對分布式虛擬通信基站仿真故障修復探討

王 旭 吳 靜 陶 淼 莫章潔

(貴州師范學院 貴州 貴陽 550018)

前言

隨著通信技術的進步，原有基站設備的原始應用布局，面臨著日益復雜的網絡部署環境和要求，分布式基礎設備廣泛使用，構成了安全穩定的網絡范圍。面對原本應用于舊式基站設備的調度不再適用于新的分布式基站的問題，開始尋求分布式基站找到能同時使用的資源能夠及時利用的方法。

對于分布式基站，在涉及傳輸接入部分確定的實際情況下，經常有必要根據分布式基站中基帶處理單元的實際需求選擇傳輸設備的類型。至于主頻帶和射頻處理器之間的連接，通常選擇光纖的連接方法。因為在數據傳輸中，光纖傳輸的方式不僅提高了傳輸效率和傳輸速度，而且還可以有效避免數據丟失。

一、關于分布式基站實際運用出現的問題

在現有分布式基站系統的運行過程中，會出現因為BBU設備故障無法及時修復而導致RRU單元停止運作。需要通過分析拓撲結構中可能產生的故障，找出修復的目標，提出能將拓撲結構中合適的RRU設備轉換為新的BBU設備的設計，使分布式基站出現問題后可自行修復，保證正常的運作。

在實際情況中，當借助分布式基站來構建通信網絡，所需要的建設周期通常比較短，故障的靈活修復，可以達到降低維護成本的效果。

基于這種情況，基于分布式計算虛擬通信基站設備設計，成為了主要探討目標。

二、分布式基站BBU設備故障及修復分析

(1)分布式基站仿真系統設備故障及其自動修復方法。分布式基站系統中的BBU設備發生故障后,重新構建該分布式基站系統的廣播分組系統，正常工作并與光纖連接良好的設備構建競爭,獨立且不與其他設備光纖連接的RRU設備將無法參與競爭，根據競爭算法從中選擇出合適的RRU設備，判斷RRU設備連接的光纖通道數量和相對的端口信息后轉化為BBU設備，作為最優選的RRU設備通過線程轉換為新的BBU設備后，新的BBU設備向其余的RRU設備發送信息,多次信息交流互動后，確定完成轉換的BBU設備與應用層進行連接,同時向其余RRU設備發送廣播，實現分布式基站BBU設備發生故障后的自動恢復。

(2)BBU設備自動修復的特征。如果存在光纖連接數最多的RRU設備數量相同的情況，則選擇離原始故障的BBU設備中路徑最短的RRU設備作為備用的BBU設備。運行所選RRU設備的線程以完成BBU信息的初始化，例如：創建套接字端口、重新綁定設備驅動程序和設置通信模式。同時在分布式基站系統廣播分組系統內通知其余RRU設備，剩余的分布式基站系統RRU設備接收新的BBU設備的廣播并執行三個握手，以實現分布式基站系統和BBU設備之間的完整應用層連接的自動修復進程。

(3)構建競爭算法模型的方式。每個RRU設備都會向廣播組中的其他RRU設備發送沖突廣播消息，該消息會通過廣播組中的所有RRU設備，比較每個RRU設備上的光纖連接數量，并將與其競爭的RRU設備的光纖連接數與RRU設備數最大進行比較和選擇，選擇競爭性最大的RRU設備，將其作為可以轉換為BBU設備的RRU設備。

(4)仿真及分析

在各個設備之間用虛線模擬光纖連接，粗實線表示建立連接，依次對設備進行相應設置后，對其增加故障。故障包括BBU故障和RRU故障兩種情況。RRU故障不影響系統的正常運行。

當模擬BBU設備對RRU設備進行操作時，進行查詢/控制命令。

發送廣播信息使用時在編輯框輸入內容后選擇接收對象，并點擊發送內容。其中，BBU設備向RRU設備，RRU設備向BBU設備發送消息流程一致。

通過以上仿真可知，RRU設備向BBU設備的轉換的方式在一定程度上提高了分布式基站的利用率，從通信網絡的可靠性考慮，降低了網絡故障的百分比，提升了網絡連接的可靠性；從BBU設備和RRU設備的實際部署上來看，自我修復的方式可以有效節省資源和實現人力維護資源的靈活利用。

本次仿真所用的系統主要運用分布式技術，靈活地部署和實施仿真，實現基于分布式計算的虛擬通信基站設計和故障修復的探討。

三、結語

對于分布式基站的仿真模擬，有必要設想多種BBU設備故障修復和信息收發的情況，以最大程度地減少實際部署和維護成本并提高基站使用標準。而對基于分布式計算的虛擬通信基站設計項目也實現了負責和總結。簡而言之，分布式基站的安全可靠運行十分重要，不僅可以保證分布式基站的運行效率，而且可以保證運行的穩定性，對此，分布式基站的仿真學習和BBU設備的修復研究有積極意義。