息所提供的数值。这表明该1pps事件,或者定时信号,必须在彼此相差10μs的时间以内,被分配到所有的刀片式电台RB。将通过一个FPGA部件或者通过CPU,在网络机架单元NCU中完成以太网同步消息的产生。然后,通过使用一个组播地址,向所有的刀片式电台RB广播该以太网同步消息。可供替代地,可以通过紧靠在一个特定的1pps事件之前向一个或多个刀片式电台发送一组以太网同步消息,并且稍后向一个或多个其他的刀片式电台发送另外的以太网同步消息,以选择性的方式来同步所有的刀片式电台RB。在任何以太网同步消息中所包含的时隙和帧号码都必须符合于时隙和帧号码的当前流水计数,使得任何刀片式电台都可以个别地同步于该系统的其余部分。
在一个实施例中,最好是向NCU和每一个ACU提供一个时基,它包括时隙和帧的流水计数。NCU时基的同步将根据下列步骤而产生。若网络处理卡NPC尚未实现同步,则它将等待含有时隙和帧的调整信息的以太网同步消息的接收。网络处理卡NPC ISR每15ms将响应一次周期性中断,并且读出在FPGA部件上的一个寄存器。当部件FPGA上的1pps比特变为置位状态(仅针对一次中断才被置位,该中断对应于一个1pps事件)时,网络处理卡NPC将开始使用来自时隙调整信息的时隙号码,作为新的时隙号码。每次15ms中断都使时隙号码加1。使用一个过程使ACU时基同步,该过程基本上相同于NCU的同步所使用的过程。
在非联播系统中,各刀片式电台RB都向数字信号处理器发送一个带有时隙号码的入境的I/Q分组。然后,数字信号处理器将这个时隙号码发送到空中链路处理卡APC,作为时隙请求的一部分。然后,空中链路处理卡APC用一个基于时隙号码的协议数据单元来作出响应。对于图5-8的方法来说,通过从空中链路处理卡APC向网络处理卡NPC发送一项时隙请求所引入的延时量通常会大于预期的延时。跟网络延时组合在一起,这将在网络机架单元NCU产生一个相当可观的改变着的时隙请求消息。解决方案就是由网络机架单元NCU上的已同步的15ms时钟来产生时隙请求,而不由数字信号处理器来产生时隙请求。剩下的问题就是网络处理卡NPC需要知道哪一个时隙被当作时隙请求的一部分来进行处理。网络处理卡NPC用以跟正确的时隙号码实现同步的方法就是让网络处理卡NPC从位于局域网接口卡LC之上的FPGA部件向位于网络处理卡NPC上的FPGA部件发送一个脉冲宽度调制(PWM)信号。这个脉冲宽度调制信号将含有15ms(也可能是7.5ms)的时钟信息以及1pps信息。
伴随着非联播系统的一个实施例的一个问题就是,当来自综合站场控制器ISC的信道设置(表)到来时,Tx和Rx数字信号处理器核心同时用这份信道设置表进行更新。出境时隙处理滞后于入境时隙处理一对时隙的时间。这意味着出境时隙处理有一份尚未更新的表。对语音来说,由于从信道设置到实际使用之间足以容纳一段延时,所以这通常不会成为一个问题。对分组数据来说,由于在入境和出境的各协议数据单元PDU之间存在较紧密的衔接,所以就不再是这样的情形。一种解决方案就是让数字信号处理器去存储信道表的一段历史,但是,由于空间的限制,这不能作为一种选择。另一种解决方案就是发送一个具有每一组时隙请求的各协议数据单元的新的信道表。这有几方面的好处其一是它令信道表跟各项时隙请求保持同步,并且随着各项时隙请求而更新。其二是在对网络处理卡NPC提出信道设置请求时,它消除了一次网络发送调用,由此,缩短了昂贵的信道设置时间。
如上所述,图5-8的方法利用捆绑技术,以便更有效地使用网络。因此,在一个实施例中,针对每一个刀片式电台RB的各协议数据单元PDU通常被组合在一起,并且作为一个以太网分组在一起发送。其结果是只有一个muxSend用于发送数据,并且仅调用一次滤波器功能,用以接收数据。每一个射频单元RFU都完成一次捆绑,后者由一个单独的空中链路处理卡APC进行处理。协议数据单元PDU的捆绑可以被用来从网络处理卡NPC向空中链路处理卡APC发送数据,用于出境时隙请求,以及从空中链路处理卡APC向网络处理卡NPC发送数据,用于入境数据显示。由网络处理卡NPC上的消息路由器MR以及空中链路处理卡APC上的数字信号处理器读出器任务对协议数据单元捆绑进行管理。
图5-8的方法依靠用于协议数据单元PDU交换、以及用于发送协议数据单元PDU或原始I/Q样本的网络接口。在一个实施例中,在空中链路处理卡APC上的所有网络活动都通过一个莫托罗拉FCC以太网驱动器,并且由tNetTask进行调度。在tNetTask中,为所接收和发送的每一个分组安排一份“工作”。当用于执行此项工作的时间到来时,数据就被发送到驱动器以供发送和接收。只要调用muxSend,就能进行送往/来自空中链路处理卡APC的所有数据发送。由于全部的网络堆栈都在同一个tNetTask管理下运行,所以任何TCP/IP活动也都需要由这个协议数据单元PDU的活动来加以调度,并且,其结果是,由于它需要等待TCP/IP分组处理,所以协议数据单元PDU分组的发送/接收可能出现比预期的更长的延时。在一个实施例中,对所有同步和非同步活动来说,针对在分组接收中的一次单独的冲突的可能的最大延时为120μs,针对来自伪重要任务的一次ICMR活动的可能的最大延时为170μs。网络处理卡NPC的裕量足以容纳这些延时。
