基于eCPRI接口的5G射频单元在线升级方法与流程

本发明涉及射频单元升级管理技术领域，特别涉及基于ecpri接口的5g射频单元在线升级方法。

背景技术：

移动通信技术中，现有的射频拉远单元(remoteradiounit，rru)大都设有网络接口，其内部程序的升级，都是通过以太网传输fgpa(fieldprogrammablegatearray，现场可编程门阵列)升级包程序到射频拉远单元，经网络接口接收到本地处理器，由射频拉远单元的本地处理器接收并写入fpga程序存储器，然后复位fpga模块，fgpa处理器重新启动并从存储器中读取更新的程序，完成fpga程序的升级。

5g射频单元(remoteradiounit，ru)是传统rru和天线的融合，由数字中频、功放、滤波、天线组成，主要负责5g高速射频信号的收发处理。5g射频单元ru在高速率和低时延方面有着非常高的标准要求，通常使用fpga处理器，放置于室外的基站塔之上，通过光纤ecpri接口(enhancedcommonpublicradiointerface，增强型通用公共无线接口)与机房内的du(distributionunit，分布单元)相连。5g射频单元ru的覆盖范围很小，需要搭建大量的室外ru，以解决覆盖问题。数量众多的ru设备对远程自动维护提出了新的需求。

5g射频单元ru外置基站塔之上，只能采用远程升级。传统的远程升级方法，是将基站设备网络传输层划分为管理网络和业务网络，通常使用管理网络来完成设备的本地化管理和升级，这往往需要设备具有管理接口和业务接口或者具备能够区分二者的能力。这样不便于ru设备的部署及网络规划。

技术实现要素：

本发明提供一种基于ecpri接口的5g射频单元在线升级方法，可以解决现有技术中远程升级方法不利于ru设备部署及不利于网络规划的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于ecpri接口的5g射频单元在线升级方法，包括以下步骤：

步骤s1、上位机判断与其相连的射频单元是否需要升级，通过ecpri协议发送升级指令和升级包给需要升级的射频单元；

步骤s2、射频单元的fpga模块通过ecpri接口接收升级指令和升级包，并通过axi接口发送给处理器；

步骤s3、处理器接收升级指令后，将射频单元的当前升级状态变为繁忙；

步骤s4、处理器接收升级包并对升级包做完整性校验，如果校验不通过，则通过fpga模块向上位机发送升级失败状态指示，并进入空闲状态；如果校验通过，则将升级包写入到fpga模块进行升级操作；

步骤s5、升级完成后，重启射频单元，并向上位机发送本次升级状态。

进一步的，所述的上位机将升级指令和升级包转为基于ecpri接口传输的用户数据后，通过ecpri协议传输到与其相连的射频单元。

进一步的，上位机判断射频单元是否需要升级的步骤包括：

步骤s101、上位机收到升级包后，对升级包进行解析，获得升级包的版本号；

步骤s102、上位机向与其相连的射频单元发送查询命令，查询射频单元当前运行的版本号以及当前升级状态；

步骤s103、如果射频单元返回的当前升级状态为空闲，且当前运行的版本号与升级包版本号不一致，上位机向该射频单元发送升级指令和升级包；如果射频单元返回的当前升级状态为繁忙，或者返回当前版本号与升级版本号一致，则本次升级失败。

进一步的，所述的上位机安装上位机升级管理程序，运行上位机升级管理程序后，实现对升级包的管理、视频单元升级状态的收集更新、升级包的分发。

进一步的，所述的射频单元内置芯片，所述芯片由fpga模块和处理器集成。

进一步的，所述的fpga模块安装有转发程序，运行转发程序后，实现从ecpri接口识别并接收升级指令和升级包并将其通过axi接口发送给处理器，同时也接收来自处理器的控制信息并通过ecpri接口转发给上位机。

进一步的，所述的处理器安装有本地升级管理程序，运行本地升级管理程序后，实现对升级指令和升级包的接收、将升级包写入fpga模块、射频单元的升级状态查询和上报。

进一步的，所述的步骤s5包括：

步骤s501、处理器重启射频单元；

步骤s502、射频单元重启后，启动fpga模块；

步骤s503、处理器查询fpga模块的工作状态，如果fpga模块的工作状态正常，处理器通过fpga模块向上位机发送升级成功状态指示，并置当前升级状态为空闲；如果fpga模块工作状态异常，处理器通过fpga模块向上位机发送升级失败状态指示，并置当前升级状态为空闲，同时回退软件版本到本次升级操作之前的版本。

