CN100433936C

CN100433936C - 一种无线网络拓扑信息获取方法及系统

Info

Publication number: CN100433936C
Application number: CNB2006101268785A
Authority: CN
Inventors: 王少瑞
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: CN1956592A

Abstract

本发明涉及一种无线网络拓扑信息获取方法及系统，为解决现有技术拓扑信息获取方法不够通用和强大的问题，本发明涉及的方法包括以下步骤：对无线网络中各个无线设备进行扫描得到物理拓扑信息；配置无线网络中各个无线设备的逻辑拓扑信息；根据物理拓扑信息和逻辑拓扑信息获得网络拓扑信息，这样就可以不必通过一些特定的信息如端口号来获得网络拓扑信息，并可提供丰富的网络拓扑信息供后台拓扑显示使用。

Description

一种无线网络拓扑信息获取方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种无线网络拓扑信息获取方法及系统。

背景技术

在无线网络包括主设备REC(Radio Equipment Controller，无线设备控制器)和从设备RE(Radio Equipment，无线设备)，REC和RE之间的组网种类比较多，常用的有：星型，链型，环形拓扑。对于室内覆盖分布系统，REC和RE之间典型的组网是一种树环结合的复杂网络组网类型。如图1所示，为室内覆盖系统典型的组网结构，REC可以和RE构成一个链型或者环型的组网。图2中主链环上可以接入多个RE设备，主链环上的RE设备可以挂接多个从RE设备，每一个从RE设备可以继续级联RE设备。室内覆盖系统构成了一个树环结合的组网结构，通过申请号为200610084298.4的专利申请中涉及的方法，REC给各个RE分配RE设备物理层地址，RE设备物理层地址中包含位置信息。

在树环结合的复杂组网结构中RE的数量范围从几个到上百个不等，数量比较多。分布式基站系统管理数量如此众多的射频单元是一个非常困难的问题。为了实现对上述射频单元的管理，系统首先需要得到射频单元的拓扑结构。现有技术中所述拓扑结构的实现方案是：RE端口上连接的各个射频单元通过RE端口上报自己的状态信息。在该系统中，RE的端口号和该端口对应的位置关系是绑定在一起的，系统获得端口号之后可以直接根据该绑定关系获得该端口的位置信息。然后系统通过RE的位置信息得到系统拓扑图。

现有技术有以下缺点：

1、现有技术要得出系统拓扑，REC需知道RE的一些特定信息，如RE的端口，但各个厂家的端口标准都是不同的，因此为了识别不同厂家RE的端口都需要做二次开发，使用起来十分不便，增加了用户维护难度。

