CN101137166B - 无线网络的现场维护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无线网络的现场维护系统。该现场维护系统包括：数据库，用于按照预定规则存储无线网络可能出现的现场问题和解决方案；处理器，连接至数据库，并接收来自无线网络的网元的数据，根据数据和预定规则进行处理，并在处理结束后返回处理结果；相关性引擎，分别连接至处理器和网元，用于消除或减少来自网元的数据的耦合性，并将消除或减少了耦合性的数据传输至处理器。实时分析现场各种性能数据和告警数据，给出辅助建议，为现场网络维护和优化提供强力支持，同时充分考虑到后续的可扩充性，以能够快速满足现场维护的需求。

Description

无线网络的现场维护系统

技术领域

本发明涉及无线网络的优化和维护领域，尤其涉及一种用于无线网络的现场维护系统。

背景技术

CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)无线网络管理主要是通过分析、对比系统中采集到的原始网元数据和经过一定算法统计的二次数据，对整个网络进行管理、规划及优化。是用户监测网络运行状况，提高网络运行性能的主要手段，具体体现在以下几个方面：

1、服务质量监控：包括服务接入能力、服务可靠性、服务保持性三方面。服务接入能力数据有：手机登记和寻呼、网络接入能力、呼叫建立时长等。服务可靠性数据有：呼叫清晰度、干扰情况等。服务保持性数据有：手机无法在切换中到达目标信道、设备故障引起的呼叫终止、紧急呼叫强占信道导致丢失的呼叫等因素。

2、故障监测：即通过统计数据及时发现性能恶化但仍在工作的网元。诸如频率漂移、机电故障(站内finger有问题、噪声大的信道)等等。

3、运行优化：协助调整切换参数、小区参数、天线、频率规划等，从而提高系统运行性能。

4、网络规划：进行容量估算，配合话务量、阻塞率等性能数据考虑扩容规模，为后续网络规划提供指导。

在目前实际的现场无线网络维护和优化过程中，都是由维护人员手工进行的，基本上都是依据个人经验对现场数据进行分析，对问题定位并提出解决措施。采用目前这种维护方式，首先是维护效率非常低，均是事后型的，再者对现场维护人员的素质要求非常高，并且非常不利于经验共享，同样的问题会在多个局被重复解决，并且每次都需要多个人员同时参与。

因此，需要一种CDMA无线网络优化和维护中的专家系统，从根本上解决由于无线系统本身的复杂度、灵活性以及市场需求的多变性等原因带给无线网络维护和优化无法适从的局面，并能以最小的版本风险、人力代价，满足日益复杂多变的市场需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于无线网络的现场维护系统，用于实时分析现场各种性能数据和告警数据，给出辅助建议，为现场网络维护和优化提供强力支持，同时充分考虑到后续的可扩充性，以能够快速满足现场维护的需求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于无线网络的现场维护系统。该现场维护系统包括：数据库，用于按照预定规则存储无线网络可能出现的现场问题和解决方案；处理器，连接至数据库，并接收来自无线网络的网元的数据，根据数据和预定规则进行处理，并在处理结束后返回处理结果；相关性引擎，分别连接至处理器和网元，用于消除或减少来自网元的数据的耦合性，并将消除或减少了耦合性的数据传输至处理器。

可选地，处理器用于进行正向推理，根据历史数据或当前状况，利用数据库中的预定规则和现场问题和解决方案，分析存在的问题，给出相应提示和建议。处理器用于进行逆向归纳，根据存在的问题，对网元的运行趋势进行预测，给出相应提示和建议。处理器用于进行问题解析，根据用户选择的问题进行推理、分析，给出相应帮助。

优选地，预定规则包括按照判定树结构对现场问题和解决方案进行描述，其中，一个专题是一棵树的根节点，其下有若干个现场问题作为子节点，每个现场问题下面又有若干个子现场问题作为子节点，最末端的子节点对应一个解决方案。

可选地，在处理器进行处理的过程中，如果需要用户反馈，则提出问题，要求用户回答。在处理器进行处理的过程中，如果需要获取数据或发送测试数据，则调用相应数据接口获取数据或发送测试数据。在处理器进行处理的过程中，如果需要加入新的现场问题和解决方案，则调用用户接口，将用户的输入作为新的现场问题和解决方案保存到数据库。

