一種提高數據傳輸效率的接口裝置和方法
2023-12-07 06:37:21
專利名稱：一種提高數據傳輸效率的接口裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種在移動通信系統，尤其在GSM(Global System for Mobilecommunication，全球通)或GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業務)數字移動通信系統中，提高BTS(Base Transceiver Station，基站收發信臺)和BSC(Base Station Controller，基站控制器)之間數據傳輸效率的方法。
GSM系統目前在全球範圍內應用廣泛，BTS和BSC之間的接口稱為Abis接口，Abis接口的物理鏈路一般採用2.048Mbps數字傳輸鏈路。
GSM系統Abis接口的2.048Mbps數字傳輸鏈路一幀共有32個時隙，如
圖1所示。第0時隙通常用於幀同步，其餘31個時隙根據需要傳輸不同類型的數據，傳輸的數據包含①操作維護信息，一般佔一個時隙；②TRX(Transceiver，收發信單元)的信令和用戶數據。一個TRX包含8條無線物理信道，Abis接口一般用兩個時隙傳送8條無線物理信道的數據，每條無線物理信道的數據佔一條16Kbps鏈路，每個TRX的信令可以佔用一個時隙傳送，為了節省Abis接口鏈路，也可以把幾個TRX的信令共用一個時隙傳送；③如果有外部環境告警等數據需要藉助BTS傳送，則在Abis接口需要配置透明通道，數據鏈路速率可以根據需要配置；④如果BTS採用級聯方式(BTS1直接和BSC相連，BTS2通過BTS1轉接到BSC)，在Abis接口需要配置傳送級聯BTS操作維護信息的通道，數據鏈路速率可以根據需要進行配置；⑤其它需要傳輸的數據。
GSM系統是數字蜂窩移動通信系統，在無線網絡中劃分了許多蜂窩小區，每個小區在信道配置上有BCCH(Broadcast Control Channel，廣播控制信道)信道+公共控制信道，專用控制信道和業務信道。根據小區的容量，公共控制信道佔一條或幾條物理信道；專用控制信道佔用物理信道的數量也根據小區的容量進行變化。每個TRX包含8條無線物理信道，每條無線物理信道在Abis接口鏈路上對應佔用一條16Kbps傳輸鏈路。
在目前的傳輸方式中，BCCH所佔用的物理信道和專用控制信道所佔用的物理信道對應在Abis接口上的16Kbps傳輸鏈路未被使用，因而稱這些傳輸鏈路為空閒通道。由於存在空閒通道，Abis接口數字傳輸鏈路的利用率降低了，這是現有技術存在的一大缺點。
GSM系統不斷推出新的業務，如GPRS，無線定位業務等。在GPRS中，CS-3和CS-4數據在Abis接口鏈路上的速率都要求大於16Kbps，需要採用32Kbps鏈路傳輸，在無線接口上仍然採用一條物理信道傳輸。無線定位業務也需要藉助Abis接口鏈路傳輸數據，因此怎樣利用空閒信道傳輸數據，提高Abis接口鏈路的利用率，就是本領域技術人員急於想解決的問題。