2、由于现有技术提供的网络拓扑信息简单，后台拓扑显示系统无法根据现有的拓扑信息显示出更详尽的网络拓扑。

发明内容

为解决现有技术拓扑信息获取方法不够通用和强大的问题，本发明涉及一种无线网络拓扑信息获取方法，所述方法包括：

步骤A：对无线网络中各个无线设备进行扫描得到包括位置信息和物理设备标识的物理拓扑信息；

步骤B：对无线网络中各个无线设备进行配置得到包括位置信息和逻辑设备标识的逻辑拓扑信息；

步骤C：根据物理拓扑信息和逻辑拓扑信息获得网络拓扑信息。

所述步骤C包括：

步骤C1：根据无线设备的逻辑设备标识和物理设备标识确定无线设备的拓扑状态信息；

步骤C2：通过无线设备的位置信息确定无线设备相互连接；

步骤C3：根据确定连接的无线设备各自的拓扑状态信息，确定这无线设备相互之间的连接状态信息；

步骤C4：将位置信息、物理设备标识、逻辑设备标识、拓扑状态信息和连接状态信息作为网络拓扑信息发送给后台，用于拓扑显示。

网络拓扑信息为图形信息。

所述扫描为系统开机时的初始化扫描或系统运行时的运行扫描。

所述扫描为主动式扫描或被动扫描。

本发明另一方面涉及一种无线网络拓扑信息获取系统，所述系统包括：

用于对无线网络中各个无线设备进行扫描得到包括位置信息和物理设备标识的物理拓扑信息的扫描模块，

用于对无线网络中各个无线设备进行配置得到包括位置信息和逻辑设备标识的逻辑拓扑信息的配置模块，

用于根据物理拓扑信息和逻辑拓扑信息获得网络拓扑信息的管理模块。

所述管理模块包括：用于根据无线设备的逻辑设备标识和物理设备标识确定无线设备的拓扑状态信息的拓扑状态信息表，

用于通过无线设备的位置信息确定无线设备相互连接的连接确认模块，

用于根据确定连接的无线设备各自的拓扑状态信息，确定这无线设备相互之间的连接状态信息的连接状态信息表，

用于将位置信息、物理设备标识、逻辑设备标识、拓扑状态信息和连接状态信息作为网络拓扑信息发送给后台，用于拓扑显示的发送模块。

网络拓扑信息为图形信息。

所述扫描为主动式扫描或被动扫描。

有益效果：可以采用普遍可用的方法和系统支持RE的拓扑结构的自动扫描并通过拓扑管理得出网络拓扑，这样就大大简化用户维护难度，并能为后台提供丰富的网络拓扑信息。

附图说明

图1为现有技术室内覆盖基站系统典型复杂组网结构图；

图2为本发明的无线网络拓扑信息处理方法总体框架图；

图3为本发明的初始物理拓扑扫描图；

图4为本发明的系统运行时物理拓扑扫描图；

图5为网络划分为多个子系统系统示意图；

图6为本发明涉及的无线网络拓扑信息获取方法流程图；

图7为本发明涉及的无线网络拓扑信息获取系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步说明本发明，但并不作为对本发明的限定。

无线网络中RE共有两种拓扑结构，一种是用户通过数据配置形成了逻辑拓扑，另一种是实际设备物理连接形成的物理拓扑。逻辑拓扑是用户配置的，该拓扑为反映用户期望的拓扑。对用户来说物理拓扑能够给用户呈现目前网络的实际连接情况。本发明通过无线通信系统普遍存在的已知的RE位置信息，确定各个RE之间的位置关系，再根据物理设备标识和逻辑设备标识确定各个RE之间的物理拓扑和逻辑拓扑，通过拓扑管理得出网络拓扑并显示出来。

本发明的无线网络拓扑信息处理方法总体框架如图2所示，分为三个部分：RE物理拓扑扫描、拓扑管理以及拓扑显示。物理拓扑扫描负责检测RE设备的物理拓扑信息，并将扫描的物理拓扑信息通知拓扑管理；拓扑管理主要负责逻辑拓扑和物理拓扑的映射管理并最终生成网络拓扑；后台拓扑显示负责RE设备拓扑结构的显示。下面我们对这三个部分分别详细说明。

第一部分：物理拓扑扫描

步骤101：通过对RE的扫描获得物理拓扑信息。

每一个RE设备都保存一份物理拓扑信息，物理拓扑信息反映了某一个RE设备接入到网络中的什么位置上。RE的物理拓扑信息至少包含如下内容，1、反映该RE设备接入网络的位置信息；2、唯一的标识该RE设备。二者一起构成了完整的物理拓扑信息，信息的组成如下所示：

位置信息

物理设备标识

REC为了得到RE设备物理拓扑信息，网络需要能够及时扫描出网络RE设备的物理拓扑信息。

物理拓扑扫描方案如下：

初始物理拓扑扫描

如图3所示，系统启动后首先发起初始物理拓扑扫描，收集网络系统物理拓扑结构初始信息，收集到的信息形成基线物理拓扑信息。

系统运行时物理拓扑扫描

如图4所示，系统启动，完成初始物理拓扑扫描后，进行系统运行时的物理拓扑扫描，运行时物理拓扑扫描收集系统运行时的物理拓扑信息。

其中，物理拓扑信息的扫描有两种模式，1：主动式扫描，2：被动式扫描。

1、主动式扫描

REC主动周期进行物理拓扑结构扫描。具体算法如下：

REC发起查询物理拓扑信息广播帧；

REC启动周期为T1的定时器，等待查询响应帧的超时；

REC收到查询物理拓扑响应帧，保存响应帧中的物理拓扑信息；

REC T1定时器超时，更新物理拓扑信息，并触发图3或者图4处理流程；

2、被动式扫描

RE主动上报物理拓扑结构扫描。具体算法如下：

RE接入网络：RE接入网络后主动周期上报物理拓扑信息产生到REC；

RE软退出网络：RE本身知道自己将要退出网络，则主动上报物理拓扑消失到REC(比如掉电复位RE设备等)；

RE硬退出网络：RE无法检测自己退出网络，RE启动后，周期主动上报物理拓扑信息，REC在连续T2个周期中没有收到RE上报的物理拓扑信息，则认为该RE已经硬退出网络；

