CN102047683A - 用于电信系统中的集中管理网络单元的动态故障分析 - Google Patents

Abstract

提供移动电信系统中的基站中基于模型的故障分析，该基站具有故障管理器和适合于向故障管理器发送故障指示信号的资源。该故障分析包含下列功能：将故障规则配置文件中的所述资源的预定故障规则模型接收到故障管理器中；实现预定规则的故障分析算法，以根据所述预定故障规则模型分析所接收的故障指示信号；根据故障规则配置文件生成分析树数据结构；从所述资源之一接收包括标识和分类信息的故障指示信号；根据所述故障指示信号在分析树数据结构中检索可应用的故障规则；评估被应用在所述故障指示信号上的所检索的故障规则的结果；根据所应用的故障规则的所述结果生成告警信号。

Description

用于电信系统中的集中管理网络单元的动态故障分析

技术领域

本发明一般涉及从网络管理系统集中管理的移动电信系统中网络单元中的故障分析。更具体地说，本发明涉及用于网络单元诸如无线电基站的故障管理功能的体系结构。

背景技术

在从网络管理系统集中管理的移动电信系统的基站中，存在许多由支持基站的活动的软件和硬件资源实现的功能。这些资源通常设计成检测输入信号中或操作结果中的故障。故障信号在资源中生成，并被发送到基站中基于软件的故障管理器。

现代基站的越来越复杂的性质使得必然存在许多生成故障信号的源，并且还存在其中单个故障可引起大量随之而来的或副作用的故障信号的许多实例。故障管理器的重要任务因此是分析哪些故障优先化，并根据故障信号的相关性和过滤确定是否应该生成告警信号并将其传送到中央网络管理系统。

故障管理器中通常使用基于模型的故障分析技术来标识应该报告给中央网络管理系统的故障。这需要定义所有资源和可发生的任何相关故障，以及如何向网络管理系统报告所标识故障的资源与规则之间的任何相关性。通常故障管理器在资源观点接收故障，并设计成在模型观点向网络管理系统发送告警。每个故障分析模型仅描绘一个定义的系统，并且每当修改系统或更新系统定义时必须创建新模型。

这是制造商以及系统运营商的问题，因为存在向电信系统添加新特征和资源的持续需要。故障分析模型通常是用故障管理器软件硬编码的。引入新特征和资源需要新的或修改的模型，并且用通用技术，这还需要开发和安装新的故障管理软件。这返回来又需要高成本进行代码开发、验证和维护，以及在安装时间期间使基站断电。一个备选是具有在资源中实现的故障分析算法，这需要故障分析算法在几种情况下实现，即，在成本和维护方面再次低效的每个资源中的故障分析算法的一种情况。

因此，需要一种允许更平滑修改或更新故障分析模型的更灵活的故障管理软件。

相关技术

在已知技术中，存在解决故障管理问题的不同方法。

专利文档US 5,408,218公开了一种在复杂电气系统诸如电信系统中的基于模型的告警协调系统。这部分相关技术中的告警协调系统协调初级和次级告警通知，以便确定它们是否由单个故障或多个故障引起。电气系统包括多个管理对象，例如基站，每个都被视为负责其自己内部故障管理的自含式功能单元。这个系统设计成检测管理对象中的不合格性能，并区分具有由于内部故障引起的不合格性能的管理对象与具有由于其它管理对象中的故障引起的不合格性能的管理对象。协调系统还设计成生成引起故障的那些管理对象内的初级告警通知和不引起故障但受引起故障的管理对象影响的次级告警通知。本公开不解决改变模型的可行性。

在专利文档US 6,102,152中，公开了一种从中央观点以管理电信系统的各种基于软件的网络单元中的故障为目标操作的软件故障管理系统。这部分相关技术采用具有分布式人工智能的专家系统，形式为使用根据信息库、基于案例的信息和其它管理信息的功能模型处理软件故障的多个代理。系统通过表示由代理解释的可改变形式的基础开关设计知识而独立于技术特定实现。由此将一方面用于诊断故障的通用过程推断机制与另一方面不同网络单元的特定模型分开。代理工作在不同网络单元和/或软件故障管理过程的不同方面，并合作以便提供附加的以及更全局的信息来帮助诊断电信系统网络中的问题。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种对更新电信系统中基站的故障管理器软件中的故障分析模型的不灵活性问题的解决方案。

