專利名稱：一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，特別是一種基于ATCA (Advanced Telecommunication Computer Architecture,先進(jìn)的電信計(jì)算機(jī)體系架構(gòu))硬件平臺(tái)的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
利用地球靜止軌道衛(wèi)星或中、低軌道衛(wèi)星作為中繼站，實(shí)現(xiàn)區(qū)域乃至全球范圍的移動(dòng)通信稱為衛(wèi)星移動(dòng)通信。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠(yuǎn)距離的漫游和機(jī)動(dòng)、靈活的移動(dòng)通信服務(wù)，是陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的擴(kuò)展和延伸，在偏遠(yuǎn)的地區(qū)、山區(qū)、海島、受災(zāi)區(qū)、遠(yuǎn)洋船只及遠(yuǎn)航飛機(jī)等通信方面更具獨(dú)特的優(yōu)越性。衛(wèi)星移動(dòng)通信已經(jīng)成為通信業(yè)務(wù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)(如圖1所示)由空間段1、應(yīng)用段2和地面段3三部分組成。 空間段1，即通信衛(wèi)星，利用衛(wèi)星上所搭載的轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)用戶與用戶、用戶與衛(wèi)星地面站間信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)，即實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶鏈路和饋送鏈路中信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)。應(yīng)用段2，即用戶終端5，將可識(shí)別的信息(語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息等)處理成可在空間傳輸?shù)摹⒎舷到y(tǒng)要求的無(wú)線信號(hào)，并向衛(wèi)星發(fā)射；同時(shí)，將衛(wèi)星發(fā)射(轉(zhuǎn)發(fā))來(lái)的符合系統(tǒng)要求的空間無(wú)線信號(hào)接收處理成可識(shí)別的信息(語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息)。地面段3實(shí)現(xiàn)無(wú)線收發(fā)信功能，包括射頻處理、信道編譯碼及復(fù)用解復(fù)用、擴(kuò)頻調(diào)制及解擴(kuò)解調(diào)等；實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源和地面資源的管理、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)備監(jiān)控、衛(wèi)星移動(dòng)用戶的鑒權(quán)、加密、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等功能；以及用戶數(shù)據(jù)的處理、用戶數(shù)據(jù)的交換和傳輸，并實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的互連通信。其中地面段3中最重要的一部分是衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，如圖1中所示標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)架構(gòu)，由衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS (Satellite Base Station System) 6,GPRS 服務(wù)支持節(jié)點(diǎn) SGSN (Serving GPRS Support Node) 7 和網(wǎng)關(guān) GPRS 支撐節(jié)點(diǎn) GGSN (Gateway GPRS Support Node) 8 三個(gè)網(wǎng)元組成。衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS 6實(shí)現(xiàn)的功能包括衛(wèi)星移動(dòng)用戶的無(wú)線資源管理、移動(dòng)性管理和無(wú)線收發(fā)信功能，包括射頻處理、信道編譯碼及復(fù)用解復(fù)用、擴(kuò)頻調(diào)制及解擴(kuò)解調(diào)等。GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN 7和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN 8通常合稱為GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN (GPRS Support Node) 9。GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN 7主要完成衛(wèi)星移動(dòng)用戶分組數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、邏輯鏈路管理、鑒權(quán)和加密、話單產(chǎn)生和輸出等功能；網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN 8主要是起網(wǎng)關(guān)作用，與多種不同的地面通信網(wǎng)絡(luò)10連接 (包含但不限于綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDNantegrated Services Digital Network)、分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng) PSPDN (Packet Switched Public Data Network)和局域網(wǎng) LAN (Local Area Network)等網(wǎng)絡(luò))；把衛(wèi)星移動(dòng)用戶的分組數(shù)據(jù)包進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換并傳送到遠(yuǎn)端的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)互連通信。衛(wèi)星移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)通過(guò)業(yè)務(wù)信道在用戶終端5和衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS 6和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN 9的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳輸。如果是衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)的衛(wèi)星終端5之間相互通信，用戶數(shù)據(jù)由衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS 6進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；如果衛(wèi)星終端5是與網(wǎng)外用戶通信時(shí)，用戶數(shù)據(jù)經(jīng)歷單跳衛(wèi)星鏈路、衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS 6、GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN 9網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與外部網(wǎng)絡(luò)建立連接。隨著衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用需求的不斷提高，硬件平臺(tái)體系架構(gòu)和軟件體系架構(gòu)在單板處理密度、單板面積、功耗、吞吐能力、可靠性、可擴(kuò)展性、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)處理能力等方面都提出了越來(lái)越高的要求?，F(xiàn)有的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用的硬件平臺(tái)體系架構(gòu)和軟件體系架構(gòu)雖然進(jìn)行了一些擴(kuò)展努力，但仍然難以滿足日益增強(qiáng)的需求壓力。另外，作為在電信等行業(yè)內(nèi)被廣泛支持的具有多種優(yōu)異性能的通用可擴(kuò)展的平臺(tái)體系 -ATCA硬件平臺(tái)體系，當(dāng)前的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)都還沒(méi)有采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上面所述的當(dāng)前衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)存在的不足和問(wèn)題，本發(fā)明采用基于先進(jìn)電信計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)。