步骤102：差异核对。

运行时的物理拓扑信息随着系统在运行时的变化将更新，更新后的物理拓扑信息与基线的基线物理信息进行核对，核对结果信息需要提交拓扑管理进行后续处理。核对完毕，物理拓扑信息将更新到基线物理拓扑信息中。拓扑信息核对结果输出物理拓扑信息与基线物理拓扑信息的差异，差异包括：RE退出网络、RE接入网络、RE物理拓扑信息变更。其中RE物理拓扑信息变更分两种情况，1：RE设备标识发生变化；2：RE物理拓扑位置发生变化。这两种情况RE的周期上报物理拓扑信息会周期上报最新的物理拓扑信息到REC；

REC每次检测到RE设备的物理拓扑信息发生变化，则触发图4或者图5处理流程。

物理拓普信息也可以不通过差异核对，直接检测得到，即运行时的物理拓扑信息随着系统在运行时的变化将更新，将更新后的物理拓扑信息直接提交拓扑管理进行后续处理。

步骤103：将扫描的物理拓扑信息通知拓扑管理。

拓扑信息核对结果输出物理拓扑信息与基线物理拓扑信息的差异，差异包括：RE退出网络、RE接入网络、RE物理拓扑信息变更，这些差异需要更新到拓扑管理。

第二部分：拓扑管理

拓扑管理总体描述

如图5所示，一个无线网络可能分成多个子系统，每一个子系统会扫描本子系统的物理拓扑信息，这些物理拓扑信息需要汇总起来进行拓扑管理。

拓扑管理需要保存如下信息：逻辑拓扑信息，即用户配置的RE拓扑信息；物理拓扑信息，即物理拓扑扫描得到的物理拓扑信息。根据以上信息，拓扑管理得到逻辑拓扑和物理拓扑，根据逻辑拓扑和物理拓扑，拓扑管理整合出一个网络拓扑，供网络拓扑显示。

步骤104：配置RE逻辑拓扑信息。

其中逻辑拓扑信息是用户自己配置的信息，主要是配置RE的位置信息和相应的逻辑设备标识，

位置信息

逻辑设备标识

其中这里提到的位置信息和前面提到的物理拓扑信息中的位置信息相同。

步骤105：通过逻辑设备标识和物理设备标状态识确定RE的拓扑状态信息。

REC根据RE节点中的“逻辑设备标识”和“物理设备标识”按照表1的规则计算得到该RE的拓扑状态信息，即是否配置或者接入网络，逻辑设备标识+物理设备标识唯一的确定了一个RE节点。逻辑设备标识+物理设备标识的不同组合有不同的含义，如表1所示：

表1

表1描述了RE节点逻辑设备标识+物理设备标识含义。

步骤106：REC通过RE的位置信息确定两个RE之间相互连接。

REC根据RE节点的“位置信息”判断两个RE节点之间是否相互连接，如果相互连接，则分别得到起始RE节点标识和终止RE节点标识。RE节点之间的连接关系是构成网络拓扑的基础，根据位置信息，可以知道那两个RE节点之间相互连接，就是说根据位置信息就可以知道哪个RE是起始RE节点，哪个RE是终止RE节点，这样拓扑管理可得到那两个RE节点之间连接了。

步骤107：REC根据两台确定连接的RE各自的拓扑状态信息，确定两台RE相互之间的连接状态信息。

REC根据起始RE节点拓扑状态和终止RE节点拓扑状态，按照02的规则计算得到两RE节点连接状态信息；

REC填入RE节点连接关系中的“连接关系属性”；

拓扑图对于配置但是没有实际接入网络的RE节点与其他RE节点之间的连线用逻辑连线，实际接入网络的两个RE节点之间的连线用物理连线。表2描述了逻辑连线和物理连线的计算规则：