当监测到网元运行的关键指标存在异常时，通过分析驱动接口启动处理器进行处理，并将相关数据发送至处理器。

相关性引擎与网元进行数据交互的接口包括但不限于：配置查询接口，用于对网络配置数据进行查询，为分析提供定位功能；告警分析接口，用于对网络告警消息进行分析；以及性能分析接口，用于对网络性能指标进行统计和分析。

通过上述技术方案，本发明对于提高CDMA无线网络运行的稳定性，适应灵活多变的配置环境，以及整个系统维护性能和测试能力，客户服务满意度上，有着重要的实用价值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的用于无线网络的现场维护系统的框图；

图2是根据本发明实施例的专家系统的逻辑架构图；

图3是根据本发明实施例的整体框架的基本结构图；

图4是根据本发明实施例的专家库知识结构图；以及

图5是根据本发明实施例的系统推理通用流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细说明本发明。

参照图1，根据本发明的用于无线网络的现场维护系统10包括：数据库20，用于按照一定规则存储无线网络可能出现的现场问题和解决方案；处理器30，连接至数据库20，并接收来自无线网络的网元的数据，根据数据和规则进行处理，并在处理结束后返回处理结果；相关性引擎40，分别连接至处理器30和网元，用于消除或减少来自网元的数据的耦合性，并将消除或减少了耦合性的数据传输至处理器30。

可选地，处理器30用于进行正向推理，根据历史数据或当前状况，利用数据库20中的规则和现场问题和解决方案，分析存在的问题，给出相应提示和建议。处理器30用于进行逆向归纳，根据存在的问题，对网元的运行趋势进行预测，给出相应提示和建议。处理器30用于进行问题解析，根据用户选择的问题进行推理、分析，给出相应帮助。

优选地，在数据库20中，按照判定树结构对现场问题和解决方案进行描述，其中，一个专题是一棵树的根节点，其下有若干个现场问题作为子节点，每个现场问题下面又有若干个子现场问题作为子节点，最末端的子节点对应一个解决方案。

可选地，在处理器30进行处理的过程中，如果需要用户反馈，则提出问题，要求用户回答。在处理器30进行处理的过程中，如果需要获取数据或发送测试数据，则调用相应数据接口获取数据或发送测试数据。在处理器30进行处理的过程中，如果需要加入新的现场问题和解决方案，则调用用户接口，将用户的输入作为新的现场问题和解决方案保存到数据库20。

该现场维护系统10可应用于CDMA无线网络。

当监测到网元运行的关键指标存在异常时，通过分析驱动接口启动处理器30进行处理，并将相关数据发送至处理器30。

相关性引擎40与网元进行数据交互的接口包括但不限于：配置查询接口，用于对网络配置数据进行查询，为分析提供定位功能；告警分析接口，用于对网络告警消息进行分析；以及性能分析接口，用于对网络性能指标进行统计和分析。

本发明涉及CDMA无线网络优化和维护中的一种专家系统，尤其适用CDMA无线网络维护领域，该系统的运用，对于提高现场CDMA无线网络维护和优化的效率、准确性、及时性，降低现场维护成本以及提高维护质量是一种巨大的改进。

本发明的主要目的就是提出构建一套完善的CDMA无线网络优化和维护专家系统，通过将前期积累的各种专业经验形成专家库，实时分析现场各种性能数据和告警数据，给出辅助建议，为现场网络维护和优化提供强力支持，同时充分考虑到后续的可扩充性，以能够快速满足现场维护的需求。

