无线通信基站中支持多AISG2.0接口的一种新方法.docVIP

无线通信基站中支持多AISG2.0接口的一种新方法 　　【摘 要】 本文提出了一种在基站上支持多个AISG2.0接口的设计方法，在硬件和软件的设计配合下，不但可以实现单个AISG协议栈管理多个AISG接口，同时可以避免多接口间的冲突。本文还列举了已被验证可行的多AISG接口配置实例。 　　【关键词】 AISG 协议栈 RET TMA 　　随着AISG协议特别是其2.0版本的广泛应用，在运营商基站现场的天线相关设备（ALD）越来越多，且连接方式复杂多样。如下图所示，可以通过AISG端口连接（配置一），也可以通过射频电缆穿心的直流和OOK信号连接到TMA （塔顶放大器）然后串接到RET（远程电调倾角单元）（配置四和五），或者通过T型头在OOK和RS485之间进行转换的（配置二和三）。这样就对基站的AISG功能提出了新的设计挑战，要求基站既可以支持AISG的端口的RS485+DC方式，以及两个天线口的OOK+DC方式，在某些条件下，为兼容现场的已有设备，要求2个天线口和AISG端口可以同时工作。 　　1 多AISG接口的硬件设计 　　在已有的只能支持一个AISG接口的设计中，基站内部对于天线口1、2或者AISG端口的直流和信号是切换处理的。在AISG设备上电扫描的时候，如果天线口或者AISG端口有ALD设备，相应端口就被打开，但是无法支持两个端口都接设备。 　　从单AISG接口升级到支持3个AISG接口，最简单直接的方法是把AISG管理通道复制成3套，但是这样做就会需要3个独立的AISG协议栈，3个同样功能的协议栈之间的管理调度非常繁琐而且耗费CPU资源，如果其中的两个AISG接口连接到同一个ALD设备上（比如ALD设备是双塔放），不同AISG协议栈之间很难对比判断。 　　本文提出的新设计可以圆满解决这个问题。假设OOK1和OOK2以及RS485分别在天线口1，2以及AISG端口上和各自连接的ALD设备独立交互通信，利用FPGA把3个接口交互的信息放到寄存器中，CPU中的AISG协议栈依次访问FPGA的寄存器，对于AISG协议栈来说，这个设计把多个接口上的设备模拟成一个接口上的多个设备。AISG协议栈的使用方式和单AISG接口没有任何不同，而不同接口上的AISG设备都可以和协议栈进行交互。 　　2 单一AISG协议栈支持多接口的软件设计 　　AISG软件管理可分成3个层次，ALD管理器，AISG协议栈和AISG驱动器。ALD管理器负责初始化AISG协议栈以及与应用层软件交互，AISG协议栈是AISG协议的主控制器，AISG驱动器则负责与3个AISG接口的数据通信。它们之间的交互关系如图二所示。 　　配合上文描述的硬件设计，在软件上，ALD驱动器向上对AISG协议栈模拟了一个单一的虚拟接口，而实际上ALD驱动器和多个物理的AISG接口同时进行通信。例如，当AISG协议栈下发数据时，AISG驱动器把数据同时发给FPGA里3个不同UART控制器，这3个UART控制器对应3个物理上的AISG接口。当返回数据冲突的时候，类似于在一个AISG菊花链上多设备冲突处理机制一样，AISG协议栈会以更小的ID组向AISG驱动器重发数据，直到冲突不再发生。利用这种机制，实现了一个协议栈对于多个AISG接口的控制。 　　3 多个AISG接口之间的防冲突设计 　　对于多个AISG接口的支持最大的难点，是多接口引入的一个新的冲突机制—同一ALD设备在多个接口间的冲突。这也是为什么基站设计长期停留在单AISG接口的主要技术局限。 　　如图3所示的典型案例，一个DTMA（双塔放）同时连接到2个天线口，当AISG驱动器发送同样的扫描指令到天线口1和2的时候，DTMA可以在天线口1和2上都对此扫描进行回复，当AISG协议栈收到2次同一个设备的回复时，协议栈无法通过调整ID组使得每次扫描只有一个回复，只能认为是AISG线路上存在不可规避的冲突，从而导致扫描失败。为了解决这种多个接口间的冲突问题，本文提出了在正式扫描前增加一个试探扫描的方法。 　　在正式扫描之前，首先对每个接口进行试探扫描，大概探知每个AISG接口上的外设连接情况。试探扫描的前提是，如前文提到的硬件设计架构那样，每个AISG的接口的电源和信号（OOK或者RS485）能够单路使能和关闭。试探扫描依次在AISG口，天线口1和天线口2上执行。 　　第一次试探扫描，只打开AISG口的DC和RS485，得到AISG口上连接的ALD设备，ALD管理器记录此列表。 　　第二次试探扫描，只打开天线口1的DC和OOK，得到天线口1上连接的ALD设备，ALD管理器记录此列表。 　　第三次试探扫描，只打开天线口2的DC和OOK，得到天线口2上连接的ALD设备，ALD管理器记录此列表。 　　三次