CN1175698C - 用于将新的基站纳入已存在的通信网络中的方法和相应基站 - Google Patents

Abstract

公开了一种方法和装置，用于准备独立于销售商和版本的信息模型，蜂窝电话基站可以利用这一模型将它的能力信息用一种即插即用方式传送给网络单元。还可以利用这一信息模型将配置信息从网络单元传送给基站。能力和配置信息被自动地传送和使用，从而在配置和预先配置新的或者修改过的基站设备时，降低操作员犯错误的可能性。

Description

用于将新的基站纳入已存在的通信 网络中的方法和相应基站

发明领域

本发明涉及蜂窝移动电话系统，更具体地说涉及这种系统中的基站设计。

发明背景

蜂窝移动电话系统通过将地理区域分成小区来进行工作。网络被这样设置，使得小区之间的干扰最小。小区群由诸指定基站提供服务，作为小区内的移动电话跟同一小区或其它小区内的其它移动电话之间的无线电接口。当某一小区内的一个移动电话发出一个“呼叫”时，它发送一则消息给分配给这一小区的基站，说明它要跟哪一个电话(或者网络服务器)通信。这一基站可以将这一消息转发给移动网，从而进一步跟另一个基站通信(将主叫方跟它想连结的其它电话连接起来)，或者将这一消息传送给适当的网络服务器(将主叫方跟某种类型的网络业务相连)。

有几个因素会影响基站服务小区的大小和类型。常见的是某一小区内移动电话的密度剧增，使得服务于这一小区的基站负担过重。在这种情况下，可以进一步划分小区，增加额外的基站，为较小的地理小区提供服务。例如，现在的移动电话网可以采用3000个基站站点，每年增加500个新基站站点是非常现实的。其它的变化也会影响小区的服务。例如，正在采用较新的改进了的基站技术，这对于某一小区位置来说是非常必要的。在这种情况下，可能会用改进设计替换某一小区内的现有基站。

当服务于某一小区的基站发生这种变化时，这一基站必须被设置成完成一般小区所共有的和基站要服务的小区所特有的任务。这一配置过程通常都采用用于新基站的系统标识并使这些系统专门针对特定的应用。一种这样的系统是操作和支持系统，在这里，它指的是既能存在于单元级(用于管理象基站这样的单个网络单元)又能存在于网络级(用于管理整个电话网络)完成某种操作和维护功能的一种应用程序。术语单元管理指的是单个网络单元的操作和管理，而术语网络管理指的则是整个网络的操作和管理。本发明中典型的单元管理活动包括(但不限于)单个网络单元的安装、投入运行、硬件监视和软件监视。典型的网络管理活动包括(但不限于)建立消息路由选择信息、监视网络性能、收集记账信息等等。

无论什么时候，当增加基站用于通信业务，或者在现有基站中增加、改变或者去掉硬件时，这种改变要求采用这一基站的移动网络进行某种重新配置。给例如当前工作于太接近基站容量的小区引入新基站的成本主要是小区规划、站点建立、硬件安装和移动网络的重新配置。本发明涉及这些成本里的最后一个，也就是网络重新配置，而不管重新配置的原因。

当前，网络的重新配置是人工完成的。首先安装一个新的基站。然后，进行网络(小区)规划以确定安装的硬件的容量。(注意，可以在任意地点安装任意容量的基站，然后可以将网络配置成最好地利用这一基站)。网络操作员用手工方式事先配置好这一移动网，以接收并使用这一新的基站或基站设备。然后操作员告诉基站安装队采用了哪些预先配置，从而使安装队能够将它们输入基站站点里的单元管理器。由于基站技术在不断发展，整个移动电话网内采用了数千个基站的基站设备类型、预先配置类型、硬件和软件类型、升级特性等等，根本无法维持统一。可以预期在移动电话网中会采用不同类型的基站和不同类型的基站设备。这样，对许多不同种类的基站和基站设备进行管理(和预先配置)就不可避免。但在当前，对这许多不同类型的硬件进行预先配置必须同时在单元管理级和网络管理级进行，这样增加了额外的成本，还会出现这种可能性，由于例如操作员的输入错误，使得载入这两个不同管理级的信息(一个是由网络操作员输入的，另一个是由安装队输入的)互不相容。