专家系统的逻辑架构见图2。其中，

1、数据采集：进行现场各网元设备的性能和告警数据采集。

2、数据规格化：将采集的数据转化为专家系统可以分析处理的格式。

3、相关性引擎：消除数据之间的耦合性。

4、推理机：完成事实与规则之间的逻辑判断核心模块。

5、解释器：分析系统获取的推理结论。

6、知识库：由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成，各种规则是从专家经验中提取的。

7、工作存储器：完成专家推理的辅助模块，直接部署在内存中，提高专家推理速度。

8、外部程序：专家系统的外部维护模块，主要完成知识库的维护。

专家系统主要就是利用丰富的信息和专家的经验辅助解决当前网络存在的问题，基本功能如下：

正向推理：根据系统状况(历史数据或当前的指标，告警)，分析存在的问题。比如：发现当前某个指标过低，使用专家系统定位到一定原因，并给出相关提示和建议。

逆向归纳：根据存在的问题，对系统运行趋势进行预测。比如：当前存在多个告警，或其它表象，可以对后续趋势进行预测，以便维护人员提前采取措施。

问题解析：根据用户选择的问题进行推理、分析。类似于目前的智能帮助系统。

整体的技术方案主要分为两部分：

1、建立一种高聚合、低耦合的专家推理框架，以保证专家系统分析的准确性、一致性和可扩充性；

2、搭建一套完善的专家知识库，保证推理效率以及后续的专家知识扩充。

系统框架如下：

整个系统主要由两部分构成，业务模块和专家系统，这两者通过相关交互来实现上述的正向推理、逆向归纳等功能，基本结构可以参见图3。

业务模块使用一个分析驱动接口来调用专家系统执行推理。同时，在业务模块中定义配置查询接口、告警分析接口、性能分析接口等供专家系统调用。专家系统在装载知识库后，根据规则和事实，分别调用分析接口来执行相应的查询，或指示业务模块向网元发送测试命令。为了保持对各种业务的兼容性，专家系统调用的配置查询接口、告警分析接口、性能分析接口等，均使用原语操作，具体的业务相关性在接口实现中体现。在各个接口实现中，可以分析历史数据，或直接查询当前数据。

相关性引擎，从严格意义上来讲属于推理机的一部分，其主要功能是进一步消除业务关联性，部分消解告警、性能等数据之间的耦合性，从而简化专家知识库的构建。如果这部分耦合性完全融合到知识库中，专家规则的构建和维护难度就非常，很可能会出现“规则爆炸”的情况。

专家知识库如下：

由于无线网络的复杂度，以及其输入变量的多维度，专家知识的收集与整理是非常困难，初步采用判定树结构对专家知识进行描述，这样专家推理功能虽然受到了一定限制，但是却大大降低了专家库的搭建难度，提高了推理效率。专家库知识结构可以参见图4。

一个专题是一棵树的根节点，其下有若干个子问题作为子节点，每个问题下面又有若干个子问题作为子节点，每个子问题对应一个解决措施。这样的树结构允许一个节点有若干个子节点，但每个子节点只能有一个父节点，每个节点设置一个父节点Id，这样就能从子节点回溯到上一级的父节点。

结合专家经验知识和无线网络指标，按照分析专题对专家知识进行归类。可以初步从以下几个方面来组织专题：掉话；呼叫；切换；登记；天线锁定；RSSI；资源拥塞；功率过载。

关键术语如下：

分析驱动：专家系统运转的推动模块，前向推理和逆向归纳均由其发起；

配置查询接口：对现网配置数据进行查询，为分析提供定位功能；

性能分析接口：对现网性能指标进行统计、分析；

相关性引擎：消除数据之间的耦合性；

推理机：完成事实与规则之间的逻辑判断核心模块；

知识库：由谓词演算事实和有关讨论主题的规则构成，各种规则是从专家经验中提取的。

关键流程如下：

在业务系统中，由分析驱动模块对系统运行的关键指标进行监测，如果发现指标存在异常，则会将相关问题转发到专家系统中，启动专家分析，专家系统根据事实和知识库中规则进行推理，如果在推理过程中，还需要更多的信息，专家系统则会直接调用业务系统中的配置、告警、性能等分析接口，获取相关数据，获取的数据在反馈给推理机之前，首先会在相关性引擎进行数据解耦，如此，不断进行交互，直到推理机推到叶子节点，推理机会把相应的问题分析结果和处理建义反馈给业务系统。

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

1、通过将网络维护经验整理到专家系统中，在网络实际运行过程中，网路管理模块与专家系统实时交互，对网络运行状况进行实时采样分析，不仅可以发现已经出现的问题，还能对网络运行趋势进行预测，有效地解决了CDMA无线网络分析准确性、一致性、便捷性的问题；