根据本发明，通过将故障管理器中的故障分析算法与故障规则的定义分开来解决问题。故障规则保存在动态数据结构中，遍历该数据结构以响应于所接收的故障指示信号找到可应用的故障规则。故障分析算法使用检索的故障规则评估故障，并根据故障规则生成告警信号。这个故障管理体系结构允许动态而灵活地更新故障规则。

根据本发明的一个方面，本发明应用为用于移动电信系统中基站中的基于模型的故障分析的方法、电信基站和计算机程序产品。本发明所应用的基站包括适合于控制基站活动的数据处理部件、通过数据处理部件可执行的软件代码实现的故障管理器功能以及适合于实现基站功能和向故障管理器代码发送故障指示信号的多个软件和/或硬件资源。

将故障规则配置文件中的所述资源的预定故障规则模型接收到故障管理器中。在故障管理器中实现预定规则的故障分析算法，以根据所述预定故障规则模型分析所接收的故障指示信号，并根据故障规则配置文件生成分析树数据结构。

在操作中，从所述资源之一接收故障指示信号，所述故障指示信号包括标识和分类信息。在接收到故障指示信号后，根据所述故障指示信号从分析树数据结构中检索可应用的故障规则。评估被应用在所述故障指示信号上的所检索的故障规则的结果，并根据所应用的故障规则的所述结果生成告警信号。

可在初始化时或在运行时操作期间动态更新故障规则，并且根据本发明的一个方面，当初始化故障管理器功能代码时，加载故障规则配置文件以便生成所述分析树。根据另一个方面，响应于加载控制信号，加载故障规则配置文件以便生成所述分析树。根据又一个方面，在检查被设计用于指示更新故障配置文件的更新参数过程之后，加载故障规则配置文件，并响应于指示存在更新故障配置文件的所述更新参数，加载更新故障规则配置文件，并生成更新分析树数据结构。

本发明的效果是，故障管理器功能可容易而灵活地更新，因为故障规则驻留在动态数据结构中，并且无需写复杂的代码就能实现高级的故障规则。

附图说明

将参考附图进一步说明本发明，其中：

图1示出了通常实现本发明的电信系统的结构的示意性总览图；

图2用网络单元的示例更详细地示意性示出了本发明的实施例；

图3示出了根据本发明概念的方法实施例的概要的流程图。

具体实施方式

本发明的动态故障管理应用在图1中示意性例示的电信系统中。

图1示出了具有优选以通信方式经数据通信网络5耦合到多个网络单元2A-2D的中央网络管理系统1的电信网络3的框图。存在许多不同类型的网络单元，并且该图例示了移动电话无线电基站2A、2B、2C以及象征性的具有某种其它功能的网络单元2D，诸如发送网络设备中的路由器。每个基站2和其它这种管理网络单元具备功能组件，形式为基于计算机的硬件和其它电子硬件以及设计成实现电信基站的不同的本身已知的功能的计算机程序软件。在典型的电信系统中，可能存在大量管理单元，其中这些管理单元优选以通信方式经因特网协议通信网络耦合到网络管理系统。

网络管理系统和网络单元以本身已知的方式基于计算机技术，由此包含数据处理部件、数据存储部件、输入/输出接口和特别设计成实现系统和单元的不同功能单元的软件程序。

网络单元与网络管理系统之间的通信包含传递相应网络单元中不同类型预定事件或条件的告警信号A#。例如在网络管理系统中由告警管理器20以本发明范围以外的常规方式处理告警。

图2是根据本发明包括动态故障分析功能性的网络单元实例的更详细框图。在图2中，中央网络管理系统NMS 1耦合到多个管理网络单元，这里用移动电话系统的无线电基站2的形式的网络单元例示。以本身已知的方式，基站2具备故障管理器功能(FM)4，其通常用专门设计的软件实现，并由基站中提供的数据处理系统执行。

基站具备通常实现基站中不同功能的许多软件和硬件资源，例如以软件功能性SW#1形式的第一资源6、以硬件功能性HW#2形式的第二资源8以及以软件功能性SW#3形式的第三资源10。这种功能性和资源例如是与无线电发送器和接收器或温度控制即基站内的冷却与加热相关的软件和硬件功能。

