专利名称：小灵通基站无线接入控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种PHS (小灵通)基站无线接入控制器，主要适用于企业 级无线通信专网技术，为企业提供定制的移动语音通讯、无线宽带数据传输、 移动指挥调度、人员定位跟踪、以及短信等服务。
背景技术：
目前，应用于PHS无线市话通信领域的基站控制器都是基于电信公网平 台开发的，大多以单板插接形式内嵌于大型电信公网的局端接入交换设备中， 且全部为有线接入方式，无法为企业实现异地多点分布式组网通讯，系统结构复杂且单一，不适合企业级移动通信灵活便捷简易廉价的布网要求。 发明内容本发明的目的在于提供一种PHS基站无线接入控制器，其基于 WLAN802.il的无线传输技术，可实现远程异地多点分布式无线接入与移动 组网，为某些不便于建设有线传输网的偏远地区和企业带来极大便利，同时 能大大节省施工成本。为达上述目的，本发明提供一种PHS基站无线接入控制器，其包含一中心处理机模块，其对整个基站控制器进行控制管理，具体包括设 备硬件初始化与板载软件下载、交换信令的分析处理、各接口模块的状态监 测与逻辑控制、系统同步与远程馈电的管理、系统远程网管数据的处理、移 动用户的鉴权计算分析、本设备下手机用户在基站之间的寻呼、漫游、切换 等移动交换管理、设备定时自检与维护等；一信令与业务数据交换模块，其和中心处理机模块通过电路连接，对上 行的基站业务数据和呼叫信令与下行的交换数据、呼叫信令和网管信令进行 程控交换和处理，并相应完成程控交换与基站ISDN (综合业务数字网)设 备间传输信令的转换，对部分信令进行分析与本地处理；同时，对HDLC(高级数据链路控制)通道进行控制管理；一数字中继模块，其和所述的信令与业务数据交换模块通过电路连接，为无线接入基站的业务数据和呼叫信令提供程控交换传输通道，使移动通信附加的网管与短信数据在规定的交换时隙上进行传输。该数字中继模块的端口是E1端口，可直接复用到标准光传输设备上； 一IP传输网关模块，其分别和信令与业务数据交换模块、数字中继模块通过电路连接，将用户侧标准TDM(时分复用)方式工作的数字中继模块上的数据时隙与信令时隙通过IP传输接口直接提取复用到IP移动平台上，实现了 El与IP之间传输跨越；同时，在网络侧对IP数据进行分包处理与El 时隙重建，从而完成了传统的TDM数字交换传输到先进的宽带以太网通信 的转换，也为基站控制器从有线接入到无线接入奠定了物理基础；所述的IP传输网关模块的以太网传输标准为IEEE-802.3标准，移动IP 平台的传输标准为IEEE-802.11标准；一基站接口模块，其和中心处理机模块通过电路连接，该基站接口模块 通过ISDN的BRI (2B+D基本速率接口)与所控制的基站进行外部通信；该 接口即可支持企业网PHS10毫瓦基站接入，也可支持电信公网PHS500毫瓦 基站的接入；该接口可按4、 8、 12、 16路进行灵活配置，并以信号与电源共 线传输的方式进行远程通讯；该接口除了提供业务B信道、信令D通道外， 还在其M通道上设计了线路同步通讯通道；一语音编解码模块，其和中心处理机模块通过电路连接，其是利用 ADPCM/PCM (自适应差分脉码调制/脉冲编码调制)语音压縮编解码技术的 信源数据处理模块，可将传统的ISDN (2B+D)业务信道从2路话音扩展至 4路话音即4B+D，在同样的电话线上增加了一倍业务容量，提高了线路的 使用效率；该语音编解码模块主要对基站上行的ADPCM语音压縮数据和程控交换 下行的PCM语音码流进行双向编解码转换，同时为手机一次与二次拨号产 生DTMF (双音多频)和FSK (频移键控)数据检测处理，该模块可同时并 行处理上下行语音通道，支持DTMF发送和MFC多频呼控；其还可为PHS 手机提供无线数据传输通道；一软件信令处理模块，其遵循交换三层Q.931信令，对网络交换侧与基站用户侧的语音呼叫流程、私有系统网管OAM (操作维护管理)信令、短 信SMS (存储管理服务)以及数传与定位等消息进行处理；同时对系统上下 行的手机鉴权、位置寻呼、漫游切换进行管理；一 FPGA (现场可编程门阵列)模块，其分别和中心处理机模块、信令 与业务数据交换模块以及语音编解码模块通过电路连接；完成整个控制器的 硬件寻址，语音、信令、数传、定位以及短信的总线时隙分配与控制逻辑管 理，对系统同步加密等进行控制处理。