本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種衛(wèi)星基站系統(tǒng)，所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)包括射頻單元和數(shù)字硬件單元部分，射頻單元和數(shù)字硬件單元分別采用不同類型的機(jī)框；所述射頻單元采用非ATCA平臺(tái)的射頻機(jī)柜，所述數(shù)字硬件單元以ATCA單板的形式安插在ATCA機(jī)柜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用高ATCA平臺(tái)體系架構(gòu)；該系統(tǒng)包含至少一個(gè)衛(wèi)星基站系統(tǒng) SBSS和一個(gè)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN ；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN之間通過(guò)有線連接組成本地網(wǎng)絡(luò)；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與通信衛(wèi)星通過(guò)饋電鏈路連接；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS負(fù)責(zé)處理本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衛(wèi)星用戶終端的接入；所述GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN負(fù)責(zé)處理本地衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信以及本地網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括至少一個(gè)基于ATCA平臺(tái)的機(jī)框組成一個(gè)機(jī)柜，并可再增加至少一個(gè)擴(kuò)展機(jī)柜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括至少一個(gè)以太網(wǎng)交換模塊GES， 具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備中單板間的的無(wú)管理以太網(wǎng)交換。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)基帶處理模塊BB，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，完成信道處理的功能在下行方向?qū)崿F(xiàn)速率適配、信道編碼和交織、加密；在上行方向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字解調(diào)、解密、去交織、信道解碼和速率適配功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)射頻接口模塊RFI，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，接收射頻單元過(guò)來(lái)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部基帶信號(hào)流格式， 通過(guò)交換網(wǎng)傳送到基帶處理模塊BB ；轉(zhuǎn)換基帶數(shù)字信號(hào)并傳送到對(duì)應(yīng)的射頻單元。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)接口和時(shí)鐘模塊IFB/ CLK,具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，提供與GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN的IP連接接口以及時(shí)鐘信號(hào)的提取和分配。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)控制面主控模塊CCM， 具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、公共資源管理以及與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)控制面用戶終端功能模塊MSM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶終端和承載控制相關(guān)的功能；所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)控制面波束小區(qū)功能模塊SBM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與波束小區(qū)相關(guān)的功能；所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面公共處理模塊URMM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面的資源管理功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面用戶終端處理模塊UMSM,具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與用戶終端相關(guān)的用戶面協(xié)議處理功能；所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面波束小區(qū)處理模塊USBM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與波束小區(qū)相關(guān)的用戶面協(xié)議處理功能。本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用高ATCA平臺(tái)體系架構(gòu)；該系統(tǒng)包含至少一個(gè)衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和一個(gè)GPRS 支撐節(jié)點(diǎn)GSN ；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN之間通過(guò)有線連接組成本地網(wǎng)絡(luò)；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與通信衛(wèi)星通過(guò)饋電鏈路連接；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS負(fù)責(zé)處理本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衛(wèi)星用戶終端的接入；所述GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN負(fù)責(zé)處理本地衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信以及本地網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS包括射頻單元與數(shù)字硬件單元，所述射頻單元與數(shù)字硬件單元分離，并通過(guò)有線傳輸線路連接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，在 ATCA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)控制交換、對(duì)外接口、基帶處理、信令交互、用戶數(shù)據(jù)處理等功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述射頻單元采用非ATCA平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜，完成衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS中無(wú)線信道的控制處理、無(wú)線信道數(shù)據(jù)的發(fā)送接收、基帶信號(hào)和載波信號(hào)間的調(diào)制解調(diào)和上下變頻、無(wú)線載波的功率放大和發(fā)送接收功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN包括數(shù)字硬件單元，該數(shù)字硬件單元單元具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，在ATCA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)控制交換、負(fù)載均衡、訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)管理、計(jì)費(fèi)管理、跟蹤、合法偵聽(tīng)管理、對(duì)外接口、信令交互、用戶數(shù)據(jù)處理等功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的所有網(wǎng)元具有相同的軟件體系架構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述軟件構(gòu)架包括操作系統(tǒng)OS、中間件麗、控制面處理 CPP、用戶面處理UPP和操作維護(hù)OMP ；所述操作系統(tǒng)OS是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，作為整個(gè)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述中間件漏是基于操作系統(tǒng)OS之上的軟件公共模塊， 為上層軟件提供通用的基本功能；述控制面處理CPP實(shí)現(xiàn)控制面信令處理相關(guān)功能；用戶面處理UPP實(shí)現(xiàn)用戶面數(shù)據(jù)處理相關(guān)功能；操作維護(hù)OMP (Operating and Maintenance Processing)實(shí)現(xiàn)前臺(tái)操作維護(hù)相關(guān)功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述操作系統(tǒng)OS和中間件漏構(gòu)成軟件公共平臺(tái)，為上層應(yīng)用軟件模塊提供通用的基本功能；所述控制面處理CPP、用戶面處理UPP和操作維護(hù)處理 OMP則是在軟件公共平臺(tái)上的應(yīng)用軟件模塊，通過(guò)調(diào)用軟件公共平臺(tái)提供的統(tǒng)一接口完成特定的應(yīng)用處理。