式Linux在TDSCDMA基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用_圖文

1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文嵌入式Linux在TD-SCDMA基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用姓名：王欣申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：計(jì)算機(jī)技術(shù)指導(dǎo)教師：王長(zhǎng)山;王駿20071015捅要第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)由用戶設(shè)備（）、無線接入網(wǎng)絡(luò)（）以及核心網(wǎng)（）組成，其中無線接入網(wǎng)絡(luò)包括基站（）和無線網(wǎng)絡(luò)控制器（）。大唐移動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合規(guī)范要求，硬件實(shí)現(xiàn)以技術(shù)為基礎(chǔ)，核心交換模塊為交換平臺(tái)，接入子系統(tǒng)是系統(tǒng)設(shè)備的接口單元。反向復(fù)用技術(shù)（）提供了一種在低速物理鏈路上傳輸高速信元流的方法，隊(duì)列調(diào)度算法根據(jù)不同類型業(yè)務(wù)的關(guān)鍵參數(shù)在發(fā)送端口實(shí)現(xiàn)了發(fā)送隊(duì)列的調(diào)度，嵌入式由于具有源代碼開放、內(nèi)核精簡(jiǎn)、可定制、成本低廉等諸多方

2、面的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在嵌入式領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合接入子系統(tǒng)信道化光接口單板的開發(fā)，使用公司的實(shí)現(xiàn)了高速信元在低速物理鏈路上的傳輸，使用飛思卡爾公司的通信處理器控制器實(shí)現(xiàn)了發(fā)送隊(duì)列的調(diào)度，通過、等開發(fā)工具，在處理器硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了嵌入式的制作、內(nèi)核的裁減以及根文件系統(tǒng)的定制，對(duì)其中涉及的組信元發(fā)送速率控制技術(shù)、組內(nèi)鏈路時(shí)鐘不同步處理方法、不同的鏈路傳輸延遲同步、發(fā)送端口隊(duì)列調(diào)度技術(shù)、嵌入式移植等關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)問題進(jìn)行了深入分析，給出了具體實(shí)現(xiàn)的方法，同時(shí)對(duì)在調(diào)試過程中遇到的問題及解決思路、方法進(jìn)行了歸納總結(jié)。論文在最后對(duì)信道化光接口板的關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，通過實(shí)際測(cè)試證明了單板性能

3、指標(biāo)完全滿足設(shè)計(jì)要求。本文的研究成果已經(jīng)應(yīng)用于通信產(chǎn)品中，并且在今年中國(guó)移動(dòng)建立的試驗(yàn)網(wǎng)中得到了實(shí)際使用。關(guān)鍵詞：接入子系統(tǒng)嵌入式（），（）（）（），一：仃，：獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明本人聲明所成交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而是用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。申請(qǐng)學(xué)位論文與材料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切責(zé)任。本人簽名：王之日期：呈塑！：！蘭：！關(guān)于論文

4、使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬西安電子科技大學(xué)。本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表論文或使用論文工作成果時(shí)署名單位仍然為西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文：學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。（保密的論文在解密后遵守此規(guī)定）本學(xué)位論文屬于保密，在一年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名：導(dǎo)師簽名：至！墨日期：期：圣竺！：！蘭：！蘭撥玉挫。碰第一章緒論第一章緒論研究背景及意義】是大唐集團(tuán)代表中國(guó)提交國(guó)際電信聯(lián)盟的第三代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從年底產(chǎn)業(yè)聯(lián)

5、盟成立以來，其成員不斷擴(kuò)大。在信息產(chǎn)業(yè)部組織的技術(shù)試驗(yàn)的推動(dòng)下，的商用化進(jìn)程明顯加快，年月中國(guó)完成了第三代移動(dòng)通信技術(shù)的現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試。年月完成了產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)室內(nèi)、外場(chǎng)測(cè)試。年月，信息產(chǎn)業(yè)部正式發(fā)布為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵階段為產(chǎn)業(yè)界注入了一針強(qiáng)心劑。在行標(biāo)的引導(dǎo)下，產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)企業(yè)相繼加大投入，進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，通過信息產(chǎn)業(yè)部組織的規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)來持續(xù)完善并加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量及性能。年月，作為商用的重要前奏，由國(guó)家三部委（發(fā)改委、信產(chǎn)部、科技部）統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)組織實(shí)施、運(yùn)營(yíng)商和制造商共同參與的規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用試驗(yàn)，在我國(guó)政府的大力支持和運(yùn)營(yíng)企業(yè)的積極推動(dòng)下全面啟動(dòng)。年月，中國(guó)移動(dòng)的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)全面開始建設(shè)。

