一種第三方設備的室分系統接入方法

劉凱 余金清 章偉

【摘要】? ? 利用室分設備的現有傳輸網絡，完成對第三方定位等設備的接入，在實現5G覆蓋的同時，也滿足了多樣化的室內場景垂直行業應用的定位需求，從而大幅降低了第三方定位設備的安裝成本和難度。

【關鍵詞】? ? 室分系統? ? 定位設備? ? 以太網報文? ? 5G

一、背景分析

隨著2019年中國進入5G商用元年，無線技術的成熟將為智慧交通、工業互聯網等各個領域提供更豐富的綜合信息服務。而室內場景作為5G非常重要的應用場景，投資建設規模巨大，也勢必擁有更加廣闊的市場前景。

信息是建設智慧5G的重要組成部分，目前在物流、商場、室內導航等應用領域，對室內定位能力都提出來亞米級甚至更高級別的精度需求。室外主要是以衛星定位技術為主，但是室內環境因為信號屏蔽的問題，是其應用的弱點，而現有的室分基站本身定位能力相對有限，在高精度定位需求的場景下還是需要其他的手段來進一步提升其定位能力。

藍牙/UWB是近年來受到越來越多關注的室內高精度定位技術，在工業制造、醫院、公檢法機構、倉儲物流等領域也有相關應用。圖1是目前藍牙/UWB終端測量定位的網絡架構拓撲，該拓撲目前存在的難題主要是供電和安裝維護問題，在終端測量高精度定位方案中，因為藍牙5.1和UWB技術分別是基于角度或者到達時間差的測量，其設備的消耗功率都非常大，所以需要采用POE供電，這也就要求每個定位基站都需要解決直流供電問題，從而為安裝造成了極大困難。

二、設計思路

以圖2為例，傳統數字室分系統可以很好地支持大型交通樞紐、大型場館、CBD商業中心等高價值區域的室內場景和半室內場景的無線覆蓋與業務提供能力，只需一次工程部署就可以實現多運營商/多頻段/多制式室分系統的建設。

我們可以看到，室分產品和藍牙定位的場景實際上是相互貼合的，那么若將現有的室分產品和藍牙/UWB定位系統融合，讓定位設備能復用室分系統的布局和供電資源，就可以大大節省成本，從而提升室分和定位系統兩者的耦合競爭力。

下面我們就基于這個思路來探討相應的設計實現。

圖3是室分系統和室內定位融合方式的示意圖。室內定位設備掛靠在pRRU設備上，完全復用原室分系統的布局組網，pRRU則通過POE完成對藍牙/UWB等室內定位設備的供電，并在pRRU上完成管道級的數據融合。融合后的數據會通過原室分系統的pRRU、RHUB和BBU等各級硬件設備，最終到達定位服務器，并由其完成對定位數據的提取解析。同時，定位服務器也會下發控制信息到各個室內定位設備。

整個組網融合的難點就是如何將第三方的室內定位設備信息，在不干擾原有室分系統業務的情況下，無損傳輸到定位服務器上，反之也一樣。

參考目前的業界通用室分組網實現，如表格1所示，整個組網鏈路的物理層接口協議如下：

可以看到，各設備間的協議類型并不相同，而且原室分組網本身就存在以太網報文的傳輸，定位設備的報文信息要想直接無干擾發送給定位服務器是不太可能的，在沒有明確目標地址的情況下，加上龐大的定位設備數量，勢必會導致室分設備各節點的異常流量沖擊和網絡風暴，從而影響室分設備的本身業務。因此，我們必須要在pRRU和BBU兩側就完成定位設備和室分設備數據的融合和拆分，在鏈路中間傳輸階段則需要確保定位設備信息與室分設備業務數據的完全隔離。

三、具體實現

將定位設備到定位服務器的傳輸通道定義為上行，與之相反定義為下行，我們分別來進行闡述。

pRRU上行在接入定位設備后，首先要確保該設備報文不要直接接入室分系統業務從而造成干擾，所以需要先將其阻斷，然后完成對定位設備的MAC地址學習，并通過室分系統的控制面將該MAC地址傳遞到BBU側，完成尋址操作，如圖4所示。

由于定位設備報文在室分組網傳輸中會跨越多個物理設備，這樣會導致其報文MAC地址頻繁切換，同樣也會影響到室分設備的業務處理。因此，我們考慮將定位報文整體作為凈荷重新打包，外部的MAC地址則依據室分系統現有網絡定義來打包，并在全鏈路增加Vlan字段定義識別，與當前室分設備報文相區別，從而降低處理復雜度，報文具體定義如圖5所示：

這樣的話，定位設備的報文在傳輸上就可以完全復用原室分系統的傳輸網絡，并最終在BBU側進行MAC報文的剝離，根據先前獲取的定位設備MAC地址信息，最終完成給定位服務器的傳輸處理。

同理如圖6所示，在下行方向定位服務器會完成相關業務報文下發，BBU則會對定位服務器的報文進行二次報文封裝，并通過室分設備的拓撲關系確定該報文是發往哪個pRRU上的定位設備，這樣也避免了報文廣播下發導致的流量大增。最后在pRRU側，會將含有Vlan字段的報文進行二次報文拆分，并將最終的定位報文發送到定位設備以完成其業務配置。

四、總結

本設計在不影響原有室分系統的情況下，復用了室分系統本身的網絡拓撲架構，可以做到無縫接駁，而且這種設計方式不僅僅拘泥于第三方定位設備的接入，但凡可以利用室分網絡的第三方設備均可以參考該方式實現，具有很好的推廣性。

參? 考? 文? 獻

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[5]周文彬，劉凱，張迪強，邱明清.數據傳輸方法和裝置以及光電轉換裝置和系統.中國， CN107547481A.2018-01-05