申请/专利权人：京信通信系统(中国)有限公司

申请日：2017-08-23

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN107426756B

主分类号：H04L12/24(20060101)

分类号：H04L12/24(20060101);H04W24/04(20090101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2017.12.26#实质审查的生效;2017.12.01#公开

摘要：本发明提出了一种热备份通信系统及其通信接口控制模块，所述通信接口控制模块，具备主备切换逻辑控制单元以及切换开关，所述主备切换逻辑控制单元与主模块以及备模块连接，主备切换逻辑控制单元是独立于主模块和备模块的存在，只需通过主备切换逻辑控制单元获取主模块或备模块的切换指令，根据主模块或备模块的切换指令即可知该将哪个通信系统模块置为工作状态，将哪个通信系统模块置为备份状态，尤其在主模块和备模块之间通信异常时，主备模块相互监视时，通过所述主备切换逻辑控制单元分别监视即可实现主备模块的切换，提高了热备份通信系统中主模块和备模块切换的可靠性，减少了通信中止情况的发生。

主权项：1.一种热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述通信接口控制模块包括：用于将通信链路与主模块或备模块连接的切换开关以及用于连接所述切换开关、所述主模块以及所述备模块并与所述主模块和备模块独立存在的主备切换逻辑控制单元；所述主备切换逻辑控制单元为逻辑器件；所述主备切换逻辑控制单元用于获取主模块或备模块发出的切换指令，根据所述切换指令生成切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息切换所述切换开关的连接模式；其中，所述切换开关具备两种连接模式，第一连接模式为所述通信链路通过所述切换开关与所述主模块连接，第二连接模式为所述通信链路通过所述切换开关与所述备模块连接；所述主备切换逻辑控制单元在所述切换开关处于第一连接模式时，若获取到所述主模块发生故障或者受到外部触发动作时发出的主动切换指令，并确认所述备模块没有发生掉电告警，则根据所述主动切换指令生成将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息将所述切换开关的连接模式切换为第二连接模式；所述主备切换逻辑控制单元在所述切换开关处于第一连接模式时，若获取到备模块产生的被动切换指令，且未获取到主模块发生故障时发出的主动切换指令，则根据所述被动切换指令生成将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息将所述切换开关的连接模式切换为第二连接模式；其中，所述被动切换指令由备模块在监测到主模块发生通信故障时产生；所述切换开关包括用于连接通信链路的第一开关接口、用于连接主模块的第二开关接口以及用于连接备模块的第三开关接口；当第一开关接口与第二开关接口连接，并且第一开关接口与第三开关接口断开时，所述切换开关处于第一连接模式；当第一开关接口与第三开关接口连接，并且第一开关接口与第二开关接口断开时，所述切换开关处于第二连接模式。

全文数据：热备份通信系统及其通信接口控制模块技术领域[0001]本发明涉及数据通信热备份技术领域，尤其涉及一种热备份通信系统及其通信接口控制模块。背景技术[0002]通信网络中，通过通信系统为各地无线信号覆盖提供技术保障。[0003]在通信过程中，通信系统设备常发生掉电、网络拥塞、通信系统设备挂死、芯片异常、程序跑飞等等异常状况，此时该地区的通信将无法保障，需要对设备进行修复，或采用一个新的通信系统设备替换系统中出现故障的设备。由于设备的故障，会影响该地区移动通信网络的质量，造成不必要的损失。而常规的通信系统设备在系统设计时，都欠缺对系统备份的考虑，而随着一些场景对网络覆盖稳定性的要求，有必要对通信系统设备进行热备份，对电源模块、数字模块、信号处理模块和功放模块等进行备份，故需对通信系统设备进行热备份，例如对通信系统设备中的电源模块、数字模块、信号处理模块和功放模块等进行备份，，在系统出现故障时，能迅速切换到备份系统，以保障网络的持续覆盖。[0004]对通过对通信系统设备进行备份的方式来解决因通信系统设备无法提供网络的问题，目前采用的方案是由主模块和备模块相互监视，当有一个模块出现故障时，告知另一个模块，然后切换到另外一个模块，但若两个模块间因一些原因无法通信时，则无法实现两个模块的及时切换而造成通信的中止。发明内容[0005]基于此，本发明提出了一种热备份通信系统及其通信接口控制模块，能够提高主模块和备模块的切换可靠性，减少通信中止情况的发生。