由于协议数据单元PDU的发送发生在一个分布式网络之中,所以一种考虑就是提供一条可靠的链路。为了产生一条可靠的链路,提供了对分组丢失或链路失效的检测,以及在分组失效时进行重发。
用于图5-8的系统的交换机配置被这样设置,使得来自各刀片式电台RB的0×1180个分组不从介于空中链路机架单元以及网络机架单元之间的接口发送。在出境方向上,所有协议数据单元PDU的已捆绑的以太网分组都有一个与之相关的组播地址。在入境方向上,所有协议数据单元PDU的已捆绑的以太网分组都有一个与之相关的单播地址。
为各空中链路处理卡APC以及各网络处理卡NPC提供消息格式和类型,它们表示为每一块空中部链路处理卡APC指定的多个协议数据单元PDU(捆绑)的累积。用于空中链路处理卡APC以及网络处理卡NPC的代码被这样实现,使得相同的消息到达适当的消息队列。由于以太网程序使用一个组播地址来取代单播地址,所以被发送到消息队列的消息源不同于非联播系统。消息路由器任务MR互相积累各协议数据单元。一旦接收到每一个协议数据单元PDU,就基于RSSI度量来选择一个单独的协议数据单元PDU。正是这个协议数据单元PDU被发送到适当的任务。
各数字信号处理器执行入境消息滤波。为了作到这一点,各数字信号处理器被告知它们需要处理的一个刀片式电台RB的添加或去除。这通常需要在一个周期性地被发送到数字信号处理器的消息中设置一个标志或比特字段。
与非联播系统相对比,对图5-8的方法来说,各数字信号处理器在15ms时隙请求边界上不产生时隙请求。然而,通过提供中断,该系统就能检查该数字信号处理器正在处理的是哪一个时隙号码,以及系统认为它应当处理哪一个时隙号码,由此,在这些情况下告知出错。
数字信号处理器还发送一个在每一段入境消息中设置的RSSI量度。这是在网络机架单元NCU中用于入境消息选择所需的一项标准。为了简化接口,数字信号处理器在每一个时隙间隔中都发送一组具有RSSI的入境消息,但是仅为有效的各协议数据单元PDU设置有效的同步标志。这使得该接口经常都发送每次信息的确切类型,而不必去补偿可变长度的消息。
对图5-8的方法来说,一般来说,网络管理包括将网络处理卡NPC跟一组空中链路处理卡APC以及涉及特定扇区的射频单元RFU联系起来。这包括向适当的扇区正确地分配组播地址。用于空中链路处理卡APC以及网络处理卡NPC的代码库可以是相同的,但是每一个都能识别它自身,以便开始执行特定的任务。网络管理也负责将附加的各刀片式电台RB告知适当的网络处理卡NPC以及空中链路处理卡APC。
对图5-6的方法来说,支持数字信号处理器的读出器和写入器的代码积累来自每一个数字信号处理器的各协议数据单元PDU,随后,执行一段muxSend以取代msgQSend,用以发送各协议数据单元PDU。为了接收,数字信号处理器写入器WT接收来自滤波器功能的一段消息,以取代来自消息路由器任务MR的消息,如同在非联播系统中所做的那样。进一步地跟非联播系统进行比较,在图5-6的方法中,消息路由器任务MR通过muxSend进行发送,以取代msgQSend。已接收的数据经由来自滤波器功能的消息队列继续到达。网络管理通常都知道各数字信号处理器仅位于空中链路处理卡APC之上,并且通常不在网络处理卡NPC之上。
对图7-8的方法来说,支持数字信号处理器的读出器和写入器的代码积累来自每一个数字信号处理器的各协议数据单元PDU,随后,执行一段muxSend以取代msgQSend,用以向网络处理卡NPC发送各协议数据单元PDU,如同在非联播的实施例中所做的那样。在两种情况下,数字信号处理器写入器WT都是相似的。同样,数字信号处理器的各负载被设置,以便支持用于每一个核心的一个单独的入境处理和一个单独的出境处理。这个实施例可能需要两个位于网络处理卡NPC之上的出境负载,以及两个位于空中链路处理卡APC之上的入境负载,使得各空中链路处理卡APC具有不同于各网络处理卡NPC的配置。网络管理通常都知道各出境的数字信号处理器位于网络处理卡NPC之上,以及各入境的数字信号处理器位于空中链路处理卡APC之上,以便进行设置和配置。
对图5-8的实施例来说,来自语音处理的分组数据运行于一个独立的网络处理卡NPC之上。该网络处理卡NPC向微处理器PROC提供一个15ms的中断,后者同步于综合站场控制器ISC的1pps时钟。网络处理卡NPC还可以支持跟此项时隙请求相关的时隙号码的读出。
对图5-8的实施例来说,入境分组选择是这样一种方法,借助于此种方法,来自各射频单元RFU以及各空中链路机架单元ACU的各入境消息被组合为一条消息,它表示该扇区(的消息)被送往综合站场控制器ISC。多个空中链路机架单元ACU以及多个射频单元RFU可以被分配在一个扇区之内。对多个射频单元RFU来说,数字信号处理器负责选择适当的入境分组。其结果是,来自每一个空中链路机架单元ACU的一条单独的入境消息代表一个特定的扇区。