表2

表2描述了RE节点连接状态信息。

步骤108：拓扑管理计算出拓扑信息，并把该信息通知到后台进行显示。

拓扑信息包括RE节点元素信息以及RE节点之间的连接关系信息，下面分别进行描述：RE节点元素信息需要包含表3中的如下关键信息：

RE节点信息	描述
RE节点信息	描述	逻辑设备标识	描述一个逻辑RE设备
物理设备标识	描述一个物理RE设备	逻辑设备标识	描述一个逻辑RE设备
物理设备标识	描述一个物理RE设备	位置信息	拓扑图上的显示位置
RE状态	RE设备的状态，具体实现时可能包含：RE告警，RE可用等信息	位置信息	拓扑图上的显示位置
RE状态	RE设备的状态，具体实现时可能包含：RE告警，RE可用等信息	RE属性	RE设备的属性，具体实现时可能包含：RE名称，RE类型等需要显示的信息

表3

表3描述了RE节点的关键信息。

其中逻辑设备标识和物理设备标识分别通过逻辑拓扑信息表和物理拓扑信息表获得，如果没有找到则对应项填“空”；

REC搜索逻辑拓扑结构信息表和物理拓扑结构信息表，

逻辑拓扑信息表包含信息：

逻辑位置信息

逻辑设备标识

物理拓扑信息表包含信息：

物理位置信息

物理设备标识

REC提取出逻辑拓扑结构信息表和物理拓扑结构信息表中的位置信息，并做为RE节点中的“显示位置信息”；

REC填入RE节点状态；

REC填入RE节点中的“RE属性”。

RE节点之间的连接关系可以包含表4中的如下关键信息：

RE连接关系	描述
RE连接关系	描述	起始RE节点拓扑状态信息	描述起始RE节点
终止RE节点拓扑状态信息	描述终止RE节点	起始RE节点拓扑状态信息	描述起始RE节点
终止RE节点拓扑状态信息	描述终止RE节点	连接状态信息	描述RE节点间连线关系的状态：逻辑连线，物理连线
连接关系属性	描述RE节点间连线关系的属性：连线关系可能的属性：连线名称，连线编号等用于在连线上显示的信息	连接状态信息	描述RE节点间连线关系的状态：逻辑连线，物理连线

表4

表4描述了RE节点连接关系信息。

通过以上步骤提供的网络拓扑信息，网络就可以更准确的表示网络中RE设备的拓扑状态了，大大的减化用户对复杂网络的维护难度。

步骤109：拓扑图信息上报

拓扑管理计算出的网络拓扑信息以拓扑图信息的点、线图形信息形式表示，并把该图形信息通知到后台进行显示。

第三部分：拓扑显示

后台收到拓扑管理上报的拓扑的信息，需要按照该信息显示网络拓扑。比如拓扑显示可采用如下方法：

解析拓扑图中的RE节点信息，在“显示位置信息”描述的位置上画出该RE节点；

解析拓扑图中的RE节点信息，在RE节点上显示相应的RE节点状态，节点不同的状态按照不同的颜色或者闪烁方式来标识；

解析拓扑图中的RE节点连接关系信息，在RE节点连接关系的起始RE节点和终止RE节点之间根据连接关系状态画出相应的连线；

解析拓扑图中的RE节点连接关系信息，在RE节点之间的连线显示相应的连线状态。

实施例1

本实施例描述的是一种网络拓扑信息处理方法，下面结合图6具体说明，该网络包括REC和RE 0、RE 1、RE 2，REC通过光纤连接RE0，RE0通过光纤连接RE1、RE1通过光纤连接RE2。

步骤201：系统中设备开机后，REC发起对RE物理拓扑信息的主动扫描，物理拓扑信息包括位置信息和物理设备标识，在本实施例中物理设备标识可以为设备序列号，当然也可以是其它可做为标识的板卡号如主板卡号，通过扫描获得RE0、RE1的初始设备序列号，例如RE0的初始设备序列号为68B215020 RE1的初始设备序列号68B215021，并存储在REC作为基线设备序列号即基线物理设备标识，但未扫描到RE2的设备序列号68B215022，扫描RE0、RE1和RE2的位置信息分别为1A、1B、1C。

