基站调制器/解调器和ATM信元发送/接收方法 【技术领域】
本发明涉及基站调制器/解调器和利用ATM线路的ATM(异步传输方式)信元发送/接收方法，更具体地是涉及在发送/接收ATM信元时适于杜绝专用线路浪费的基站调制器/解调器和ATM信元发送/接收方法。背景技术
有一种利用ATM线路在高级站和基站之间发送/接收ATM信元的传统移动通信系统。
图1是传统移动通信系统的结构例子的示意图。在该移动通信系统中，基站A1和基站B2通过网络3连接到高级站。网络3通过专用线路连接到基站。来自高级站的下行数据通过一条专用线路发送到基站A1，通过另一条专用线路发送到基站B2。基站A接收的数据称为下行ATM信元A4，基站A向高级站发送的数据称为上行AMT信元A6。类似地，对于基站B，基站B接收的数据称为下行ATM信元B5，基站B向高级站发送的数据称为上行AMT信元B7。
图6示出ATM信元的格式。ATM信元25由53字节的数据构成。在这种情况下，开始的5个字节构成ATM首部26，其余的48个字节构成有效负荷27。ATM首部26包括GFC(一般流量控制)28、VPI(虚拟路径标识符)29、VCI(虚拟信道标识符)30、PT(有效负荷类型)31、CLP(信元损失优先权)32、和HEC(首部错误控制)33。
GFC28用于当通信量增加从而在网络3上发生超载状态时进行流量控制。VPI29用于在高级站和基站之间设置虚拟路径，而VCI30用于在多数据通信时识别所设置的VP(虚拟路径)中的多个数据中的每一个数据。PT31表示信元地状态(拥塞)，CLP32表示信元的有效位。HEC33起检测ATM首部26的比特误差的作用，并表示首部除HEC33之外的4个字节的8比特CRC的编码结果。有效负荷27表示通信数据的存储区。
图7是示出作为专用线路帧格式的一个例子的专用线路(二次群(secondary group))帧格式的示意图。二次群专用线路的传输容量是6.3Mbps，其中789个比特排列在时间长度为125μm的帧内。在这种格式中，能够获得98个8比特长度的时隙TS。在它们当中的96个时隙(96字节×8＝768比特)的部分中，连续排列ATM信元25。
图2示出传统下行ATM信元的结构的例子。来自高级站的下行ATMA4在基站A1的HWY接口部分8被接收。接收处理器35具有终接下行ATM信元A4的作用。基站A1和基站B2作为彼此独立的装置使用。因此这些基站具有相同的结构。
图3示出传统下行处理功能的结构的例子。将以基站A1为例解释这一功能。对于从专用线路接收的数据，物理层在HWY接口部分8被终接。在专用线路帧尾标器11，使图7所示的帧格式同步。在建立帧同步之后，在ATM信元同步检测器12内实现建立信元边界位置的信元同步，以便识别帧格式内变换的ATM信元25。
对于在ATM信元同步检测器12中取出的帧格式内的ATM信元25，在ATM HEC错误检测器22中进行HCE33错误检测，被发现有错误的ATM信元25在该功能中被抛弃。在物理层被判断有效的下行ATM信元A4被发送到接收处理器35。在接收处理器35，为由VPI滤波器14接收的下行ATN信元A4确认VPI29，只有具有分配给基站A1的VPI29的下行ATN信元A4被传输到下一步处理。其中VPI29与设定值不同的ATM信元25被这一功能抛弃。
已经通过VPI滤波器14的下行ATM信元A4判断由VCI滤波器15分配的不同ATM信元，并在ATM信元尾标器16终接。
图4示出传统上行ATM信元的结构的例子。来自基站A的上行ATM信元A6在ATM信元发生器20产生。因为基站A1和高级站通过专用线路彼此连接，基站A1利用帧发生器23把上行ATM信元B7变换成图7所示的专用线路(二次群)帧格式。而且，还有一个功能是根据上行ATM信元A6的传输率容量把形式(idol)信元34变换成帧格式。
关于传统移动通信系统的另一个例子，例如日本专利No.3003779提出了一种移动通信系统，其中ATM在交换机和无线基站之间利用控制信号建立控制链路。
然而上述传统的现有技术存在如下问题。
第一个问题是当基站规模减小/容量减小导致基站和高级站之间通信的数据量减少，因而数据量变得比专用线路的容量小时，在专用线路的变换中，有效信元比例变得大于形式信元比例。这样浪费线路费用。当基站支持的用户数量变化时，例如，由于规模减小了，最好是把包括电缆中数据量的速率变成优化速率。然而，因为没有专用线路适合于该容量，基站系统应该构成为存在未用频带的状态。
第二个问题是在解决第一个问题过程中，应该能够以传统模式连接。也就是说，系统应该设计成继承传统系统设计而且能够利用现有模式。发明内容