对多个空中链路机架单元ACU来说,网络处理卡NPC从每一块空中链路处理卡APC那里接收一条入境消息,它代表一个特定的时隙和扇区。不管是否有实际的消息需要提供,也不管是否可能有一个时隙请求边界可用于关联控制信道ACC类型的消息,入境消息都出现在每一个半时隙边界上。附在每一段入境消息之上的是针对该特定时隙的信道质量测量数值。这个信道质量度量包括RSSI,I+N以及同步出错标志。同步出错标志被用来首先跟各时隙进行比较,并且具有无效同步的任何消息将被忽略。然后,RSSI和I+N数值被用来计算针对来自每一个空中链路机架单元ACU的特定时隙的SQE。具有最大的SQE的空中链路机架单元ACU令其入境消息被选择为适当的消息以供处理,并将其发送到综合站场控制器ISC。除了选择入境消息以外,被选出的信道质量集合也是用于该特定时隙以形成越区切换消息的集合。在一个实施例中,这个度量集合被发送到网络机架单元的新的基地电台管理实体BRM,在这里,它积累了24组测量结果,并且随后作为一个越区切换测量报告发送出去。
根据网络处理卡NPC的执行时间,当把图5-6的方法跟图7-8的方法进行比较时,在某些实施例中,通过将耗费时间的数字信号处理器写入卸载到另外的处理器,就能提供一种更加有效的处理过程。虽然,在一个实施例中,总的循环时间比图5-6的方法长170μs,但是,由于不必在许多其他事情上跟CPU进行竞争,所以延时的可能性得以减少。图5-6的方法的效率得以实现,因为有时网络处理卡NPC的CPM模块向空中链路处理卡APC发送以太网协议数据单元PDU的速度比网络处理卡NPC的CPU将协议数据单元PDU写入到各数字信号处理器部件的速度要快得多。
在某些实施例中,图5-6的方法以及图7-8的方法都获得所需的15ms总的处理延时。由于入境和出境的分离在不同的电路板上进行处理,所以图7-8的方法的软件稍为复杂一些。此外,在某些实施例中,由于时隙请求是在网络处理卡NPC上产生的,而不是从各数字信号处理器产生的,所以,图5-6的方法以及图7-8的方法跟非联播系统相比,都获得了附加的160μs的延时缩短。
通过改进为每一个刀片式电台处理一个协议数据单元PDU所需的时间,通常还可以改进图5-8的方法和系统的能力。由于各刀片式电台RB的数目乘以这个时间就是整个系统总的处理时间,所以任何时间节省都转变为倍乘的节省。此外,当数字信号处理器获得设置请求消息时,系统的信道设置将更新数字信号处理器的各设置表。若这个信道设置信息随同各项时隙请求一起被发送,则它消除了一次网络发送。
对图5-8的方法来说,在空中链路处理卡APC和数字信号处理器之间传送的消息是业务接入点(SAP)消息。这样的消息通常跟iDEN功能规格配合工作。各协议数据单元PDU跟附加信息相组合,以建立业务接入点。时隙请求所产生的、并且被写入数字信号处理器的正好就是这个业务接入点SAP。
为了实现图5-8的方法,一段消息被专门地用来表示被发送到空中链路处理卡APC的业务接入点SAP以及被发送到网络处理卡NPC的业务接入点SAP。该消息表示在一块特定的空中链路处理卡APC上,针对每一个射频单元RFU的业务接入点SAP的积累。根据配置,在一个具有7部刀片式电台RB的实施例中,每一条消息可以表示多达7个业务接入点SAP,每一个对应于一部刀片式电台RB。每一个业务接入点SAP都跟一个不同的基地电台标识联系在一起。
各刀片式电台RB或各射频单元RFU都可以在系统启动或者在系统已经运行以后,动态地插入到图5-8的系统之中。各刀片式电台RB的开始和停止的设置和管理分别由运行于一块接口卡IC以及一块局域网接口卡LC之上的iRBS和iRBC任务进行控制。由位于局域网接口卡LC之上的基地电台部分BRS以及位于网络处理卡NPC之上的信道设置任务CS来控制基地电台部分BRS以及空中链路处理卡APC信道设置表的设置和管理。可能出现几种不同的设置脚本,其中的每一种可能需要对系统的某一部分采取稍为不同的动作。这些脚本全都基于在同一载频的多个空中链路机架单元ACU上启动多个射频单元RFU。下面将更详细地讨论4个脚本,其中的前3个示于图10。
如图10所示,对第一个脚本来说,第一射频单元RFU在第一空中链路机架单元ACU中被启动,在图10中它被表示为ACU#1。这就是第一刀片式电台RB的情形,在图10中它被指定为RB#1。在这个案例中,一个基地电台部分BR需要由综合站场控制器ISC进行启动,需要将信道表告知网络处理卡NPC信道设置CS,并且空中链路处理卡APC也需要用各信道表来进行首次设置。在图10的实施例中,所有各刀片式电台RB都处于相同载频之上,并且被分配到相同的基地电台BR以及相同的扇区。
正如图10将进一步地说明的那样,对第二脚本来说,第二射频单元RFU在第一空中链路机架单元ACU中被启动,在这个案例中,仅需将另一个刀片式电台RB(在图10中被指定为RB#2)已经启动这一情况告知该空中链路处理卡APC。该空中链路处理卡APC将这样来设置数字信号处理器,使得它知道另一个射频单元RFU有待于处理。在这个实施例中,无论是基地电台部分BRS,还是网络处理卡NPC信道设置CS,通常都不需要知道这种情况。在这个脚本中,该基地电台BR尚未被解锁。
正如图10将进一步地说明的那样,对第三脚本来说,在基地电台BR被解锁之后,位于第二空中链路机架单元上的第一射频单元RFU将被启动。在这个案例中,网络处理卡NPC信道管理员CM需要将各信道表设置在新的空中链路处理卡APC之上。