本發(fā)明基于ATCA的體系架構(gòu)，使得衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)能獲得大容量、高可靠性、很好的擴(kuò)展性、更大的單板處理能力、更高的板間互連帶寬、穩(wěn)定可靠的供電、散熱以及統(tǒng)一可靠的系統(tǒng)管理等方面的好處。 本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用高ATCA平臺(tái)體系架構(gòu)；該系統(tǒng)包含衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn) SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN三個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)構(gòu)成；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS又分成射頻單元模塊和數(shù)字硬件單元模塊兩部分；所述射頻單元采用非ATCA平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜， 衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS的數(shù)字硬件單元、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN 放置在各自獨(dú)立的ATCA機(jī)柜中。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)基于ATCA平臺(tái)的機(jī)框組成一個(gè)機(jī)柜，并可再增加一或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)柜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括至少一個(gè)以太網(wǎng)交換模塊GES，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備中單板間的的無(wú)管理以太網(wǎng)交換。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)接口和時(shí)鐘模塊IFB/CLK，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，提供與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN等設(shè)備的IP連接接口以及時(shí)鐘信號(hào)的提取和分配。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)控制面處理模塊GCPM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)中央控制功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面處理模塊GUPM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面協(xié)議的處理功能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN 包括一或多個(gè)基于ATCA平臺(tái)的機(jī)框組成一個(gè)機(jī)柜，并可再增加一或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)柜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括至少一個(gè)以太網(wǎng)交換模塊GES，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備中單板間的的無(wú)管理以太網(wǎng)交換。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)接口和時(shí)鐘模塊IFB/CLK，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，提供與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN以及與外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP連接接口以及時(shí)鐘信號(hào)的提取和分配。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面主控模塊GMCM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面中央控制功能；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面處理模塊GUPM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面協(xié)議的處理功能。本發(fā)明的衛(wèi)星基站系統(tǒng)基于ATCA的體系架構(gòu)，使得衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)能獲得大容量、高可靠性、很好的擴(kuò)展性、更大的單板處理能力、更高的板間互連帶寬、穩(wěn)定可靠的供電、散熱以及統(tǒng)一可靠的系統(tǒng)管理等方面的好處。本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用高ATCA平臺(tái)體系架構(gòu)；該系統(tǒng)包含衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn) SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN三個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)構(gòu)成；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN合為GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN ；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn) GSN之間通過(guò)有線連接組成本地網(wǎng)絡(luò)；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與通信衛(wèi)星通過(guò)饋電鏈路連接；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS負(fù)責(zé)處理本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衛(wèi)星用戶終端的接入；所述GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN負(fù)責(zé)處理本地衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信以及本地網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS又分成射頻單元模塊和數(shù)字硬件單元模塊兩部分；所述射頻單元采用非ATCA平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜，衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS的數(shù)字硬件單元、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN放置在各自獨(dú)立的ATCA機(jī)柜中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括至少一個(gè)以太網(wǎng)交換模塊GES，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備中單板間的的無(wú)管理以太網(wǎng)交換；所述以太網(wǎng)交換模塊GES采用主備冗余方案或負(fù)荷分擔(dān)方式。