一同步模块，其和中心处理机模块通过电路连接，确保远程异地多点基 站控制器和分布子网之间的基站的同步；该模块的同歩信号从基站接口模块 的线路同步通讯通道按硬件中断触发方式进行实时传送；同时，可设定时间 进行全网自动同步校准，当然也可根据网管要求，对该模块进行实时远程同 步操作；该同步模块为GPS (全球定位系统)同步模块或本地同步时钟模块； 所述的GPS同步模块根据本机GPS秒脉冲PPS产生基站所需的线路同步时钟基准，而该基准由于锁定于全球同步卫星授时，因此，可确保远程异地多点基站控制器和分布子网之间的基站同步；所述的本地同步时钟模块适用于无GPS信号区域，可为同一交换设备下的全部基站控制器提供时钟基准，并以RS422的方式进行点对多点的传送，确保基站控制器之间的基站空口同步，从而确保了手机在基站控制器之间的无缝漫游切换。一电源与远程供电模块，其包含通过电路连接的设备电源模块和基站远 端供电模块，该设备电源模块和语音编解码模块通过电路连接，为基站控制 器提供直流电源；该基站远端供电模块和FPGA连接，为基站远端供电提供 直流电源；基站远程供电采用先进的电力通信技术，将普通的ISDN调制通 讯信号耦合到2芯电源线上，并一同送达基站，即系统组网不再需要为大量 的基站架设寻找电源。本发明提供的小灵通基站无线接入控制器，最主要效果就是将过去传统 的电信集中交换管理的树形组网模式拆分为松散的星形分布式组网模式，使 移动交换与无线通信网变成多个平行的微蜂窝数字通信子网，适合企业及其 分支机构的灵活组网覆盖；特别是该产品的无线接入功能可为无法布线施工的企业、偏远山区、移动作业企业、海上作业单位、现场临时应急通讯等无 线通讯网到主干网的接入带来了巨大的便利，极大地节省了施工与电缆的成 本。其次，本发明采用的基站远程供电技术也极大地方便了企业用户的组网， 特别是井下无线通讯、部队野外通讯等场合很难为基站寻找电源。另外，本发明采用的ADPCM/PCM语音编解码技术为最新一代PHS基 带处理芯片搭建了全新的接入平台，使传统的2B+D业务信道容量扩展了 1 倍而变为4B+D，大大提高了无线市话接入的线路使用效率。最后，本发明在传统PHS基站控制器的基础上又引入了 GPS同步、IP 网关传输等新的技术功能。
图1是本发明提供的小灵通基站无线接入控制器结构示意图。
具体实施方式
以下结合图l，详细说明本发明的一较佳实施例。如图l所示，为本发明提供的小灵通基站无线接入控制器结构示意图，其包含一中心处理机模块1，其对整个基站控制器进行控制管理，具体包括 设备硬件初始化与板载软件下载、交换信令的分析处理、各接口模块的状态 监测与逻辑控制、系统同步与远程馈电的管理、系统远程网管数据的处理、 移动用户的鉴权计算分析、本设备下手机用户在基站之间的寻呼、漫游、切 换等移动交换管理、设备定时自检与维护等；一信令与业务数据交换模块2，其和中心处理机模块1通过电路连接， 对上行的基站业务数据和呼叫信令与下行的交换数据、呼叫信令和网管信令进行程控交换和处理，并相应完成程控交换的Q.921/Q.931与基站ISDN设 备间传输信令的转换，对部分信令进行分析与本地处理；同时，对8路HDLC 通道进行控制管理；一数字中继模块3，其和所述的信令与业务数据交换模块2通过电路连 接，为无线接入基站的业务数据和呼叫信令提供标准的E1/2M (30B+D)程控交换传输通道，语音编码模式为标准的PCM码流，呼叫信令符合 ITU-Q.931/Q.921协议，使移动通信附加的网管与短信数据在规定的交换时隙 上进行传输。该数字中继模块的端口是E1端口，可直接复用到标准光传输设备上-，一IP传输网关模块4，其分别和信令与业务数据交换模块2、数字中继 模块3通过电路连接，将用户侧标准TDM方式工作的数字中继模块上的数 据时隙与信令时隙通过IP传输接口直接提取复用到IP移动平台上，实现了 E1与IP之间传输跨越；同时，在网络侧对IP数据进行分包处理与E1时隙 重建，从而完成了传统的TDM数字交换传输到先进的宽带以太网通信的转 换，也为基站控制器从有线接入到无线接入奠定了物理基础；所述的IP传输网关模块4的以太网传输标准为IEEE-802.3标准，移动 IP平台的传输标准为IEEE-802.il标准；一基站接口模块5，其和中心处理机模块1通过电路连接，该基站接口 模块5通过ISDN的BRI (2B+D基本速率接口 )与所控制的基站进行外部通 信；该接口即可支持企业网PHS10毫瓦基站接入，也可支持电信公网PHS500 毫瓦基站的接入；该接口可按4、 8、 12、 16路进行灵活配置，并以信号与电 源共线传输的方式进行远程通讯。