CN102017305A - 天线线路设备配置系统 - Google Patents

Abstract

一种通信设备，包括：固件，存储用于控制处理器根据配置对通信硬件进行操作的指令；存储装置，包含静态数据和定义所述配置的至少一个动态数据的集合，所述动态数据能够被动态升级，以基本实时地改变所述通信设备的配置。

Description

天线线路设备配置系统

技术领域

本发明涉及用于对移动电话行业中所使用的通信设备进行配置的系统。具体来说，本发明涉及对移动电话基站中普遍建立的天线线路设备进行配置。

背景技术

由于拥有移动电话的支付能力逐渐增强，移动电话在过去的几十年间已迅速普及。在2007年，全球移动电话用户的数目超过23亿，基站的数据为三百万，且这些数目还在增长。

基站为移动电话与网络间的无线通信提供便利。每个基站，以其最简单的形式，由通过馈电线连接的收发机和天线构成。天线向天线周围的区域发射电磁能，电磁能(信号)由移动电话听筒收发机接收。基站天线还从听筒接收信号，通过基站的接收路径将信号传送回基站收发机，在基站收发机处，信号通过移动承载网络被路由到被叫方。从移动电话基站发送机输出的典型功率为25瓦，而从听筒输出的功率最大为2瓦。由于基站天线处接收的功率量小，因此可能需要放大器来增强信号，并且使用塔顶放大器(TMA)来实现这种效果。在接收路径中连接的设备统称为天线线路设备(ALD)，并且可以包括远程电调倾角(RET)天线、信号增强器和电压驻波比(VSWR)测量单元。

TMA位于通向天线的馈电线中并放大从听筒接收的信号。TMA位于距离天线尽可能近的位置，以通过在信号遗失于系统本底噪声之前对信号进行放大，使馈电线中的损耗不那么严重。由于TMA的位置处于塔顶或屋顶，因此任何改造或修理都耗时又费钱。到达TMA需要要么爬塔，要么到达屋顶，这两者都会成问题。有些塔超过50m高，为了安全原因需要两个技术员到场。此外，TMA的位置靠近天线可能意味着需要断电以避免过分暴露于电磁场中。断电时间对运营商来说意味着损失收益，因此基站很少被掉电。

一些ALD可以通过使用称作AISG(天线接口标准组)的通用协议来发送命令以很有限的程度进行远程配置，从而避免到现场。天线接口标准组已经针对具有数字远程控制和监控便利的天线线路产品的控制接口创建了开放规范。期望该规范的进一步发展能扩大设备和可用命令语法的范围。AISG标准现在被并入第三代合作伙伴计划(3GPP)标准。因此，对AISG规范的任何参考也可参考3GPP标准(或TS25.460到TS25.466)或这些标准的任何未来版本。

AISG协议的出现允许使用单个命令集控制来自多个不同制造商的ALD。AISG通信和控制协议已被设计为控制有限数目的重要参数。例如，用于TMA的命令为“Get Gain”、“Set Gain”、“Get Mode”和“Set Mode”。任何其它改变常常需要将TMA移除，并安装新的TMA或者执行全部固件升级。固件升级是漫长的劳力密集型过程，因此可能导致业务损失，进而导致收益损失。

常规的做法是在工厂中配置ALD以生产不同的模型。这是因为基站的某些设计需要AISG命令控制以外的不同的硬件配置。以下配置参数中的某些配置参数常常需要改变：

1)正常操作电流消耗设置。

2)告警模式电流消耗设置。

3)电源电压以及出现该电压的端口。

4)AISG信令端口配置。

5)避免高浪涌电流的序贯放大器上电。

6)AISG或3GPP协议版本或兼容模式切换。

为了方便对每种配置的需要，ALD制造商需要经营并跟踪为每个客户创建的不同固件版本。在向客户发行前需要对每个固件版本进行调试和验证。对于制造商来说，这会意味着依赖于客户需求和所使用的固件版本而有很多不同的软件版本。为了支持移动网络，客户可能需要储备各自使用不同固件的很多不同版本的ALD。尽管可以通过升级固件来对配置进行远程改变，但这样的更新很麻烦，通常需要五到十分钟量级的时间来执行。尽管可能看起来时间并不长，但当需要改变潜在的几千处时，这可能就意味着很多天的总停机时间。