本發明所述的提高數據傳輸效率的接口裝置，包括2比特交換復用電路、2比特交換解復用電路、控制電路、時鐘電路、發送成幀器、接收成幀器、線路接口1和線路接口2；其特徵在於所述2比特交換復用電路用於按時分復用方式，把輸入的各類數據根據要求交換，復用到一條輸出線路上，實現2比特交換；所述2比特交換解復用電路把來自接口線路的數據解復用成各類數據；所述控制電路控制2比特交換部分實現正確的交換復用、解復用；所述時鐘電路為控制電路、2比特交換復用電路、2比特交換解復用電路、線路接口1和線路接口2提供時鐘，同時，它也可以從線路接口電路得到提取來自線路上的時鐘；所述發送成幀器，接收所述2比特交換復用電路的輸出，在發送方向上形成幀結構，插入幀同步頭；所述接收成幀器在接收方向上，提取幀同步頭，確定一個完整的幀送給所述2比特交換解復用電路；線路接口1接收來自發送成幀器的信號，實現接口線路傳輸碼型和設備內部傳輸碼之間的變換，線路接口2，用於提取線路時鐘和幀同步信號送往接收成幀器。
本發明提出的用於在BTS和BSC之間進行數據發送傳遞的提高數據傳輸效率的方法，其特徵在於第一步，根據接口鏈路上空閒通道的情況，決定空閒通道上需要傳輸的數據類型；第二步，根據第一步的結果配置接口模塊，建立空閒通道的半固定連接；第三步，根據時隙數據的安排情況，進行2比特交換復用，完成各時隙數據的復用；第四步，復用後的數據送成幀器，加上幀同步頭，經線路接口進行碼型變換後放到接口鏈路上發送；第五步，重複第三步和第四步，直至接口鏈路需重新配置。
本發明提出的在BTS和BSC之間進行數據接收傳遞的提高數據傳輸效率的方法，其特徵在於第一步，根據接口鏈路上空閒通道的情況，決定空閒通道上需要傳輸的數據類型；第二步，根據第一步的結果配置接口模塊，建立空閒通道的半固定連接；第三步，接收鏈路數據，進行碼型變換；第四步，提取幀同步數據，確定時隙位置；第五步，根據時隙數據的安排進行2比特交換解復用，把各時隙數據分解到各個歸屬單元；
第六步，重複第三步至第五步，直至接口鏈路需重新配置。
採用本發明所述裝置和方法，與現有技術相比，取得了接口模塊交換技術上的進步，達到了有效利用BTS和BSC之間鏈路進行傳輸的效果，提高了BTS和BSC之間傳輸鏈路的效率。
圖2是BTS和BSC之間傳輸鏈路位置圖。
圖3是BTS和BSC接口模塊的功能原理圖。
圖4是BTS和BSC發送數據到接口鏈路上的過程。
圖5是BTS和BSC接收接口鏈路上數據的過程。
圖1描述了GSM系統中Abis接口上的一種時隙安排方法。Abis接口採用2.048Mbps數字鏈路傳輸數據，分為32個時隙。
時隙0是幀同步時，隨後的部分時隙用於傳輸用戶數據，每個用戶的數據鏈路速率為16Kbps，一個TRX有8條物理信道，在Abis接口鏈路上佔用2條相鄰的64Kbps，即相鄰的兩個時隙。透明通道用於傳輸站點的環境監控等信息，根據需要配置時隙數。O+M數據包含操作維護信息，如果有級聯站點則可佔有幾條時隙，每條時隙傳輸一個站點的操作維護數據。TRX處理和傳輸的信令放在TRX信令時隙上傳送，一般幾個TRX上的信令共用一條時隙傳輸，如4個TRX的信令共用一條時隙。
圖2是BTS和BSC之間傳輸鏈路位置圖。BTS和MS(Mobile Station，移動臺)之間是無線接口。BSC和BTS各自有一個接口模塊處理鏈路數據的收發。BTS和BSC之間的傳輸鏈路通常採用2.048Mbps數字鏈路，每時隙相當於64Kbps鏈路。在以往的技術中，BSC的接口模塊和BTS的接口模塊採用了8比特交換技術，這是導致BTS和BSC之間傳輸鏈路不能被充分利用的主要原因。
圖3是BTS和BSC接口模塊的功能原理圖，BSC和BTS的接口模塊結構和原理相同。
如圖3所示，為了充分利用BTS和BSC之間的傳輸鏈路，在BSC的接口模塊和BTS的接口模塊採用2比特交換技術，在8比特交換中，交換時隙以64Kbps為基本單位，在2比特交換中，交換時隙以16Kbps為基本單位，這樣就為充分利用BTS和BSC之間傳輸鏈路提供了基礎。