6、今天，已經(jīng)發(fā)展成為可以為運(yùn)營(yíng)商和用戶提供滿足多樣化需求的全系列商用化產(chǎn)品。由核心網(wǎng)（，無線接入網(wǎng)絡(luò)（）和用戶設(shè)備哪）組成，大唐移動(dòng)西安分公司負(fù)責(zé)承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中的的開發(fā)，礬系統(tǒng)的主要功能是控制無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)位置區(qū)內(nèi)的，為提供空中信道。接入子系統(tǒng)是的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)提供和之間以及和之間的各種接口。信道化光接口板是根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求設(shè)計(jì)的一種全新板卡，單板提供了一條信道化的光接口，最大可以同時(shí)連接個(gè)。同的大多數(shù)單板一樣，信道化光接口板使用的是操作系統(tǒng)。有相當(dāng)一部分源代碼還不開放，對(duì)于產(chǎn)品來說具有一定的安全隱患，同時(shí)成本也很高，降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。而嵌入式】具有源碼開放、內(nèi)核精簡(jiǎn)、低功耗、可定制、成

7、本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是替代的理想平臺(tái)。本論文具有一定的理論和工程實(shí)際意義，主要有以下幾個(gè)方面：）自主開發(fā)了信道化光接口板，單板最大可以支持到個(gè)，提高了產(chǎn)品的性能，豐富了礬的產(chǎn)品種類，使的組網(wǎng)更加靈活。）與之前的路接口板相比，容量提升了倍，而成本則只增加了，從而有效提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。）通過深入研究反向復(fù)用技術(shù)【】【、隊(duì)列調(diào)度技術(shù)【】【】，對(duì)嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用分組管理、狀態(tài)遷移過程、鏈路延遲處理以及隊(duì)列調(diào)度的原理有了深刻理解，并且實(shí)際指導(dǎo)了設(shè)計(jì)過程。）通過成功將移植到】【】硬件平臺(tái)上，為公司在這方面打下了良好的基礎(chǔ)，為后期、等處理器移植提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。基站控制器接入子系統(tǒng)簡(jiǎn)介基站控

8、制器接入子系統(tǒng)主要提供了和以及和之間的各種接口，恢復(fù)出和通過傳輸網(wǎng)絡(luò)送給的數(shù)據(jù)流，然后送給交換子系統(tǒng)進(jìn)行處理。和對(duì)接使用非信道化的光接口，和對(duì)接使用信道化的光接口或者直接使用接口。在現(xiàn)階段，對(duì)外提供的都是多個(gè)成組的接口【。是反向復(fù)用技術(shù)的縮寫，技術(shù)將多條物理線路復(fù)用為一條邏輯鏈路，使帶寬大于的信元可以通過多條的物理鏈路傳輸。每個(gè)的數(shù)據(jù)量有限，因此一般一個(gè)只需要出至條線路就可以滿足要求了，而要和多個(gè)連接，因此需要接入的物理鏈路要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于。目前和之間的接口板有兩種，一種是直接接入多條鏈路，這種方法的好處是接口板相對(duì)簡(jiǎn)單，和之間可以直接連接，但是單板集成度比較低，支持到條已經(jīng)是極限了，同時(shí)在工程施工

9、中電纜密集使用，使穩(wěn)定性和可維護(hù)性都不太理想；第二種方式是將多個(gè)出來的信號(hào)通過傳輸網(wǎng)匯聚到一條光接口上，的接口板直接出光接口，在板內(nèi)將信號(hào)提取出來，然后恢復(fù)出信元，這種方式在接板上增加了從光信號(hào)中恢復(fù)信號(hào)的功能，但是設(shè)計(jì)成功之后，單板集成度得到很大提高，同時(shí)光纖傳輸從穩(wěn)定性和可維護(hù)性上來說都要好得多，因此在實(shí)際使用中，第二種方式得到了廣泛應(yīng)用，本設(shè)計(jì)就是第二種方式的具體實(shí)現(xiàn)。嵌入式的研究現(xiàn)狀伴隨著科技不斷的日新月異推陳出新，信息家電、手持設(shè)備、無線產(chǎn)品等智能設(shè)備的出現(xiàn)，相應(yīng)的硬件和軟件的迅速發(fā)展，許多設(shè)備都配有英特爾、飛思卡爾等公司生產(chǎn)的位微處理器，許多開發(fā)商也開始為這些設(shè)備提供嵌入式操作系統(tǒng)

10、。在通信領(lǐng)域，集成了微處理器內(nèi)核和通信處理器的專業(yè)微處理器也得到了越來越廣泛的使第一章緒論用，嵌入式操作系統(tǒng)正得到了越來越多的應(yīng)用。利用搭建嵌入式操作系統(tǒng)是近年來發(fā)展比較迅速的一種方案，這有多方面的原因。首先，運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)上的功能十分強(qiáng)大，支持很多最新的技術(shù)，且由于其開放代碼，定制變得非常方便；其次，已經(jīng)支持大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)上使用的芯片，包括，和；最后，是免費(fèi)的，使用不需要付出任何費(fèi)用。操作系統(tǒng)，本著自由開放的精神，吸引了全世界的目光，越來越多的程序員加入到它的行列中來。利用根據(jù)自己的需要定制嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)在日益流行的解決方案，并已經(jīng)向現(xiàn)有主流的嵌入式操作系統(tǒng)如和發(fā)起了強(qiáng)有力的挑

