CN101790181B - 一种管理家庭基站的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管理家庭基站的方法和装置。该方法包括步骤：判断所接收报文的类型，将报文发送给相应模块；将接收到的RUA报文解封装，然后进行过滤，根据RANAP报文的类型判断其是否属于网管统计所需信息，若是则复制之后透传，否则直接透传；对RANAP报文内容归类，利用归类后的报文内容统计；根据接收到的HNBAP报文的内容得到统计数据；将统计结果与预测值比较，得到差值，然后进行判定上报：差值大于预设阈值，以告警的方式上报；否则以普通数据上报方式上报。本发明在家庭基站网关上设置实时监控装置，对接收到的RUA和HNBAP报文做实时过滤和统计分析从而实现对家庭基站的间接管理，减少了管理通道维护开销和负荷压力，支持多种接入网性能数据的比较分析，提高了网络管理质量。

Description

一种管理家庭基站的方法和装置

技术领域

本发明涉及网络管理领域，尤其涉及一种管理家庭基站的方法和装置。

背景技术

HNB(Home Node B，家庭基站)是一种小型、低功率的新型基站形式，主要部署在家庭或办公室等室内环境，实现了用户通过IP宽带网接入移动核心网的模式。HNB GW(Home Node B Gateway，家庭基站网关)是支撑家庭基站接入网部署的网关设备，通过Iuh接口为家庭基站提供注册和接入控制，以及承载3G UTRAN系统的原有信令和连接。同时，HNB GW还负责对HNB和CN(Core Net，核心网)之间的信令和数据进行汇聚和分发。由于HNB集成了NodeB和RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)的主要功能，通常情况下HMS(Home Node B Management System，家庭基站管理系统)可以通过HNB获取接入网的数据信息。现有的HNB的网络部署结构示意图如图1所示。

由于HNB具有数量庞大、与HMS的OAM(Operation Administration Maintenance，操作管理维护)连接不持续等特点，给家庭基站接入网的管理带来了挑战。在数据监控统计方面，除了需要获知HNB的在线状态、上线、下线次数外，还需要更广泛地提取HNB接入网的性能数据，通过各种类型统计数据的对比分析，帮助用户更好地了解HNB接入网的运行情况。另外，为了提高网络的运行质量和效率，达到实时监控HNB接入网络的要求，HNB接入网络管理信息必须实时地上报并进行管理。但是HNB位于用户网络，其OAM连接仅在必要时才打开，一般都采用非持久方式，这将导致管理信息不能实时获取，进而影响HNB接入网络的管理质量。另一方面，HNB进行性能参数采集并组成大量性能数据文件提交给管理系统时，容易对有限的用户IP接入资源产生影响，进而影响用户体验。

目前现有的一些家用基站的管理方法，如申请号为200710147042.8的中国专利申请中，将家用基站的状态划分4种：上电、在线、关电、离线，网元管理系统根据所存储的家用基站的在线状态和家用基站的反馈信号对其进行管理，合理分配网络资源，并基于此建立一种家用基站管理系统。该方案只采用HMS进行家庭基站状态数据的采集和管理，没有考虑到由于HNB数量庞大、与HMS的连接不持续等特点，容易造成连接负荷和数据汇总复杂等问题。

在申请号为200710108623.0的中国专利申请中，UE(User Equipment，用户设备)或者Node B向RNC上报测量报告，所述RNC中设置有过滤规则；RNC对所述测量报告进行解码，并按照所述过滤规则选择满足条件的测量报告上报给监控台；所述监控台对接收到的测量报告进行显示。在UE开始呼叫时，RNC需要设置并下发测量控制消息，UE根据测量控制消息指定的内容进行测量，并将测量结果上报RNC。该技术容易造成资源浪费，而且网络管理效率不高。

在申请号为02112284.9的中国专利申请中，公开了一种无线通信系统内基站间所通信方法，它通过将用户面数据按照数据类型分类并以复用方式将每种数据类型的用户面数据封装入所述数据帧内，接收基站在接收到用户面数据时，根据每种数据类型与数据类型标志的对应关系，从所述数据帧中解封装出每种数据类型的用户面数据，从而提高传输效率，减少延迟并节省信道资源。该方案并没有从网络管理的角度对来往数据进行过滤，在解封装的基础上提取需要统计的消息内容，并进行综合的统计分析，因此不能实现对基站侧的网络状态进行实时监控。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种能够减少由于家庭基站管理系统与每个家庭基站建立管理通道而带来的管理通道维护开销和负荷压力，又支持多种接入网性能数据的比较分析，并提高网络管理质量的家庭基站的管理方法和装置。