BTS和BSC接口模塊部分主要包括以下幾個功能模塊2比特交換復用電路，2比特交換解復用電路，控制電路，時鐘電路，發送和接收成幀器，線路接口1和線路接口2，以及輸入、輸出接口。2比特交換復用電路的主要功能是實現2比特交換，即按時分復用方式，把輸入的各類數據根據要求交換，復用到一條輸出線路上。
2比特交換解復用電路完成的功能和2比特交換復用部分的功能相反。它是把來自接口線路的數據解復用成各類數據。
控制電路是接口模塊的核心部分，它的主要功能是控制2比特交換部分實現正確的交換復用、解復用。
時鐘電路為控制電路、2比特交換復用、2比特交換解復用和線路接口等部分提供時鐘，同時，它也可以從線路接口電路得到提取來自線路上的時鐘。成幀器在發送方向上形成幀結構，插入幀同步頭。在接收方向上，提取幀同步頭，確定一個完整的幀。
線路接口實現接口線路傳輸碼型和設備內部傳輸碼之間的變換，以及提取線路時鐘和幀同步等功能。
BSC接口模塊發送數據，BTS接口模塊接收數據的原理如下BSC待發送的各類數據傳送給2比特交換復用部分，控制電路根據接口鏈路配置情況，控制2比特交換復用電路進行交換復用，復用後的數據在成幀器中加上幀同步頭，形成完整的幀，之後送線路接口電路，在線路接口電路進行碼型變換，然後送至接口鏈路發送。
BTS接口模塊從接口鏈路接收數據，在線路接口電路部分提取時鐘，提取的時鐘信號送給時鐘電路，成幀器提取幀同步頭，幀同步數據用於確定一幀的開始。控制電路根據接口鏈路配置情況，控制2比特交換解復用電路，把數據分解成各種類型，然後分別送相應的數據接口。
BTS接口模塊發送數據以及BSC接口模塊接收數據的原理和BSC發送、BTS接收相同。
BSC和BTS接口模塊採用8比特交換，即相當於64Kbps速率交換，BTS和BSC之間接口鏈路中有些16Kbps鏈路未被使用，造成鏈路浪費。採用2比特交換，即相當於16Kbps速率交換，這樣可以充分利用16Kbps空閒鏈路，提高BTS和BSC之間鏈路的傳輸效率。
本發明所述BTS和BSC之間提高傳輸數據效率的方法分為配置和數據傳輸兩個階段。配置可分為初始配置和配置更改兩種情況。初始配置主要是安排各種需要傳輸的數據在BTS和BSC之間鏈路上的傳輸位置；在數據傳輸過程中可以更改配置，如增加或減少數據傳輸鏈路，更改配置是在初始配置基礎上進行的，配置的更改不影響初始配置。
圖4是BTS和BSC發送數據到接口鏈路上的過程。配置階段根據16Kbps空閒鏈路情況，完成對接口模塊的配置，建立半固定連接。
數據傳輸階段對於一幀數據發送來說，首先進行各時隙數據的復用，然後加幀同步頭，經碼型變換後發送各時隙數據。
重複各數據幀發送過程直至需要重新配置接口模塊。
具體操作步驟如下；1.配置階段第一步，根據接口鏈路上空閒通道的情況，決定空閒通道上需要傳輸的數據類型；第二步，根據第一步的結果配置接口模塊，建立空閒通道的半固定連接。2.數據傳輸階段(1)BSC發送數據和BTS發送數據過程第三步，根據時隙數據的安排情況，進行2比特交換復用，完成各時隙數據的復用；
第四步，復用後的數據送成幀器，加上幀同步頭，經線路接口進行碼型變換後放到接口鏈路上發送；第五步，重複第三步和第四步，直至接口鏈路需重新配置。(2)BTS接收數據和BSC接收數據過程參考圖5，配置階段根據16Kbps空閒鏈路情況，完成對接口模塊的配置，建立半固定連接。
數據傳輸階段對於接收一幀數據來說，首先進行碼型變換，然後提取幀同步頭，再完成各時隙數據的解復用，重複各數據幀接收過程直至需要重新配置接口模塊。