11、戰(zhàn)。論文研究?jī)?nèi)容及安排本課題結(jié)合大唐移動(dòng)西安分公司硬件平臺(tái)接入子系統(tǒng)的開發(fā)，采用公司的】芯片作為處理器，使用飛思卡爾公司的作為控制核心，獨(dú)立設(shè)計(jì)開發(fā)了信道化光接口板，單板實(shí)現(xiàn)條光信號(hào)（承載了條鏈路）的接入。同時(shí)對(duì)反向復(fù)用、發(fā)送端口隊(duì)列調(diào)度等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，以便更可靠、高效、穩(wěn)定的發(fā)揮其性能。最后在信道化光接口板硬件平臺(tái)上完成了對(duì)嵌入式的系統(tǒng)引導(dǎo)模塊制作】、內(nèi)核裁減】【】【，對(duì)將嵌入式移植到處理器平劊進(jìn)行了探索。課題內(nèi)容涉及單板硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)、原理圖設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)、測(cè)試方案的設(shè)計(jì)、功能調(diào)測(cè)、性能測(cè)試、操作系統(tǒng)的移植等內(nèi)容。論文的研究?jī)?nèi)容包括以下部分：閱讀理解、相關(guān)資料，完成反向復(fù)用模塊、處理器模

12、塊設(shè)計(jì)，完成單板的詳細(xì)設(shè)計(jì)。完成單板、及外圍芯片驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。完成處理器通訊端口驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)發(fā)送端口信元調(diào)度的功能。深入研究反向復(fù)用技術(shù)中重點(diǎn)需要解決定的信元發(fā)送速率控制、鏈路延遲處理、狀態(tài)遷移過程，深入研究使用控制器實(shí)現(xiàn)隊(duì)列調(diào)度算法的原理和方法，研究處理器平臺(tái)下嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)模塊制作、內(nèi)核裁減和移植技術(shù)。對(duì)信道化州一光接口板的性能進(jìn)行測(cè)試。嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用論文的內(nèi)容安排如下：第一章為緒論，簡(jiǎn)述了本課題研究的背景、意義、研究現(xiàn)狀、作者的研究?jī)?nèi)容以及論文的安排組織。第二章詳細(xì)描述了信道化光接口板硬件設(shè)計(jì)方案。第三章對(duì)反向復(fù)用技術(shù)、信元隊(duì)列調(diào)度技術(shù)、嵌入式引導(dǎo)模塊制作

13、和內(nèi)核裁減技術(shù)這幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析和研究，提出了在信道化光接口板上這些特性的設(shè)計(jì)實(shí)施方案。第四章描述了協(xié)議軟件及接口驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。第五章描述了在處理器平臺(tái)下系統(tǒng)引導(dǎo)模塊的制作、內(nèi)核的裁減和移植。第六章對(duì)單板性能進(jìn)行了測(cè)試，并和預(yù)期結(jié)果進(jìn)行了比較，給出試驗(yàn)結(jié)論。最后是本文的結(jié)束語，對(duì)本文的研究成果及應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)下一步的工作進(jìn)行了討論和安排。第二章硬件平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)第二章硬件平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)本章介紹信道化光接口板硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。平臺(tái)概述的接入子系統(tǒng)是的對(duì)外接口，信道化一光接口板是接入子系統(tǒng)中的一種板卡，單板可以處理一條信道化的光接口（其中包含條）。在系統(tǒng)中位置如圖

14、所示：圖信道化光接口板在系統(tǒng)中的位置從多個(gè)來的信號(hào)經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)后復(fù)用在一條光接口上送給子系統(tǒng)，信道化光接口板負(fù)責(zé)從光接口中恢復(fù)出條信號(hào)，然后通過芯片（實(shí)現(xiàn)反向復(fù)用協(xié)議）將承載在信號(hào)中的信元提取出來，最終通過卅芯片將信元轉(zhuǎn)換成串行的高速信號(hào)，通過背板送給交換板。嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用信道化光接口板模塊框圖如圖所示：圖信道化光接口板模塊框圖從光接口收到的信號(hào)，在開銷處理器模塊將的段開銷去掉，將凈荷送給映射器，映射器從凈荷中恢復(fù)出條，模塊將在鏈路上承載的信元恢復(fù)出來，通過端口送給，完成端口格式到端口格式的轉(zhuǎn)換，模塊將從接口上收到的并行信元轉(zhuǎn)換成串行高速信號(hào)，通過背板送給交換模塊。各個(gè)模