对第四脚本(未示出)来说,第二射频单元RFU在已运行的一个空中链路机架单元ACU上被启动。在这个案例中,仅需将它有另一个刀片式电台RB有待于处理这一情况告知数字信号处理器。在这个案例中,数字信号处理器需要就接受哪一个入境I/Q分组一事作出决定。
来自iRBS任务的关于添加一个附加的刀片式电台RB的消息可以在任何时间到来。在一个实施例中,若基地电台部分RBS仍然被锁住,则信道设置CS通常必须等待,直到在设置空中链路处理卡APC之前,它从基地电台部分RBS接收到一条解锁触发消息为止。一旦基地电台RB处于解锁状态,所有附加的刀片式电台RB都将由位于网络处理卡NPC之上的信道设置CS进行管理。
必须注意的是,在上述实施例中,每一个射频单元RFU可以有多达7部的刀片式电台RB,但是在一个射频单元RFU里面的每一个刀片式电台RB都跟一个不同的基地电台部分BRS联系在一起。虽然在图10中示出了一个单独的基地电台部分BRS,但是,应当理解,所有其他的基地电台部分都将独立地跟随相同的序列。在图10中,位于一个单独的空中链路机架单元ACU之上的附加的射频单元RFU表示添加了下一个刀片式电台RB,它联系于一个已经初始化的基地电台BR。在这种实施方式中,假定,只要至少有一个刀片式电台RB在运行,则基地电台BR将被认为是在运行。还必须注意的是,在这个实施例中,在空中链路机架单元ACU以及网络机架单元NCU的同步已经发生之前,刀片式电台RB的同步一般地不会发生。
介于图10的模型以及非联播系统之间的一个差别就是来自iRBS任务的添加刀片式电台RB的消息Add。信道设置任务CS确定它是否第一射频单元RFU。若为是,则它设置位于新的空中链路处理卡APC之上的信道表。若它是位于第一空中链路处理卡APC之上的第二射频单元RFU,则它将附加的刀片式电台RB有待于处理这一情况告知数字信号处理器。全球定位系统GPS的时隙/同步过程也是不同的,这将在下面进行更详细的讨论。
在接通电源以后,网络处理卡NPC通过读出一个硬件寄存器来确定它是否一块网络处理卡NPC。在一个实施例中,一旦网络处理卡NPC已经确定它是一块网络处理卡NPC,除了数字信号处理器读出器RT(RFN_DSPR_TASK),数字信号处理器写入器(RFN_DSPW_TASK),以及消息路由器MR(RFN_DSPX_TASK)任务以外,所有的任务都将被启动。
在接通电源以后,空中链路处理卡APC通过读出一个硬件寄存器来确定它是否一块空中链路处理卡APC。一旦已经确定它是一块空中链路处理卡APC,除了随机存取过程RAP,关联控制过程ACP,入境消息任务INTASK,出境消息任务OUTTASK,消息路由器MR以外,所有任务以及所有分组数据将被启动。
除了正常启动序列以外,在一个实施例中,在允许刀片式电台RB初始化之前,接口卡IC还要确认空中链路机架单元ACU已经跟网络机架单元NCU建立同步。位于接口卡IC之上的定时部件FPGA跟网络接口卡LC握手,以便使它本身建立同步。在一个实施例中,位于接口卡IC上的CPU周期性地检查定时部件FPGA的状态,并且,当检测到一个同步时钟时,它继续进行刀片式电台的初始化。在这个实施例中,通常不从空中链路机架单元ACU向网络机架单元NCU发送入境消息,除非已经实现同步。
在非联播系统中,由基地电台部分BRS来设置在各刀片式电台RB上的时隙号码。该序列开始于由基地电台部分BRS发送一项全球定位系统时隙/帧请求,并且等待具有时隙号码的全球定位系统时隙/帧响应。当综合站场控制器ISC发送一条具有当前全球定位系统时隙/帧响应的消息时,基地电台部分BRS就向刀片式电台RB发送一条以太网消息,用于设置时隙号码。当仅有一部跟一部基地电台BR相关的刀片式电台RB时,这种方法是可以接受的。然而,对图5-8的联播方法来说,由于每一个基地电台BR都有多个刀片式电台RB,所以刀片式电台RB管理任务向刀片式电台RB发送消息,以便设置时隙号码。
图11是一份图,表示作为为每一部刀片式电台RB的插入而执行的全球定位系统时隙/同步过程的一部分而发生的事件序列。在图11中,所有刀片式电台RB都处于相同的载频,并且被分配到相同的基地电台BR以及相同的扇区。如图11所示,进入全球定位系统时隙/同步状态之后,基地电台部分BRS就向iRBS任务发送全球定位系统时隙/帧同步消息。这条消息触发该iRBS任务向综合站场控制器ISC发送一项全球定位系统时隙/帧请求,并且综合站场控制器ISC在全球定位系统时隙/帧响应中用帧和时隙号码作出响应。若这是第一部刀片式电台,则iRBS任务等待这个来自基地电台部分BRSA的触发,从而它能保持正确的状态。
随着附加的刀片式电台RB针对一个特定的基地电台BR而被初始化,iRBS任务向综合站场控制器ISC请求一个时隙/帧号码。这个全球定位系统时隙/帧响应是一个组播地址,并且被送往系统中的所有基地电台BR。通常在这样的情况下,分配器(Distributor)任务会向每一个基地电台部分BRS按路由传送一条消息,但是由于iRBS任务负责所有的刀片式电台RB,所以在这个实施例中,利用被送往此项任务的一条单独的消息,并且被认为是足够的。在跟随着时隙定时调整消息的下一个1pps中,时隙和帧号码在FPGA部件中被设置。