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)接口和時(shí)鐘模塊IFB/CLK，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，提供與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN等設(shè)備的IP連接接口以及時(shí)鐘信號(hào)的提取和分配；所述接口和時(shí)鐘模塊IFB/ CLK可采用1+1主備份方案，每一對(duì)IFB/CLK間有主備用。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)基帶處理模塊BB，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，完成信道處理的功能在下行方向?qū)崿F(xiàn)速率適配、信道編碼和交織、加密；在上行方向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字解調(diào)、解密、去交織、信道解碼和速率適配功能；所述基帶處理模塊BB采用N+l、N+M或N :M備份方案。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)射頻接口模塊RFI，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，接收射頻單元過(guò)來(lái)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部基帶信號(hào)流格式， 通過(guò)交換網(wǎng)傳送到基帶處理模塊BB ；轉(zhuǎn)換基帶數(shù)字信號(hào)并傳送到對(duì)應(yīng)的射頻單元；所述射頻接口模塊RFI用1+1、N+l、N+M、N =M備份或冷備份方案。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)控制面主控模塊CCM， 具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、公共資源管理以及與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能；
所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)控制面處理模塊GCPM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)中央控制功能；
所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面主控模塊GMCM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面中央控制功能；
所述控制面主控模塊CCM、控制面處理模塊GCPM和用戶面主控模塊GMCM采用1+1主備份方案。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面公共處理模塊 URMM,具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面的資源管理功能；
所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面用戶終端處理模塊UMSM,具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與用戶終端相關(guān)的用戶面協(xié)議處理功能；
所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面處理模塊GUPM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面協(xié)議的處理功能；
所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面波束小區(qū)處理模塊USBM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與波束小區(qū)相關(guān)的用戶面協(xié)議處理功能；
所述用戶面公共處理模塊URMM、用戶面用戶終端處理模塊UMSM、用戶面波束小區(qū)處理模塊USBM和用戶面處理模塊GUPM采用N+l、N+M或N :M備份方案。由于采用交換網(wǎng)絡(luò)互連，機(jī)柜和擴(kuò)展機(jī)柜間也可相互備份，特別是當(dāng)GES所在機(jī)柜失效時(shí)，其它機(jī)柜的GES模塊可通過(guò)一定機(jī)制接替失效機(jī)柜的工。


本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中
圖1示出了衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)及衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)示意圖； 圖2示出了 ATCA機(jī)框底層管理示意圖； 圖3示出了 ATCA背板及模塊互連示意圖； 圖4是實(shí)施方案一的SBSS+SGSN+GGSN配置示意圖； 圖5是衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS用戶面應(yīng)用軟件模塊示意圖； 圖6是實(shí)施方案二的SBSS+GSN配置示意圖； 圖7是實(shí)施方案三的地面站系統(tǒng)全合一配置示意圖； 圖8是軟件體系架構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。ATCA是PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturer's Group，國(guó)際工業(yè)計(jì)算機(jī)制造者聯(lián)合會(huì))啟動(dòng)制定的新一代先進(jìn)的電信計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)，是為下一代融合通信及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供的一個(gè)高性價(jià)比的、基于模塊化結(jié)構(gòu)的、兼容的、并可擴(kuò)展的硬件架構(gòu)。如圖2所示的ATCA機(jī)框底層管理示意圖，ATCA規(guī)范家族中的核心規(guī)范PICMG3. 0 定義了 ATCA體系結(jié)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源、散熱、互聯(lián)、系統(tǒng)管理部分，其它一些輔助規(guī)范則定義了在核心規(guī)范中互聯(lián)的傳輸方式。在單板尺寸方面，ATCA規(guī)格為前板8U (高)χ 280mm (深)，后板8U χ 70mm。槽位間距為1. 2”，19”機(jī)框可以支持14槽，而600mm ETSI的機(jī)框可以支持16槽。相對(duì)于CPCI 6U χ 160mm的單板尺寸及0. 8”的槽位間距，ATCA單板能容納的電路數(shù)，支持的元器件高度，單板能容納的功耗等方面都大大提高了，較寬的面板也加強(qiáng)了對(duì)接插件的支持。在電源方面，每塊ATCA單板接收兩路獨(dú)立的-48VDC電源直接供電，供電可靠性及供電能力都提高了。每塊單板上的供電分為管理供電和負(fù)載供電兩部分。管理供電功率較小，專為板上用于平臺(tái)管理的智能平臺(tái)管理控制器IPMC (Intelligent Platform Management Controller) 13供電，在該控制器的控制下，板上電源模塊可向其它負(fù)載供電或切斷負(fù)載供電。ATCA的機(jī)框管理(Shelf Management) 12是基于智能平臺(tái)管理總線IPMB (Intelligent Platform Management Bus)14的串行管理總線的，每個(gè)單板上的IPMC都有兩條互為主備用的獨(dú)立的IPMB總線(一條稱為IPMB-A，另一條稱為IMPB-B)與機(jī)框管理控制器(ShMC)12相連。單板與機(jī)框管理控制器件間的管理連接可以是總線型的，也可以是星型的。IPMB的物理層就是非常簡(jiǎn)潔的I2C (Inter - Integrated Circuit)串行信號(hào)線， 而系統(tǒng)管理總線的冗余更加增強(qiáng)了管理通道的可靠性。
在單板互連方面(參見(jiàn)圖3所示的ATCA背板及模塊互連示意圖)，ATCA按照背板從上到下的順序依次定義了時(shí)鐘同步總線15、Update通道(Update Channel) 16、Base接口(Base Interface) 17、Fabric 接口 (Fabric Interface) 18，最下面是電源和管理通道 19。Update通道16用于相互間需要非常高速、大吞吐量的數(shù)據(jù)直接傳輸或非常實(shí)時(shí)的交互的單板間的直接連接，Update通道16在背板上的連接是非常靈活的。Base接口 17是一個(gè)雙星型(Dual Mar)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，鏈路為10/100/1000Base-T， 星的中央是冗余的交換單板。Fabric接口 18用于單板間的高速數(shù)據(jù)傳輸，F(xiàn)abric接口 18是基于高達(dá) 3. 125Gbps SERDES信號(hào)，可以在星型和全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)互連中支持IOGb的傳輸速率。Fabric接口 18可以支持多種傳輸規(guī)范，當(dāng)采用星型拓?fù)鋾r(shí)，星的中央也是冗余的交換單板。圖3中的板位排列和連線是示意性的，實(shí)際上Fabric網(wǎng)絡(luò)可支持雙星、全互連等多種拓?fù)?，而槽位的安排，包括交換板位的槽位安排也是靈活的。