15、塊具體完成的功能如下：）開銷處理器模塊：開銷處理器模塊接收光模塊送過來的串行的。信號(hào)，從中提取線路時(shí)鐘、完成幀定界、恢復(fù)出數(shù)據(jù)，處理段開銷，對(duì)指針進(jìn)行解釋，將凈荷（）提取出來通過送給映射器反方向?qū)⑺瓦^來的幀凈荷（）加上通道開銷和段開銷，轉(zhuǎn)換成的串行信號(hào)送給光模塊發(fā)送出去，開銷處理器模塊的主要器件是公司的。）映射器模塊：映射器模塊接收開銷處理器模塊通過送過來的凈荷（），逐級(jí)去掉、的通道開銷和調(diào)整指針后，恢復(fù)出條信號(hào)，映射到總線上送給模塊；反方向?qū)⒛K的通過總線送過來的條信號(hào)，逐級(jí)加上一、一、的開銷和調(diào)整指針后，形成的凈荷（），通過送給開銷處理器模塊。）模塊：處理器模塊的主要功能是根據(jù)反向復(fù)用協(xié)議

16、，將路信號(hào)中承載第二章硬，：平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的信元恢復(fù)出來，通過總線送給接口轉(zhuǎn)換芯片中，反方向?qū)慕邮盏降男旁凑諈f(xié)議放到信號(hào)中去。）模塊：模塊完成接口和接：轉(zhuǎn)換的功能。）模塊：模塊完成將處理器通過總線送過來的并行信元轉(zhuǎn)換成串行的高速信號(hào)，通過背板送到交換模塊，反方向?qū)⒋械男盘?hào)中承載的信元恢復(fù)出來送給處理器。）控制模塊：控制模塊是信道化光接口板的核心控制模塊，主要完成對(duì)單板各個(gè)芯片的訪問和控制，同時(shí)提供了一個(gè)接口用于和交換板的控制模塊之間通信，對(duì)外提供一個(gè)以太網(wǎng)通信端口、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的串行通信端口。本文重點(diǎn)研究處理器模塊和協(xié)議處理模塊，下面對(duì)這兩個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)詳細(xì)描述。處理器模塊詳細(xì)描述處理器模

17、塊核心器件選用了飛思卡爾公司的集成通信處理器，是專為電信和網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)而設(shè)計(jì)的集成通信微處理器，高速的嵌入式內(nèi)核，連同極高的網(wǎng)絡(luò)和通信外圍設(shè)備集成度，為用戶提供了一個(gè)全新的整個(gè)系統(tǒng)解決方案來建立高端通信系統(tǒng)。有個(gè)主要的功能塊：位的嵌入式內(nèi)核、系統(tǒng)接口單元（）、通信處理器模塊（）。的嵌入式微處理器內(nèi)核，是一種高性能的精簡(jiǎn)指令集（）微處理器，該處理器具有的指令和數(shù)據(jù)?？梢灾С值念l率，在時(shí)可達(dá)到。系統(tǒng)接口單元包括位寬的總線；位本地總線（）可加快高速通信部件的處理速度；支持用戶可編程模式的內(nèi)存控制器可以支持多種存儲(chǔ)器，如，等；此外還擁有控制器、總線監(jiān)視器以及到，的無縫接口。通信處理器（）是一個(gè)嵌入式的位控

18、制器，他使用與核心相分離的總線，因此不會(huì)影響核心的性能。主要負(fù)責(zé)處理較底層的任務(wù)和對(duì)控制，而讓核心處理高層任務(wù)。通信處理器模塊擁有個(gè)全雙工的嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用高速通信控制器（），可以通過接口支持的協(xié)議和快速以太網(wǎng)協(xié)議等；個(gè)串行通信控制器（）支持、高級(jí)同步數(shù)據(jù)鏈路控制，、等多種協(xié)議。此外他還擁有個(gè)多通道控制器（）、個(gè)串行管理控制器（）以及串行外圍接（）和總線控制器等。在信道化光接口板上，使用了一個(gè)快速通信控制器口作為接口，使用了另一個(gè)快速通信控制器作為快速以太網(wǎng)接口，使用了一個(gè)串行通信控制器作為串行通信口，處理器模塊除了處理器之外，還包括接口電路、存儲(chǔ)器電路、時(shí)鐘復(fù)位電路等幾部

19、分，所示：處理器模塊部分的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖時(shí)鐘、復(fù)位、調(diào)試電路：控制器：快速以太網(wǎng)物理層芯片高速以太網(wǎng)控制器唧：串行控制器串行總線收發(fā)器圖處理器模塊部分硬件框圖的控制器通過接口實(shí)現(xiàn)兒讓層和層的協(xié)議，可以以的全雙工速率支持，和的分段重組功能和與之相關(guān)的公共部分子層協(xié)議。對(duì)于每個(gè)虛連接，控制器的自動(dòng)步長(zhǎng)控制單元（）可支持，等業(yè)務(wù)類型。在第三章，我們將對(duì)使用自動(dòng)步長(zhǎng)控制單元對(duì)通道優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度的算法進(jìn)行深入分析，同時(shí)也將對(duì)嵌入式環(huán)境下處理器的啟動(dòng)過程進(jìn)行詳細(xì)分析。第二章硬件平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)模塊詳細(xì)描述反向復(fù)用（）協(xié)議用于將高速信元流在起始端利用多條物理線路傳輸，再在終結(jié)端將多條物理線路的信元流復(fù)接