对图5-8的方法来说,运行于网络处理卡NPC之上的信道设置任务CST负责为系统中的所有空中链路处理卡APC管理信道表。在非联播方法的信道设置任务CST中,此方法在接收到逻辑信道分配,信道设置CS,以及基地电台BR解锁触发器之后,就向数字信号处理器写入信息。在图5-8的联播方法中,各数字信号处理器没有被放置在网络处理卡NPC之上,这就需要将此项信息发送到空中链路处理卡APC,以便将其装入空中链路处理卡APC。
参照图10,0×1106消息被扩展为包括送往/来自空中链路处理卡APC的消息,用以设置此项相同的信息。0×1106消息被用于信道分配以及基地电台BR解锁触发器,在这个实施例中,它通常仅在初始化过程中出现一次。从综合站场控制器ISC接收的任何信道设置请求CS通常都作为时隙请求捆绑消息的一部分被送往空中链路处理卡APC,以减少不必要的网络业务量。在接收到一项信道设置请求之后,本地(网络处理卡NPC)的信道表被更新,以反映各种变化。
信道设置任务CST响应于许多不同类型的消息。介于网络处理卡NPC以及系统局域网接口卡LC之间,通常有0×1106条消息,介于空中链路处理卡APC以及网络处理卡NPC之间,通常有0×1186条消息。这些消息其中之一就是用于解锁基地电台BR的一个触发器。它从基地电台部分BRS被发送到网络处理卡NPC。另一条消息用于将各项系统参数发送到空中链路处理卡APC,它从网络处理卡NPC发送到空中链路处理卡APC。另一条消息用于确认系统参数的设置,它从空中链路处理卡APC被发送到网络处理卡NPC。另一条消息用于确认解锁,它从网络处理卡NPC被发送到基地电台部分BRS。
一条附加的消息用于确认逻辑信道分配,它从网络处理卡NPC被发送到基地电台部分BRS。另一条消息是一个触发器,用于将基地电台BR锁定于网络处理卡NPC之上,它从基地电台部分BRS被发送到网络处理卡NPC。另一条消息是一个触发器,用于将基地电台BR锁定于空中链路处理卡APC之上,它从网络处理卡NPC被发送到空中链路处理卡APC。另一条消息用于为主控制信道提供信令,它从网络处理卡NPC被发送到空中链路处理卡APC。另一条消息用于确认主控制信道的设置,它从空中链路处理卡APC被发送到网络处理卡NPC。另一种类型的消息用于通知附加的刀片式电台RB已经就绪,它从rRBS任务被发送到网络处理卡NPC,应当注意到,虽然这不是一组0×1106消息,而是一条来自iRBS任务的消息,它向信道设置任务CST表明,附加的刀片式电台RB现在已经就绪。
参照图10,信道设置任务将根据来自基地电台部分BRS的一个已解锁的基地电台BR的消息,来设置网络处理卡NPC的信道信息。若这是一块初始的空中链路处理卡APC,则它将把各系统参数设置在这块特定的空中链路处理卡APC之上。网络处理卡NPC上的滤波器功能负责将所有的0×1106和0×1186消息送往信道设置任务CS。在空中链路处理卡APC上,滤波器功能负责将所有的0×1186消息送往消息路由器任务。
信道设置任务CS还负责提供适当的信道表,准备在处理每一项时隙请求之后,将其送往数字信号处理器。在一个实施例中,在送往Tx核心的信道表以及送往Rx核心的信道表之间,通常需要有一段延时。这是因为Rx核心在任何给定时间内都在处理来自Tx核心的一个不同的时隙。为了实现这一点,采用一个圆形的信道表,如图12所示。
参照图12,提供了一个实例,在其中,在环形缓冲器RBUF中的各数字表示一个不同的时隙号码。信道设置请求CS将从一个特定的时隙号码(例如,#1)开始,从新配置该信道表。在这个实例中,表项#9就是Rx核心当前正在使用的先前的表项,而#6则是Tx核心当前正在使用的延时为N(在本例中为3)的各表项。通过在每一项时隙请求上将缓冲器指针加1,用于Tx和Rx核心的各表项就受到控制。
图13是消息路由器任务MR的一份流程图。消息路由器任务MR负责在空中链路处理卡APC上,建立介于该网络以及数字信号处理器读出器和写入器任务WT之间的接口。此项任务主要地响应于3个事件。第一个事件就是针对一个时隙请求定时器,它是这样一个事件,在其中,每7.5ms就向网络处理卡NPC发送一组捆绑消息。第二个事件就是针对触发器消息,它是来自网络处理卡NPC的0×1186基地电台BR控制消息。第三个事件就是针对出境捆绑消息的,它是被送往数字信号处理器写入器的出境捆绑消息。
如图13所示,在方框310,程序令各功能变量初始化。在判断框312和314,程序进入一个包括7.5ms延时间隔的循环,该循环一直继续下去,直到如在判断框314中所判定的接收到一条消息为止。一旦接收到一条消息,程序就进入判断框320,在这里,程序判定已接收的消息是否一组入境捆绑消息。若该消息是一组入境捆绑消息,则程序进入判断框332。
在判断框332,程序判定捆绑消息的尾部是否已经到达。若捆绑消息的尾部已经到达,则程序返回。若捆绑消息的尾部尚未到达,则程序进入方框334。在方框334,程序复制Mblk,作为一条单独的协议数据单元PDU消息。在方框336,程序将该消息送往信号处理器写入器,随后返回到判断框332。
在判断框320,若已接收的消息不是一组入境捆绑消息,则程序进入到判断框322。在判断框322,程序判定已接收的消息是一组触发器消息,而不是一个时隙定时器事件。若已接收的消息是一组触发器消息,则程序进入方框342。在方框342。程序对该触发器进行处理,然后返回。