2、可以大大降低现场CDMA无线网络维护难度和强度，减少现场维护人力，提高维护和优化效率和质量；

3、从软件架构的角度看，各模块之间职责分明，层次清晰，易于扩充。

在前面的描述中已经对系统框架和专家库结构进行了详细描述，此处就不再敷述，系统通用推理流程见图5，此处重点以掉话分析为例说明推理机制。

<掉话问题分析示例>

1.1如果是掉话问题那么可能是参数配置问题导致的

1.2如果是掉话问题那么可能是覆盖问题导致的

1.3如果是掉话问题那么可能是系统软件问题导致的

1.4如果是掉话问题那么可能是系统硬件设备故障导致的

1.5如果是掉话问题那么可能是干扰导致的

1.6如果是掉话问题那么可能是资源不足导致的

1.7如果是掉话问题那么可能是硬切换配置问题导致的

1.8如果是掉话问题那么可能是终端问题导致的

1.9如果是掉话问题那么可能是其他问题导致的

1.1.1如果是参数配置问题那么可能是邻区配置问题导致的

1.1.1.1如果是邻区配置问题那么可能是同PN问题

1.1.1.2如果是邻区配置问题那么可能是邻PN问题

1.1.1.3如果是邻区配置问题那么可能是邻区漏配问题

1.1.1.4如果是邻区配置问题那么可能是邻区错配问题

1.1.1.5如果是邻区配置问题那么可能是邻区未作互配问题

1.1.1.6如果是邻区配置问题那么可能是邻区PN在邻区列表中的位置过于靠后

1.1.1.7如果是邻区配置问题那么可能双载频系统邻区未作优化

1.1.2如果是参数配置问题那么可能是其他无线参数配置问题导致的

1.1.2.1如果是其他无线参数配置问题那么可能是PN复用距离不够导致的

1.1.2.2如果是其他无线参数配置问题那么可能是PN_INC错误导致的

1.1.2.3如果是其他无线参数配置问题那么可能是搜索窗设置不合理导致的

1.1.2.4如果是其他无线参数配置问题那么可能是切换门限设置不合理导致的

1.1.2.5如果是其他无线参数配置问题那么可能是BSC侧定时器设置不当

1.1.2.6如果是其他无线参数配置问题那么可能是系统前向功率控制原因导致小区在话务拥塞的情况下掉话率指标恶化

1.2.1如果是覆盖问题那么可能是信号覆盖差

1.2.2如果是覆盖问题那么可能是前反向覆盖不平衡(前向强于反向)

1.2.3如果是覆盖问题那么可能是存在导频污染

1.3.1如果是系统软件问题那么可能是宏基站间CCM、CHM版本不匹配

1.3.2如果是系统软件问题那么可能是前后台数据同步失败

1.3.3如果是系统软件问题那么可能是GPS时钟不准导致CHM的PP2S信号错误

1.3.4如果是系统软件问题那么可能是系统版本太低需要升级

1.4.1如果是系统硬件设备故障那么可能是CHM存在CE单元故障

1.4.2如果是系统硬件设备故障那么可能是TRX射频频综异常，RX收信锁相环失锁

1.4.3如果是系统硬件设备故障那么可能是CHM自复位，CCM探测不到

1.4.4如果是系统硬件设备故障那么可能是GPS故障，GPS失锁

1.4.5如果是系统硬件设备故障那么可能是基站TCM故障导致时钟不准

1.4.6如果是系统硬件设备故障那么可能信道板自复位导致基站掉功率

1.4.7如果是系统硬件设备故障那么可能需要对基站进行初始化复位

1.4.8如果是系统硬件设备故障那么可能是邻基站故障导致本站掉话

1.4.9如果是系统硬件设备故障那么可能是控制信道所配信道板槽位故障，导致HPA空载，从而引起带内干扰导致掉话

1.4.10如果是系统硬件设备故障那么可能是微基站断站恢复后由于硬件原因时钟系统没有恢复正常，导致其它小区不能与其切换

1.4.11如果是系统硬件设备故障那么可能是BSC互联间的ASM板件和ASM间的互联问题

1.4.12如果是系统硬件设备故障那么可能是RFIM模块硬件问题，导致频率解调出现问题

1.5.1如果是干扰那么可能是直放站干扰

1.5.2如果是干扰那么可能是其他射频设备干扰

1.6.1如果是资源不足那么可能是CE不足

1.6.2如果是资源不足那么可能是功率不足

1.6.3如果是资源不足那么可能是Walsh不足

1.7.1如果是硬切换配置问题那么可能是换频切换参数配置不合理

1.7.2如果是硬切换配置问题那么可能是和其他厂家的设备硬切换有问题

1.8.1如果是终端问题那么可能是非法写码的水货手机质量存在严重问题

1.8.2如果是终端问题那么可能是手机设置了“呼入限制”

