一种在无线接入系统中实现支持电路业务的方法及装置 【技术领域】
本发明涉及固定无线接入系统，更具体地说，涉及一种在无线接入系统中提供电路业务的方法及装置。背景技术
无线接入是通信领域网络建设一种很有发展前景的接入手段，固定宽带无线接入是目前发展很快的技术领域，DOCSIS(Data-Over-Cable Service InterfaceSpecifications)协议是由MCNS(Multimedia Cable Network System)联盟制定的以全同轴或光纤/同轴混合有线网为物理双向传输平台，在头端设备和用户之间提供双向的IP(Internet Pocket)信息流的一种广泛采用的接入控制协议，由于DOCSIS协议所应用的网络拓扑结构与宽带无线接入的拓扑结构相同，同时其它技术背景也基本相同，所以DOCSIS协议被不断地应用于宽带无线接入系统推入市场。但是，DOCSIS协议主要目标是对IP数据业务的支持，没有对有实时性要求的、固定速率地电路业务的实现建议，这就使得当宽带无线接入系统要求提供同时数据和电路业务时，DOCSIS协议就显示出一定的局限性。即使通过对某一业务流的QoS参数作强行约束，但也存在实现效果差，实现代价大的缺点，目前在现有技术中还不能很好地解决这个问题。发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中DOCSIS协议不支持电路业务的缺点，提出一种基于DOCSIS协议的以小的代价在宽带无线接入系统中实现支持电路业务的方法及装置。
本发明的发明目的是这样实现的：提出一种在无线接入系统中实现支持电路业务的方法，包括对上行电路业务的处理方法和对下行电路业务的处理方法，所述对上行电路业务的处理方法包括如下步骤：第一步 从用户侧接收上行的串行电路业务数据码流，进行串并转换后生成上行电路业务帧；第二步 对电路业务帧进行分解，从中提取指定时隙的电路业务数据；第三步 将提取的电路业务数据形成上行电路业务MAC帧；第四步 将上行电路业务MAC帧进行串并转换，形成比特码流发送出去；第五步 终端对电路业务MAC帧的上行发送；第六步 基站从上行的业务流中分离出上行的电路业务并进行串并转换；第七步 将各个终端上行发送的电路业务数据映射到电路业务帧的指定时隙；第八步 形成的完整的电路业务帧，经并串转换后发送到网络侧；所述对下行电路业务的处理方法包括如下步骤：第一步 从网络侧接收下行的电路业务，进行数据格式的转换，从比特码流转换成字节为单位的码流；第二步 对收的电路业务帧进行分解，从中取出指定时隙的数据；第三步 执行指定时隙的数据到终端的映射，按终端的编号将取到的电路业务数据与之相对应存放；第四步 将按顺序存放的电路业务数据与其它业务数据或管理信息按类MPEG的格式组成类MPEG帧；第五步 连续的类MPEG帧的下行发送；第六步 终端对接收到的类MPEG流进行解析，从电路业务承载域提取电路业务数据；第七步 将电路业务数据再填充到电路业务帧的指定时隙，形成发送的电路业务帧；第八步 将电路业务帧按顺序进行并串转换后，发送出去。
本发明还提出一种在无线接入系统中实现支持电路业务的装置，包括下行基站单元、下行终端单元、上行基站单元和上行终端单元；所述的下行基站单元包括基站下行电路业务接口模块、基站下行电路业务交换模块、基站下行成帧及发送模块和上下行共用的基站控制模块；所述下行终端单元包括终端下行接收控制模块、终端下行电路业务提取模块、终端下行电路业务接口模块和上下行共用的终端控制模块；所述的上行终端单元包括终端上行电路接口模块、终端上行电路业务提取模块、终端上行电路业务成帧模块和终端上行发送模块；所述的上行基站单元包括基站接收分路模块、基站上行电路业务提取模块和基站上行电路业务接口模块。