在判断框322,若程序判定已接收的消息不是一组触发器消息,而是一个时隙定时器事件,则程序进入方框352。在方框352,程序发送该捆绑消息。在方框354,程序设置一组新的捆绑消息,然后返回。
在一个实施例中,为了消除从数字信号处理器读出器任务到消息路由器任务MR的一个额外的拷贝,提供一个API,以调用数字信号处理器读出器任务,要求返回一个指向应当写入数据的Mblk位置的指针。这就说明一个出境捆绑消息的本地拷贝如何在数字信号处理器读出器任务以及消息路由器任务之间实现共享。数字信号处理器写入器接收含有一个Mblk的消息,其中含有准备写入到数字信号处理器的协议数据单元。为了减少原始的数字信号处理器写入器版本所需的更改,使用一个函数来提供一种方法,把在一个Mblk之中的数据拷贝到另一个Mblk。这个程序实际上并不拷贝数据,宁可,它让原始Mblk的一个参考计数器加1,并且该Mblk不得释放,直到该Mblk的每一个引用都被释放以后为止。这允许多条消息被送往数字信号处理器写入器,而每一条消息都引用原始的Mblk,由此消除了协议数据单元PDU的一个拷贝。
数字信号处理器读出器任务RT负责从数字信号处理器读出入境消息,并把它们添加到捆绑消息之中。为了消除从数字信号处理器读出器经由一个消息队列到达消息路由器的协议数据单元的一个拷贝,在一个实施例中,数字信号处理器读出器直接向一个Mblk进行写入,该Mblk被消息路由器以及数字信号处理器读出器所共享。提供一个API,它允许进行功能调用,以锁定缓冲器,并获得写入位置。
数字信号处理器写入器任务WT接收一组具有Mblk的单独的消息,其中含有待写入的协议数据单元PDU。数字信号处理器将协议数据单元PDU写入到数字信号处理器并释放该Mblk。
消息路由器任务MR独立地处理出境时隙请求或入境时隙请求。作为需要从多个空中链路机架单元ACU进行选择的结果,入境处理显得有些复杂。在一个实施例中,消息路由器任务MR被分解为两个独立的任务,分别称为出境消息任务OUTTASK以及入境消息任务INTASK。在一个实施例中,OUTTASK在时隙请求边界上,每15ms接收一条单独的时隙请求消息。该消息来自时隙请求定时器。然后,OUTTASK检查每一个已被设置的活动的基地电台BR,并且调用适当的时隙请求功能,同时将所得到的协议数据单元PDU添加到出境消息之中。
图14是出境信息处理任务OUTTASK的一份流程图。方框“出境SDB处理过程”跟在非联播系统中所做的相似。如图14所示,在方框410,程序令各功能变量初始化。在判断框412和414,程序进入一个由时隙请求定时器控制的循环,以判定何时接收到一条消息。当判断框414判定已经接收到一条消息时,程序进入方框420。
在方框420,程序获得活动的基地电台标识。在方框422,程序处理时隙号码,使之变为时隙类型信息(基地电台标识baseRld)。在方框424,程序处理出境的各协议数据单元PDU。在判断框426,程序判定活动基地电台的尾部是否已经到达。若尚未到达,则程序返回到方框420。在判断框426,若判定活动基地电台的尾部已经到达,则程序进入方框428。在方框428,程序向空中链路处理卡APC发送一组捆绑消息,然后返回到判断框412。
在本发明的联播系统中,由于一条特定的信道可能有多部刀片式电台RB处于一个移动装置的收听距离以内,所以,从该移动装置发出的一条消息可能被多部刀片式电台RB所接收。其结果是,从两个源向入境消息任务INTASK发送相同的消息。在一个实施例中,在关联控制过程ACP或者随机存取过程RAP任务进行它们的处理之前,这些重复的消息被缩减为一条单独的消息。在两个位置上需要选择入境消息。一个位置就是前面所讨论的用于特定的射频单元RFU的数字信号处理器。第二个位置就是用于来自每一个空中链路机架单元ACU的消息的入境消息任务INTASK,这将在下面进行更详细的讨论。
在接收一条入境消息时,入境消息任务INTASK接收具有一捆协议数据单元PDU的一条以太网消息。这是来自系统中每一个空中链路机架单元ACU的一捆消息。若只有一个空中链路机架单元ACU,则已接收的第一捆将被处理。若系统中有多个空中链路机架单元ACU,则通常让入境消息任务INTASK进行等待,直至接收到全部捆绑消息为止。一个入境消息定时器被用来防止系统因丢失一捆而无限期地出现阻塞。
一旦接收到全部捆绑消息,就对在该捆中具有相同基地电台标识BRID和时隙号码的所有协议数据单元PDU进行比较。首先检查各协议数据单元PDU,以便确信其同步标志为有效,并且,若它不是有效的,则该协议数据单元PDU被抛弃;否则,它被用于比较。在一个实施例中,将根据RSSI以及I+N来计算该时隙的SQE。具有最大SQE的协议数据单元将被选出用于进一步的处理,剩下的各协议数据单元将落选。伴随着被选出的协议数据单元PDU的RSSI测量集合被送往适当的基地电台部分BRS,用以产生越区切换消息。
图15是一个入境消息处理任务INTASK的流程图。在一个实施例中,仅有一个定时器,并且它在接收到第一空中链路机架单元ACU的消息时被激活。若出现定时器事件,则使用当前可用的捆绑消息,并且来自相同时隙的任何随后的捆绑消息都将被抛弃。该系统还报告出错。图15的定时器的分辨率通常高于系统时钟所提供的分辨率。