因此，需要改进的天线线路设备(ALD)来减少备用存货，并提供用于升级和维护ALD的更有效的过程。

发明内容

本发明的目的在于克服和/或减轻以上缺点中的一个或多个，或者为客户提供实用和/或商用的设备。

在一种形式中，尽管不是仅有的必须的或最宽泛的形式，本发明在于一种通信设备，包括：

固件，存储用于控制处理器根据配置对通信硬件进行操作的指令；

存储装置，包含静态数据和定义所述配置的至少一个动态数据的集合，所述动态数据能够被动态升级，以基本实时地改变所述通信设备的配置。

可选地，所述动态数据定义所述配置的子集。

在另一形式中，尽管也不必须是最宽泛的形式，本发明在于一种配置通信设备的方法，所述通信设备包括：存储用于控制处理器对通信硬件进行操作的指令的固件，以及包含静态数据和定义配置的至少一个动态数据的集合的存储装置；所述方法包括以下步骤：

在主计算机处创建动态数据；以及

将所述动态数据从所述主计算机通过通信接口基本实时地传输到所述通信设备。

在另一形式中，尽管同样不必须是最宽泛的形式，本发明在于一种配置一种类型的通信设备的方法，该种类型的通信设备包括：存储用于控制处理器将通信硬件操作为一种配置的指令的固件，以及包含静态数据和定义所述配置的至少一个动态数据的集合的存储装置；所述方法包括以下步骤：

通过通信接口接收动态数据；

将所述动态数据写入所述通信设备中的存储装置的无效区域；以及

选择所述动态数据作为有效数据。

适当地，可以有能够由所述处理器选择的动态数据的一个以上集合。由所述处理器选择的动态数据的集合是有效动态数据。

所述动态数据可以是升级后的动态数据或新创建的动态数据。

存储于所述固件中的所述指令被适当地配置为使所述通信设备：

通过通信接口接收升级后的动态数据；

将所述升级后的动态数据写入所述存储装置的无效区域；并且

选择所述升级后的动态数据作为有效动态数据。

适当地，所述静态数据和动态数据存储于非易失性存储器中。

优选地，所述通信设备是天线线路设备。

所述动态数据可以设置故障模式和通信信道，并且所述动态数据可以配置硬件以使所述通信设备旁路。

可选地，所述动态数据设置告警阈值。

所述动态数据可以使用射频或RS485连接被传输到所述通信设备，并且用于传输所述动态数据的通信协议可以是AISG协议。

可选地，所述动态数据选择要使用的通信协议的版本。

优选地，所述动态数据包含头。

所述通信设备可以以天线接口标准组(AISG)/第三代合作伙伴计划(3GPP)标准定义，并且所述动态数据可以将所述硬件配置为逐级初始化。

附图说明

图1是根据本发明实施例的天线线路设备配置的框图。

图2是示出对天线线路设备进行更新的过程的流程图。

图3是客户应用软件的屏幕截图。

图4是示出模式选择下拉框的客户应用软件的屏幕截图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于远程配置通信设备的系统，特别是用于配置在移动电话基站中建立的天线线路设备(ALD)20的系统。该系统能够创建、修改并发送动态数据24b给ALD。动态数据24b允许技术员快速有效地改变ALD20的配置。动态数据24b设置能够被选择的配置或模式，以将ALD置于特定的操作状态。在附图中以简明的略图示出了本发明的元件，其中仅示出对理解本发明的实施例来说所必需的那些具体细节，因而不会由于对本领域普通技术人员来说基于本描述显而易见的过多细节而使本公开内容混乱。