ATCA平臺(tái)的板間及單板與交換板間的數(shù)據(jù)傳輸均采用點(diǎn)到點(diǎn)的高速差分鏈路技術(shù)，提高了互連的可靠性并大大提高了硬件平臺(tái)的吞吐能力。目前，ATCA硬件平臺(tái)體系架構(gòu)已經(jīng)獲得了許多主流軟硬件廠商的支持，成為電信等行業(yè)廣泛應(yīng)用的通訊設(shè)備平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。采用ATCA體系架構(gòu)也會(huì)帶來(lái)降低成本、縮短開(kāi)發(fā)周期，容易獲得支持等諸多好處。同時(shí)，我們可以看到具有大容量、高可靠需求的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的設(shè)備與陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)等的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備有極大的相似性，所以適用于陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的ATCA平臺(tái)也一樣可以適用于衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)。本發(fā)明提出的基于ATCA硬件平臺(tái)體系架構(gòu)的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，所有網(wǎng)元子系統(tǒng)遵循相同的體系架構(gòu)，因此所采用的衛(wèi)星移動(dòng)通信制式(包含但不限于如時(shí)分多址接入 TDMA (Time Division Multiple Access)、碼分多址接入 CDMA (Code Division Multiple Access)>^^7v^J:it^A FDMA (Frequency Division Multiple Access) % 關(guān)。本發(fā)明提出的體系架構(gòu)不限于應(yīng)用到歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ETSI提出的基于 GMR-I 3G標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)架構(gòu)，其它制式和標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)都可以采用本發(fā)明提出的軟硬件平臺(tái)體系架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的實(shí)施方式包括但不限于下面所示的具體實(shí)施方式
。如圖4所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)由衛(wèi)星基站系統(tǒng) SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN三個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)構(gòu)成，其中GPRS 服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN通常合稱為GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN。衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN之間通過(guò)有線連接(包含但不限于如以太網(wǎng)等)組成本地網(wǎng)絡(luò)。衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與通信衛(wèi)星通過(guò)饋電鏈路連接。衛(wèi)星基站系統(tǒng) SBSS負(fù)責(zé)處理本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衛(wèi)星用戶終端的接入；GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN負(fù)責(zé)處理本地衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信以及本地網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信。在衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS中，數(shù)字硬件單元21與射頻單元20分離，并通過(guò)有線傳輸線路(包含但不限于如光纖等)連接。數(shù)字硬件單元21具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式， 在ATCA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)控制交換、對(duì)外接口、基帶處理、信令交互、用戶數(shù)據(jù)處理等功能；射頻單元20采用非ATCA平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜，完成衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS中無(wú)線信道的控制處理、無(wú)線信道數(shù)據(jù)的發(fā)送接收、基帶信號(hào)和載波信號(hào)間的調(diào)制解調(diào)和上下變頻、無(wú)線載波的功率放大和發(fā)送接收等功能。衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS包括射頻單元和數(shù)字硬件單元。其中射頻單元由射頻前端模塊 FEB (Front End Board)、收發(fā)信模塊 TRB (TRansceiver Board)禾口功放 PA (Power Amplifier)構(gòu)成，放置在非ATCA平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)框中。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，如室內(nèi)/ 室外、功率大小等，可設(shè)計(jì)成不同規(guī)格尺寸的射頻單元設(shè)備。數(shù)字硬件單元由基帶處理模塊BB (BaseBand),射頻接口模塊RFI (Radio Frequency hterface)、接口與時(shí)鐘模塊 IFB/CLK (InterFace Board&&CLocK)、以太網(wǎng)交換模塊 GES (Giga Ethernet Switching)、SBSS 控制面主控模塊 CCM(Central Control Module)、SBSS 控制面用戶終端功能模塊 MSM (Mobile earth Station Module)、SBSS 控制面波束小區(qū)功能模塊SBM (Spot Beam Module)、SBSS用戶面公共處理模塊URMM (U-plane Resource Management Module)、SBSS 用戶面用戶終端處理模塊 UMSM (U-plane Mobile earth Station Module)和 SBSS 用戶面波束小區(qū)處理模塊 USBM (U-plane Spot Beam Module)構(gòu)成，以ATCA單板的形式安插在ATCA機(jī)柜中。除了以太網(wǎng)交換模塊GES占用固定的槽位7和8外，其它模塊的數(shù)量可根據(jù)系統(tǒng)配置和容量要求靈活配置?；鶐幚砟KBB 完成信道處理的功能。在下行方向?qū)崿F(xiàn)速率適配、信道編碼和交織、加密；在上行方向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字解調(diào)、解密、去交織、信道解碼和速率適配功能。射頻接口模塊RFI 接收射頻單元過(guò)來(lái)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部基帶信號(hào)流格式，通過(guò)交換網(wǎng)傳送到基帶處理模塊BB ；轉(zhuǎn)換基帶數(shù)字信號(hào)并傳送到對(duì)應(yīng)的射頻單元。接口和時(shí)鐘模塊IFB/CLK 提供與GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN的連接接口以及時(shí)鐘信號(hào)的提取和分配。以太網(wǎng)交換板GES 實(shí)現(xiàn)設(shè)備中單板之間的的無(wú)管理以太網(wǎng)交換。SBSS控制面主控模塊CCM，運(yùn)行其上的控制面應(yīng)用軟件CCM實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡功能 (1)包括處理與全局流程相關(guān)的呼叫，以及呼叫發(fā)起的相關(guān)流程，將不同的衛(wèi)星用戶終端呼叫均衡的分配到不同的用戶終端功能模塊MSM上；(2)處理尋呼、啟動(dòng)、重啟等流程，以及所有的集中控制或公共資源管理的功能；(3)與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能。SBSS控制面用戶終端功能模塊MSM，運(yùn)行其上的控制面應(yīng)用軟件MSM實(shí)現(xiàn)下列功能與衛(wèi)星用戶終端和承載控制相關(guān)的整個(gè)呼叫流程；處理衛(wèi)星用戶專用控制信道的相關(guān)信令流程；實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源管理RRM (Radio Resource Management)算法；與衛(wèi)星用戶終端相關(guān)的無(wú)線資源管理；建立/釋放呼叫相關(guān)的用戶面資源；與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能。