发明简述

本发明的目的是每当加进基站或将基站脱离通信交换时，降低移动网的重新配置成本。本发明通过在基站内采用一种即插即用程序，在移动网中增加或者去掉基站的时候，减少手工配置的负担。这样，当网络中增加新的基站时，该基站自己就将它的通信能力告诉移动网。移动网自动地处理这些能力数据，为基站形成配置信息(工作频率、控制信道等等)。

再一方面，本发明中基站将它的能力告诉网络时，采用的是一种标准格式，从而使所有的移动网都能理解。

根据本发明的用于将一个新的基站容量纳入一个已存在的通信网络中，该方法包括如下步骤：

使用一种公用抽象资源信息模型的格式从该基站发送基站容量到一个网络管理器，基站容量限定发射功率、可用的无线电源和信道属性的中的一个或多个；

根据该基站容量和网络的需求，准备并发送该基站的操作配置信息，所述配置信息也是使用公用抽象资源信息模型的格式；和

该基站以公用抽象资源信息模型的格式接收配置信息，并且根据配置信息配置该基站。

根据本发明的一种基站，包括：

基站的硬件和软件基础设施；

一个基站资源基础设施管理层，用于管理基站软件和硬件基础设施；

一个基站抽象资源管理层，它基于一个标识基站软件和硬件基础设施操作能力的抽象信息模型，具有自己的单元管理操作系统，其中的所述信息模型独立于所述基站软件和硬件基础设施的所有格式；和

一种站点能力应用程序，用于在基站软件和硬件基础设施的基础上，生成抽象信息模型。

附图简述

下面将参考附图，对本发明的其它优点和目的进行详细的介绍，在这些附图中：

图1是本发明可以采用的移动台和一个基站的示意图；

图2是本发明一个示例性实施方案中采用的基站、交换系统和操作系统的示意图；

图3是图2的示例性实施方案中更详细的子系统的示意图；

图4是本发明一个方面中一个示例性基站的示意图；

图5和图7是本发明中一个信息模型实施方案的实例；和

图6是本发明即插即用能力的一个示例性实施方案。

优选实施方案详述

在今天的移动电话系统里，操作员必须管理大量不同类型和不同配置的基站。在某一个区域里移动电话的使用发生变化时，需要改变为这一电话的使用提供服务的硬件和软件。例如当系统里增加新基站时，电话运营公司必须保证准确而迅速地完成小区规划、维护和设备扩展。事实上，即使仅仅是对一个现有基站进行升级，也必须进行这种规划。

一方面，移动网的重新配置包括使这一移动网适应这一设备，或者对某一个基站升级。在过去，为了做到这一点，需要操作员通过计算机跟移动网的接口，将网络配置好，最终在基站里采用这一新的配置。然后另一个操作员通过另一台计算机跟基站建立接口，按照提供给移动网的信息配置好基站。这样做需要三个步骤：第一个人在网络控制站点预先配置网络，第一个人将预配置数据口头告诉基站站点那里的第二个人，然后第二个人根据口头告诉他的数据预先配置基站。

本发明人发现，通过对基站预编程，让它将它自己的容量告诉网络，新基站设备的配置和升级的过程可以简单得多。接下来网络将基站的容量考虑进去，根据它所有单元节点的能力，包括这一新基站的能力，重新设计通信参数和特性。最后，在这一重新设计的基础上，网络将预配置数据传送给这一基站，这一基站载入这些数据并在它的正常工作中使用。