为达到上述目的，本发明提供了一种管理家庭基站的方法，所述方法包括步骤：

S1，家庭基站网关HNB GW接收Iuh链路上的数据报文并根据报文头部判断报文类型，若为无线接入网应用部分的应用适配RUA报文，则执行步骤S2，若为家庭基站应用部分HNBAP报文，则转至步骤S8；

S2，接收数据报文，若数据报文是RUA封包，则剥除RUA报文头，取出其报文内容，即一条完整的无线接入网应用部分RANAP消息；

S3，根据RANAP报文中的消息类型字段判断RANAP报文的类型；

S4，根据RANAP报文的类型判断其是否属于网络管理统计需要的信息，若是，执行步骤S5，否则转至步骤S6；所述网络管理统计需要的信息至少包括核心网寻呼请求次数统计信息；

S5：将需要统计的RANAP报文进行复制；

S6：将接收到的RANAP报文增加新的IP报头，透传给核心网；

S7：对RANAP报文内容进行分类，利用分类后的报文内容进行统计，将统计结果上报；

S8：接收HNBAP报文，根据该报文的内容得到统计数据，并对统计数据进行处理得到统计结果，将统计结果上报；所述统计数据至少包括：家庭基站HNB注册请求次数、HNB注册请求成功次数和HNB注册请求失败次数；

S9：存储HNBAP和RANAP消息中经过处理的统计数据；

S10：对步骤S7、S8中得到的统计结果进行关联分析，并将分析结果与预测值比较，得到差值，判定是否以告警的方式上报：差值大于预设阈值，则以告警的方式上报；否则，以普通性能数据上报的方式上报。

所述网络管理统计需要的信息还包括无线接入承载RAB管理统计信息、Iu连接统计信息、重定位统计信息。

所述RAB管理统计信息包括建立RAB指配数据、修改RAB指配数据、释放RAB指配数据、RAB建立时间数据；

所述Iu连接统计信息包括建立信令连接数据和释放Iu连接数据；

所述重定位统计信息包括电路域HNB GW重定位数据、分组域HNB GW重定位数据、核心网参与的硬切换准备重定位数据。

所述统计数据还包括UE注册请求次数、UE注册请求成功次数、UE注册请求失败次数。

步骤S7中利用分类后的报文内容进行统计的统计方式包括计算数据累加值、计算平均值。

步骤S8中对统计数据进行处理的方式至少包括计算HNB注册请求次数的累加值或者HNB GW管辖区域内一段时间HNB注册请求次数的平均值。

本发明还提供了一种管理家庭基站的装置，所述装置包括：

报文接收模块，用于接收报文并判断所接收的报文类型是RUA报文还是HNBAP报文，并将判断后的报文发送给相应模块。

RANAP报文监控模块，用于将接收到的RUA报文解封装成RANAP报文，对该RANAP报文进行过滤，根据RANAP报文的类型判断其是否属于网络管理统计需要的信息，若是，则将该RANAP报文复制之后透传给核心网，否则直接透传给核心网；并对RANAP报文内容进行归类，利用分类后的报文内容进行统计，将统计结果上报；所述网络管理统计需要的信息至少包括核心网寻呼请求次数统计信息；

HNBAP报文监控模块，用于根据接收到的HNBAP报文的内容得到统计数据，并对统计数据进行处理得到统计结果，并将所述统计结果上报；所述统计数据至少包括：家庭基站HNB注册请求次数、HNB注册请求成功次数、HNB注册请求失败次数；

性能分析模块，用于对所述RANAP报文监控模块和HNBAP报文监控模块的统计结果进行关联分析，并将分析结果与预测值比较，得到差值，判定是否以告警的方式上报：差值大于预设阈值，则以告警的方式上报；否则，以普通性能数据上报的方式上报。

上述技术方案具有如下优点：本发明考虑到由于HNB数量庞大、与HMS的连接不持续等特点，容易造成连接负荷和数据汇总复杂等问题，通过在HNB GW上设置报文监控模块，对HNBAP和RUA报文进行进一步监控、过滤、统计，实现了对家庭基站的当前运行状况的实时监控；不需要特别下发采集控制指令，框架实现方面提供了对RUA报文进行解封装的装置，可根据网管统计需要的报文类型，对RANAP报文进行过滤和统计分析，并结合HNBAP报文进行综合关联分析，并不只作简单的匹配操作，因此，在节省了网络资源的基础上实现了更好的网络管理质量；从网络管理的角度对来往数据进行过滤，在解封装的基础上提取需要统计的消息内容，并进行综合的统计分析，从而对家庭基站侧的网络状态进行实时监控，减少了由于HMS与每个HNB建立管理通道而带来的管理通道维护开销和负荷压力，又支持多种接入网性能数据的比较分析，提高了网络管理质量。