SBSS控制面波束小區(qū)功能模塊SBM 運(yùn)行其上的控制面應(yīng)用軟件SBM實(shí)現(xiàn)與波束小區(qū)相關(guān)的功能，包括無(wú)線資源的負(fù)載均衡；處理波束小區(qū)公共控制信道的相關(guān)信令流程；部分無(wú)線資源管理RRM算法；與波束小區(qū)相關(guān)的無(wú)線資源管理。SBSS用戶面公共處理模塊URMM (如圖5所示)，URMM管理用戶面所有的上下文和資源，從控制面過(guò)來(lái)的消息終結(jié)于此，運(yùn)行其上的用戶面應(yīng)用軟件URMM實(shí)現(xiàn)用戶面資源管理，包括消息分發(fā)功能塊MDM (Message Distribute Module) 30、尋呼分發(fā)功能塊PDM (Paging Distribute Module)31、衛(wèi)星用戶終端資源管理模塊MSRM 32 (其包括衛(wèi)星用戶終端資源管理33和衛(wèi)星用戶終端上下文管理34)、波束小區(qū)資源管理模塊SBRM (Spot Beam Resource Management) 35 (其包括波束小區(qū)資源管理36和波束小區(qū)上下文管理37)。消息分發(fā)功能塊MDM(Message Distribute Module)30，該模塊是用戶面處理的主控部分之一，用來(lái)和控制面應(yīng)用模塊的消息交互。MDM接收控制面應(yīng)用模塊的衛(wèi)星用戶終端的初始資源申請(qǐng)，并分發(fā)到不同的 MSRM(Mobile earth Station Resource Management)。尋呼分發(fā)功能塊PDM (Paging Distribute Module) 31，該模塊是用戶面處理的主控部分之一，用來(lái)和控制面應(yīng)用的消息交互。MDM接收控制面應(yīng)用模塊的尋呼請(qǐng)求， 解析選出尋呼請(qǐng)求需要到達(dá)的波束小區(qū)并分發(fā)到不同的SBRM (Spot Beam Resource Management)。衛(wèi)星用戶終端資源管理模塊MSRM 32，MSRM由一個(gè)衛(wèi)星用戶終端資源管理實(shí)體和多個(gè)衛(wèi)星用戶終端上下文管理實(shí)體組成。從模塊分布看，MSRM可擴(kuò)展分布到多個(gè)單板上。衛(wèi)星用戶終端資源管理模塊MSRM 32包括衛(wèi)星用戶終端資源管理33和衛(wèi)星用戶終端上下文管理34。衛(wèi)星用戶終端資源管理33。每個(gè)UMSM模塊有一個(gè)衛(wèi)星用戶終端資源管理實(shí)體，該實(shí)體記錄UMSM模塊的用戶面資源狀況。用戶面資源使用狀況由UMSM模塊周期性的發(fā)布到系統(tǒng)內(nèi)所有的衛(wèi)星用戶終端資源管理實(shí)體。該實(shí)體收到從衛(wèi)星用戶終端上下文管理實(shí)體的資源請(qǐng)求消息后，選擇可分配資源的UMSM模塊。衛(wèi)星用戶終端上下文管理34， 衛(wèi)星用戶終端上下文管理實(shí)體處理控制面衛(wèi)星用戶終端相關(guān)的RRC消息，該實(shí)體管理和維護(hù)用戶面上下文和專有衛(wèi)星用戶終端的相關(guān)信息。收到MDM的初始資源請(qǐng)求消息后，衛(wèi)星用戶終端上下文管理向衛(wèi)星用戶終端資源管理實(shí)體請(qǐng)求資源，協(xié)調(diào)到其他用戶面對(duì)應(yīng)實(shí)體的資源分配，并處理隨后該衛(wèi)星用戶終端相關(guān)的資源分配、更改和刪除。波束小區(qū)資源管理模塊 SBRM (Spot Beam Resource Management) 35，SBRM 有一個(gè)波束小區(qū)資源管理實(shí)體和一個(gè)波束小區(qū)上下文管理實(shí)體組成。從模塊分布看，SBRM可擴(kuò)展分布到多個(gè)單板模塊上。如果該模塊處理的業(yè)務(wù)量和數(shù)據(jù)負(fù)荷不大，一個(gè)SBRM就可以滿足整個(gè)系統(tǒng)用戶面應(yīng)用的要求；在處理業(yè)務(wù)量增加時(shí)，SBRM也可以擴(kuò)展分布到多個(gè)單板模塊上。波束小區(qū)資源管理模塊SBRM (Spot Beam Resource Management) 35包括波束小區(qū)資源管理36和波束小區(qū)上下文管理37。波束小區(qū)資源管理36，用戶面資源使用狀況由 USBM模塊周期上報(bào)到波束小區(qū)資源管理實(shí)體，該實(shí)體記錄USBM模塊的用戶面資源狀況。 波束小區(qū)資源管理實(shí)體收到從波束小區(qū)上下文管理實(shí)體發(fā)來(lái)的資源請(qǐng)求消息后，選擇可分配資源的USBM模塊。波束小區(qū)上下文管理37，波束小區(qū)上下文管理實(shí)體處理控制面波束小區(qū)相關(guān)的RRC消息。該實(shí)體管理和維護(hù)分配給特定波束小區(qū)的用戶面上下文信息。波束小區(qū)上下文管理實(shí)體調(diào)度分配到公共信道的用戶面資源。如果衛(wèi)星用戶終端使用了該波束小區(qū)的公共信道，波束小區(qū)上下文管理實(shí)體將與管理該衛(wèi)星用戶終端的衛(wèi)星用戶終端上下文管理實(shí)體進(jìn)行消息交互。SBSS用戶面用戶終端處理模塊UMSM (如圖5所示)。UMSM模塊是衛(wèi)星用戶終端相關(guān)的無(wú)線接口協(xié)議棧的終結(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)和URMM的模塊間通訊，以及對(duì)控制面應(yīng)用過(guò)來(lái)的分配消息的預(yù)處理。運(yùn)行其上的用戶面應(yīng)用軟件UMSM實(shí)現(xiàn)與用戶終端相關(guān)的用戶面協(xié)議處理。SBSS用戶面波束小區(qū)處理模塊USBM (如圖5所示)。USBM模塊是波束小區(qū)相關(guān)的無(wú)線接口協(xié)議棧的終結(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)和URMM的模塊間通訊，以及對(duì)控制面應(yīng)用過(guò)來(lái)的分配消息的預(yù)處理。運(yùn)行其上的用戶面應(yīng)用軟件USBM實(shí)現(xiàn)與波束小區(qū)相關(guān)的用戶面協(xié)議處理。GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN只有數(shù)字硬件單元，該數(shù)字硬件單元單元具有插入機(jī)框的ATCA 單板的形式，在ATCA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)控制交換、負(fù)載均衡、訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)管理、計(jì)費(fèi)管理、跟蹤、 合法偵聽(tīng)管理、對(duì)外接口、信令交互、用戶數(shù)據(jù)處理等功能。GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN的模塊包括接口與時(shí)鐘模塊IFB/CLK、以太網(wǎng)交換模塊 GES、控制面處理模塊GCPM (GSN C-plane Process Module)和用戶面處理模塊GUPM (GSN U-plane Process Module)，以ATCA單板的形式安插在ATCA機(jī)框中。與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS 相同，除了以太網(wǎng)交換模塊GES占用固定的槽位7和8外，其它模塊的數(shù)量可根據(jù)系統(tǒng)配置和容量要求靈活配置。控制面處理模塊GCPM主要用于完成(1)中央控制功能實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)管理、計(jì)費(fèi)管理、跟蹤、合法偵聽(tīng)管理以及與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能。(2)負(fù)責(zé)與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS以及核心網(wǎng)側(cè)其它網(wǎng)元的對(duì)等控制面協(xié)議的處理，如移動(dòng)性管理和事務(wù)管理協(xié)議處理。用戶面處理模塊GUPM =GUPM主要負(fù)責(zé)SGSN用戶面協(xié)議的處理。網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN的模塊包括接口與時(shí)鐘模塊IFB/CLK、以太網(wǎng)交換模塊 GES、用戶面主控模塊GMCM (GGSN Main Control Module)和用戶面處理模塊GUPM，放置在 ATCA機(jī)框中。與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS相同，除了以太網(wǎng)交換板GES占用固定的槽位7和8 外，其它模塊的數(shù)量可根據(jù)系統(tǒng)配置和容量要求靈活配置。用戶面主控模塊GMCM，用于完成中央控制功能實(shí)現(xiàn)用戶面的資源管理、負(fù)載的均衡以及與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能。用戶面處理模塊GUPM =GUPM主要負(fù)責(zé)GGSN用戶面協(xié)議的處理。