20、在一起并還原成與起始端一樣的高速信元流的技術(shù)。其實(shí)質(zhì)是將多個(gè)低帶寬的鏈路“捆綁”在一起，形成一個(gè)高帶寬的鏈路使用，從而解決了高帶寬的業(yè)務(wù)流在低帶寬鏈路上傳輸?shù)膯栴}。協(xié)議支持有輕微頻率偏差的鏈路捆綁成一個(gè)組，同時(shí)通過延遲補(bǔ)償緩沖區(qū)來消除由于各條鏈路傳輸路徑不同而產(chǎn)生的傳輸延遲。當(dāng)業(yè)務(wù)速率比較低的時(shí)候，協(xié)議也可以只將一條鏈路看作一個(gè)組，這樣就使實(shí)際的配置方式非常靈活。模塊使用的核心器件是公司的，該芯片支持以下特性：）同時(shí)支持最大個(gè)組；）支持協(xié)議規(guī)定的種幀長(zhǎng)度；）支持協(xié)議規(guī)定的種時(shí)鐘模式：和；）支持協(xié)議規(guī)定的種配置操作模式：對(duì)稱配置對(duì)稱操作，對(duì)稱配置、非對(duì)稱操作，非對(duì)稱配置、非對(duì)稱操作：）支持和版本

21、協(xié)議：）執(zhí)行組鏈路延遲差計(jì)算和同步；）支持組內(nèi)鏈路的動(dòng)態(tài)刪除的添加；：）實(shí)現(xiàn)每條鏈路的信元定界功能；）實(shí)現(xiàn)接收方向的信元頭校驗(yàn)和發(fā)送方向的產(chǎn)生功能；）實(shí)現(xiàn)接收方向的信元解擾碼和發(fā)送方向上的加擾碼功能；）可以外接，可以支持的組內(nèi)鏈路最大延遲差為（或者（）；）提供具有奇偶校驗(yàn)的第二層、位位寬系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)信元的傳輸：）支持的功能：）支持的信元定界功能；）支持接收方向的信元頭校驗(yàn)和發(fā)送方向的產(chǎn)生功能：）支持接收方向的信元解擾碼和發(fā)送方向上的加擾碼功能。芯片內(nèi)部的模塊劃分如圖所示：嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用口昌盆盆。辮辮謇弓圖功能模塊各個(gè)模塊的功能如下：）模塊負(fù)責(zé)從線路接口接收串行的數(shù)據(jù)，完

22、成幀定界，然后將數(shù)據(jù)送給模塊進(jìn)行信元定界處理：）：模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)信元定界，凈荷解擾碼，填充信元過濾等功能；）：（）模塊主要完成幀同步檢測(cè)、錯(cuò)誤檢測(cè)，將收到的數(shù)據(jù)存放到外部的存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)需要將數(shù)據(jù)從外部存儲(chǔ)器中再提取出來；）第二章硬件平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)模塊主要負(fù)責(zé)處理接收和發(fā)送方向鏈路狀態(tài)機(jī)和組狀態(tài)機(jī)的功能，可以接收處理器的命令，將狀態(tài)初始化成某一個(gè)值，然后根據(jù)從信元中收到的對(duì)方狀態(tài)進(jìn)行本端狀態(tài)的遷移；）：接口模塊，模塊接收從模塊送過來的信元，通過接口送給層芯片；）：接口模塊，模塊接收從層芯片送過來的信元，送給模塊進(jìn)行協(xié)議的處理；）：模塊負(fù)責(zé)完成發(fā)送方向的功能：將收到的信元分發(fā)到組內(nèi)的多條鏈

23、路上，按照協(xié)議規(guī)定向數(shù)據(jù)流中插入信元、填充信元，同時(shí)在沒有使用協(xié)議的時(shí)候，可以將信元透?jìng)鹘o；）：模塊負(fù)責(zé)完成層的功能：頭的產(chǎn)生和插入，凈荷擾碼，信元速率耦合；）模塊負(fù)責(zé)將廣模塊送過來的并行信元轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，然后通過總線接口發(fā)送出去；）外部的接口，外掛作為接收信元的緩存區(qū)：）數(shù)據(jù)信元速率單元，根據(jù)鏈路使用的時(shí)隙數(shù)和幀長(zhǎng)等信息，計(jì)算出信元的速率：）鎖相環(huán)模塊，負(fù)責(zé)根據(jù)外部輸入的參看時(shí)鐘產(chǎn)生芯片內(nèi)部工作時(shí)鐘。）邊界掃描模塊，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)芯片的邊界掃描功能；）：微處理器接口，實(shí)現(xiàn)外部處理器對(duì)芯片的控制。芯片可以通過外接來容忍一個(gè)組內(nèi)不同鏈路之間的傳輸延遲，實(shí)現(xiàn)原理是先將延遲小的鏈路接收到的信元緩存在中，