采用本发明提出的方法和装置，与现有已经投入商用的宽带无线接入系统相比，有更为灵活和广阔的应用空间。本发明以极小的代价在宽带无线接入系统中实现了对电路业务的支持，使得宽带无线接入系统既可以提供电路业务，也可以提供数据业务，并且两种业务所占用的带宽在系统总带宽的范围内平滑过渡，这样既可以满足电信运营商在末端接入时对电路业务和数据业务混合接入的需求，也符合未来电信技术发展的方向，既保护了运营商的投资，同时也延长了设备的市场使用周期。附图说明图1是本发明提出的下行类MPEG帧的数据格式定义示意图。图2是本发明提出的上行MAC帧的数据格式定义示意图。图3是对上行电路业务的处理方法的流程图。图4是对下行电路业务的处理方法的流程图。图5是本发明提出的基站功能模块结构示意图。图6是本发明提出的终端功能模块结构示意图。图7是本发明的一个实施例的基站单扇区结构示意图。图8是本发明的一个实施例的终端结构示意图。具体实施方式
下面结合附图对本发明在宽带无线接入系统中的应用做进一步的详细说明。
图1是本发明提出的下行类MPEG帧的数据格式定义示意图。如图1所示，所述的下行类MPEG帧的数据结构包括MPEG开销域、P指针域、电路业务有效载荷域和数据业务有效载荷域。在本发明的一个具体的实施例中，其中的MPEG开销域它包括4字节的MPEG开销合一个指针域，1字节的P指针域指示MPEG帧中是否承载了电路业务及所承载电路业务的长度(以字节为单位)，电路业务有效载荷域承载电路业务数据(长度是可变的)，数据有效载荷域承载数据业务(长度是可变的)。
图2是本发明提出的上行MAC帧的数据格式定义示意图。如图2所示，所述的上行电路业务MAC帧的数据结构包括电路业务帧头域、终端号域和电路业务有效载荷域。其中电路业务帧头被基站用于从上行帧中识别出电路业务帧，终端号用来区别不同终端的上行电路业务，其后是长度可变的电路业务有效载荷。
图3是对上行电路业务的处理方法的流程图。如图3所示，对上行电路业务的处理方法包括如下步骤：1、接收上行电路业务。即从用户侧接收上行的串行电路业务数据码流，进行串并转换后生成上行电路业务帧；2、电路业务帧的分解。即对电路业务帧进行分解，从中提取指定时隙的电路业务数据；3、上行电路业务MAC帧的成帧。将提取的电路业务数据形成上行电路业务MAC帧；4、上行MAC帧的串并转换。将上行电路业务MAC帧进行串并转换，形成比特码流发送出去；5、终端对MAC帧的上行发送。终端通过无线方式对电路业务MAC帧的上行发送；6、从上行电路业务MAC帧中提取电路业务。基站从上行的业务流中分离出上行的电路业务并进行串并转换；7、将上行的电路业务映射到电路业务帧的特定时隙。将各个终端上行发送的电路业务数据映射到电路业务帧的指定时隙；8、发送上行电路业务。形成的完整的电路业务帧，经并串转换后发送到网络侧。
图4是对下行电路业务的处理方法的流程图。如图4所示，所述对电路业务的处理方法包括如下步骤：1、接收下行电路业务。从网络侧接收下行的电路业务，进行数据格式的转换，从比特码流转换成字节为单位的码流；2、电路业务帧的分解。对收的电路业务帧进行分解，从中取出指定时隙的数据；3、电路业务到终端的映射。执行指定时隙的数据到终端的映射，按终端的编号将取到的电路业务数据与之相对应存放；4、用类MPEG承载电路业务。将按顺序存放的电路业务数据与其它业务数据或管理信息按类MPEG的格式组成类MPEG帧；5、类MPEG帧的下行发送。连续的类MPEG帧通过无线方式下行发送；6、从MPEG中提取电路业务。终端对接收到的类MPEG流进行解析，从电路业务承载域提取电路业务数据；7、将本终端的电路业务映射到本终端的电路业务帧。将电路业务数据再填充到电路业务帧的指定时隙，形成发送的电路业务帧；8、发送下行电路业务。将电路业务帧按顺序进行并串转换后，发送出去。