[0006]一种热备份通信系统的通信接口控制模块，所述通信接口控制模块包括：用于将通信链路与主模块或备模块连接的切换开关以及用于连接所述切换开关、所述主模块以及所述备模块的主备切换逻辑控制单元；[0007]所述主备切换逻辑控制单元用于获取主模块或备模块发出的切换指令，根据所述切换指令生成切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息切换所述切换开关的连接模式；[0008]其中，所述切换开关具备两种连接模式，第一连接模式所述通信链路通过所述切换开关与所述主模块连接，第二连接模式是所述通信链路通过所述切换开关与所述备模块连接。[0009]上述热备份通信系统的通信接口控制模块，具备主备切换逻辑控制单元以及切换开关，所述主备切换逻辑控制单元与主模块以及备模块连接，主备切换逻辑控制单元是独立于主模块和备模块的存在，只需通过主备切换逻辑控制单元获取主模块或备模块的切换指令，主备切换逻辑控制单元根据主模块或备模块的切换指令即可知该将哪个通信系统模块置为工作状态，将哪个通信系统模块置为备份状态，尤其在主模块和备模块之间通信异常时，通过所述主备切换逻辑控制单元分别监视即可实现主备模块的切换，提高了热备份通信系统中主模块和备模块切换的可靠性，减少了通信中止情况的发生。[0010]一种热备份通信系统，包括主模块、备模块以及如上所述的热备份通信系统的通信接口控制模块；[0011]所述主模块所述主模块以及所述备模块与所述主备切换逻辑控制单元连接，所述主模块以及所述备模块与所述切换开关连接，所述主模块与所述备模块相互连接；[0012]所述备模块用于在备份状态时获取所述主模块发出的切换指令，根据所述切换指令将所述备模块从备份状态切换至工作状态;所述主模块用于在备份状态时获取备模块发出的切换指令，根据所述切换指令将所述主模块从备份状态切换至工作状态。[0013]上述热备份通信系统，主模块和备模块相互监视可执行切换工作，由独立的主备切换逻辑控制单元分别监视主模块和备模块，也可执行切换工作，提高了热备份通信系统中主模块和备模块切换的可靠性，减少了通信中止情况的发生。附图说明[0014]图1为本发明的一种热备份通信系统的通信接口控制模块的结构示意图；[0015]图2为一个实施例中的热备份通信系统的通信接口控制模块的结构示意图；[0016]图3为另一个实施例中的热备份通信系统的通信接口控制模块的结构示意图；[0017]图4为本发明的一种热备份通信系统的结构示意图。具体实施方式[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0019]请参阅图1，图1为本发明的一种热备份通信系统的通信接口控制模块的结构示意图。[0020]如图1所示，本实施方式的热备份通信系统的通信接口控制模块，可包括：用于将通信链路与主模块或备模块连接的切换开关10以及用于连接切换开关10、主模块以及备模块的主备切换逻辑控制单元20;[0021]主备切换逻辑控制单元20用于获取主模块或备模块发出的切换指令，根据切换指令生成切换逻辑信息；[0022]根据切换逻辑信息切换切换开关10的连接模式；[0023]其中，切换开关10具备两种连接模式，第一连接模式为通信链路通过切换开关10与主模块连接即主模块为工作状态，备模块为备份状态时），第二连接模式为通信链路通过切换开关10与备模块连接即主模块为备份状态，备模块为工作状态时）。[0024]本实施方式的热备份通信系统的通信接口控制模块，具备主备切换逻辑控制单元2〇以及切换开关10,主备切换逻辑控制单元20与主模块以及备模块连接，主备切换逻辑控制单元20是独立于主模块和备模块的存在，只需通过主备切换逻辑控制单元20获取主模块或备模块的切换指令，根据主模块或备模块的切换指令即可知该将哪个通信系统模块置为工作状态，将哪个通信系统模块置为备份状态，尤其在主模块和备模块之间通信异常时，通过主备切换逻辑控制单元2〇分别监视即可实现主备模块的切换，提高了热备份通信系统中主模块和备模块切换的可靠性，减少了通信中止情况的发生。[0025]其中，主模块和备模块可分别为第一数字射频拉远系统设备以及第二数字射频拉远系统设备。[0026]数字射频拉远系统应用在铁路等较为偏远的场合，数字射频拉远系统作为覆盖网络中基站的延伸和补充，可以提高信号质量，解决弱信号区和盲区的掉话问题，故广泛应用于移动通信网络中，为各地无线信号覆盖提供技术保障。数字射频拉远系统若出现故障，则中止通信对其修复，或采用一个新设备替换系统中出现故障的设备，如此会造成通信中断，会使得移动通信中断掉话。故需对数字射频拉远系统进行全备份，在系统出现故障时，能迅速切换到备份系统。通过主备切换逻辑控制单元20分别监视为主模块的数字射频拉远系统设备以及为备模块的数字射频拉远系统设备，当其中一个模块出现故障时，进行切换，避免通信中断。