每一个资源都能够向故障管理器4分别发送故障指示F#1、F#2和F#3。故障管理器4包括故障分析算法12和分析树生成器16，但二者通常不一定结合在一起并用故障管理器软件编译。包括资源6、8、10的预定故障规则模型的故障配置文件18存储在基站4的数据存储区域中，并对于要加载的故障管理器软件可访问，并被输入到分析树生成器16。分析树生成器16设计成根据在故障配置文件18中表示的故障规则模型生成动态分析树数据结构14。然后故障分析算法12使用分析树数据结构14根据从任一资源接收的故障指示信号检索可应用的故障规则。

本发明方法基于故障模型与利用故障模型确定对从网络单元中任一资源接收的故障信号的响应的故障分析算法的分开。该方法包括图3中所例示的不同阶段，还参考图2。

301.定义动态故障分析工具的准备阶段。

为了实现本发明的概念，本发明包括根据一个或多个故障规则的输入定义动态故障分析工具的准备步骤，动态故障分析工具包括：

a.根据预定语法描述当前网络单元中资源的故障规则模型。

故障规则的一个简单示例：alarm 1＝faultind 1(与图2中的F#2相比较)

这意味着，告警alarm_1将在故障指示faultind_1有效时被激活，并且将在faultind_1被清零时被清零。

可以用布尔表达式将告警规则与其它故障指示组合，

例如alarm_2＝faultind_1 AND faultind_2，意味着在告警有效之前，faultind_1和faultind_2都必须有效。该表达式可以用任何布尔算子AND、OR、XOR、NOT、()形成，例如：alarm_3＝(faultind_1 ORfaultind_2)AND(faultind_3 AND NOT faultind4)

b.用于生成分析树数据结构的分析树生成器算法，取决于根据上述语法定义的故障规则模型。根据本发明的算法基于用于解析布尔表达式并用于构建评估树结构的本身已知的技术。

c.分析树数据结构，适合于存储故障规则。

d.故障分析算法，适合于分析故障信号或故障消息。故障分析算法设计成遍历分析树数据结构以根据所接收的故障信号找到和检索可应用的故障规则。故障分析算法还设计成根据预定告警生成规则并根据检索的故障规则确定是否生成告警信号。

302.在网络单元中安装动态故障分析工具的设置阶段。网络单元中故障管理器功能性设置阶段包括下列步骤：

a.在网络单元的数据处理系统中安装包括设计成实现故障分析算法的代码部分的故障管理器软件代码。

b.在网络单元的数据存储部件中存储故障规则配置文件中的预定故障规则模型。

303.建立动态故障分析工具可操作性的启动阶段。

根据本发明实施例的故障管理代码的启动阶段包括下列步骤：

a.初始化故障分析算法和分析树生成器作为故障管理器功能代码的一部分。

b.加载故障规则配置文件作为到分析树生成器的输入。

c.通过分析树生成器根据故障规则配置文件生成分析树数据结构。

304.在运行条件下操作动态故障分析工具的运行时阶段。

在运行时阶段，根据一个实施例的本发明包括下列步骤：

a.从任一资源接收故障指示信号作为到故障管理器的输入。故障指示信号例如以消息或恒定信号的形式从资源中的故障过滤器传递，并包括标识和分类信息。

b.通过故障分析算法并根据接收的故障指示信号从分析树数据结构中检索可应用的故障规则。

c.在故障指示信号上应用检索的故障规则并按照故障指示响应获得结果。

d.评估结果，即，所得到的故障指示响应。该结果或许通常更可能被视为中间结果，并且以时间延迟执行评估，使得彼此相关地评估在预定时间间隔期间发生的若干中间结果。

e.根据预定告警生成规则并根据从故障指示信号得到的评估的故障指示响应生成告警信号。告警生成规则优选包含对之前生成的告警信号的相关性、用于关闭之前告警信号的规则和用于生成新的更高级告警的规则以及用于向资源反馈或确认所接收的故障信号的规则。

更新故障规则模型

在一个实施例中，故障规则模型可通过将更新的故障规则配置文件存储在网络单元的数据存储部件中来更新，然后在启动阶段重新初始化系统。然而，优选实施例配置成允许在运行时间更新故障规则模型。根据本发明的实施例更新故障规则模型的过程包括下列步骤：