该接口除了提供业务B信道、信令D通道 外，还在其M通道上设计了线路同步通讯通道；一语音编解码模块6，其和中心处理机模块1通过电路连接，其是在DSP 硬件平台上利用ADPCM/PCM语音压縮编解码技术为最新PHS基站基带处 理芯片专门开发而成的信源数据处理模块，可将传统的ISDN (2B+D)业务 信道从2路话音扩展至4路话音即4B+D，在同样的电话线上增加了一倍业 务容量，提高了线路的使用效率；该语音编解码模块6主要对基站上行的32kbps ADPCM语音压縮数据和 程控交换下行的64kbps PCM语音码流进行双向编解码转换，同时为手机一 次与二次拨号产生DTMF双音多频和FSK数据检测处理，该模块可同时并 行处理上下行64个语音通道，支持DTMF发送和MFC多频呼控；根据PHS 空口标准RCR-STD28的PIAFS数传协议要求，它还可为PHS手机提供 32kbps/64kbps的无线数据传输通道；一软件信令处理模块，其遵循交换三层Q.931信令，对网络交换侧与基站用户侧的语音呼叫流程、私有系统网管OAM信令、短信SMS以及数传与 定位等消息进行处理；同时对系统上下行的手机鉴权、位置寻呼、漫游切换 进行管理。一 FPGA模块7，其分别和中心处理机模块1、信令与业务数据交换模 块2以及语音编解码模块6通过电路连接；完成整个控制器的硬件寻址，语 音、信令、数传、定位以及短信的总线时隙分配与控制逻辑管理，对系统同 步加密等进行控制处理。一同步模块8，其分别和中心处理机模块1以及FPGA模块7通过电路 连接，确保远程异地多点基站控制器和分布子网之间的基站的同步；该模块 的同步信号从基站接口模块的线路同步通讯通道按硬件中断触发方式进行实 时传送；同时，可遵循电信公网规范，在每天午夜2时可设定时间进行全网 自动同步校准，当然也可根据网管要求，对该模块进行实时远程同步操作；该同步模块8为GPS同步模块或本地同步时钟模块；所述的GPS同步模块根据本机GPS秒脉冲PPS产生基站所需的线路同 步时钟基准，而该基准由于锁定于全球同步卫星授时，因此，可确保远程异 地多点基站控制器和分布子网之间的基站同步；所述的本地同步时钟模块适用于无GPS信号区域，可为同一交换设备下 的全部基站控制器提供时钟基准，并以RS422的方式进行点对多点的传送， 确保基站控制器之间的基站空口同步，从而确保了手机在基站控制器之间的 无缝漫游切换。一电源与远程供电模块,其包含通过电路连接的设备电源模块91和基站 远端供电模块92，该设备电源模块91和语音编解码模块6通过电路连接， 为基站控制器提供直流-48V电源；该基站远端供电模块92和FPGA模块7 连接，为基站远端供电提供直流-96V电源；基站远程供电采用先进的电力通 信技术，将普通的ISDN调制通讯信号耦合到2芯电源线上，并一同送达基 站，即系统组网不再需要为大量的基站架设寻找电源。本实施例中，该电源 与远程供电模块远程供电能力可达6公里。本发明提供的小灵通基站无线接入控制器，最主要效果就是将过去传统 的电信集中交换管理的树形组网模式拆分为松散的星形分布式组网模式，使 移动交换与无线通信网变成多个平行的微蜂窝数字通信子网，适合企业及其分支机构的灵活组网覆盖；特别是该产品的无线接入功能可为无法布线施工 的企业、偏远山区、移动作业企业、海上作业单位、现场临时应急通讯等无 线通讯网到主干网的接入带来了巨大的便利，极大地节省了施工与电缆的成 本。其次，本发明采用的基站远程供电技术也极大地方便了企业用户的组网， 特别是井下无线通讯、部队野外通讯等场合很难为基站寻找电源。另外，本发明采用的ADPCM/PCM语音编解码技术为最新一代PHS基 带处理芯片(AK2495)搭建了全新的接入平台，使传统的2B+D业务信道容 量扩展了 1倍而变为4B+D，大大提高了无线市话接入的线路使用效率。最后，本发明在传统PHS基站控制器的基础上又引入了 GPS同步、IP 网关传输等新的技术功能，不仅可适用于企业网IO毫瓦基站的接入，也可用 于电信公网500毫瓦基站的接入，是一款多型号的PHS基站可编程兼容型的 基站控制器。
权利要求
