[发明专利]基站系统内部交换网络的实现方法及体系结构

说明书

本发明涉及基站系统(BSS)设备内部网络通信技术，特别涉及该设备内部结点占用公共总线的管理方法及装置。

随着移动通信技术的发展，BSS(基站系统)设备承载的业务也更加繁重，在传统语音业务或电路型数据业务的基础上增加了高速突发性的数据业务。这些业务具有不同的业务特点和要求：语音等实时性很强的业务要求廷时尽可能小；而数据业务如电子邮件、文件传输等异步业务则对廷时不敏感。每个结点都均匀排队显然不能满足不同的需要。

现有技术中，共享总线是许多交换网络采用的结构，这种网络的仲裁都集中到一个主控结点或叫仲裁器上，其它结点只是被动等待仲裁结果。其缺点是仲裁过于集中到主控结点；网络结点数增加时，主控结点的负荷会急剧增加，导致网络划分为多个由路由器相连的子网段，复杂程度增加，管理困难。例如美国专利US5,854,786中提到一个基于包交换的共享总线式内部交换网络，其业务结点只是提出占用总线的申请，所有最后决定都由仲裁器裁决。该专利中一个BTS(基本收发站)要用几个路由器将分离的网段连接起来，当然网络管理比较复杂。现今的网络除相互连结外，涉及网管和相互通信的规定繁多，可互联的结点数目太大，必须预留庞大的辅助空间例如缓冲区、栈或专用电路等才能保证完善管理；其间的通信不但有数字信号，还有多媒体涉及的音、视频模拟量等，并且每个结点都是一套完整的计算机系统，网络呈现出相当的复杂性。许多性质在一个局部来讲是多余的，即冗余的，但又花费了开销。

本发明为克服上述现有技术的不足之处而提出一种基于空间优先级固定和时间级轮转的网络总线管理方法，各结点分担仲裁任务，主控结点负荷很小；特殊结点可以优先占用，且网络具有自我恢复能力。

还提出一种精简连接，运行有效的网络体系结构，设置并行时分总线，以各总线的一个帧周期作为一个令牌发放单元，各业务结点自主决定是否提出申请，由主控结点最终仲裁的网络体系结构。

本发明的目的可以通过采用以下技术措施来达到：

设计、采用一种基站系统内部交换网络的实现方法，该网络连接的结点有限而且数目固定，每个业务结点在发送数据帧时都加入排队行列，所述方法包括共享总线的建立，在总线占用管理中主控结点有最终决定作用。尤其是所述网络按令牌网组建。该网络各业务结点以及发送的数据帧根据各自紧急程度被赋予一个空间优先级，同时依其排队轮转的情况获得一个当前时间优先级；拥有最高空间优先级帧的结点再按时间优先级排队；获得令牌的业务结点将自己的时间优先级降为最低，其后的业务结点依次升高自己的时间优先级。

网络设主控结点，并在两业务结点占用同一时间优先级时由该主控结点最终确认令牌的发放；所述方法适用于所有基于令牌共享总线式交换网络，并且其总线占用及主控结点仲裁过程具有以下步骤：

业务结点占用总线发送数据帧的过程：

    A1.业务结点产生占用总线的需求；

    A2.业务结点分析排队情况、等待提出申请；

    A3.若该业务结点的帧处于最高空间优先级，且处于最高的时间优先级则提出占用总线

       申请，转执行步骤A4；否则执行步骤A2；

A4有占用总线需求但未获准申请的业务结点在本空间优先级内随等待时间的增加逐步提

  高自己的时间优先级，直至获得令牌；

A5当业务结点需要紧急占用总线时可以通过告警或提升自己的空间优先级来实现。

  占线申请排队中冲突解决与仲裁步骤：

C1.同一空间优先级内，已排列完毕的各结点中，有结点遇有紧急情况而被提升其时间

   优先级；

C2.该结点升至之时间优先级位已有另一结点占用。出现冲突；

C3.由主控结点仲裁其中一个结点获得令牌申请成功，将自己的时间优先级降为最低；

C4.未获令牌的结点处于等待状态；

C5.其余结点随主队列升高其时间优先级，但与等待之结点再次发生冲突时主控结点继

   续仲裁；

C6.待主队列后续队列中时同优先缓空位到达时，由该等待结点占用。

设计，制造一种基站系统内部交换网络体系结构，包括基站系统业务结点、共享总线和主控结点仲裁单元。尤其是所述网络体系结构包括并行共享时分总线，将每条总线一个帧周期作为令牌发放的单元；并确定发送数据帧结点的空间优先级和时间优先级。

所述网络体系结构还包括业务结点仲裁单元，该仲裁单元根据自己的空间优先级和时间优先级自行决定是否提出占线申请，以减少排队结点数和主控结点仲裁负荷量。

本发明附图的简要说明如下：