1.将对应于更新的故障规则模型的更新故障配置文件存储在网络单元中。

2.从网络管理系统向网络单元的故障管理器传递更新控制信号。

3.接收更新控制信号作为到故障管理器的输入。

4.响应于更新控制信号而加载更新故障规则配置文件作为到分析树生成器的输入。

5.通过分析树生成器根据更新故障规则配置文件生成更新分析树数据结构。

本发明的这个实施例由此允许在运行时间期间向故障管理器输入故障规则，并且由此可以代替任何之前存储的故障规则。这个实施例的变型包括检查被设计用于指示更新故障配置文件的更新参数。此后，响应于指示存在更新故障配置文件的所述更新参数，加载更新故障规则配置文件并生成更新分析树数据结构。

故障规则的另外示例包括更多的复杂性，因为故障管理器在资源观点接收故障，并设计成在模型观点向网络管理系统发送告警。根据优选格式的故障规则需要规定要在哪种模型对象类型上生成告警，并从哪些资源类型发送故障指示，例如：

alarm_3@moType＝faultind1@aResourceType AND faultind2@aResourceType

注意，故障规则可用“类型”表示，无需关于模型对象(MO)或资源特定实例化的任何信息。这考虑到表示可对于一组相同类型模型对象多次实例化的故障规则的通用方式。对于当特定类的模型对象即网络单元中的资源或功能性可实例化大于1次，并由此出现在运行系统中的多个实例中时，本发明的概念允许对于这种模型对象只规定一个告警规则，不管实例的数量如何。然而这个信息必须以某种方式在运行时间可用于故障管理器(FM)。在本发明的实施例中，这个信息由运行管理对象数据库提供。

例如：一种系统包含两个实例中的软件资源SWR；SWR实例可发出faultind F#1。假设SWR实例由模型对象MO#1拥有，并且要发出告警A#1，如果来自任一SWR的F#1都是有效的，则告警规则可表示为：

A#1@MO#1＝F#1@SWR[x]OR F#1@SWR[x]

故障管理器FM将[x]解释为FM需要从模型对象拥有系统例如MOM db软件模块中得到运行时间信息。

另一个示例：假设存在2个可发出故障指示F#1的资源R。每个R由模型对象MR管理。如果任一个F#1@R有效，则告警规则应该发出关于每个模型对象MR的告警A#1。另一方面，如果两个硬件资源都是有效的，则应该在另一个模型对象MX上生成告警A#2，并将告警A#1设置成无效。这可表示为相关的一组规则：

A#1@MR[x]＝F#1@R[x]AND NOT F#1@R[x]

A#2@MX＝F#1@R[x]AND F#1@R[x]

当这些故障规则用故障管理器在运行时间从模型对象db接收的实例信息扩展时，它们变成：

{A#1@MR[1]＝F#1@R[1]AND NOT F#1@R[2]

 A#1@MR[2]＝F#1@R[2]AND NOT F#1@R[1]

 A#2@MX＝F#1@R[1]AND F#1@R[2]}

这允许表示来自不同资源的故障指示的相关性的方式。

假设详细阐述前一示例。假设告警A#2与连接都被监控的两个资源R的无源元件相关的知识。

资源R[1]和R[2]都可检测故障并发出F#1，并且这些事件将由FM及时接收作为2个不同事件。

如果立即评估故障规则，则这将导致第一F#1上的A#1有效，并且然后几乎立即第二F#1到达，A#1将被清零，并且A#2将被激活。

这导致不希望有的告警波动，并且为了避免这个告警规则评估因此优选地表达成使得在改变的输入上评估规则之前考虑时间量：

TIMER[100ms]：F#1@R[x]

{A#1@MR[x]＝F#1@R[x]AND NOTF#1@R[x]

A#2@MX＝F#1@R[x]AND F#1@R[x]}

这将解释成故障管理器FM将更新表达式的右手边，但在评估之前等待预定的时间。这考虑到要接收两个事件，之后评估总表达式的估计，并允许发生告警波动。

另外，告警例如A#1优选定义在单独的句子中，例如：

A#1@MO1＝F#1@R

A#1

{AlarmSlogan＝″这是一个示例告警″

EventType＝″通信告警″

ProbableCause＝″发送错误″}

根据本发明概念的动态故障分析机制具有可容易地更新故障分析模型和规则的效果，并还允许对于改进的故障管理和告警生成的复杂故障规则。

Claims (12)