在本专利说明书中，诸如第一和第二、左和右、顶和底等修饰语仅用于将一元件或方法步骤区别于另一元件或方法步骤，而不一定需要修饰语所描述的特定的相对位置或次序。诸如“包括”或“包含”之类的词并不用于限定元件或方法步骤的排它性集合。相反，这样的词仅限定本发明的特定实施例中包括的元件或方法步骤的最小集合。

在本专利说明书中，始终参考天线接口标准组(AISG)规范。AISG标准也完全包含在功能与AISG2.0的类似的第三代合作伙伴计划(3GPP)标准(TS 25.460到TS 25.466)中。任何对AISG规范的提及也都意味着提及3GPP标准(TS 25.460到TS 25.466)或这些标准的任何未来版本。

以下参考图1、图2、图3和图4描述本发明的一个实施例。

图1是将动态数据24b上载到天线线路设备20(ALD)的天线线路设备配置系统10的框图。ALD 20是涵盖通信行业中使用的、用于分析或修改移动基站性能的所有设备的通用术语。一些示例包括远程电调倾角(RET)天线、放大器和VSWR分析器。尽管围绕天线线路设备20描述本发明，但可以想到，本发明可以应用于通信行业中使用的其它设备，或者AISG/3GPP(TS25.460到TS 25.466)标准中定义的任意其它设备，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

ALD 20包括通过总线(未示出)连接的处理器21、通信接口22、非易失性存储器24形式的存储装置。处理器21可以直接或间接控制ALD硬件23。非易失性存储器24包含配置数据，配置数据包括静态数据24a和动态数据24b。处理器21、通信接口22、总线和非易失性存储器24可以是单芯片，这对本领域技术人员来说是公知的。此外，非易失性存储器24可以位于ALD处理器21中或者使用外部部件。非易失性存储器24还可以包含控制ALD 20的基本功能的固件25，或者固件25可以位于分离的部件中，这对本领域技术人员来说是显而易见的。另外，应当理解，处理器21也可以使用易失性存储器，这对本领域技术人员来说是公知的。

静态数据24a只能由制造商使用AISG卖方命令或类似方法进行修改。静态数据24a的一个示例是必须保持唯一性的设备序列号。

动态数据24b定义专用于设备站或基站的ALD 20的配置。这允许在不修改固件25的情况下重新配置ALD 20。类似地，可以在不擦除动态数据24b的情况下上载固件25。

在本发明的优选实施例中，通信接口22是射频(RF)接口。除提供射频路径外，RF接口还充当ALD的直流(DC)电源和ALD的通信接口，这对本领域普通技术人员来说是公知的。射频接口上使用的通信协议是AISG，并且与控制器30通信，在本实施例中控制器30遵从AISG。AISG是天线接口标准组的首字母缩写。成员包括ALD制造商的该组已经针对具有数字远程控制和监控便利的天线线路产品的控制接口创建了开放的规范。AISG命令仅能修改参数的基本集合，不能改变ALD 20的配置。

主计算机40与存储装置通信，存储装置包括用于修改动态数据24b的动态数据编辑器50或“个性化编辑器”形式的计算机程序指令。主计算机40可以使用以太网连接、串行连接、无线连接、并行连接、USB连接或任意其它的可用连接直接连接至控制器30，这对本领域技术人员来说是公知的。主计算机40可以通过网络，如连接至因特网或移动电话网的局域连接，连接至控制器30。在某些例子中，主计算机40可以使用以太网连接、串行连接、无线连接、并行连接、USB连接或任意其它的可用连接直接连接至ALD 20。主计算机40可以是运行Microsoft