附图说明

图1是现有技术的HNB的网络部署结构示意图；

图2是本发明实施例的方法流程图；

图3是本发明实施例的方法中RUA报文的消息处理流程图；

图4是本发明实施例提出的装置的结构示意图及其使用示意；

图5是本发明实施例提出的装置中各功能模块的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图2是本发明实施例提供的方法流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201～202：HNB GW接收Iuh链路上的数据报文并根据报文头部判断报文类型。若判断是RUA消息，则执行步骤203，如果是HNBAP消息则执行步骤210。

步骤203：接收数据报文，若数据报文是RUA封包，则剥除RUA报文头，取出其报文内容，即一条完整的RANAP消息。

步骤204：根据RANAP报文中的“Message Type”(“消息类型”)字段判断RANAP报文的类型。

步骤205：根据RANAP报文类型判断是否属于“RAB管理统计、Iu连接统计、核心网寻呼请求统计、重定位统计”等网管统计需要的信息，如果符合条件，执行步骤206，否则执行步骤207。

步骤206：将需要统计的RANAP报文进行复制。

步骤207：将接收到的RANAP报文增添新的IP报头，递交给核心网。

步骤208到209：所述RANAP报文归类单元对RANAP报文内容进行归类，并将分类后的消息内容上报给所述RANAP数据统计单元。所述RANAP消息统计单元进行累加计算、求取平均值等统计，并将统计结果周期性地上报给所述性能分析模块中的性能数据存储单元。

步骤210：接收HNBAP报文，交由所述HNBAP报文监控模块中的数据统计单元进行统计，并将统计结果周期性地上报给所述性能分析模块中的性能数据存储单元。

步骤211：所述性能数据存储单元存储HNBAP和RANAP消息中经过处理的统计数据，供性能数据分析单元查询。

步骤212：所述性能数据分析单元对所述RANAP消息统计单元和所述HNBAP报文监控模块中的数据统计单元所提供的数据进行关联分析，判断HNB的状态是否处于正常。

步骤213：根据性能分析结果与预测值的差值，判定是否以告警的方式上报网管系统。

步骤214：如果性能分析结果与预测值的差异较大，则认为HNB的状态存在异常，以告警的方式通过数据呈现单元上报网管系统做进一步处理。

步骤215：如果性能分析结果与预测值的差异较小，则以普通性能数据上报的方式通过数据呈现单元上报给网管系统。

如图4所示，依据本发明实施例的管理家庭基站的装置可以设置于HNB GW上。所述装置包括报文接收模块401、RANAP报文监控模块402、HNBAP报文监控模块403和性能分析模块404，所述装置实现在HNB GW上，实现对网络状态进行实时监控，过滤并分析HNB的性能数据的功能。

图4中的Iuh链路上的HNBAP协议是应用在HNB和HNB-GW之间的信令流程，负责提供HNB和UE的注册以及错误控制。而RANAP协议是无线网络层的控制消息，RUA是RANAP协议的用户适配层，用于在HNB与HNBGW之间透明传送RANAP消息。

本实施例中：

报文接收模块401接收并判断Iuh链路上的报文类型是RUA报文还是HNBAP报文。

RANAP报文监控模块402负责将RUA封包解封装成RANAP报文，在透传给CN前需要对RANAP报文进行过滤，针对有网管统计需要的RANAP报文进行分类和统计，并将统计结果提供给404性能分析模块。

HNBAP报文监控模块403对HNBAP报文中提供的HNB以及UE注册信息进行统计，并将统计结果提供给性能分析模块404。

性能分析模块404负责对上述两种统计结果进行综合的分析对比，以及将最终的性能分析结果呈现给管理系统。

图5是本发明实施例的装置中各功能模块的连接示意图，如图5所示，

报文接收模块包括报文判断单元501，该单元负责接收报文并判断所接收的报文类型是RUA报文还是HNBAP报文，并将判断后的报文上传给相应模块。

RANAP报文监控模块包括RUA报文剥除单元502、RANAP报文过滤单元503、RANAP报文归类单元504、RANAP数据统计单元505和RANAP报文转发单元506。其中：