24、等到延遲大的鏈路接收到信元后再取出進(jìn)行處理。在信道化光接口板上，芯片外掛了的存儲(chǔ)器，最大可以容忍一個(gè)組內(nèi)的鏈路延遲差。嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用在第三章，我們將詳細(xì)分析協(xié)議的原理、狀態(tài)遷移機(jī)制以及發(fā)送速率調(diào)度算法。小結(jié)本章詳細(xì)描述了信道化光接口板的硬件原理圖框圖，重點(diǎn)對(duì)處理器模塊和協(xié)議處理模塊部分進(jìn)行了描述。第三章涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究第三章涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究概述本章深入研究信道化光接口板涉及的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括反向復(fù)用技術(shù)、隊(duì)列調(diào)度算法技術(shù)以及嵌入式移植技術(shù)，由于技術(shù)已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，在本文中不再具體研究。反向復(fù)用（）技術(shù)反向復(fù)用技術(shù)（）一般簡(jiǎn)稱為，其根本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高速的信元流在低

25、速的物理連路上（一般指或者鏈路）進(jìn)行傳輸，由于技術(shù)是面向連接的，在傳輸過程中需要保證信元的順序，在技術(shù)出現(xiàn)之前，如果物理鏈路只存在象這種低速率的信號(hào)，那么一條連接中的信元只能按照順序依次放在信號(hào)的凈荷區(qū)中，在收端再將信元順序恢復(fù)出來，這種情況下，能夠傳輸?shù)倪B接帶寬就被限制在所能承載的帶寬上。技術(shù)正是為了解決這樣的問題而出現(xiàn)的，從實(shí)現(xiàn)上看，協(xié)議允許將最大條低速物理鏈路捆綁成一個(gè)組（），這一個(gè)組被看成一條虛擬的鏈路，經(jīng)過協(xié)議在底層屏蔽之后，高速的信元流在傳輸?shù)臅r(shí)候完全感覺不到是在多條物理連路上傳輸?shù)?，和在一條高速的物理通道上傳輸是完全一樣的。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，隊(duì)協(xié)議定義了一種專用的信元：協(xié)議控制

26、信元（，信元其實(shí)就是兩側(cè)設(shè)備互相傳遞信息的控制通道，發(fā)送端在每條鏈路上定期發(fā)送信元，將自己的狀態(tài)通知對(duì)端，接收端不停的從每條鏈路上檢測(cè)信元，獲取對(duì)方的狀態(tài)，并且根據(jù)雙方的狀態(tài)對(duì)本端的狀態(tài)進(jìn)行變更。使用協(xié)議進(jìn)行信元傳輸?shù)拇笾逻^程如下：在使用組傳輸信元之前，兩端首先使用信元進(jìn)行握手，確認(rèn)雙方協(xié)議參數(shù)設(shè)置是否一致，然后根據(jù)組內(nèi)鏈路的實(shí)際狀態(tài)，進(jìn)行鏈路狀態(tài)機(jī)和組狀態(tài)機(jī)的躍遷，當(dāng)組內(nèi)狀態(tài)正常的鏈路數(shù)大于或者等于一定的值（組的閾值）之后，組的狀態(tài)就變成可用，當(dāng)確認(rèn)了組狀態(tài)已經(jīng)可用了之后，雙方就開始將用戶信元在狀態(tài)已經(jīng)正常的幾條鏈路上進(jìn)行傳輸。在信元傳輸過程中，如果發(fā)現(xiàn)某一條鏈路異常，雙方嵌入式在基站控制器

27、接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用會(huì)首先將這條鏈路狀態(tài)設(shè)置為不可用，此時(shí)如果仍然可用的鏈路數(shù)大于或等于閾值，那么組的狀態(tài)仍然可用，雙方使用仍然正常的幾條鏈路進(jìn)行用戶信元傳輸，否則，組的狀態(tài)變?yōu)椴豢捎茫脩粜旁膫鬏斀K止，直到工作正常的鏈路數(shù)大于閾值之后傳輸才恢復(fù)。協(xié)議由論壇（）維護(hù)，到目前為止共發(fā)布了個(gè)版本：年的版本和年的版本。版本在版本基礎(chǔ)上，修正了一些小的瑕疵，對(duì)信元格式進(jìn)行了微小的改動(dòng)，并增加了協(xié)議一致性聲明（）。協(xié)議比較難實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)問題包括：）組信元發(fā)送速率控制：）組內(nèi)鏈路時(shí)鐘不同步的處理方法：）由于傳輸路徑不同導(dǎo)致不同鏈路的傳輸時(shí)延不同時(shí)的處理。在節(jié)中捋對(duì)這三個(gè)問題進(jìn)行分析并給出解決辦法協(xié)議技術(shù)分析