因此，本发明的目的是提供一种基站调制器/解调器和ATM信元发送/接收方法，其中，对于在基站和高级站之间使用的ATM信元频带由于规模减小/容量减小而减小的基站，对应于多个基站的ATM信元在基站和高级站之间的专用线路上逻辑复用，而且能够同时实现在主基站终接寻址到自身的ATM信元及把ATM信元发送到从属基站和自从属基站接收ATM信元，以便能够杜绝专用线路的浪费。
根据本发明的第一个特点，构成移动通信系统和向高级站发送ATM信元及从高级站接收ATM信元的基站调制器/解调器，包括
接收装置，用于在通过专用线路从高级站接收的ATM信元中终接寻址到基站的ATM信元；
第一发送装置，用于把通过专用线路从高级站接收的ATM信元中寻址到另一基站的ATM信元发送到另一基站；以及
第二发送装置，用于复用多个基站，即所述基站和所述另一个基站的ATM信元，并通过专用线路把复用信元发送到高级站。
根据本发明的第二个特点，一种在高级站和基站之间发送/接收ATM信元的移动通信系统的ATM信元发送/接收方法，包括如下步骤：
在通过专用线路从高级站接收的ATM信元中终接寻址到基站的ATM信元；
把通过专用线路从高级站接收的ATM信元中寻址到另一基站的ATM信元发送到另一基站；以及
复用多个基站，即所述基站和所述另一个基站的ATM信元，并通过专用线路把复用的信元发送到高级站。
参考图8和9，根据本发明的基站调制器/解调器设置在构成移动通信系统的基站内，并向高级站发送ATM信元和从高级站接收ATM信元。该基站调制器/解调器包括：接收装置(9)，用于在通过专用线路从高级站接收的ATM信元中终接寻址到基站的ATM信元；第一发送装置(10)，用于把通过专用线路从高级站接收的ATM信元中寻址到另一基站的ATM信元发送到另一基站；以及第二发送装置(19)，用于复用多个基站，即所述基站和所述另一个基站的ATM信元，并通过专用线路把复用信元发送到高级站。
根据本发明的基站调制器/解调器，对于其中在基站和高级站之间可使用的ATM信元频带由于基站规模减小/容量减小而减小的基站，多个基站的ATM信元在基站和高级站之间的专用线路上逻辑复用，主基站终接寻址到这里的ATM信元，同时，能够实现把ATM信元发送到从属基站和自从属基站接收ATM信元，从而能够杜绝专用线路的浪费。而且，因为主基站和从属基站具有相同的处理功能，因此没有必要考虑“主/从属基站”，因而简化了系统设计。而且，因为主基站与从属基站具有相同的处理功能，可以简单地在从属基站下再设置一个从属基站。附图说明
参考附图详细地描述本发明，其中：
图1示出传统移动通信系统的结构的例子的方块图；
图2示出传统移动通信系统中下行ATM信元的结构的方块图；
图3示出传统移动通信系统中下行处理功能的结构的方块图；
图4示出传统移动通信系统中上行ATM信元的结构的方块图；
图5示出根据本发明优选实施例的移动通信系统结构的方块图；
图6示出根据本发明优选实施例的ATM信元格式的结构的说明图；
图7示出根据本发明优选实施例的专用线路(二次群)帧格式的结构的说明图；
图8示出根据本发明优选实施例的下行ATM信元的结构的方块图；
图9示出根据本发明优选实施例的上行ATM信元的结构的方块图；
图10示出根据本发明优选实施例的下行处理功能的结构的方块图；以及
图11示出根据本发明优选实施例的上行处理功能的结构的方块图。具体实施方式
结合附图详细描述本发明的优选实施例。
(1)结构说明
在移动通信系统的基站和高级站之间进行的数据通信中，使用把现有专用线路作为PM(物理介质)下层而ATM信元变换成专用线路帧格式的传输方法。
如图5所示，根据本发明优选实施例的移动通信系统通常包括基站A1、基站B2和网络3。
详细描述上述结构。基站A1通过网络3连接到高级站。网络3和基站A1通过专用线路彼此连接。基站A1和基站B2的ATM信元25(参见图6)在来自高级站的下行数据中复用。在基站A1中分离出的基站B2的下行ATM信元从基站A1发送到基站B2。从基站B2发送的上行ATM信元在基站A1接收，复用到基站A1的上行ATM信元上，然后发送到高级站。
图6示出ATM信元格式。ATM信元25由53个字节的数据构成。开始的5个字节被ATM首部26占用，其余的48字节构成有效负荷27。ATM首部26包括GFC28、VPI29、VCI30、PT31、CLP32、和HEC33。