如圖6所示的另一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)(SBSS + GSN)，這種方案將GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN合并為一個(gè)網(wǎng)元實(shí)體GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN。系統(tǒng)由衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN兩個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)構(gòu)成。其中，衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS又分成射頻單元模塊和數(shù)字硬件單元模塊兩部分。射頻單元采用非ATCA 平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜，而衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS的數(shù)字硬件單元部分和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN的各個(gè)模塊以ATCA單板的形式安插在各自的ATCA機(jī)柜中。根據(jù)衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)容量的不同，每個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)可有一或多個(gè)基于ATCA平臺(tái)的機(jī)框組成一個(gè)機(jī)柜，并可再增加一或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)柜。衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN之間通過(guò)有線連接(包含但不限于如以太網(wǎng)等)。衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS中，射頻單元模塊與數(shù)字硬件單元模塊通過(guò)有線(包含但不限于如光纖等)連接。其中衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與上述的衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS —樣。其中GPRS支撐節(jié)點(diǎn) GSN的模塊包括接口與時(shí)鐘模塊IFB/CLK、以太網(wǎng)交換模塊GES、GSN控制面處理模塊GCPM 和GSN用戶面處理模塊GUPM，以ATCA單板的形式安插在ATCA機(jī)框中。與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS 相同，除了以太網(wǎng)交換模塊GES占用固定的槽位7和8外，其它模塊的數(shù)量可根據(jù)系統(tǒng)配置和容量要求靈活配置。GSN控制面處理模塊GCPM，用于完成(1)中央控制功能實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、訪問(wèn)用戶數(shù)據(jù)管理、計(jì)費(fèi)管理、跟蹤/合法偵聽(tīng)管理以及與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能；(2)負(fù)責(zé)與衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS以及核心網(wǎng)側(cè)其它網(wǎng)元的對(duì)等控制面協(xié)議的處理，如移動(dòng)性管
理和事物管理協(xié)議處理。GSN用戶面處理模塊⑶PM =GUPM主要負(fù)責(zé)GSN用戶面協(xié)議的處理。圖7示出了基于ATCA平臺(tái)的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)全合一配置示意圖，是本發(fā)明的另一實(shí)施方式。這種方案將衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS 支撐節(jié)點(diǎn)GGSN合并為一個(gè)網(wǎng)元實(shí)體。由于ATCA機(jī)框、單板、接口的通用性，當(dāng)衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)容量較小，處理能力要求不高，只需少量必要的模塊即可滿足所要求的處理能力、系統(tǒng)容量和功能的情況下，可以將前面所述的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)所有網(wǎng)元的模塊集成安插到一個(gè)ATCA機(jī)柜中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)元功能的全合一(All in one)。整個(gè)系統(tǒng)分成射頻單元模塊和數(shù)字硬件單元模塊兩部分。射頻單元采用非ATCA 平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜，而數(shù)字硬件單元模塊以ATCA單板的形式安插在ATCA機(jī)柜中。根據(jù)衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)容量的不同，這個(gè)全合一的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站可有一或多個(gè)基于ATCA平臺(tái)的機(jī)框組成一個(gè)機(jī)柜，并可再增加一或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)柜。全合一的系統(tǒng)中，射頻單元模塊與數(shù)字硬件單元模塊通過(guò)有線(包含但不限于如光纖等)連接。另外，作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，實(shí)施方案可以采用的系統(tǒng)冗余備份。以太網(wǎng)交換模塊GES采用主備冗余方案或負(fù)荷分擔(dān)方式，優(yōu)選主備方案。接口和時(shí)鐘模塊IFB/CLK可采用1+1主備份方案，即每一對(duì)IFB/CLK間有主備用關(guān)系。射頻接口模塊RFI可采用1+1備份或冷備份方案，當(dāng)?shù)缴漕l單元的傳送網(wǎng)使用合適的交叉互連設(shè)備時(shí)可支持N+1、N+M或N :M等多種方案?；鶐幚砟KBB可以采用多種備份方案，如N+l、N+M或N :M等。控制面主控模塊CCM、控制面處理模塊GCPM和用戶面主控模塊GMCM可采用1+1主備份方案，即每一對(duì)CCM、GCPM、GMCM間有主備用關(guān)系?？刂泼嬗脩艄δ苣KMSM、控制面波束小區(qū)功能模塊SBM可以采用多種備份方案，如N+l、N+M或N :M 等。用戶面公共處理模塊URMM、用戶面用戶終端處理模塊UMSM、用戶面波束小區(qū)處理模塊 USBM和用戶面處理模塊GUPM可以采用多種備份方案，如N+l、N+M或N :M等。由于采用交換網(wǎng)絡(luò)互連，機(jī)柜和擴(kuò)展機(jī)柜間也可相互備份，特別是當(dāng)GES所在機(jī)柜失效時(shí)，其它機(jī)柜的GES模塊可通過(guò)一定機(jī)制接替失效機(jī)柜的工作?；诒景l(fā)明的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)中，所有網(wǎng)元具有相同的軟件體系架構(gòu)。 軟件體系架構(gòu)示意圖如圖8所示。該軟件體系架構(gòu)有以下部分組成
操作系統(tǒng)OS (Operating System)22 基于不同硬件平臺(tái)(包含但不限于如ATCA硬件平臺(tái))上的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) RTOS (Real Time Operating System);中間件 MW (Middleware) 23 :基于操作系統(tǒng)OS之上的軟件公共模塊，為上層軟件提供通用的基本功能；控制面處理CPP (Control Plane Processing) M 實(shí)現(xiàn)控制面信令處理相關(guān)功能；用戶面處理UPP (User Plane Processing) 25 實(shí)現(xiàn)用戶面數(shù)據(jù)處理相關(guān)功能；操作維護(hù)OMP (Operating and Maintenance Processing)沈?qū)崿F(xiàn)前臺(tái)操作維護(hù)相關(guān)功能。其中，操作系統(tǒng)OS和中間件MW構(gòu)成軟件公共平臺(tái)27，為上層應(yīng)用軟件模塊提供通用的基本功能；而控制面處理CPP 24、用戶面處理UPP 25和操作維護(hù)處理OMP沈則是在軟件公共平臺(tái)上的應(yīng)用軟件模塊觀，通過(guò)調(diào)用軟件公共平臺(tái)提供的統(tǒng)一接口完成特定的應(yīng)用處理。