如图15所示,在方框510,程序令各功能变量初始化。在判断框512和514,程序进入一个具有定时器的循环,该定时器在方框524中被激活(这将在下面进行更详细的讨论),该循环一直继续下去,直到接收到一条消息为止。在判断框514,一旦判定已经接收到一条消息,程序就继续进入判断框516。在判断框516,程序判定已接收的消息是一组入境捆绑消息,而不是一组入境消息定时器事件。在判断框516,若程序判定已接收的消息不是一组入境消息,而是一组入境定时器事件,则程序进入方框532。在方框532,报告出错,并且程序进入方框540,下面将对此进行更详细的讨论。
在判断框516,若程序判定已接收的消息是入境消息,则程序继续进入判断框522。在判断框522,程序判定最后的空中链路机架单元ACU是否已经到达。若最后的空中链路机架单元ACU尚未到达,则程序进入方框524,在这里定时器被激活,并且程序返回到方框522。
在判断框522,若程序判定最后的空中链路机架单元ACU已经到达,则程序继续进入方框540。在方框540,定时器失能。在方框542,程序选择一个适当的入境协议数据单元PDU。在方框544,程序向基地电台部分发送HO测量报告。在方框546,程序处理入境的SDB。在判断框550,程序判定在列表中是否有附加的协议数据单元PDU。若在列表中有附加的协议数据单元PDU,则程序返回到方框542。若在列表中没有剩下的协议数据单元PDU,则程序返回到判断框512。
网络和刀片式电台RB管理任务负责将特定的刀片式电台RB、射频单元RFU、空中链路处理卡APC、空中链路机架单元ACU以及基地电台部分BRS联系在一起。在本发明的联播系统中,可以有多个射频单元RFU以及多个空中链路机架单元ACU跟一个特定的扇区联系在一起。在检测到一个刀片式电台RB时,iRBS任务通知适当的网络处理卡NPC称,附加的刀片式电台RB已经被添加。这条消息确认空中链路处理卡APC以及射频单元RFU已经跟刀片式电台RB建立联系。如上所述,刀片式电台任务RBT负责将GPS时隙/帧同步施加于各刀片式电台RB。
在非联播的实施例中,时隙请求连同时隙号码作为消息来到消息路由器MR。在联播的实施例中,虽然差别之一在于,消息源是同步于综合站场控制器ISC时钟的ISR,但是,相同的时隙请求还是被发送到出境消息任务OUTTASK。在一个实施例中,接口卡IC以及局域网接口卡LC都有一个FPGA部件,它被编程去产生一个15ms的信号,送往空中链路处理卡APC/网络处理卡NPC,该15ms的信号同步于综合站场控制器ISC的1pps信号,并且被用来作为入境和出境处理的触发器。
一个入境消息定时器被用来触发这样的事件,在其中,INTASK期待一条来自空中链路机架单元ACU的消息,但是永远不接收它。这里的问题在于,入境消息任务INTASK需要在一个合理的时间间隔(例如,大约1ms)内知道,它能满足出境定时要求,即使这样,在一个实施例中,系统时钟的分辨率约为16ms。在一个实施例中,解决方案就是使用一个辅助时钟AUXCLOCK。该辅助时钟AUXCLOCK被设置为具有1000滴搭/秒的分辨率,由此得到1ms的间隔。一个ISR被添加到这个系统时钟,因此,它每隔1ms就向入境消息任务INTASK发出一条时间到消息(Timeout Message)。仅在接收到第一条入境消息之后,辅助时钟AUXCLOCK才被激活,并且在接收到第二条入境消息或时间到消息之后,它才被失能。这样就能避免辅助时钟AUXCLOCK在它不被需要时走过头以及浪费有价值的CPU周期。这样就能有效地将辅助时钟AUXCLOCK配置为一个单次触发的定时器。
在示意和说明本发明的优选实施例的同时,应当理解,在不离开本发明的精神实质和范围的前提下,可以作出各种各样的更改。
权利要求
1.一种分布式无线电系统,包括多个处理部件和多个射频发射机部件,所述处理部件和射频发射机部件通过以太网互连;以及其中,该分布式无线电系统使用被指定为一个射频联播组的至少两个射频发射机部件,在一个公共射频载波上,以公共调制信号的形式联播数据。
2.根据权利要求1所述的分布式无线电系统,其中,所述射频联播组的各部件被配置成接收以太网采样信号分组以及发送通过调制射频载波而在各分组中含有的信息。
3.根据权利要求2所述的分布式无线电系统,其中,该联播方法包括发射将由所述射频联播组的各部件接收的第一组以太网分组,该第一组以太网分组被用来用一个组播地址编程所述射频联播组的各部件,所述射频联播组的各部件之后对含有该组播地址的以太网分组进行响应,作为指定的介质访问控制(MAC)地址。
4.根据权利要求3所述的分布式无线电系统,其中,该联播方法还包括发射将由所述射频联播组的各部件接收的第二组以太网分组,该第二组以太网分组被用来编程所述射频联播组的各部件以使用一个特定的射频载波工作。
5.根据权利要求4所述的分布式无线电系统,其中,该联播方法还包括周期性地发射以太网采样信号分组,该以太网采样信号分组有一个目的地地址,其等效于已编程的组播地址,所述射频联播组的各部件被配置成接收该以太网采样信号分组,所述射频联播组的各部件根据包含在以太网采样信号分组中的采样数据,对所述公共射频载波进行调制。