BTS接收數據和BSC接收數據過程的具體步驟與BTS和BSC發送的區別在於第三步以後的步驟不相同第三步，接收鏈路數據，進行碼型變換；第四步，提取幀同步數據，確定時隙位置；第五步，根據時隙數據的安排進行2比特交換解復用，把各時隙數據分解到各個歸屬單元；第六步，重複第三步和第五步，直至接口鏈路需重新配置。下面舉例說明。
對於GSM系統，接口模塊需復用的輸入數據有以下幾種類型①用戶數據。它是用戶需要傳輸的數據，如話音、傳真、同步和異步數據等等。可以採用n×16Kbps速率傳輸，n為自然數，一般採用16Kbps速率傳輸。
②TRX信令。和用戶相關的信令以及廣播信道和控制信道的數據等等。
③操作維護數據。和BTS相關的操作維護數據。可以採用n×16Kbps速率傳輸，n為自然數。
④透明通道數據。需經基站子系統透明傳輸的數據，如機房環境監控和告警等等。可以採用n×16Kbps速率傳輸，n為自然數。
⑤定位業務數據。在GSM定位系統中，B類型定位測量單元(B-LMU)需要和服務移動定位中心(SMLC)之間傳輸數據，而這些數據的傳輸必須經過Abis接口鏈路，因此，Abis接口數據傳輸鏈路需要提供物理通路，如16Kbps或32Kbps等。
⑥其它數據。根據具體應用需要傳送的一些數據。可以採用16Kbps速率傳輸。
GSM系統中，在Abis接口鏈路上，每個TRX的用戶數據佔用8條16Kbps的物理通路，即每個用戶的數據佔用一條16Kbps的物理通路。在無線接口上，每個TRX包含8條物理信道，每條物理信道在Abis接口上對應一條16Kbps的傳輸通道。BCCH廣播數據、公共控制信道數據，以及專用控制信道數據在Abis接口上，放在TRX信令通道中傳輸。在無線接口部分，BCCH廣播數據和公共控制信道需要佔用物理信道，專用控制信道也需要佔用物理信道。採用8比特交換時，一個TRX的用戶數據在Abis接口佔用兩條64Kbps的鏈路，因此，公共控制信道和專用控制信道在Abis接口鏈路上對應的物理通道未被使用，這實際上降低了Abis接口的利用率。採用兩比特交換，Abis接口的傳輸信道可以採用16Kbps速率單獨劃分，這樣可以利用Abis接口鏈路上的空閒通道傳送數據，空閒信道一般傳輸16Kbps速率的數據，被傳送的數據包括移動定位數據，操作維護數據，透明通道數據，用戶數據等等。在Abis接口傳輸數據分為配置和數據傳輸兩個階段，具體操作步驟如下1.配置階段第一步，根據Abis接口鏈路上實際需要傳輸的數據情況，統計空閒通道數。第二步，根據總的空閒通道數量，決定空閒通道上傳輸的數據類型。第三步，配置BTS和BSC的Abis接口模塊，建立空閒通道的半固定連接。2.數據傳輸階段(1)BSC發送數據和BTS發送數據過程第一步，根據Abis接口時隙的安排情況，各種數據按時隙順序進行2比特交換復用，完成各時隙數據的復用。第二步，按時隙復用的數據送成幀器，加上幀同步頭，經線路接口進行NRZ和HDB3碼型變換，然後放到Abis接口鏈路上發送。第三步，重複第一步和第二步，直至Abis接口鏈路需重新配置。(2)BTS接收數據和BSC接收數據過程第一步，接收Abis接口鏈路上的數據，進行HDB3和NRZ碼型變換。第二步，提取幀同步頭，確定時隙位置。第三步，根據各時隙數據的配置進行2比特交換解復用，把各時隙數據分解到各個歸屬單元。第四步，重複第一步至第三步，直至Abis接口鏈路需重新配置。當Abis接口2.048Mbps數字鏈路佔滿時，本發明提出的方法為提高Abis接口鏈路的傳輸效率可以起到很好的效果。
權利要求