1.一种在移动电信系统中的基站中基于模型的故障分析方法，

所述基站具有：

数据处理部件，适合于控制所述基站的活动；

故障管理器功能，被通过所述数据处理部件可执行的软件代码实现；

多个软件和/或硬件资源，适合于实现所述基站的功能并向所述故障管理器代码发送故障指示信号；

所述方法包括下列步骤：

将故障规则配置文件中的所述资源的预定故障规则模型接收到所述故障管理器中；

实现预定规则的故障分析算法，以根据所述预定故障规则模型分析所接收的故障指示信号；

根据所述故障规则配置文件生成分析树数据结构；

从所述资源之一接收包括标识和分类信息的故障指示信号；

根据所述故障指示信号在所述分析树数据结构中检索可应用的故障规则；

评估被应用在所述故障指示信号上的所检索的故障规则的结果；

根据所应用的故障规则的所述结果生成告警信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

当初始化所述故障管理器功能代码时加载所述故障规则配置文件以便生成所述分析树。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

响应于加载控制信号而加载所述故障规则配置文件以便生成所述分析树。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

检查被设计用于指示更新故障配置文件的更新参数；

响应于指示存在更新故障配置文件的所述更新参数，加载更新故障规则配置文件并生成更新分析树数据结构。

5.一种在移动电信系统中的基站，所述基站具有：

数据处理部件，适合于控制所述基站的活动；

故障管理器功能，被通过所述数据处理部件可执行的软件代码实现；

多个软件和/或硬件资源，适合于实现所述基站的功能并向所述故障管理器代码发送故障指示信号；

所述基站包括：

用于将故障规则配置文件中的所述资源的预定故障规则模型接收到所述故障管理器中的部件；

用于实现预定规则的故障分析算法以根据所述预定故障规则模型分析所接收的故障指示信号的部件；

用于根据所述故障规则配置文件生成分析树数据结构的部件；

用于从所述资源之一接收包括标识和分类信息的故障指示信号的部件；

用于根据所述故障指示信号在所述分析树数据结构中检索可应用的故障规则的部件；

用于评估被应用在所述故障指示信号上的所检索的故障规则的结果的部件；

用于根据所应用的故障规则的所述结果生成告警信号的部件。

6.根据权利要求4所述的基站，还包括用于下列功能的部件：

当初始化所述故障管理器功能代码时加载所述故障规则配置文件以便生成所述分析树。

7.根据权利要求4所述的基站，还包括用于下列功能的部件：

响应于加载控制信号而加载所述故障规则配置文件以便生成所述分析树。

8.根据权利要求4所述的基站，还包括用于下列功能的部件：

检查被设计用于指示更新故障配置文件的更新参数；

响应于指示存在更新故障配置文件的所述更新参数，加载更新故障规则配置文件并生成更新分析树数据结构。

9.一种用于移动电信系统中的基站中的计算机程序产品，

所述基站具有：

数据处理部件，适合于控制所述基站的活动；

故障管理器功能，被通过所述数据处理部件可执行的软件代码实现；

多个软件和/或硬件资源，适合于实现所述基站的功能并向所述故障管理器代码发送故障指示信号；

所述计算机程序产品包括适合于引导所述数据处理部件执行下列功能的计算机程序代码部分：

将故障规则配置文件中的所述资源的预定故障规则模型接收到所述故障管理器中；

实现预定规则的故障分析算法，以根据所述预定故障规则模型分析所接收的故障指示信号；

根据所述故障规则配置文件生成分析树数据结构；

从所述资源之一接收包括标识和分类信息的故障指示信号；

根据所述故障指示信号在所述分析树数据结构中检索可应用的故障规则；

评估被应用在所述故障指示信号上的所检索的故障规则的结果；

根据所应用的故障规则的所述结果生成告警信号。

10.根据权利要求8所述的计算机程序产品，还包括用于下列功能的计算机程序代码部分：

当初始化所述故障管理器功能代码时加载所述故障规则配置文件以便生成所述分析树。

11.根据权利要求8所述的计算机程序产品，还包括用于下列功能的计算机程序代码部分：

响应于加载控制信号而加载所述故障规则配置文件以便生成所述分析树。

12.根据权利要求8所述的计算机程序产品，还包括用于下列功能的计算机程序代码部分：

检查被设计用于指示更新故障配置文件的更新参数；

响应于指示存在更新故障配置文件的所述更新参数，加载更新故障规则配置文件并生成更新分析树数据结构。

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