6.根据权利要求1所述的分布式无线电系统,其中,该系统主要位于室内。
7.根据权利要求6所述的分布式无线电系统,其中,该系统以低功率电平工作,使得即使在该系统在用于一个给定蜂窝标准的相同频段上工作时,该系统基本上也不会干扰现有的宏蜂窝环境。
8.根据权利要求1所述的分布式无线电系统,其中,所述处理部件至少包括一个中央处理单元和多个空中链路处理单元,所述中央处理单元负责建立该系统与外部环境之间的连接,并且每一个空中链路处理单元都通过以太网被连接到一个或多个射频发射机部件。
9.根据权利要求8所述的分布式无线电系统,其中,第二层被集中在所述中央处理单元。
10.根据权利要求9所述的分布式无线电系统,其中,第二层以太网分组被所述中央处理单元发送到与所述射频联播组相关的多个空中链路处理单元,所述多个空中链路处理单元还将第二层数据处理成波形,这些波形被所述射频联播组发射。
11.根据权利要求8所述的分布式无线电系统,其中,通过一种双层组播技术来实现所述发射,其中,发射数据作为组播的以太网分组,被所述中央处理单元以第二层格式发送到与所述射频联播组相关的多个空中链路处理单元,之后,所述发射数据作为组播的以太网分组,从每一个空中链路处理单元以第一层格式被发送到所述射频联播组。
12.根据权利要求1所述的分布式无线电系统,其中,将由所述射频联播组发射的数据中的至少一部分捆绑,使得所述多个射频信道的至少某些数据被集合为单个以太网分组。
13.根据权利要求1所述的分布式无线电系统,其中,该系统还包括以太网交换机,它们被配置成对指定数据的发射进行过滤,以便限制发射数据量。
14.一种分布式无线电系统,包括多个处理部件和多个射频接收机部件,所述处理部件和射频接收机部件通过以太网互连;以及其中,所述射频接收机部件被配置成接收来自一个移动单元的信号。
15.根据权利要求14所述的分布式无线电系统,其中,从一个移动单元发射的信号被多个射频接收机单元检出,并且该系统选择其中一个射频接收机单元用于处理。
16.根据权利要求15所述的分布式无线电系统,其中,该选择过程是一个分布式过程,即,该选择过程发生在该系统中的两个或多个处理部件上。
17.根据权利要求16所述的分布式无线电系统,其中,所述多个处理部件至少包括一个中央处理单元和多个空中链路处理单元,所述中央处理单元负责建立该系统与外部环境之间的连接,并且每一个空中链路处理单元都被连接到一个或多个射频接收机部件。
18.根据权利要求17所述的分布式无线电系统,其中,该选择过程部分发生在所述中央处理单元,以及部分发生在所述空中链路处理单元。
19.根据权利要求18所述的分布式无线电系统,其中,每一个空中链路处理单元仅从其中一个射频接收机部件中选择一个接收信号,并且由此只将一个信号转发到所述中央处理单元,在此处进行最后的信号选择。
20.根据权利要求19所述的分布式无线电系统,其中,选择过程的分布取决于该系统的可用数据率,即,当可得到较高的数据率时,相比可得到较低的数据率时,更多信号将被转发到所述中央处理单元。
21.根据权利要求17所述的分布式无线电系统,其中,选择过程所用的分布式处理被同步,即,所述中央处理单元与所述射频接收机部件同步。
22.根据权利要求21所述的分布式无线电系统,其中,所述空中链路处理单元也被同步。
23.根据权利要求17所述的分布式无线电系统,其中,在所述中央处理单元使用一个选择时间窗口建立一个用于完成选择过程的时间限制。
24.根据权利要求23所述的分布式无线电系统,其中,所述中央处理单元包括一个时基,其与所述空中链路处理单元和射频接收机部件同步。
25.根据权利要求17所述的分布式无线电系统,其中,从至少一个空中链路处理单元发送到所述中央处理单元的数据中的至少一部分被捆绑成一个或多个以太网分组,而不是为每一条射频信道发送各自的以太网分组。
26.根据权利要求17所述的分布式无线电系统,其中,该系统还包括以太网交换机,这些以太网交换机被选择性地管理,以便减少在各处理部件之间传送的数据量。
全文摘要
一种分布式无线电系统,具有用于联播和选择性处理接收信号的多部收发信机(图5)。该系统包括通过以太网互连的处理部件和射频发射机部件(RFU)。RFU被指定为射频联播组的部件。该系统使用很少的频道,同时以低功率电平进行发射,因而,对现有的宏蜂窝环境的干扰很小。当所发射的信号被检出后,系统选出一个想要的无线电接收机信号,用分布式处理技术进行处理,即,通过可以同步的若干层次来执行选择过程。一个选择时间窗口被用于对上游接收的数据业务进行选择处理,其中包括一个集中的数据链路层。通过一种双层组播技术来实现传输。数据传输业务被捆绑(320)。对以太网交换机(BCM)进行选择性的管理。
文档编号H04L12/56GK1640034SQ03804553
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月24日 优先权日2002年2月25日
发明者玛丽·杰茜, 贾里·海诺宁, 埃利奥特·胡尔, 布莱恩·施拉戴特斯基, 格雷格·文蒂米拉 申请人:无线电帧网络公司
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