RUA报文剥除单元502负责对接收到的RUA报文头部进行剥除，取出其中的RANAP消息并上传给RANAP报文过滤单元503。

RANAP报文过滤单元503对RANAP报文头部的“Message Type”字段进行判别和过滤，对需要监控统计的数据包取出其内容字段，进行复制后再通过RANAP报文转发单元506将其转交给CN，不需要监控的数据包则直接通过RANAP报文转发单元506转交给CN。同时，将复制后的RANAP报文上传给RANAP报文归类单元504。网管统计需要的报文类型可以包括以下几种：

1)RAB管理类：包括RAB指配建立相关数据、RAB指配修改相关数据、RAB指配释放相关数据、RAB建立时间相关数据。

2)Iu连接类：包括信令连接建立相关数据、Iu连接释放相关数据。

3)核心网寻呼请求类：包括HNB GW接收到核心网寻呼请求相关数据。

4)重定位类：包括电路域HNB GW重定位相关数据、分组域HNB GW重定位相关数据、核心网参与的硬切换准备重定位相关数据。

RANAP报文归类单元504将RANAP报文中的各个字段的具体内容进一步归类整理，对上述需要统计的管理数据做详细分类后上传给RANAP数据统计单元505。

RANAP数据统计单元505负责将RANAP报文归类单元504分类后的数据进行统计，统计的方式有：计算数据累加值、计算平均值、计算成功率等。例如，通过计算电路域RAB指配响应次数与电路域RAB指配请求次数的比值来统计电路域RAB指配的成功率。

RANAP报文转发单元506接收RANAP报文过滤单元503提供的RANAP报文，封装新的IP数据报头并通过IP线路递交给核心网。

HNBAP报文监控模块包括HNBAP数据统计单元507，负责接收报文判断单元501上传的Iuh链路上的HNBAP报文，提取报文内容并进行统计。需要的统计数据包括：HNB注册请求次数、HNB注册请求成功次数、HNB注册请求失败次数、UE注册请求次数、UE注册请求成功次数、UE注册请求失败次数等。HNBAP数据统计单元507对上述数据进行统计，例如根据某HNB计算其注册累加值，或HNB GW管辖区域内一段时间HNB注册数的平均值等，并将统计结果上传给性能分析模块中的数据存储单元508。

性能分析模块包括数据存储单元508、数据分析单元509和数据呈现单元510。其中：

数据存储单元508存储由RANAP数据统计单元505和HNBAP数据统计单元507上传的统计数据，供数据分析单元509查询。

数据分析单元509对统计数据进一步地综合分析，并将统计结果与预测值进行对比，差值分析的结果通过数据呈现单元510呈现给家庭基站的管理系统。

数据呈现单元510将数据分析单元509的统计结果上报方式给HMS，对差值较大的统计结果可通过告警上报，差值在可接受范围内的统计结果可作为普通性能数据上报。

以下举例说明上述实施例。

实例1分析HNB GW接收HNBAP报文的处理和统计过程。HNBGW接收到HNB发送的“HNB REGISTER REQUEST”(HNB注册请求)报文，并进行累加计算。HNB GW判断此HNB是否处于允许接入的范围内，返回“HNB REGISTER ACCEPT”(同意HNB注册请求)或“HNB REGISTER REJECT”(拒绝HNB注册请求)的响应。然后HNB GW统计HNB注册请求总次数、HNB注册成功总次数、HNB注册失败总次数，此HNB GW管辖区域内一段时间HNB注册次数的平均值、HNB注册成功次数的平均值、HNB注册失败次数的平均值以及记录注册不成功的主要原因。该主要原因例如“该HNB未经授权”，并将统计结果上传给性能分析模块中的数据存储单元。

