一种多载波微波延伸覆盖系统 |
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| 申请号 | CN201410579068.X | 申请日 | 2014-10-24 | 公开(公告)号 | CN104469808A | 公开(公告)日 | 2015-03-25 |
| 申请人 | 成都锐新科技有限公司; | 发明人 | 张洪军; 廖云龙; 赵永亮; | ||||
| 摘要 | 通过本 发明 的多载波 微波 延伸 覆盖 系统，具备远程管理、维护功能，能够简化繁琐的管理、维护任务，降低设备的运行 费用 ，具有重传速度快、数据可靠，迁移方便的有益效果，对提高微波通信网络的服务 质量 、增强微波通信网络的竞争 力 、进一步延伸微波通信网络的覆盖范围具有到积极的推动作用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多载波微波延伸覆盖系统，该系统包括一个中央节点(1)和多个微波节点(2)，一个微波节点(2)由一台微波装置或多台微波装置构成，每台微波装置包括内设装置(3)和外设装置(4)，一台微波装置的内设装置(3)包括监管单元(5)和代管单元(6)，所述代管单元(6)包括智能体模块(61)、Www服务器模块(62)和第一串行通信模块(63)，所述监管单元(5)包括监测模块(51)和第二串行通信模块(52)；所述智能体模块(61)包括判断单元(611)、装置信息提取单元(612)、封包单元(613)以及数据包恢复单元(614)； |
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| 说明书全文 | 一种多载波微波延伸覆盖系统技术领域[0001] 本发明涉及微波通信领域，尤其涉及一种多载波微波延伸覆盖系统。 背景技术[0003] (1)通信频率采用微波频段，不受天气、工业干扰以及太阳黑子变化的影响，可靠性高，天线尺寸小； [0004] (2)可以同时传输多路信号，增大微波通信装置频带，提高通信容量； [0005] (3)安装快速、灵活，移动方便，使用简单，应用领域不断扩展。 [0006] 由于局域网使用广播机制，存在通信介质层的竞争问题，虽然采用百兆自适应的传输带宽，可以满足不同的应用环境，但是在多载波串行频带上传输分组数据包存在诸多困难。如何将百兆带宽上传输的信息包去冗余到多载波串行频带上传输，并能满足局域网的响应要求；怎样通过局域网、串行接口、微波通信链路来传输设备之间的信息，进行设备之间的通信，以及完成设备之间的交互，一直是互联网上实现串行线路上的设备管理发展的障碍，也是多载波微波系统延伸覆盖的主要障碍。 [0007] 在多载波串行频带上传输分组数据包的一些技术问题，导致现在许多微波传输设备不支持远程管理与维护，阻碍了自身的发展。随着我国国民经济信息化进程的迅速推进，电信业务、电力监测、广播电视等领域业务的迅速扩展，适合移动通信业务或地域范围广阔的、分散的无线通信网络——微波通信网的应用也越来越广泛。但是微波通信网络中众多设备的管理和维护是一个非常棘手的问题。传统的微波延伸覆盖装置管理和维护一般需要人工现场进行，无法满足实时性的要求，严重影响了微波系统的延伸覆盖性能。对于不断扩大的微波通信网络，能够实现在局域网上对设备的接入和管理成为现在亟待解决的问题。 发明内容[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 [0009] 根据本发明的实施方式，提出一种多载波微波延伸覆盖系统，该系统包括一个中央节点(1)和多个微波节点(2)，一个微波节点(2)由一台微波装置或多台微波装置构成，每台微波装置包括内设装置(3)和外设装置(4)，一台微波装置的内设装置(3)包括监管单元(5)和代管单元(6)，所述代管单元(6)包括智能体模块(61)、Www服务器模块(62)和第一串行通信模块(63)，所述监管单元(5)包括监测模块(51)和第二串行通信模块(52)，内设装置(3)和外设装置(4)之间通过双向高速线缆9连接，中央节点(1)通过双绞线8与一个微波节点(2)中的一台微波装置连接，一个微波节点(2)内的多台微波装置通过双绞线8相互连接，相邻两个微波节点(2)之间通过微波通信链路(7)相互连接； [0010] 所述智能体模块(61)包括判断单元(611)、装置信息提取单元(612)、封包单元(613)以及数据包恢复单元(614)。 [0011] 根据本发明的实施方式，所述中央节点(1)通过标准的局域网发送简易网路管理协议请求数据包，与中央节点(1)直接连接的微波节点(2)中的一台微波装置接收该请求数据包，微波装置通过其内设装置(3)中智能体模块(61)的判断单元(611)判断是否接入当前装置，若是接入当前微波装置，则智能体模块(61)的装置信息提取单元(612)查看管理信息库，提取最新的装置运行信息，通过封包单元(613)封包后通过局域网回送给中央节点(1)； [0012] 若判断单元(611)判断不是接入当前微波装置，则实时进行数据包重传：首先，判断单元(611)判断该微波节点内是否有多台微波装置，如果该微波节点内有多台装置，智能体模块(61)通过标准的局域网重传给同一个微波节点(2)内的与其相连的微波装置，该相连的微波装置接收并分析数据包，判断是否接入当前装置，若是，查看管理信息库，提取最新的装置运行信息，封包按标示的发送数据包的路径给中央节点发送回应包； [0013] 若判断单元(611)判断该微波节点内没有多台装置或者不是接入当前微波装置，所述微波装置的智能体模块(61)的封包单元(613)通过去冗余、标示的方式将该简易网路管理协议请求包组装成自身数据格式的串行接口帧格式，然后再通过第一串行通信模块(63)传送到该微波装置的内设装置(3)的监管单元(5)部分，然后调制到微波通信链路(7)上重传到下一个微波节点(2)的微波装置； [0014] 下一个微波节点(2)中微波装置的内设装置(3)的监管单元(5)的第二串行通信模块(52)从微波通信链路(7)上接收并分析去冗余的简易网路管理协议请求数据包，通过智能体模块(61)判断是否接入当前装置，若是接入当前微波装置，直接从该微波装置的内设装置(3)的监管单元(5)部分采集装置的运行信息，然后封包按标示的发送请求数据包的路径给中央节点(1)发送回应包； [0015] 若下一个微波节点(2)中的判断单元(611)判断不是接入当前微波装置，并且此下一个微波节点(2)中只有这一台微波装置，就停止重传； [0016] 若下一个微波节点(2)中的判断单元(611)判断此下一个微波节点(2)中有多台微波装置，则通过该微波装置内设装置(3)的监管单元(5)部分的第二串行通信模块(52)发送给其代管单元(6)部分的智能体模块(61)，智能体模块(61)中的数据包恢复单元(614)对该去冗余的简易网路管理协议请求数据包进行增冗余，恢复成标准的分组数据包，提取有用数据后，再由智能体模块(61)通过标准的局域网方式，重传给该微波节点(2)内与该微波装置相连的下一级微波装置； [0017] 下一级微波装置接收到简易网路管理协议请求数据包后，按照如上方式进行处理。 [0018] 根据本发明的实施方式，微波装置通过标准的局域网接收的简易网路管理协议请求数据包，微波装置的智能体模块(61)的封包单元(613)通过去冗余、标示的方式将该简易网路管理协议请求包组装成自身数据格式的串行接口帧格式，具体方式为：提取局域网帧结构中有用的数据部分，并保留网际协议头部的目的网际协议地址的最低一个字节和始发网际协议地址的最低一个字节，以及协议字段的其他协议，采用一个字节表示始发端口号和目的端口号，用一个字节表示各个层的不同协议，保留TCP头部中其余部分，而UDP头部中其他部分丢弃，对提取数据中的管理信息库信息及标识管理对象进行去冗余，将去冗余后的数据信息组成自身的去冗余简易网路管理协议数据包，然后将该自身的去冗余简易网路管理协议数据包插入到串行接口帧结构中的数据位字段，并通过串行接口传送给微波装置内设装置(3)的监管单元(5)部分，监管单元(5)部分从串行接口处收到自身去冗余的简易网路管理协议数据包之后，按照通信中脉冲编码调制体制的时隙要求，调制到微波通信链路(7)上。 [0019] 根据本发明的实施方式，从微波通信链路(7)上将去冗余的简易网路管理协议请求数据包恢复为标准局域网包，将该去冗余的数据包进行增冗余，具体方式为：微波装置的内设装置(3)中的监管单元(5)部分，从微波通信链路(7)上接收去冗余的简易网路管理协议请求数据包，通过串行接口通信模块52发送给该微波装置内设装置(3)的代管单元(6)中的智能体模块(61)，智能体模块(61)的数据包恢复单元(614)从串行接口帧结构中提取数据位字段中的数据项，根据自身的去冗余简易网路管理协议数据包结构，恢复完整的标识管理对象，再根据自身的去冗余简易网路管理协议结构中的始发、目的端口号值，恢复TCP协议或UDP协议的头部，并根据自身的去冗余简易网路管理协议结构中的始发、目的网际协议地址值，恢复网际互连层中的网际协议头部，然后根据自身的去冗余简易网路管理协议结构中的协议标示，恢复局域网各个层的协议字段和简易网路管理协议功能类型，最后恢复链路层帧结构中的各个字段信息，再通过智能体模块(61)将组成的局域网包发送到局域网上。 [0020] 根据本发明的实施方式，中央节点(1)以设置操作的数据单元格式向智能体模块(61)发送查看数据请求或设置参数请求，智能体模块(61)以陷阱格式回复查看数据请求或回复设置参数请求。 [0021] 根据本发明的实施方式，与中央节点(1)直接相连的微波装置设有标示，当微波装置接收到中央节点(1)发送的数据时，启用标示；当微波装置从串行接口接收到请求数据或从局域网口接收到其他装置重传的请求数据时，清除标示。 [0022] 根据本发明的实施方式，内设装置(3)内部的监管单元(5)和代管单元(6)之间采用异步串行通信方式。 [0023] 本发明的多载波微波延伸覆盖系统，具备远程管理、维护功能，能够简化繁琐的管理、维护任务，降低设备的运行费用，具有重传速度快、数据可靠，迁移方便的有益效果，对提高微波通信网络的服务质量、增强微波通信网络的竞争力、进一步延伸微波通信网络的覆盖范围具有到积极的推动作用。附图说明 [0024] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中： [0025] 附图1示出了根据本发明实施方式的多载波微波延伸覆盖系统拓扑示意图； [0026] 附图2示出了根据本发明实施方式的多载波微波延伸覆盖系统内设装置结构示意图。 具体实施方式[0027] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。 [0028] 根据本发明的实施方式，本发明提出一种多载波微波延伸覆盖系统，如附图1和2所示(附图1示出了5个微波节点，但是并不限于5个)，该系统包括一个中央节点(1)和多个微波节点(2)，一个微波节点(2)由一台微波装置或多台微波装置构成，每台微波装置包括内设装置(3)和外设装置(4)，一台微波装置的内设装置(3)包括监管单元(5)和代管单元(6)，所述代管单元(6)包括智能体模块(61)、Www服务器模块(62)和第一串行通信模块(63)，所述监管单元(5)包括监测模块(51)和第二串行通信模块(52)，内设装置(3)和外设装置(4)之间通过双向高速线缆9连接，中央节点(1)通过双绞线8与一个微波节点(2)中的一台微波装置连接，一个微波节点(2)内的多台微波装置通过双绞线8相互连接，相邻两个微波节点(2)之间通过微波通信链路(7)相互连接，为了确保多载波串行频带的微波通信链路(7)能够快速的重传分组数据包，保证同一节点内或不同节点之间的微波装置能够正常通信，微波装置局域网管理系统需要有一套基本的管理功能，包括配置管理、性能管理、故障管理、系统管理和其他管理。 [0029] 所述代管单元(6)中的智能体模块(61)，主要完成如下功能： [0030] (1)对第一串行通信模块(63)收到的数据进行处理，选择继续重传或回复数据请求。 [0031] (2)接收微波节点(2)内其他微波装置发送的数据，选择继续重传或回复数据请求。 [0032] (3)对信息包进行去冗余和增冗余，组装局域网帧结构或串行接口帧结构。 [0033] 所述智能体模块(61)包括判断单元(611)、装置信息提取单元(612)、封包单元(613)以及数据包恢复单元(614)。 [0034] 监管单元(5)中的监测模块(51)主要完成如下功能： [0035] (1)对第二串行通信模块(52)收到的数据进行处理，选择继续重传或回复数据请求。 [0036] (2)接收对端发送的数据，选择继续重传或回复数据请求。 [0037] (3)主动产生报警信息，并向两个方向重传，从而对全网广播。 [0039] 同一微波节点(2)内的微波装置通过双绞线8连接，采用标准的局域网协议；不同的微波节点(2)之间的微波装置通过微波通信链路(7)传输数据。每个被管的微波装置运行www服务器软件、简易网路管理协议智能体软件和串行通信软件。 [0040] 中央节点(1)可以通过网际协议地址登录到与其直接相连的微波装置，采用超文本传输协议对其进行管理与维护。 [0041] 中央节点(1)还可以通过简易网路管理协议，首先与直接相连的微波装置内设装置(3)中的智能体模块(61)进行通信，数据可以在节点内和节点间重传，从而实现对全网装置的管理。考虑到网络拓扑结构的特殊性，即节点间通过微波通信链路(7)传输数据，因此需要对标准简易网路管理协议进行变换，制定专用的数据格式。 [0042] 中央节点(1)对被管理的微波装置的监测主要包括查看被管理的微波装置的装置信息，设置被管理的微波装置的装置信息以及报警信息的处理。 [0043] 代管单元(6)中的智能体模块(61)，Www服务器模块(62)和第二串行通信模块(52)或63分属三个独立模块，同时运行。智能体模块(61)与Www服务器模块(62)之间没有直接数据通信，而智能体模块(61)(或Www服务器模块(62))与第二串行通信模块(52)或63之间通过进程间通信机制进行数据通信。 [0044] 中央节点(1)以设置操作的数据单元格式向智能体模块(61)发送查看数据请求或设置参数请求，智能体模块(61)以陷阱格式回复查看数据请求或回复设置参数请求。 [0045] 与中央节点(1)直接相连的微波装置设有标示，当微波装置接收到中央节点(1)发送的数据时，启用标示；当微波装置从串行接口接收到请求数据或从局域网口接收到其他装置重传的请求数据时，清除标示。这样就可以确定哪台装置与中央节点(1)直接相连，该装置如果接收到来自其他装置的回复数据，应该直接向中央节点(1)重传，而不再发送到其它微波装置。 [0046] 微波节点(2)内装置需要重传数据时，通过设置数据单元格式向其他微波装置广播数据。 [0047] 无论将接收的信息传送到微波通信网中的那台微波装置，在内设装置(3)内部的通信，都需要通过串行接口进行传送。内设装置(3)内部的监管单元(5)和代管单元(6)之间通过串行接口相连，具体来说就是代管单元(6)中所使用的串行接口和监管单元(5)中所使用串行接口相连。二者都能较好地支持异步通信，因此在这里采用异步串行通信方式。 [0048] 第一串行通信模块(63)运行于代管单元(6)上，监视串行接口装置和管道，可以实现数据在微波装置的代管单元(6)和监管单元(5)之间双向传输。 [0049] 要实现在多载波串行频带上传送数据，快速重传分组数据包，需要通过微波装置里面的监管单元(5)调制到微波通信链路(7)上，来实现分组数据包的快速重传。 [0050] 内设装置(3)由两部分组成，监管单元(5)和代管单元(6)，二者仅通过串行接口进行通信，串行通信采用自身串行通信协议。第二串行通信模块(52)或63负责从串行接口接收或发送数据。 [0051] 在多载波串行频带上传输局域网数据包，需要对其进行去冗余和缩减、增冗余，再组装成串行的局域网帧格式进行重传，所述多载波微波延伸覆盖系统运行方式具体为： [0052] 中央节点(1)通过标准的局域网发送简易网路管理协议请求数据包，与中央节点(1)直接连接的微波节点(2)中的一台微波装置接收该请求数据包，微波装置通过其内设装置(3)中智能体模块(61)的判断单元(611)判断是否接入当前装置，若是接入当前微波装置，则智能体模块(61)的装置信息提取单元(612)查看管理信息库，提取最新的装置运行信息，通过封包单元(613)封包后通过局域网回送给中央节点(1)； [0053] 若判断单元(611)判断不是接入当前微波装置，则实时进行数据包重传：首先，判断单元(611)判断该微波节点内是否有多台微波装置，如果该微波节点内有多台装置，智能体模块(61)通过标准的局域网重传给同一个微波节点(2)内的与其相连的微波装置，该相连的微波装置接收并分析数据包，判断是否接入当前装置，若是，查看管理信息库，提取最新的装置运行信息，封包按标示的发送数据包的路径给中央节点发送回应包； [0054] 