操作系统的个人计算机，或者运行OS X操作系统的Apple Mclntosh或者是几乎任意其它可用的计算机系统。

ALD硬件23包含与ALD类型有关的电子电路。例如，用于塔顶放大器(TMA)的电子电路可以包含形成射频低噪声放大器(LNA)的针对操作频率的场效应晶体管。例如，在蜂窝“GSM900波段”中操作的TMA会被设计为放大860MHz-960MHz(通带)范围中的信号，并丢弃该范围外(阻带)的频率。

图3和图4是主计算机40上安装的、允许技术员创建或修改动态数据24b的动态数据编辑器50的用户界面的示例性屏幕截图。动态数据24b可以是新创建的动态数据24b或升级后的动态数据24b。

图3示出用于编辑动态数据24b的动态数据编辑器50，其中动态数据24b可以包含以下通用设置：

a)文件名和版本号，可以被指定，并可以报告给如图3和图4的“Personality Details(个性化细节)”部分中示出的AISG控制器。文件名和版本号可以与其它工厂和固件细节组合在一起，并在AISG“GetInfo”命令或其它便利的数据字段中的硬件或软件版本信息字段中报告。这允许技术员使用标准AISG控制器确定ALD的配置的全部细节。

b)AISG兼容标记，用于使能或禁止处理不同ALD制造商对AISG规范的不同解释的代码变化，如图3和图4的“AISG Compatibility Flags”部分所示。

c)AISG通信间歇，用于在一段时间内没有收到AISG数据帧时，将ALD重新设置为当前窗口告警模式，如图3和图4的“Settings”部分所示。

d)次序及时序信息，逐级初始化ALD，使得电流消耗随时间逐渐增加，而不发生大突发电涌，从而防止在不同的基站和控制器上发生电力故障或告警。

动态数据24b可以包含如图4所示的操作模式51的查找表。可以由ALD20从表中选择有效操作模式，以确定哪个或哪些端口正在供电，以及如果有AISG信号的话，哪个或哪些端口有AISG信号。

操作模式51从操作模式查找表中读取，并且可以包含以下设置：

a)硬件切换配置，用于将硬件置于正确的操作模式，并根据所选模式中正确操作的需要对电力和信号进行路由。

b)基于操作模式而改变的软件配置位或设置。这可以包括使能或禁止AISG通信代码，或改变通信端口和其它行为。

c)电路的电流消耗目标的设置，这些电路针对告警和正常两种操作状态使用可变负载来测量和调节ALD的电流消耗。

d)针对告警和正常两种操作状态对固定值负载进行控制的电流截断开关的设置。

e)用于告警解释的告警配置位。例如，塔顶放大器(TMA)可以具有以下告警配置位：

i)单FET故障是次要或主要告警。

ii)单FET故障导致LNA的旁路(关闭)。

iii)双FET故障是次要或主要告警。

iv)双FET故障导致LNA的旁路(关闭)。

一旦使用动态数据编辑器50编辑了动态数据24b，就使用AISG软件上载过程将动态数据24b上载到ALD。ALD 20针对AISG软件上载过程实施两个或更多个有区别的目标：

a)固件上载(如AISG标准中定义的)。

b)动态数据24b的一个或多个集合上载(本文件中公开的本发明)。

AISG软件上载过程并不限制被传送数据的格式，但建议包括头24c，以验证数据是针对特定ALD，从而防止无效固件的意外上载。本发明定义了除确保数据与ALD模型匹配外，还定义了将正在上载的数据类型告知ALD 20的头24c，正在上载的数据类型是固件25或者是动态数据24b。

在之前的示例中，动态数据24b包含针对ALD的很多设置的设置。然而，动态数据24b可以被划分成子集，并可以定义ALD的更具体的设置。例如，第一动态数据24b文件可以仅包含用于改变塔顶放大器(TMA)的接收路径增益设置的设置。此外，第二动态数据24b文件可以包含用于改变TMA的告警行为的设置。另外，第三动态数据24b文件可以包含定义要使用的通信协议版本的设置。每个动态数据24b文件由唯一的头来标识，并且可以被独立地上载到TMA。针对ALD的特定功能制订动态数据24b文件的优点，意味着动态数据24b文件更小，并且可以被更快地上载到ALD。划分动态数据的进一步优点在于，相同的配置改变可以在不影响其它动态数据配置的情况下被应用于不同的ALD组。例如，在不影响告警行为的情况下改变AISG协议版本。