通过自动地重新配置基站和网络，可以在基站站点引入新的设备，而不需要操作员同时预先配置基站和网络。

图1～3给出了基站和这些基站要连接的移动网的实例。每一个基站10都为许多不同的移动台例如蜂窝电话MS1～MSn提供服务。移动台跟基站10交换信息，发送消息给其它移动台或者其它网络部件，以及从其它移动台或者其它网络部件接收消息。

如图2所示，电话网络12包括基站系统10，该基站系统10包括一个无线电基站14，跟基站控制器16相互连接。基站系统10通过基站控制器16和移动业务交换中心22跟交换系统18通信。典型情况下，交换系统18要为许多不同的基站系统10提供服务，从而从许多不同的基站控制器16接收消息。交换系统远离它服务的基站10。在这一电话网12中还有一个操作和支持系统20，它可以跟交换系统18在一起，也可以是一个单独的系统。

交换系统18通常都负责处理呼叫和为用户提供服务。它保存了一个数据库，用来识别移动台通常都在哪些小区里，进行某一呼叫的时候它们实际上在什么地方，以及这一移动台有权使用哪些用户功能。交换系统18还能接入ISDN业务、外国交换机等等这样的外部网络。基站系统10为跟它通信的移动台24完成所有的无线电功能。基站系统10包括基站控制器16，用来处理小区配置数据以及为基站系统10分配信道。最后，操作和支持系统20处理网络里的错误，并配置交换系统和基站系统控制器。

图3更详细地说明基站控制器16以及操作和支持系统20。基站控制器16通过操作和支持系统20中的操作和维护系统50跟操作和支持系统20通信。该操作和支持系统20包括多个这样的操作和维护系统50～52，通常(尽管不是必须的)是跟操作和支持系统20必须保持联系的基站控制器一一对应。

为了说明基站控制器的一个实例，图3中的基站控制器16包括几个硬件和软件子系统，包括群交换30、信道交换32、业务控制34、无线电操作和维护36以及无线电控制40。基站控制器还可以采用其它不同的子系统，这样就可以按照特定基站应用中采用的业务和硬件修改图3中的实例。群交换子系统30是一些软件和硬件，负责选择、连接和断开信号路径。信道交换子系统32负责信令和消息的路由选择。业务控制子系统34负责建立和监视呼叫。无线电控制系统40管理无线电网络。无线电操作和维护子系统36负责内部操作和维护。对于本发明来说重要的不是基站控制器16中职责的类型和划分，而是在控制器中某个地方有一个内部操作控制器，它依赖于某种操作系统33，用于配置基站系统10中子系统的操作特性。

这些操作特性对每一基站来说都是唯一的，可以包括硬件和软件能力信息、地理小区配置信息、基站标识码、分配给基站服务区内小区的射频信道号、每一个小区的最大输出功率、相邻小区的频率等等。网络中增加基站或者修改基站时，重新配置小区时，或者重新分配工作频率时，这些操作特性会发生改变。必须将这些变化和重新配置信息告诉基站系统10，以适应这些变化。另外，还必须通知操作和支持系统20中的操作和维护系统50，并按照这些变化重新配置它们。

操作和支持系统20必须了解它提供服务的基站10的所有操作特性，从而使它能够通过网络管理器54正确地管理整个移动网。这一网络管理器负责通过配置管理器55配置整个网络。网络操作管理器56和网络性能管理器57还对网络的操作和性能进行监视。如图3所示，由于网络管理器54的工作过程必须跟各种基站系统10(有时有几千个)里的基站控制器16相容，基站控制器16必须被配置成跟网络管理器54所预期的绝对一致。基站硬件和软件的容量和能力有某种限制，而网络管理器54则对基站有某种要求，要求基站处理由基站提供服务的小区内发送的移动台24的消息。操作和支持系统20、基站控制器16和基站必须交换信息，从而使它们能够在如何使用这些能力从而使整个网络处于最佳状态达成共识。