至于如何实现扫描属于现有技术，可采用REC发起的主动扫描，也可以采用RE发起的被动扫描。

步骤202：设置RE0、RE1和RE2的逻辑设备标识分别为10#、11#、12#，设置RE0、RE1和RE2的位置信息分别为1A、1B、1C，并存储到REC。

步骤203：根据预存于REC中的表1，REC根据RE0的逻辑设备标识10#和物理设备标识68B215020确定RE0的拓扑状态信息为配置且接入网络，REC根据RE1的逻辑设备标识11#和物理设备标识68B215021确定RE1的拓扑状态信息为配置且接入网络，REC根据RE2的逻辑设备标识12#和物理设备标识未扫描到，确定RE2的拓扑状态信息为配置但未接入网络。

步骤204：位置信息的表现方式有多种，通过位置信息的内容，如位置信息是否连续，就可以知道两个RE之间是否是直接连接的。REC通过RE0的位置信息1A和RE1的位置信息1B，确定RE0和RE1为一对直接连接的无线设备，通过RE1的位置信息1B和RE2的位置信息1C，确定RE1和RE2为一对直接连接的无线设备，通过判断RE0的位置信息1A和RE2的位置信息1C不连续，也可以确定RE0和RE2不是一对直接连接的无线设备。

步骤205：根据预存于REC中的表2，REC根据直接连接的RE0和RE1各自的状态信息均为配置且接入网络，确定相互之间的连接状态信息为物理连线，根据RE1和RE2各自的状态信息分别为配置且接入网络和配置但未接入网络，确定相互之间的连接状态信息为逻辑连线。

这样系统不需知道RE的其它特定信息如RE所连接的端口号，通过以上的方法步骤得到了显示拓扑结构的各种信息，如知道了RE0和RE1的状态信息，以及RE0和RE1确定相互之间的连接关系为物理连线。

步骤206：将RE0的位置信息1A、物理设备标识68B215020、逻辑设备标识10#、拓扑状态信息“配置、接入”，RE1的位置信息1B、物理设备标识68B215021、逻辑设备标识11#、拓扑状态信息“配置、接入”，将RE2的位置信息1C、物理设备标识68B215022、逻辑设备标识12#、拓扑状态信息“配置、接入”，和RE0和RE1的连接状态信息“物理连线”、RE1和RE2的连接状态信息“逻辑连线”发送给后台，或者将这些信息转换成点、线图形信息的形式，并把这些图形信息通知到后台，后台通过处理输出显示这些信息就实现了网络拓扑结构的显示了。

由于在实际的网络运行中，系统中的RE总是会因为各种情况不断更新变化的，这样在大多数情况下如果只有逻辑拓扑信息初始化扫描，则无法实时的知道现有系统中的RE拓扑，因此，在初始化扫描之后还要进行RE运行时的运行扫描。

系统运行中，通过运行扫描获得RE0、RE1和RE2的初始设备序列号分别是68B215020、68B215021和68B215022并存储在REC。

也可以通过运行时物理拓扑扫描收集运行时的物理拓扑信息。在运行时的物理拓扑变化将更新物理拓扑信息，更新后的物理拓扑信息与当前的基线物理信息进行核对，核对结果信息RE2的设备序列号68B215022需要提交拓扑管理进行后续处理。核对完毕，物理拓扑信息将RE0、RE1和RE2的初始设备序列号分别是68B215020、68B215021和68B215022更新到基线物理拓扑信息中。

之后确定RE2的拓扑状态信息为配置且接入网络，根据RE1和RE2的状态信息均为配置且接入网络，确定RE1和RE2相互之间的连接状态信息为物理连线，将该信息发送给后台，后台通过该信息更新网络拓扑结构。

如果在实际的网络运行中，系统包括REC和RE 0、RE 1、RE 2、RE 3、RE 4和RE5，系统较庞大，在这样的系统中进行实现自动扫描系统负担较大，因此将系统分成2个子系统，即RE 0、RE 1和RE 2为子系统1，RE 3、RE 4和RE5为子系统2，这两个子系统可以分别通过上面的方法进行扫描，这样可以减少自动扫描系统负担。