上载目的地由ALD选择并由动态数据24b中的头24c控制。固件头包含指示该文件用于替代正在操作的固件的数据，而配置头指示该文件应当被置于动态数据存储器中。固件25重编程过程针对各个处理器的类型以及ALD电路的实现，且不由本发明覆盖。

在非易失性存储器24中为要存储的两个或更多动态数据24b预留空间。在非易失性存储器中制订规定以指示动态数据24b中的哪些是当前有效的。当ALD 20访问动态数据24b时，ALD 20查找有效动态数据并上载动态数据24b。

图2示出将动态数据24b上载到ALD 20的过程。首先，处理器21读取有效的那个动态数据集合，例如动态数据集合1。处理器21载入有效动态数据24b，并初始化用于上载的硬件设置。处理器监控操作模式，并在模式改变时从动态数据中载入操作模式设置。接着，处理器与控制器30建立AISG连接，并且控制器30上载动态数据24b作为软件上载图像，这对本领域技术人员来说是已知的。然后，由控制器30开始AISG软件上载过程。然后，处理器21检查动态数据24b的头24c，以确定数据是固件25还是动态数据24b。如果数据是动态数据24b，则处理器21选择非易失性存储器24中的无效动态数据位置(例如位置2)。接着，控制器30将动态数据24b发送到处理器21，处理器21将动态数据24b写入无效动态数据位置，结束AISG软件上载过程。处理器随后使用循环冗余校验或诸如哈希函数或密码信息认证码之类的任何其它错误检测机制，对动态数据24b进行验证。然后，如果验证通过，则将新的动态数据位置选择为有效动态数据24b。最后的步骤是处理器21重启并读取有效动态数据24b。

使用该过程，固件25没有被动态数据修改所改变，因此单个版本的固件25可以被上载到ALD的所有配置中。

其它配置参数可以在不超出本发明范围的情况下依赖于被配置ALD 20的类型进行设置。

本发明对ALD的客户和制造商两者都提供很多优点和有益效果，包括：

1)客户可以储备ALD的单个模型，以备用和用于新的设备站，这降低了存货成本，并简化了固件升级和维护操作的管理。

2)客户可以在不需要替换ALD的情况下配置基站或者修改设备站，这极大地简化了升级过程，从而降低了成本。

3)可以基本实时地修改(由动态数据设置的)基站配置，以便即使在ALD 20正在使用时改进覆盖率。

4)客户可以使用动态数据编辑器软件工具来定义和编辑动态数据24b，这使得容易执行对ALD行为的改变，以满足客户需求。软件工具可以产生准备好上载的动态数据。动态数据也可以与固件源代码分开管理。

5)由于可以使用动态数据编辑器软件工具对ALD 20进行配置，因此ALD客户在获得ALD时不需要知道他们所有基站和设备站的配置的具体规范。

6)只需要为每个ALD 20写入、维护、调试和编制单个版本的ALD固件25。这为ALD制造商节省了大量的软件设计时间。

7)由于有单个版本的ALD固件25，因此制造过程得到了大大简化和流水线化，并降低了存货和生产成本。

8)如果在ALD固件25中需要新的特征，或者报告有缺陷，则只需要给所有客户编写、测试并发行一个新的固件25用于上载到现场的ALD 20。固件上载不会影响当前的动态数据，因此在为ALD 20部署固件更新时，不需要专用的配置管理任务。