28、協(xié)議在接口協(xié)議棧中的位置技術(shù)目前常用于接口，接口是與之間的接口，用來傳輸和之間的信令及無線接：的數(shù)據(jù)。它的協(xié)議?！尽堪ㄈ齻€(gè)平面：無線網(wǎng)絡(luò)層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層和物理層，見圖。無線網(wǎng)絡(luò)層由控制平面的和用戶平面的】（幀協(xié)議）組成；傳輸網(wǎng)絡(luò)層目前采用的是傳輸，在以后版本中，增加了口傳輸機(jī)制；物理層可以使用、等多種標(biāo)準(zhǔn)接口，目前在國(guó)內(nèi)常用的是和接口。協(xié)議層位于層與物理層之間，其主要功能有信元復(fù)用及解復(fù)用；信元插入及解釋；通過進(jìn)行信元速率匹配；幀同步；擁塞控制；丟棄校驗(yàn)錯(cuò)誤信元【】，其協(xié)議參考模型見表。第三章涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究無線網(wǎng)絡(luò)層控制平面堡髦孥簍控制平面、用戶平面門川。叫無線網(wǎng)絡(luò)層?。汗ぐ∩滓罟さ趺?/p>

29、工啊勺口口勺。傳輸網(wǎng)絡(luò)層層層物理層：圖一協(xié)議在接口協(xié)議棧中的位置表協(xié)議參考模型用戶面功能層、信元插入、提取、信元速率匹配、幀同步、信元填充、損壞頭的信元丟棄、連通、信元校驗(yàn)錯(cuò)（、）、）層管理功能面管理功能層、組配置、鏈路增加刪除、信元速率改變、組失敗通知檢測(cè)過程、告警產(chǎn)生、狀態(tài)、朋鏈路狀態(tài)報(bào)告、錯(cuò)誤指示、告警產(chǎn)生（如果需要）、失敗通知、狀態(tài)傳輸匯聚子層、信元不規(guī)貝廁描述（如果需要）、無信元丟棄、信元描述、信元頭錯(cuò)誤糾正（如果需要）物理層物理媒介支持子層、產(chǎn)生確認(rèn)、時(shí)序、線路編碼、物理媒介、本地告警處理、告警產(chǎn)生、鏈路失敗通知、狀態(tài)嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用協(xié)議的連接模型協(xié)議實(shí)現(xiàn)的反向

30、復(fù)用工作機(jī)制，與傳統(tǒng)的復(fù)用方式正好相反，在傳統(tǒng)的復(fù)用方式中，多個(gè)低速的數(shù)據(jù)流被組合復(fù)用到一個(gè)單一的高速通道中，在通道的另一端該高速數(shù)據(jù)流又被解復(fù)用成原始的低速數(shù)據(jù)流。而反向復(fù)用是將一條高速的數(shù)據(jù)流分解在多條低速鏈路上傳送，在接收端，這些被分解傳送的數(shù)據(jù)流將重組成原始的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)在這些鏈路上的發(fā)送是循環(huán)按順序依次放到這些鏈路上發(fā)送出去的，接收側(cè)根據(jù)組內(nèi)鏈路的邏輯編號(hào)，也是循環(huán)按順序從每條鏈路上依次取出，然后恢復(fù)出來原始的信元流。協(xié)議的連接模型如圖所示：圖組對(duì)信元反向復(fù)用和解復(fù)用協(xié)議規(guī)定的信元格式及幀結(jié)構(gòu)除了傳輸標(biāo)準(zhǔn)的用戶信元之外，協(xié)議中還規(guī)定了兩種信元，包括協(xié)議控制信元（）和填充信元（）。信元

31、是一種控制信元，主要用于通信的雙方互相傳遞信息的作用，本端各種配置參數(shù)、鏈路邏輯鏈路號(hào)、組以及組內(nèi)鏈路的各種狀態(tài)，都可以通過信元通知給對(duì)方，同時(shí)本端各個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)也根據(jù)解析出來的對(duì)端狀態(tài)的變化而改變，信元的格式表所示：第三章涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究表信元格式等級(jí)表示信兀頭標(biāo)簽描述，（有效）：標(biāo)簽值：版本：信元類型（：信元）未使用，默認(rèn)為：物理鏈路隊(duì)列的邏輯（）幀序列編號(hào)，循環(huán)編號(hào)隊(duì)列（。）：指示幀中信元位置未使用，默認(rèn)為幀序列編號(hào)信兀倔移量鏈路填充指示未來臨填充事件在個(gè)信元位置內(nèi)填充在個(gè)信元位置內(nèi)填充在個(gè)信元位置內(nèi)填充在下個(gè)信元位置填充信元是連續(xù)兩個(gè)包含了事件的信元中的一個(gè)狀態(tài)和控制變化指示眥：狀