实施例2

本实施例描述的是一种网络拓扑信息处理系统，如图7所示，REC包括用于对无线网络中RE0、RE1和RE2无线设备进行扫描得到物理拓扑信息的扫描模块，用于配置无线网络中RE0、RE1和RE2无线设备的逻辑拓扑信息的配置模块，用于根据RE0、RE1和RE2的物理拓扑信息和逻辑拓扑信息获得网络拓扑信息管理模块。

RE0、RE1和RE2的物理拓扑信息包括物理设备标识分别为68B215020、68B215021和68B215022，RE0、RE1和RE2的位置信息分别为1A、1B、1C。

RE0、RE1和RE2的逻辑拓扑信息包括的逻辑设备标识分别为10#、11#、12#，RE0、RE1和RE2的位置信息分别为1A、1B、1C。

管理模块包括：用于根据RE0、RE1和RE2的逻辑设备标识和物理设备标识确定RE0、RE1和RE2的拓扑状态信息为配置且接入网络的拓扑状态信息表，详见表1。

用于通过RE0、RE1和RE2的位置信息分别为1A、1B、1C确定RE0和RE1相互连接、RE1和RE2相互连接的连接确认模块，

用于根据RE0和RE1各自的拓扑状态信息，确定RE0和RE1相互之间的连接状态信息为物理连接，RE1和RE2各自的拓扑状态信息，确定RE1和RE2相互之间的连接状态信息为物理连接的连接状态信息表，详见表2。

用于将RE0的位置信息1A、物理设备标识68B215020、逻辑设备标识10#、拓扑状态信息“配置、接入”，RE1的位置信息1B、物理设备标识68B215021、逻辑设备标识11#、拓扑状态信息“配置、接入”，将RE2的位置信息1C、物理设备标识68B215022、逻辑设备标识12#、拓扑状态信息“配置、接入”，和RE0和RE1的连接状态信息“物理连线”、RE1和RE2的连接状态信息“物理连线”发送给后台，用于拓扑显示的发送模块。网络拓扑信息可以为图形信息。

扫描为系统开机时的初始化扫描或系统运行时的运行扫描。

在初始化扫描过程中可以为主动式扫描也可以为被动式扫描。

对该技术领域的普通技术人员来说，根据以上实施类型可以很容易的联想到其他的优点和变形。因此，本发明并不局限于上述具体实施例，其仅仅作为例子对本发明的一种形态进行详细、示范性的说明。在不背离本发明宗旨的范围内，本领域普通技术人员可以根据上述具体实施例通过各种等同替换所得到的技术方案，但是这些技术方案均应该包含在本发明的权利要求的范围及其等同的范围之内。

Claims

1.一种无线网络拓扑信息获取方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的无线网络拓扑信息获取方法，其特征在于，所述步骤C包括：

步骤C2：通过无线设备的位置信息确定无线设备相互连接；

步骤C3：根据确定连接的无线设备各自的拓扑状态信息，确定无线设备相互之间的连接状态信息；

3.根据权利要求1或2所述的无线网络拓扑信息获取方法，其特征在于，网络拓扑信息为图形信息。

4.根据权利要求1或2所述的无线网络拓扑信息获取方法，其特征在于，所述扫描为系统开机时的初始化扫描或系统运行时的运行扫描。

5.根据权利要求1或2所述的无线网络拓扑信息获取方法，其特征在于，所述扫描为主动式扫描或被动扫描。

6.一种无线网络拓扑信息获取系统，其特征在于，所述系统包括：

7.根据权利要求6所述的无线网络拓扑信息获取系统，其特征在于，所述管理模块包括：用于根据无线设备的逻辑设备标识和物理设备标识确定无线设备的拓扑状态信息的拓扑状态信息表，

8.根据权利要求6或7所述的无线网络拓扑信息获取系统，其特征在于，网络拓扑信息为图形信息。

9.根据权利要求6或7所述的无线网络拓扑信息获取系统，其特征在于，所述扫描为系统开机时的初始化扫描或系统运行时的运行扫描。

10.根据权利要求6或7所述的无线网络拓扑信息获取系统，其特征在于，所述扫描为主动式扫描或被动扫描。