根據(jù)數(shù)字硬件單板的處理能力和衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的容量要求，應(yīng)用軟件模塊可合并或分立運(yùn)行在同一塊或多塊數(shù)字硬件單板上。同時(shí)，軟件公共平臺(tái)也可根據(jù)單板上應(yīng)用軟件模塊的不同而做適當(dāng)?shù)墓δ懿眉艋蚪M合，實(shí)現(xiàn)不同單板上軟件的精簡(jiǎn)和優(yōu)化。本專利提出的軟件體系架構(gòu)應(yīng)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的所有網(wǎng)元子系統(tǒng)， 這種通用性的特點(diǎn)與ATCA硬件平臺(tái)體系架構(gòu)一樣，使得衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)的獲得減小軟件開(kāi)發(fā)、維護(hù)、升級(jí)的工作量、縮短開(kāi)發(fā)周期、容易獲得支持以及降低成本等諸多好處。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用高 ATCA平臺(tái)體系架構(gòu)；該系統(tǒng)包含衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS 支撐節(jié)點(diǎn)GGSN三個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)構(gòu)成；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn) GGSN合為GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN ；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN之間通過(guò)有線連接組成本地網(wǎng)絡(luò)；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與通信衛(wèi)星通過(guò)饋電鏈路連接；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS負(fù)責(zé)處理本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衛(wèi)星用戶終端的接入；所述GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN負(fù)責(zé)處理本地衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信以及本地網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS又分成射頻單元模塊和數(shù)字硬件單元模塊兩部分；所述射頻單元采用非ATCA平臺(tái)的獨(dú)立射頻機(jī)柜，衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS的數(shù)字硬件單元、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN放置在各自獨(dú)立的ATCA機(jī)柜中。
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，其特征在于，所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括至少一個(gè)以太網(wǎng)交換模塊GES，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備中單板間的的無(wú)管理以太網(wǎng)交換；所述以太網(wǎng)交換模塊GES采用主備冗余方案或負(fù)荷分擔(dān)方式。
3.星基站系統(tǒng)SBSS和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN等設(shè)備的IP連接接口以及時(shí)鐘信號(hào)的提取和分配；所述接口和時(shí)鐘模塊IFB/CLK可采用1+1主備份方案，每一對(duì)IFB/CLK間有主備用。
4.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)基帶處理模塊BB，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，完成信道處理的功能在下行方向?qū)崿F(xiàn)速率適配、信道編碼和交織、加密；在上行方向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字解調(diào)、解密、去交織、信道解碼和速率適配功能；所述基帶處理模塊BB采用N+l、N+M或N :M備份方案。
5.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)射頻接口模塊RFI，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，接收射頻單元過(guò)來(lái)的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部基帶信號(hào)流格式，通過(guò)交換網(wǎng)傳送到基帶處理模塊BB ；轉(zhuǎn)換基帶數(shù)字信號(hào)并傳送到對(duì)應(yīng)的射頻單元；所述射頻接口模塊RFI用1+1、N+1、 N+M、N =M備份或冷備份方案。
6.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)控制面主控模塊CCM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、公共資源管理以及與其它應(yīng)用功能模塊的內(nèi)部通訊功能；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)控制面處理模塊GCPM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)中央控制功能；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面主控模塊GMCM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面中央控制功能；所述控制面主控模塊CCM、控制面處理模塊GCPM和用戶面主控模塊GMCM采用1+1主備份方案。
7.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面公共處理模塊URMM，具有插入機(jī)框的ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面的資源管理功能；所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面用戶終端處理模塊UMSM,具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與用戶終端相關(guān)的用戶面協(xié)議處理功能；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN包括一或多個(gè)用戶面處理模塊GUPM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)用戶面協(xié)議的處理功能；所述數(shù)字硬件單元部分包括一或多個(gè)用戶面波束小區(qū)處理模塊USBM，具有插入機(jī)框的 ATCA單板的形式，實(shí)現(xiàn)與波束小區(qū)相關(guān)的用戶面協(xié)議處理功能；所述用戶面公共處理模塊URMM、用戶面用戶終端處理模塊UMSM、用戶面波束小區(qū)處理模塊USBM和用戶面處理模塊GUPM采用N+l、N+M或N :M備份方案。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)，所述衛(wèi)星移動(dòng)通信地面站系統(tǒng)采用高ATCA平臺(tái)體系架構(gòu)；該系統(tǒng)包含衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS、GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN三個(gè)網(wǎng)元子系統(tǒng)構(gòu)成；所述GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN和網(wǎng)關(guān)GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GGSN合為GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS和GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN之間通過(guò)有線連接組成本地網(wǎng)絡(luò)；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS與通信衛(wèi)星通過(guò)饋電鏈路連接；所述衛(wèi)星基站系統(tǒng)SBSS負(fù)責(zé)處理本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衛(wèi)星用戶終端的接入；所述GPRS支撐節(jié)點(diǎn)GSN負(fù)責(zé)處理本地衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信以及本地網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信。本發(fā)明基于ATCA的體系架構(gòu)和冗余備份，由于采用交換網(wǎng)絡(luò)互連，機(jī)柜和擴(kuò)展機(jī)柜間也可相互備份，特別是當(dāng)GES所在機(jī)柜失效時(shí)，其它機(jī)柜的GES模塊可通過(guò)一定機(jī)制接替失效機(jī)柜的工作。
文檔編號(hào)H04B7/185GK102255648SQ201110208360
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者何戎遼, 吳偉林, 吳曉文, 王彤 申請(qǐng)人:成都林海電子有限責(zé)任公司