实例2通过分析HNB GW接收Iuh链路上RUA数据报文后的处理过程，达到实时地过滤报文并对其进行统计分析的目的，减轻了HNB和HMS管理连接的负担。如图3所示，一条经过RUA封装的“Iu连接释放”消息到达(步骤301)，报文监控模块剥除RUA包头，取出RUA消息内容，即完整的Iu Connection Realease(Iu连接释放)消息(步骤302)。然后报文过滤单元根据Iu Connection Realease消息头部的“MessageType”字段判断该报文是网管统计所需(步骤303)，复制后再通过报文转发单元将原RUA消息发送给CN，报文归类单元对副本消息(复制的RUA消息)进一步归类(步骤304)，根据消息中的“Cause”(“原因”)字段，记录Iu连接释放产生的原因。同时，对Iu Connection Realease消息内容统计一段时间内HNB GW管辖区域内所有Iu连接释放的累加，并将统计结果周期性地上报给性能分析模块中的性能数据存储单元(步骤305)。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种管理家庭基站的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1，家庭基站网关HNB GW接收Iuh链路上的数据报文并根据报文头部判断报文类型，若为无线接入网应用部分的应用适配RUA报文，则执行步骤S2，若为家庭基站应用部分HNBAP报文，则转至步骤S8；

S2，接收数据报文，若数据报文是RUA封包，则剥除RUA报文头，取出其报文内容，即一条完整的无线接入网应用部分RANAP消息；

S3，根据RANAP报文中的消息类型字段判断RANAP报文的类型；

S4，根据RANAP报文的类型判断其是否属于网络管理统计需要的信息，若是，执行步骤S5，否则转至步骤S6；所述网络管理统计需要的信息至少包括核心网寻呼请求次数统计信息；

S5：将需要统计的RANAP报文进行复制；

S6：将接收到的RANAP报文增加新的IP报头，透传给核心网；

S7：对RANAP报文内容进行分类，利用分类后的报文内容进行统计，将统计结果上报；

S8：接收HNBAP报文，根据该报文的内容得到统计数据，并对统计数据进行处理得到统计结果，将统计结果上报；所述统计数据至少包括：家庭基站HNB注册请求次数、HNB注册请求成功次数和HNB注册请求失败次数；

S9：存储HNBAP和RANAP消息中经过处理的统计数据；

S10：对步骤S7、S8中得到的统计结果进行关联分析，并将分析结果与预测值比较，得到差值，判定是否以告警的方式上报：差值大于预设阈值，则以告警的方式上报；否则，以普通性能数据上报的方式上报。

2.如权利要求1所述的管理家庭基站的方法，其特征在于，所述网络管理统计需要的信息还包括无线接入承载RAB管理统计信息、Iu连接统计信息、重定位统计信息。

3.如权利要求2所述的管理家庭基站的方法，其特征在于，

所述RAB管理统计信息包括建立RAB指配数据、修改RAB指配数据、释放RAB指配数据、RAB建立时间数据；

所述Iu连接统计信息包括建立信令连接数据和释放Iu连接数据；

所述重定位统计信息包括电路域HNB GW重定位数据、分组域HNB GW重定位数据、核心网参与的硬切换准备重定位数据。

4.如权利要求1所述的管理家庭基站的方法，其特征在于，所述统计数据还包括UE注册请求次数、UE注册请求成功次数、UE注册请求失败次数。

5.如权利要求1所述的管理家庭基站的方法，其特征在于，步骤S7中利用分类后的报文内容进行统计的统计方式包括计算数据累加值、计算平均值。

6.如权利要求1所述的管理家庭基站的方法，其特征在于，步骤S8中对统计数据进行处理的方式至少包括计算HNB注册请求次数的累加值或者HNB GW管辖区域内一段时间HNB注册请求次数的平均值。

7.一种管理家庭基站的装置，其特征在于，所述装置包括：

报文接收模块，用于接收报文并判断所接收的报文类型是RUA报文还是HNBAP报文，并将判断后的报文发送给相应模块。

RANAP报文监控模块，用于将接收到的RUA报文解封装成RANAP报文，对该RANAP报文进行过滤，根据RANAP报文的类型判断其是否属于网络管理统计需要的信息，若是，则将该RANAP报文复制之后透传给核心网，否则直接透传给核心网；并对RANAP报文内容进行归类，利用分类后的报文内容进行统计，将统计结果上报；所述网络管理统计需要的信息至少包括核心网寻呼请求次数统计信息；

HNBAP报文监控模块，用于根据接收到的HNBAP报文的内容得到统计数据，并对统计数据进行处理得到统计结果，并将所述统计结果上报；所述统计数据至少包括：家庭基站HNB注册请求次数、HNB注册请求成功次数、HNB注册请求失败次数；

性能分析模块，用于对所述RANAP报文监控模块和HNBAP报文监控模块的统计结果进行关联分析，并将分析结果与预测值比较，得到差值，判定是否以告警的方式上报：差值大于预设阈值，则以告警的方式上报；否则，以普通性能数据上报的方式上报。

Images