32、態(tài)改變指示：和循環(huán)（當(dāng)每次變化的時(shí)候，都遞增）；號(hào)組狀態(tài)和控制：組狀態(tài)啟動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)答配置中斷不支持值配置中斷一不相容的對(duì)稱模式保留字段，用于其它配置中斷類型不足鏈路封鎖狀態(tài)操作其它：保留組對(duì)稱對(duì)稱配置和操作對(duì)稱配置和不對(duì)稱操作不對(duì)稱配置和不對(duì)稱操作保留幀長(zhǎng)度（：；：）發(fā)送時(shí)序信息：未使用，默認(rèn)為：發(fā)送時(shí)鐘模式（模式；模式）：采自時(shí)鐘參考鏈路（）：未使用，默認(rèn)為：測(cè)試鏈路命令（：去活；：激活）：測(cè)試鏈路（）中的發(fā)送測(cè)試圖案（）發(fā)送測(cè)試控制發(fā)送測(cè)試圖案嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用接收測(cè)試圖案鏈路信息：接收測(cè)試圖案（）：發(fā)送狀態(tài)：接收狀態(tài)一：接收檢測(cè)指示編碼方式見表鏈路信息：發(fā)送狀態(tài)：接收狀態(tài)

33、：接收檢測(cè)指示編碼方式見表未使用末端到末端通道校驗(yàn)控制默認(rèn)私有通道（若未使用，默認(rèn)為）保留字段，默認(rèn)為：規(guī)范約定的其中字節(jié)至字節(jié)用來存放條鏈路的狀態(tài)信息，其信息編碼如表所不：表：鏈路信息域編碼編碼發(fā)送狀態(tài)伽狀態(tài)不在組內(nèi)不能使用不能使用不能使用不能使用不能使用可用激活不在組內(nèi)不能使用不能使用不能使用不能使用不能使用可用激活沒有檢測(cè)物理鏈路檢測(cè)（例如：、）附加信息（參見注釋）沒有給予理由內(nèi)部（廠家使用）失?。ǚ瞧毡槎x）故障（廠家使用）錯(cuò)誤連接接收狀態(tài)沒有給予理由內(nèi)部（廠家使用）失?。ǚ瞧毡槎x）故障（廠家使用）錯(cuò)誤連接接收檢測(cè)填充信元主要完成信元速率和物理層接口速率匹配的作用，填充信元的格式如表

34、所示：第三章涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究表填充信元格式表示信元頭標(biāo)簽描述，（有效）：標(biāo)簽值：版本：信元類型（填充信元）：未使用，默認(rèn)為規(guī)范約定未使用字節(jié)設(shè)置為：保留字段，默認(rèn)為：規(guī)范約定的未使用校驗(yàn)控制幀由（可取、和，見信元格式字段）個(gè)連續(xù)的信元組成，其中包括、和。每一個(gè)組包含條鏈路，每一條鏈路的每一個(gè)幀都有一個(gè)信元，信元在幀中的偏移地址固定，接收端從接收到的信元中的字段獲得這個(gè)偏移地址。同一條鏈路上的個(gè)信元的之間的信元個(gè)數(shù)就是幀長(zhǎng)度。接收側(cè)如果能連續(xù)檢測(cè)出個(gè)（可以自定義，一般是至）正確的信元，就進(jìn)入到了幀同步狀態(tài)。幀的示意圖見圖。幀幀幀刪刪一一，刪枷啊刪枷棚一回一一口仙咖圍棚螄淵圖幀示意圖協(xié)議的狀態(tài)機(jī)分析協(xié)議規(guī)定了鏈路狀態(tài)機(jī)（）和組狀態(tài)機(jī)（），鏈路狀態(tài)機(jī)又分為發(fā)送狀態(tài)機(jī)和接收狀態(tài)機(jī)。鏈路狀態(tài)機(jī)共有四種狀態(tài)，包括：嵌入式在基站控制器接入子系統(tǒng)中的應(yīng)用），鏈路未配置到組。）鏈路已經(jīng)配置到組，但由于錯(cuò)誤、禁止等原因沒有使用。）鏈路可用，等待對(duì)端或者。）：鏈路正常工作，正在發(fā)送或接收信元。鏈路發(fā)送狀態(tài)遷移圖如圖所示，鏈路接收狀態(tài)遷移圖如圖所示。圖發(fā)送鏈路狀態(tài)機(jī)遷移圖圖接收鏈路狀態(tài)機(jī)遷移圖第三章涉及的關(guān)鍵技術(shù)研究組狀態(tài)機(jī)共有種狀態(tài)如下：）：組未配置狀態(tài)。）