9)ALD制造商只需要向客户提供小数目的产品模型来支持宽范围的基站和设备站配置，这降低了ALD制造商和客户的存货。

使用本发明的将动态数据24b传送到不同类型通信设备的其它实施例是很明显的，举例来说，通信设备可以是VSWR测量仪器。创建和上载动态数据24b的过程与先前描述的实施例相同，但动态数据内的字段可能不同。

出于描述的目的而向本领域普通技术人员提供本发明实施例的上述描述。其不意味着是穷举或将本发明限制在单个公开实施例。如上所述，在上述教导下，本发明的众多变体和改变对本领域技术人员来说是清楚的。因此，对本领域技术人员来说，既然已经具体讨论了某些示例性实施例，其它实施例将是明显的，或相对容易开发的。因此，本发明说明书意图涵盖这里已经讨论的本发明的所有变体、修改和改变，以及落入以上讨论的发明的精神和范围内的其它实施例。

Claims (24)

1.一种通信设备，包括：

固件，存储用于控制处理器根据配置对通信硬件进行操作的指令；

存储装置，包含静态数据和定义所述配置的至少一个动态数据的集合，所述动态数据能够被动态升级，以基本实时地改变所述通信设备的配置。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述动态数据是升级后的动态数据或新创建的动态数据。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述静态数据和动态数据存储于非易失性存储器中。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述通信设备是天线线路设备。

5.根据权利要求4所述的通信设备，其中所述天线线路设备由天线接口标准组(AISG)/第三代合作伙伴计划(3GPP)标准定义。

6.根据权利要求1所述的通信设备，其中存储于所述固件中的所述指令被适当地配置为使所述通信设备：

通过通信接口接收升级后的动态数据；

将所述升级后的动态数据写入所述存储装置的无效区域；并且

选择所述升级后的动态数据作为有效动态数据。

7.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述动态数据设置故障模式、通信信道或硬件中的任一个，以使所述通信设备旁路。

8.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述动态数据设置告警阈值。

9.根据权利要求1所述的通信设备，其中用于传输所述动态数据的通信协议是AISG/3GPP协议。

10.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述动态数据将所述硬件配置为逐级初始化。

11.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述动态数据包含头。

12.根据权利要求1所述的通信设备，其中所述动态数据定义配置的子集。

13.根据权利要求10所述的通信设备，其中所述动态数据定义要使用的通信协议的版本。

14.一种配置通信设备的方法，所述通信设备包括：存储用于控制处理器对通信硬件进行操作的指令的固件，以及包含静态数据和定义配置的至少一个动态数据的集合的存储装置；所述方法包括以下步骤：

在主计算机处创建动态数据；以及

将所述动态数据从所述主计算机通过通信接口基本实时地传输到所述通信设备。

15.一种配置一种类型的通信设备的方法，该种类型的通信设备包括：存储用于控制处理器将通信硬件操作为一种配置的指令的固件，以及包含静态数据和定义所述配置的至少一个动态数据的集合的存储装置；所述方法包括以下步骤：

通过通信接口接收动态数据；

将所述动态数据写入所述通信设备中的存储装置的无效区域；以及

选择所述动态数据作为有效数据。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述动态数据是升级后的动态数据或新创建的动态数据。

17.根据权利要求14或15所述的方法，所述静态数据和动态数据存储于非易失性存储器中。

18.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述通信设备由AISG/3GPP标准定义。

19.根据权利要求14或15所述的方法，其中存储于所述固件中的所述指令被适当地配置为使所述通信设备：

通过通信接口接收升级后的动态数据；

将所述升级后的动态数据写入所述存储装置的无效区域中；并且

选择所述升级后的动态数据作为有效动态数据。

20.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述动态数据设置故障模式、通信信道或硬件中的任一个，以使所述通信设备旁路。

21.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述动态数据设置告警阈值。

22.根据权利要求14或15所述的方法，其中用于传输所述动态数据的通信协议是AISG/3GPP协议。

23.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述动态数据将所述硬件配置为逐级初始化。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述动态数据定义要使用的通信协议的版本。

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