图5是本发明提出的基站功能模块结构示意图。如图5所示，基站包括下行基站单元和上行基站单元，所述的下行基站单元包括基站下行电路业务接口模块、基站下行电路业务交换模块、基站下行成帧及发送模块和基站控制模块；所述的上行基站单元包括基站接收分路模块、基站上行电路业务提取模块和基站上行电路业务接口模块。其中基站控制模块是上下行共用的模块。在下行基站单元中，将读入的电路业务比特流送入基站下行电路业务接口模块进行比特流的串并转换形成时隙数据，然后基站下行电路业务交换模块对时隙数据重新排列形成下行电路业务帧，由具有网管功能和模块控制的基站控制模块控制，基站下行成帧及发送控制模块用类MPEG帧承载下行电路业务帧，然后发送出去。在上行基站单元中，上行信息流进入基站接收分路模块，基站接收分路模块从基站中分离出上行的上行电路业务MAC帧，上行电路业务提取模块在具有网管功能和模块控制功能的基站控制模块的控制下从上行电路业务MAC帧中提取终端的上行电路业务数据，基站上行电路业务接口模块将上行电路业务数据经过重新排序整理之后形成上行电路业务帧，上行电路业务帧经并串转换之后发送出去。
图6是本发明提出的终端功能模块结构示意图。如图6所示，终端包括上行终端单元和下行终端单元。所述下行终端单元包括终端下行接收控制模块、终端下行电路业务提取模块、终端下行电路业务接口模块和上下行共用的终端控制模块。所述的上行终端单元包括终端上行电路接口模块、终端上行电路业务提取模块、终端上行电路业务成帧模块和终端上行发送模块。在下行终端单元中，读入的下行比特流送入终端下行接收控制模块，终端下行接收控制模块进行类MPEG帧同步并对类MPEG流解析，从类MPEG帧中提取出所有下行的电路业务数据送入终端电路业务提取模块，终端电路业务提取模块在具有网管功能和模块控制的终端控制模块的控制下，提取出所属终端的下行电路业务数据，终端下行电路业务接口模块将本终端的下行电路业务数据进行格式转换后发送出去。在上行终端单元中，上行的比特流送入终端上行电路业务接口模块进行了串并转换之后形成上行电路业务数据，终端上行电路业务提取模块在具有网管功能和模块控制功能的终端控制模块的控制下从上行电路业务数据中提取指定的电路业务数据，终端上行电路业务成帧模块将送入的上行电路业务数据组成上行电路业务MAC帧，终端上行发送模块将上行电路业务MAC帧发送出去。
图7是本发明的一个实施例的基站单扇区结构示意图。如图7所示，基站单扇区结构由网络接口单元、基带中频单元和射频单元组成。业务接口模块、MAC控制器模块和主控模块组成网络接口单元，其中业务接口模块实现电路业务和数据业务信号转换和收发；MAC控制器模块实现空中接口协议，完成空中传输的信息的控制和信息格式转换，主控模块完成对对网络接口单元、基带中频单元和射频单元的监控。基带处理模块和中频模块构成基带中频单元，其中基带处理模块完成信息流的基带处理(加解扰码、R-S编解码、交织和解交织、滤波整形、调制解调)，中频模块负责基带信号与中频信号之间的上下变频，射频单元完成中频信号和无线信号的收发。
图8是本发明的一个实施例的终端结构示意图。如图8所示，终端由网络单元、基带中频单元和射频单元组成。业务接口模块、MAC控制器模块和主控模块组成网络单元，其中业务接口模块实现电路业务和数据业务信号转换和收发；MAC控制器模块实现空中接口协议，完成空中传输的信息的控制和信息格式转换，主控模块完成对网络单元、基带中频单元和射频单元的监控。基带处理模块和中频模块构成基带中频单元，其中基带处理模块完成信息流的基带处理(加解扰码、R-S编解码、交织和解交织、滤波整形、调制解调)，中频模块负责基带信号与中频信号之间的上下变频，射频单元完成中频信号和无线信号的收发。