[0027]对于切换开关10,在一个实施例中，请参阅图1，切换开关10包括用于连接通信链路的第一开关接口、用于连接主模块的第二开关接口以及用于连接备模块的第三开关接P;[0028]当第一开关接口与第二开关接口连接，并且第一开关接口与第三开关接口断开时，切换开关10处于第一连接模式；[0029]当第一开关接口与第三开关接口连接，并且第一开关接口与第二开关接口断开时，切换开关10处于第二连接模式。[0030]切换开关10的第一开关接口可连接通信链路的通信接口，通信链路的通信接口包括光纤接口、以太网口、RS232、RS485、SPI总线和或普通10口等常见的通信接口。[0031]对于主备切换逻辑控制单元20,在一个实施例中，主备切换逻辑控制单元20可为可编程逻辑控制器。[0032]可编程逻辑控制器灵敏度高，可使得切换开关10的切换速率达到微秒级。[0033]主备切换逻辑控制单元20的对切换开关10的执行工作还可通过执行设备完成。在一个实施例中，请参阅图2，图1的热备份通信系统的通信接口模块还包括主备切换执行单元30,主备切换逻辑控制单元2〇通过主备切换执行单元3〇与切换开关10连接。主备切换逻辑控制单元20获取主模块或备模块发出的切换指令，根据切换指令生成切换逻辑信息，并发送至主备切换执行单元3〇,由主备切换执行单元30根据切换逻辑信息切换切换开关1〇的连接模式。[0034]主备切换逻辑控制单元20在主模块或备模块发生故障或者受到外部触发动作时，切换切换开关1〇的连接模式。在一个实施例中，在切换开关10处于第一连接模式时，主备切换逻辑控制单元20若获取到主模块发生故障或者受到外部触发动作时发出的主动切换指令，并确认备模块没有发生掉电告警，则根据主模块发出的主动切换指令生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据切换逻辑信息将切换开关10的连接模式切换为第二连接模式。[0035]本实施例，主模块在处于工作状态时，如发生故障，则无法继续工作，主模块则发出主动切换指令，主备切换逻辑控制单兀2〇获取主換块发出的主动切换指令后，冋时还检测备模块是否发生掉电，确保将备模块切换为工作状态时，备模块能够正常工作。或者主模块受到外部触发动作，例如接收到与主核:块连接的上位控制设备给主控模块发出休眠指令，主模块则发出主动切换指令，切换至备份状态。[0036]主备切换逻辑控制单元20在主模块或备模块无法发出主动指令时，可通过以下方式切换切换开关10的连接模式。在一个实施例中，请参阅图3，主备切换逻辑控制单元20在所述切换开关处于第一连接模式时，若获取到备模块产生的被动切换指令，且未获取到主模块发出的主动切换指令，则根据备模块产生的被动切换指令生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，用于根据切换逻辑信息将切换开关10的连接模式切换为第二连接模式。其中，被动切换指令由备模块在监测到主模块与主备切换逻辑控制单元20发生通信故障时产生。例如，主模块发生程序跑飞或挂死等则难以和主备切换逻辑控制单元20正常通信。[0037]由于主备切换逻辑控制单元20与主模块以及备模块均有电气连接关系，在本实施例中，备模块监控主模块的通信情况。在切换开关10处于第一连接模式时，若主模块需要切换为备份状态，而主备切换逻辑控制单元20又没能获取主模块发出的主动切换指令，说明主模块与主备逻辑控制单元20可能有通信故障。那么当备模块监测到这一异常时，可由备模块发送被动切换指令，若主备切换逻辑控制单元20成功获取到备模块发送的被动切换指令，则将切换开关10的连接模式置为第二连接模式，将备模块切换至工作状态，使得通信能够持续下去。本实施例中，既然备模块能够发送被动切换指令，显然备模块与主备逻辑控制单元20的通信正常，说明备模块是上电的，无需再由主备切换逻辑控制单元20去确认备模块是否掉电，提高了切换效率。[0038]主备切换逻辑控制单元生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，还可通过以下方式:在一个实施例中，主备切换逻辑控制单元20获取到主模块发生掉电时发出的掉电告警信息，则将主模块发出的掉电告警信息生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据将备模块切换为主模块的切换逻辑信息将切换开关10的连接模式切换为第二连接模式。[0039]若主备切换逻辑控制单元20监测到主模块掉电时发生的掉电告警信息，说明主模块因电源故障等原因断电了，那么主备切换逻辑控制单元20通过切换开关10将备模块切换至工作状态。[0040]在根据将备模块切换为主模块的切换逻辑信息将切换开关的连接模式切换为第二连接模式之前，主备切换逻辑单元20也可确认备模块是否也发生掉电告警，若未发生掉电告警，才根据将备模块切换为主模块的切换逻辑信息将切换开关10的连接模式切换为第二连接模式。