GFC28用于当通信量增加从而在网络3上发生超载状态时进行控制流量。VPI29用于在高级站和基站之间设置虚拟路径，而VCI30用于在多数据通信时识别所设置的VP(虚拟路径)中的多个数据中的每一个数据。PT31表示信元的状态(拥塞)，而CLP32表示信元的有效位。HEC33起检测ATM首部26的比特错误的作用，并表示首部除HEC33之外的4字节的8比特CRC的编码结果。有效负荷27表示通信数据的存储区。
图7示出作为专用线路帧格式的一个例子的专用线路(二次群)帧格式的示意图。二次群专用线路的传输容量是6.3Mbps，其中789比特排列在时间长度为125μm的帧内。在这种格式中，能够获得98个8比特长度的时隙TS。在它们当中的96个时隙(96字节×8＝768比特)的部分中，连续排列ATM信元25。
图8示出根据本发明优选实施例的下行ATM信元的结构。来自高级站的下行ATM信元在基站A1的HWY接口部分8被接收。主接收处理器9终接寻址到作为主基站的基站A1的下行ATM信元A4。从属发送处理器10识别寻址到基站B2的下行ATM信元B5，并把下行ATM信元B5发送到基站B2。基站B2与基站A1具有相同的结构，而且为了从基站A1接收ATM信元25，基站B2具有HWY接口部分8和主接收处理器9。
图9示出根据本发明优选实施例的上行ATM信元的结构。从基站A1到高级站的上行ATM信元A6在ATM信元发生器20产生，而且基站B2中的上行ATM信元B7在从属发送处理器22中产生。基站A1在从属接口部分21接收来自基站B2的上行ATM信元B7，在信元复用器19复用两个上行ATM信元25，然后把复用的信元发送到专用线路。
具体地说，根据利用基于本发明优选实施例的ATM线路的基站连接方法，在用于在基站和高级站之间通过如下传输方法进行数据通信的移动通信系统的基站调制器/解调器(基站)中，所述传输方法是把现有专用线路作为PM(物理介质)下层来变换ATM信元，当由于基站规模减小/容量减小而使得一个基站中使用的数据量比连接的专用线路的频带小得多时，多个基站的数据通过专用线路中的ATM层复用，而且主基站的作用是把数据发送到从属基站，自从属基站接收数据，并完成接收数据和本站数据的复用发送，从而实现有效地利用专用线路，并能够容易地实现从属基站的扩展。
(2)操作说明
结合附图6至11详细描述根据本发明优选实施例的操作。如图8所示，根据本发明优选实施例的下行ATM信元的结构是这样的，即使得来自高级站的下行ATM信元以基站A1的ATM信元和基站B2的ATM信元复用的状态被接收。因为下行ATM信元A4和下行ATM信元B5映射到相同的专用线路上，在其中由路径标识符判断信元的VP连接情况下，如图6所示的ATM首部26的VPI29中的信元应该彼此不同。
主接收处理器9和从属发送处理器10识别设置在基站A1和基站B2中的VPI29。
根据本发明的下行处理功能的结构在图10中示出。专用线路(二次群)帧格式作为专用线路帧格式的例子在上述图7中示出。 二次群专用线路的传输容量是6.3Mbps，其中789比特排列在时间长度为125μm的帧内。在这种格式中，能够获得98个8比特长度的时隙TS。在它们当中的96个时隙(96字节×8＝768比特)的部分中，连续排列ATM信元10。因为ATM信元25的长度是424比特(53字节)，如图所示，在有些情况下，125μm帧的边界不能确认为信元边界，而且在此情况下，一个ATM信元25扩展到超过两帧。本说明书与ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)G.804相一致。
对于从专用线路接收的数据，物理层在HWY接口部分8终接。从专用线路接收的下行数据在专用线路帧终端8与如图7所示的帧格式同步。而且，在建立帧同步之后，在ATM信元同步检测器12完成用于建立信元边界位置的信元同步，以便识别变换成帧格式的ATM信元25。
从ATM信元同步检测器12中取出的帧格式内的ATM信元25由ATMHEC错误检测器13进行HEC33错误检测，有错误的ATM信元25在该功能中被放弃。在物理层中被判断有效的下行ATM信元被同时发送到主接收处理器9和从属接收处理器10。
在主接收处理器9中，对于接收的下行ATM信元，由VPI滤波器14确认VPI29，而且只有具有被分配给作为主基站的基站A1的VPI29的下行ATM信元A4被传输到下一步处理。VPI29与设定值不同的下行ATM信元B5在这一功能被抛弃。已经通过VPI滤波器14的下行ATM信元A4判断由VCI滤波器15分配的不同ATM信元25，然后在ATM信元终接器16终接。