1.一种小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，具体包含一中心处理机模块，其对整个基站控制器进行控制管理；一信令与业务数据交换模块，其和中心处理机模块通过电路连接，对上行的基站业务数据和呼叫信令与下行的交换数据、呼叫信令和网管信令进行程控交换和处理；一数字中继模块，其和所述的信令与业务数据交换模块通过电路连接，为无线接入基站的业务数据和呼叫信令提供程控交换传输通道，在规定的交换时隙上进行传输；一IP传输网关模块，其分别和信令与业务数据交换模块、数字中继模块通过电路连接，将用户侧标准时分复用方式工作的数字中继模块上的数据时隙与信令时隙通过IP传输接口直接提取复用到IP移动平台上；并在网络侧对IP数据进行分包处理与E1时隙重建，完成传统的时分复用数字交换传输到先进的宽带以太网通信的转换；一基站接口模块，其和中心处理机模块通过电路连接，该基站接口模块通过ISDN的基本速率接口与所控制的基站进行外部通信；并以信号与电源共线传输的方式进行远程通讯；一语音编解码模块，其和中心处理机模块通过电路连接，其是利用自适应差分脉码调制/脉冲编码调制的语音压缩编解码技术的信源数据处理模块，可扩展ISDN业务信道；一软件信令处理模块，其遵循交换三层Q.931信令，对网络交换侧与基站用户侧的语音呼叫流程、私有系统网管OAM信令、短信SMS以及数传与定位等消息进行处理；一FPGA模块，完成整个控制器设备的硬件寻址，语音、信令、数传、定位以及短信的总线时隙分配与控制逻辑管理，控制处理系统的同步加密；一同步模块，其和中心处理机模块通过电路连接，确保远程异地多点基站控制器和分布子网之间的基站的同步；该模块的同步信号从基站接口模块的线路同步通讯通道按硬件中断触发方式进行实时传送。
2. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的IP传输网关模块的以太网传输标准为IEEE-802.3标准，移动IP平台的传输 标准为IEEE-802.il标准。
3. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的基 站接口模块设有2B+D的基本速率接口，其中，B信道为提供业务信道、 D通道为信令通道。
4. 如权利要求3所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，在所述的 基站接口模块的基本速率接口的M通道上设有线路同步通讯通道。
5. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的语 音编解码模块同时并行处理上下行语音通道，对基站上行的自适应差分脉 码调制语音压縮数据和程控交换下行的脉冲编码调制语音码流进行双向 编解码转换。
6. 如权利要求5所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的语 音编解码模块为小灵通手机提供无线数据传输通道。
7. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的同 步模块为GPS同步模块或本地同步时钟模块；所述的GPS同步模块根据本机GPS秒脉冲产生基站所需的线路同步 时钟基准，锁定于全球同步卫星授时；所述的本地同步时钟模块适用于无GPS信号区域，为同一交换设备 下的全部基站控制器提供时钟基准，并以RS422的方式进行点对多点的 传送。
8. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的基 站无线接入控制器还包含一 电源与远程供电模块，该电源与远程供电模块 包含通过电路连接的设备电源模块和基站远端供电模块；该设备电源模块和语音编解码模块通过电路连接，为基站控制器提供 直流电源；该基站远端供电模块和FPGA连接，为基站远端供电提供直流电源。
9. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的数 字中继模块的端口是E1端口，可直接复用到标准光传输设备上。
10. 如权利要求1所述的小灵通基站无线接入控制器，其特征在于，所述的软件信令处理模块还对系统上下行的手机鉴权、位置寻呼、漫游切换进行管 理。
全文摘要
本发明公开了一种小灵通基站无线接入控制器，包含中心处理机模块、信令与业务数据交换模块、数字中继模块、基站接口模块、语音编解码模块、软件信令处理模块、同步模块和电源与远程供电模块。本发明基于WLAN802.11的无线传输技术，可实现远程异地多点分布式无线接入与移动组网，为某些不便于建设有线传输网的偏远地区和企业带来极大便利，同时能大大节省施工成本。
文档编号H04Q7/38GK101252711SQ20081010197
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者何旭忠, 姜群星, 赵天石, 陈雪涛 申请人:姜群星;何旭忠;赵天石;陈雪涛