[0041]主模块还可能发出其他合成告警信息，在一个实施例中，主备切换逻辑控制单元20在切换开关10处于第一连接模式时，若检测到主模块发生JESD串行数据转换器接口）和或时钟失锁告警，并确认备模块未发生JESD、本振告警、数字处理器异常告警和或时钟失锁告警以及掉电告警，则将主模块发生合成JESD、本振告警、数字处理器异常告警和或时钟失锁告警的信息生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据备模块切换为主模块的切换逻辑信息将切换开关10切换为第二连接模式。[0042]本实施例，若主备切换逻辑控制单元2〇监控到主模块在工作状态中发生JESD、本振告警、数字处理器异常告警和或时钟失锁等合成告警，而备模块未发生JESD、本振告警、数字处理器异常告警和或时钟失锁等合成告警，也没发生掉电告警，那么主备切换逻辑单元20则通过切换开关1〇将主模块切换至备份状态，将备模块切换至工作状态（即将备模块切换为主模块）。[0043]以上描述了主备切换逻辑单元20与主模块或备模块通信时，执行的切换工作。主备切换逻辑单元20也可根据外部手动输入的切换指令来执行切换开关的切换。在一个实施例中，主备切换逻辑控制单元20还用于搜索外设设备输入的切换指令，若搜索到，则根据外设设备输入的切换指令生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据将备模块切换为主模块的切换逻辑信息将切换开关1〇切换为第二连接模式。[0044]例如，外设设备是与主备切换逻辑控制单元20连接的上位机，主备切换逻辑单元20由上位机控制，上位机安装有切换软件，若手动点击了切换控件，则主备切换逻辑单元20获取到外部手动输入的切换指令，也可实现主模块以及备模块之间的切换。[0045]在实际工作过程中，主模块以及备模块相互之间也需要掌握对方的工作状态，但若主模块和备模块之间无法通信，可由主备切换逻辑控制单元2〇来实现主模块与备模块的工作状态信息的交互。在一个实施例中，主备切换逻辑控制单元20还用于获取主模块的工作状态，并将主模块的工作状态发送至备模块；[0046]和或，[0047]主备切换逻辑控制单元20还用于获取备模块的工作状态，并将备模块的工作状态发送至主模块。[0048]本实施例，在主备模块间无法进行工作状态交互时，通过主备切换逻辑控制单元20实现工作状态信息的交互。主备切换逻辑控制单元20可包括寄存器，用于保存主模块和备模块的工作状态。[0049]如图4为本发明的一种热备份通信系统的结构示意图。[0050]本实施方式，如图4所示，热备份通信系统可包括主模块40、备模块50以及如上述的热备份通信系统的通信接口控制模块;通信接口控制模块包括切换开关10以及与切换开关10连接的主备切换逻辑控制单元20;[0051]主模块40以及备模块50与主备切换逻辑控制单元10连接，主模块40以及备模块50与切换开关10连接，主模块40与备模块50相互连接；[0052]主备切换逻辑控制单元2〇用于若备模块5〇未成功获取主模块40发出的切换指令，或主模块40未成功获取备模块50发出的切换指令，并且主备切换逻辑控制单元20获取主模块40或备模块50发出的切换指令，则根据切换指令生成切换逻辑信息，根据切换逻辑信息切换切换开关10的连接模式。[0053]现有的热备份通信系统，仅由主模块和备模块实现切换工作。本实施方式的热备份通信系统，主模块40和备模块50相互监视可执行切换工作，由独立的主备切换逻辑控制单元20分别监视主模块40和备模块50，也可执行切换工作，提高了热备份通信系统中主模块40和备模块50切换的可靠性，减少了通信中止情况的发生。[0054]在一个实施例中，主模块40为第一数字射频拉远系统设备，备模块50为第二数字射频拉远系统设备。[0055]主模块40和备模块50可通过串口通信。在一个实施例中，40主模块和备模块50实时同步工作参数和维持心跳信息。[0056]在一个实施例中，热备份通信系统还可包括第一总线和第二总线，主模块40通过第一总线与主备切换逻辑控制单元20连接，备模块40通过第二总线与主备切换逻辑控制单元20连接。[0057]本实施例，主模块40以及备模块40通过总线与主备切换逻辑控制单元2〇连接，信号传输稳定，抗千扰能力强。[0058]本发明的热备份通信系统，克服了目前热备份通信系统仅由主模块和备模块实现切换工作的缺陷，由独立的主备切换逻辑控制单元20分别监视主模块40和备模块50,也可执行切换工作，且在切换方式上有主动切换、被动切换、掉电切换，也可以由其他外设操作通信接口控制模块进行主备切换，切换方式灵活，能应对各种复杂的应用场景。[0059]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当是本说明书记载的范围。