在从属发送处理器10中，如同主接收处理器9一样，VPI滤波器14只用于判断分配给基站B的下行ATM信元B5。因为下行ATM信元B5是以与基站A的ATM信元A4复用的状态通过专用线路从高级站发送的，在VPI滤波器14后面，ATM信元B5的频带小于专用线路的频带。为此，调速器17插入形式信元34代替在VPI滤波器14中抛弃的ATM信元25。
基站A1和基站B2彼此通过电缆连接，而且变换为专用线路(二次群)帧格式是在从属发送处理器10的帧发生器18中完成的。基站B2具有与基站A1相同的下行处理功能，而且只利用主接收处理能够实现下行ATM信元B5的终接。另外，当基站B2具有与基站A1相同的下行处理功能时，整个系统可以由相同硬件构成。这样能够容易地设置从属于基站B2的基站C。
图9示出根据本发明优选实施例的上行ATM信元的结构，而图11示出根据本发明优选实施例的上行处理功能的结构。
来自基站B2的上行ATM信元B7在ATM信元发生器20中产生。基站B2通过电缆连接到基站A1，基站B2使用信元复用器19的帧发生器23把上行ATM信元B7变换成如图7所示的专用线路(二次群)帧格式。基站B2还具有根据上行ATM信元B7的传输率能力把形式信元34变换成帧格式的功能。
对于来自基站B2的上行信号，物理层在基站A1的从属接口部分21终接。从属接口部分21与终接下行物理层的HWY接口部分8的作用方式相同。自从属接口部分21中取出的上行ATM信元B7被传输到信元复用器19。进一步，在基站A1中，在ATM信元发生器20中产生的ATM信元A6被传输到信元复用器19。信元复用器19包括ATM信元复用器24和帧发生器23。
当分别从基站A1和基站B2输入的ATM信元A6和ATM信元B7被发送到专用线路时，ATM信元复用器24控制发送的次数。对于在高级站和基站之间使用的每一条专用线路，频带都是预先确定的。因此，通过根据设定值改变每个ATM信元的发送次数来控制频带。在ATM信元复用器24中设定的ATM信元25在帧发生器23中生成专用线路帧格式。
基站B2与基站A1具有相同的上行处理功能，而且只使用ATM信元发生器20能够产生上行ATM信元B7。而且，当基站B2具有与基站A1相同的上行处理功能时，整个系统可以用相同硬件构成。这样能够容易地设置从属于基站B2的基站C。
如上所述，根据本发明的优选实施例，对于其中在基站和高级站之间可使用的ATM信元频带由于基站规模减小/容量化减小而减小的基站，多个基站的ATM信元在基站和高级站之间的专用线路上逻辑复用，主基站终接寻址到这里的ATM信元，同时，能够实现把ATM信元发送到从属基站和自从属基站接收ATM信元，从而能够杜绝专用线路的浪费。
因为主基站和从属基站具有相同的处理功能，因此没有必要考虑“主/从属基站”，因而简化了系统设计。
而且，因为主基站与从属基站具有相同的处理功能，可以简单地在从属基站下再设置另一个从属基站。
[其他实施例]
在上述优选实施例中，高级站和基站A通过专用线路彼此连接，而主基站和从属基站通过电缆彼此连接。在另一个优选实施例中，专用线路也可以用于主基站和从属基站之间的连接。在这种情况下，虽然在上述优选实施例中只使用二次群(6.3M)专用线路，在另一个优选实施例中，可以考虑成本更低的系统，其中，对于从属基站，进行二次群到一次群的转换。
而且，上述优选实施例中，使用现有专用线路。相同技术也可以用于SDH(同步数字分级)系统，例如，使用155M，那么能够把速率从155M降低到二次群。
在基站内提供多个从属发送功能允许在主基站下连接多个从属基站。
如从上面描述中所清楚地看到的一样，根据本发明的基站调制器/解调器完成如下控制功能。在多个通过专用线路从高级站接收的ATM信元中，寻址到基站的ATM信元被终接，而在通过专用线路从高级站接收的ATM信元中寻址到另一基站的ATM信元被发送到另一个基站。而且，多个基站，一个基站和另一个基站的ATM信元被复用，复用信元通过专用线路发送到高级站。此外，设置有基站调制器/解调器的基站具有与其他基站相同的处理功能。上述结构带来如下效果。
第一个效果是，对于其中在基站和高级站之间可使用的ATM信元频带由于基站规模减小/容量减小而减小的基站，多个基站的ATM信元在基站和高级站之间的专用线路上逻辑复用，主基站终接寻址到这里的ATM信元，同时，能够实现把ATM信元发送到从属基站和自从属基站接收ATM信元，从而能够杜绝专用线路的浪费。
第二个效果是，因为主基站和从属基站具有相同的处理功能，因此没有必要考虑“主/从属基站”，因而简化了系统设计。
第三个效果是，因为主基站与从属基站具有相同的处理功能，可以简单地在从属基站下再设置另一个从属基站。
特别参考优选实施例详细描述了本发明，但是应该理解可以在所附权利要求所限定的发明范围内进行各种变形和改进。