1.一種提高數據傳輸效率的接口裝置，包括2比特交換復用電路、2比特交換解復用電路、控制電路、時鐘電路、發送成幀器、接收成幀器、線路接口1和線路接口2；其特徵在於所述2比特交換復用電路用於按時分復用方式，把輸入的各類數據根據要求交換，復用到一條輸出線路上，實現2比特交換；所述2比特交換解復用電路把來自接口線路的數據解復用成各類數據；所述控制電路控制2比特交換部分實現正確的交換復用、解復用；所述時鐘電路為控制電路、2比特交換復用電路、2比特交換解復用電路、線路接口1和線路接口2提供時鐘，同時，它也可以從線路接口電路得到提取來自線路上的時鐘；所述發送成幀器，接收所述2比特交換復用電路的輸出，在發送方向上形成幀結構，插入幀同步頭；所述接收成幀器在接收方向上，提取幀同步頭，確定一個完整的幀送給所述2比特交換解復用電路；線路接口1接收來自發送成幀器的信號，實現接口線路傳輸碼型和設備內部傳輸碼之間的變換，線路接口2，用於提取線路時鐘和幀同步信號送往接收成幀器。
2.根據權利要求1所述的接口裝置，其特徵在於，包括BSC接口裝置和BTS接口裝置，可以把輸入的各種數據經過2比特交換復用輸出到BTS和BSC的接口鏈路上，也可以把BTS和BSC接口鏈路上的數據經過2比特交換解復用成各種數據。
3.一種提高數據傳輸效率的方法，在BTS和BSC之間進行數據發送傳遞，其特徵在於第一步，根據接口鏈路上空閒通道的情況，決定空閒通道上需要傳輸的數據類型；第二步，根據第一步的結果配置接口模塊，建立空閒通道的半固定連接；第三步，根據時隙數據的安排情況，進行2比特交換復用，完成各時隙數據的復用；第四步，復用後的數據送成幀器，加上幀同步頭，經線路接口進行碼型變換後放到接口鏈路上發送；第五步，重複第三步和第四步，直至接口鏈路需重新配置。
4.根據權利要求3所述的提高數據傳輸效率的方法，其特徵在於所述第二步配置接口模塊包括對BTS和BSC接口模塊進行配置。
5.一種提高數據傳輸效率的方法，在BTS和BSC之間進行數據接收傳遞，其特徵在於第一步，根據接口鏈路上空閒通道的情況，決定空閒通道上需要傳輸的數據類型；第二步，根據第一步的結果配置接口模塊，建立空閒通道的半固定連接；第三步，接收鏈路數據，進行碼型變換；第四步，提取幀同步數據，確定時隙位置；第五步，根據時隙數據的安排進行2比特交換解復用，把各時隙數據分解到各個歸屬單元；第六步，重複第三步至第五步，直至接口鏈路需重新配置。
6.根據權利要求5所述的提高數據傳輸效率的方法，其特徵在於所述第二步配置接口模塊包括對BTS和BSC接口模塊進行配置。
全文摘要
本發明提出一種提高數據傳輸效率的接口裝置和方法，裝置包括2比特交換復用電路用於按時分復用方式，實現2比特交換；2比特交換解復用電路把來自接口線路的數據解復用成各類數據；控制電路控制2比特交換部分實現正確的交換復用、解復用；時鐘電路用來為其他電路提供時鐘，也可以從線路接口電路得到提取來自線路上的時鐘；發送成幀器，接收2比特交換復用電路的輸出；接收成幀器在接收方向上，提取幀同步頭；線路接口1接收來自發送成幀器的信號，線路接口2，用於提取線路時鐘和幀同步信號送往接收成幀器。採用本發明所述裝置和方法，達到了有效利用BTS和BSC之間鏈路進行傳輸的效果，提高了BTS和BSC之間傳輸鏈路的效率。
文檔編號H04B7/26GK1476261SQ0213653
公開日2004年2月18日 申請日期2002年8月13日 優先權日2002年8月13日
發明者楊剛, 莊文東, 宗柏青, 剛 楊 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司