若判断单元(611)判断该微波节点内没有多台装置或者不是接入当前微波装置，所述微波装置的智能体模块(61)的封包单元(613)通过去冗余、标示的方式将该简易网路管理协议请求包组装成自身(自定义)数据格式的串行接口帧格式，然后再通过第一串行通信模块(63)传送到该微波装置的内设装置(3)的监管单元(5)部分，然后调制到微波通信链路(7)上重传到下一个微波节点(2)的微波装置； [0055] 下一个微波节点(2)中微波装置的内设装置(3)的监管单元(5)的第二串行通信模块(52)从微波通信链路(7)上接收并分析去冗余的简易网路管理协议请求数据包，通过智能体模块(61)判断是否接入当前装置，若是接入当前微波装置，直接从该微波装置的内设装置(3)的监管单元(5)部分采集装置的运行信息，然后封包按标示的发送请求数据包的路径给中央节点(1)发送回应包； [0056] 若下一个微波节点(2)中的判断单元(611)判断不是接入当前微波装置，并且此下一个微波节点(2)中只有这一台微波装置，就停止重传； [0057] 若下一个微波节点(2)中的判断单元(611)判断此下一个微波节点(2)中有多台微波装置，则通过该微波装置内设装置(3)的监管单元(5)部分的第二串行通信模块(52)发送给其代管单元(6)部分的智能体模块(61)，智能体模块(61)中的数据包恢复单元(614)对该去冗余的简易网路管理协议请求数据包进行增冗余，恢复成标准的分组数据包，提取有用数据后，再由智能体模块(61)通过标准的局域网方式，重传给该微波节点(2)内与该微波装置相连的下一级微波装置； [0058] 下一级微波装置接收到简易网路管理协议请求数据包后，按照如上方式进行处理。 [0059] 微波装置通过标准的局域网接收的简易网路管理协议请求数据包，微波装置的智能体模块(61)的封包单元(613)通过去冗余、标示的方式将该简易网路管理协议请求包组装成自身数据格式的串行接口帧格式，具体方式为：提取局域网帧结构中有用的数据部分，并保留网际协议头部的目的网际协议地址的最低一个字节和始发网际协议地址的最低一个字节，以及协议字段的其他协议(例如TCP和UDP协议)，采用一个字节表示始发端口号和目的端口号，用一个字节表示各个层的不同协议，保留TCP头部中其余部分，而UDP头部中其他部分丢弃，对提取数据中的管理信息库信息及标识管理对象进行去冗余，将去冗余后的数据信息组成自身的去冗余简易网路管理协议数据包，然后将该自身的去冗余简易网路管理协议数据包插入到串行接口帧结构中的数据位字段，并通过串行接口传送给微波装置内设装置(3)的监管单元(5)部分，监管单元(5)部分从串行接口处收到自身去冗余的简易网路管理协议数据包之后，按照通信中脉冲编码调制体制的时隙要求，调制到微波通信链路(7)上。 [0060] 从微波通信链路(7)上将去冗余的简易网路管理协议请求数据包恢复为标准局域网包，将该去冗余的数据包进行增冗余，具体方式为：微波装置的内设装置(3)中的监管单元(5)部分，从微波通信链路(7)上接收去冗余的简易网路管理协议请求数据包，通过串行接口通信模块52发送给该微波装置内设装置(3)的代管单元(6)中的智能体模块(61)，智能体模块(61)的数据包恢复单元(614)从串行接口帧结构中提取数据位字段中的数据项，根据自身的去冗余简易网路管理协议数据包结构，恢复完整的标识管理对象，再根据自身的去冗余简易网路管理协议结构中的始发、目的端口号值，恢复TCP协议或UDP协议的头部，并根据自身的去冗余简易网路管理协议结构中的始发、目的网际协议地址值，恢复网际互连层中的网际协议头部，然后根据自身的去冗余简易网路管理协议结构中的协议标示，恢复局域网各个层的协议字段和简易网路管理协议功能类型，最后恢复链路层帧结构中的各个字段信息，再通过智能体模块(61)将组成的局域网包发送到局域网上。 [0061] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。 |
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