进一步的，所述的上位机是5g分布单元或5g集中单元。

进一步的，所述的步骤s4中的升级操作为：处理器运行本地升级管理程序将升级包写入到fpga模块对应flash分区，同时设置升级标识，切换启动分区。

本发明的基于ecpri接口的5g射频单元在线升级方法，摒弃了传统的管理网络，将ru设备管理直接融入到正常的业务通道，使用单一的ecpri接口网络完成ru设备的本地化管理和升级。本发明的射频单元，采用fpga+soc的芯片设计，内含fpga模块和处理器cpu。业务通道在fpga模块一侧，而本地管理升级需要上位机du与cpu交互。因此本申请设计了fpga上的灵活转发功能，将收到的软件升级包转发给cpu，由cpu反过来控制fpga的升级。这样能使管理信息从业务数据中分离出来，并且不会对业务网络造成任何影响，可以更方便设备的部署及网络规划。

附图说明

图1为本发明的基于ecpri接口的5g射频单元在线升级的系统架构图；

图2为本发明的基于ecpri接口收发数据的协议流程示意图；

图3为本发明的基于ecpri接口的5g射频单元在线升级方法的流程图；

图4为本发明的上位机升级管理程序流程示意图；

图5为本发明的本地升级管理程序流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本发明的基于ecpri接口的5g射频单元在线升级方法，包括以下步骤：

步骤s1、上位机判断与其相连的射频单元ru是否需要升级，通过ecpri协议发送升级指令和升级包给需要升级的ru单元。

上位机运行有上位机升级管理程序，本发明的上位机指5g的分布单元du或集中单元cu。主要负责升级包的管理、射频单元ru升级状态的收集更新、升级包的ecpri接口分发。

通过ecpri接口收发数据的协议流程如图4所示。上位机将升级包数据转为基于ecpri接口传输的用户数据后，就可以通过ecpri协议传输升级包到与其相连的射频单元的ecpri接口。

进一步的，在本申请的优选实施例中，上位机判断射频单元ru是否需要升级的步骤包括：

步骤s101、上位机收到管理员上传的升级包后，对升级包进行解析，获得升级包的版本号。

软件升级后，管理员会发送升级包到上位机中，由上位机负责与其相连的各ru的升级管理工作。

步骤s102、上位机向与其相连的射频单元发送查询命令，查询射频单元当前运行的版本号以及当前升级状态。

步骤s103、如果射频单元返回的当前升级状态为空闲，且当前运行的版本号与升级包版本号不一致，将向该射频单元发送升级指令和升级包，并启动升级超时定时器t1；如果射频单元返回的当前升级状态为繁忙，或者返回当前版本号与升级版本号一致，则本次升级失败。

超时定时器t1：上位机发出升级指令后，上位机状态将置为等待升级完成状态，升级完成状态包括升级成功或升级失败状态。如果在给定的时间内没有升级完成状态返回，则定时器超时，上位机状态置为空闲状态，以便能够进行下一次升级。

步骤s2、射频单元的fpga模块通过ecpri接口接收升级指令和升级包，并通过axi接口发送给处理器。

射频单元内置fpga+soc的芯片，芯片由fpga模块和处理器集成。fpga模块上运行有转发程序，实现从ecpri接口识别并接收升级指令和升级包并将其通过axi接口发送给处理器，同时也接收来自处理器的控制信息并通过ecpri接口转发给上位机管理程序。业务通道在fpga模块一侧，而本地管理升级需要上位机与处理器交互。因此本申请设计了fpga模块的灵活转发功能，将收到的软件升级包转发给处理器，由处理器反过来控制fpga模块的升级。这样能使管理信息从业务数据中分离出来，并且不会对业务网络造成任何影响，可以更方便设备的部署及网络规划。

axi全称advancedextensibleinterface，是xilinx从6系列的fpga开始引入的一个接口协议，主要描述了主设备和从设备之间的数据传输方式。

步骤s3、射频单元的处理器接收升级指令后，将射频单元的当前升级状态变为繁忙。

处理器上运行有本地升级管理程序，本地升级管理程序可以接收来自上位机的升级指令和升级包。

步骤s4、处理器接收升级包并对升级包做完整性校验，如果校验不通过，则通过fpga模块向上位机发送升级失败状态指示failure，并进入idle(空闲)状态；如果校验通过，则将升级包写入到fpga模块进行升级操作。

升级操作为：处理器运行本地升级管理程序将升级包写入到fpga模块对应flash分区，同时设置升级标识，切换启动分区。

步骤s5、升级完成后，重启射频单元，并向上位机发送本次升级状态。

具体地，在本申请的优选实施例中，步骤s5具体包括：

步骤s501、处理器运行本地升级管理程序重启射频单元。

处理器使用watchdog重启整个ru设备。

步骤s502、射频单元重启后，启动fpga模块。

处理器使用新升级的软件配置启动fpga模块。

步骤s503、处理器运行本地升级管理程序查询fpga模块的工作状态，如果fpga模块的工作状态正常，处理器通过fpga模块向上位机发送升级成功状态指示success，并置自己状态为idle。如果fpga模块工作状态异常，处理器通过fpga模块向上位机发送升级失败状态指示failure，并置自己状态为idle。同时将会回退软件版本到本次升级操作之前的版本。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。