[0060]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述通信接口控制模块包括：用于将通信链路与主模块或备模块连接的切换开关以及用于连接所述切换开关、所述主模块以及所述备模块的主备切换逻辑控制单元；所述主备切换逻辑控制单元用于获取主模块或备模块发出的切换指令，根据所述切换指令生成切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息切换所述切换开关的连接模式；其中，所述切换开关具备两种连接模式，第一连接模式为所述通信链路通过所述切换开关与所述主模块连接，第二连接模式为所述通信链路通过所述切换开关与所述备模块连接。2.根据权利要求1所述的热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述主备切换逻辑控制单元在所述切换开关处于第一连接模式时，若获取到所述主模块发生故障或者受到外部触发动作时发出的主动切换指令，并确认所述备模块没有发生掉电告警，则根据所述主动切换指令生成将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息将所述切换开关的连接模式切换为第二连接模式。3.根据权利要求2所述的热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述主备切换逻辑控制单元在所述切换开关处于第一连接模式时，若获取到备模块产生的被动切换指令，且未获取到主模块发生故障时发出的主动切换指令，则根据所述被动切换指令生成将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据所述切换逻辑信息将所述切换开关的连接模式切换为第二连接模式;其中，所述被动切换指令由备模块在监测到主模块发生通信故障时产生。4.根据权利要求1-3任一项所述的热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述主备切换逻辑控制单元在所述切换开关处于第一连接模式时，若检测到所述主模块掉电时发出的掉电告警信息，则生成将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息将所述切换开关的连接模式切换为第二连接模式。5.根据权利要求1-3任一项所述的热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述主备切换逻辑控制单元在所述切换开关处于第一连接模式时，若检测到主模块发生JESD、本振告警、数字处理器异常告警和或数字时钟失锁告警，并确认所述备模块未发生JESD、本振告警、数字处理器异常告警和或时钟失锁告警以及掉电告警，则生成将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据所述将所述备模块切换为主模块的切换逻辑信息将所述切换开关切换为第二连接模式。6.根据权利要求1-3任一项所述的热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述主备切换逻辑控制单元还用于搜索外设设备输入的切换指令，若搜索到，则根据外设设备输入的切换指令生成将备模块切换为主模块的切换逻辑信息，根据所述将备模块切换为主模块的切换逻辑信息将所述切换开关切换为第二连接模式。7.根据权利要求1-3任一项所述的热备份通信系统的通信接口控制模块，其特征在于，所述主备切换逻辑控制单元还用于获取主模块的工作状态，并将主模块的工作状态发送至备模块；和或，所述主备切换逻辑控制单元还用于获取备模块的工作状态，并将备模块的工作状态发送至主模块。178.根据权利要求1_3任一项所述的热备份通信系统的通信接口巧制模^^特征在于，所述切换开关包括用于连接通信链路的第一开关接口、用于连接主模块的第二开关接口以及用于连接备模块的第三开关接口；当第一开关接口与第二开关接口连接，并且第一开关接口与第三开关接口断开时，所述切换开关处于第一连接模式；当第一开关接口与第三开关接口连接，并且第一开关接口与第二开关接口断开时，所述切换开关处于第二连接模式。9.一种热备份通信系统，其特征在于，包括:主模块、备模块以及如权利要求任意一项所述的热备份通信系统的通信接口控制模块；所述主模块以及所述备模块与所述主备切换逻辑控制单元连接，所述主模块以及所述备模块与所述切换开关连接，所述主模块与所述备模块相互连接；所述备模块用于在备份状态时获取所述主模块发出的切换指令，根据所述切换指令将所述备模块从备份状态切换至工作状态;所述主模块用于在备份状态时获取备模块发出的切换指令，根据所述切换指令将所述主模块从备份状态切换至工作状态。1〇•根据权利要求9所述的热备份通信系统，其特征在于，所述主模块为第一数字射频拉远系统设备，所述备模块为第二数字射频拉远系统设备。

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