1.8.3如果是终端问题那么可能是固定台未发证实消息导致短信掉话

1.9.1如果是其他问题那么可能是特殊地形导致

处理建议：

1)从释放观察中观察异常释放特点：某块信道板？某些CE-某些用户(IMSI)？某些SVE？

2)掉话时移动台接收信号强度，导频Ec/Io值，掉话地点是处于覆盖区边缘？处于导频污染区？是否处于BSC间切换区？是否处于MSC间切换区？

3)掉话地段附近是否新开基站？新开直放站？新开微基站？

4)掉话时段本小区和相邻小区有无告警、有无掉功率现象？

5)相应小区以及周围相邻小区RSSI是否过高？

6)用无线参数管理中的报表打印功能确认后台无线参数设置正确；

7)最近是否更改过某些参数？是否做过同步？同步时是否发生过同步失败？

8)从软件下载管理中检查基站的主控模块和受控模块版本是否正确？特别注意混插时各类型信道板的版本。

9)进行单站检查，确认无工程施工问题。

10)是否为新开站或周围有新开站(宏基站？微基站？直放站？)；

11)邻区配置检查，确认无错配、漏配；双载频基站需注意临界小区以及优选邻区的设置要正确；

12)检查本小区或者相邻小区有无告警和历史通知(GPS、CHM、射频链路、传输尤其需要注意)，基站发射功率是否正常(双载频是否一致)；

13)检查基站主控模块和受控模块版本是否正确？注意信道板混插的现象；

14)确认当前小区是否处于BSC边界处？

15)相应小区以及周围相邻小区RSSl是否过高？

16)确认后台无线参数设置正确，包括搜索窗大小、小区半径、切换参数等需要重点检查；

17)若以上方法都不奏效，建议安排路测(前后台结合进行)，详细了解覆盖状况以及掉话时的无线环境。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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。

Claims (10)

1.一种用于无线网络的现场维护系统，其特征在于，包括：

数据库，用于按照预定规则存储所述无线网络可能出现的现场问题和解决方案；

处理器，连接至所述数据库，并接收来自所述无线网络的网元的数据，根据所述数据和所述预定规则进行处理，并在处理结束后返回处理结果；

相关性引擎，分别连接至所述处理器和所述网元，用于消除或减少来自所述网元的数据的耦合性，并将消除或减少了耦合性的数据传输至所述处理器。

2.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，所述处理器用于进行正向推理，根据历史数据或当前状况，利用所述数据库中的所述预定规则和所述现场问题和解决方案，分析存在的问题，给出相应提示和建议。

3.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，所述处理器用于进行逆向归纳，根据存在的问题，对所述网元的运行趋势进行预测，给出相应提示和建议。

4.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，所述处理器用于进行问题解析，根据用户选择的问题进行推理、分析，给出相应帮助。

5.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，所述预定规则包括按照判定树结构对所述现场问题和解决方案进行描述，其中，一个专题是一棵树的根节点，其下有若干个现场问题作为子节点，每个所述现场问题下面又有若干个子现场问题作为子节点，最末端的子节点对应一个解决方案。

6.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，在所述处理器进行处理的过程中，如果需要用户反馈，则提出问题，要求用户回答。

7.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，在所述处理器进行处理的过程中，如果需要获取数据或发送测试数据，则调用相应数据接口获取数据或发送测试数据。

8.根据权利要求1所述的现场维护系统，其特征在于，在所述处理器进行处理的过程中，如果需要加入新的现场问题和解决方案，则调用用户接口，将用户的输入作为新的现场问题和解决方案保存到所述数据库。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的现场维护系统，其特征在于，当监测到所述网元运行的关键指标存在异常时，通过分析驱动接口启动所述处理器进行处理，并将相关数据发送至所述处理器。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的现场维护系统，其特征在于，所述相关性引擎与所述网元进行数据交互的接口包括以下至少之一：配置查询接口，用于对网络配置数据进行查询，为分析提供定位功能；告警分析接口，用于对网络告警消息进行分析；以及性能分析接口，用于对网络性能指标进行统计和分析。

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