在本发明中，当基站开始工作、被修改或者获得服务的时候，它就(通过基站控制器16跟操作和管理系统50之间的通信)告诉网络管理器54它有哪些能力。这一能力信息可以由一个操作员在基站站点手工输入，最好由内部基站过程自动地产生。为了使基站能够传输这一能力信息，基站和网络管理器之间必须有某种共识。根据本发明的一个实施方案实例，这一共识是由提供给移动网针对网络管理54的一个抽象资源信息模型(反映基站的能力)来提供的。

收到信息模型以后，移动网会了解这一基站的基本能力，然后利用这一公用模型语言来配置基站，如果需要，还要配置网络中的相邻部分。这样，基站自动地将能力信息交给网络管理器54，网络管理器54需要这些信息来配置管理器55，从而配置网络以适应新的(或者修改过的)基站，并能发送工作频率、控制信道等等信息给基站使用。

图4给出了采用本发明信息模型的一个基站管理体系结构实例。首先，将基站的专用部分分离成一个基础设施管理层。这一基础设施管理层专用于基站的实施和版本，并需要它自己的单元管理操作系统。在网络单元例如传输网络功能中，这一基础设施管理层可以公用于几个不同的应用。

然后基站分出一个基站抽象资源管理层，它包括抽象资源信息模型，移动网利用这一模型来检查基站的能力，并从移动网中接收基站的配置信息。这一抽象信息资源模型独立于基站硬件和软件。这样这一管理层就能够提供所有基站的信息模型，而不管它的销售商是谁，也不管它的版本号。

图5给出了抽象资源信息模型的一个实例。这只是一个实例，针对的是一个CDMA基站。这一实例只是为了说明本发明的一个潜在应用。在许多其它不同的基站应用中同样可以采用本发明。在图5中，基站站点用跟移动网的控制有关的基站功能代表物理基站站点。基站站点通常都包括象站点标识和地理位置这样的属性。基站站点还包括这一站点中无线电资源的信息。

图5中的无线电连接单元可以被配置成实现不同种类的空中信道。这些无线电连接单元用作移动网的传输接入点。无线电连接单元的典型属性有信道类型、链路地址和每一信道类型的信道专用属性。

图5中的载体单元代表“无线电近处部分(Radio Near part)”里的设备。这些单元的典型属性有频率分配、最大辐射功率等等。

图7给出了图5所示实例更详细的实施方案，其中的基站站点能够同时承载12个无线电连接。每组6个无线电连接的两组都能接入三个专用载体单元(在移动连接可以包括空中一个以上的“支路”的地方，这可以用于CDMA软切换)。这一模型实例的能力有几处局限性。例如，那6个第一连接只能用上面三个载体单元建立的CDMA频率接入空中接口。下面的6个连接同样有这样的局限性。通过图7中的模型将这一容量信息传送给移动网络。

图7中的模型说明了所有对象的组合能力和每一个对象的能力。上面介绍了常见的能力属性，它包括例如，允许的频谱、每一个载体单元的最大辐射功率等等。

图5中的组合对象提供了一种独立于版本和销售商的标识基站容量和配置信息的模型。为了实现本发明的下一个方面，其中的基站通过该模型用一种“即插即用”方式将它的容量信息传送给网络，可以采用图6所示的实施方案。如图6所示，必须将基站基础设施信息转换成信息模型(在图的底部)。采用站点能力应用程序来完成这种转换。具体而言，这一站点能力应用程序识别基站内安装的基础设施，并由此建立抽象信息模型。当然，这一站点能力应用程序还能检测基站性能的下降(有故障的单元、去掉了的部件等等)和升级(安装好的单元)，并通过抽象模型将这些修改传送给移动网。

采用前面介绍过的那种模型，并用一个站点能力应用程序将站点基础设施信息转换成模型，可以用一种“即插即用”的方式并独立于销售商和版本号，可以将基站能力信息传递给网络管理器。这一站点能力应用程序跟销售商(和版本)密切相关，因为它依赖于基础设施管理层。这样减少了人对物理站点的管理，还减少了在单元与网络单元之间输入错误数据导致的人为错误。

尽管介绍本发明时涉及到了当前认为最实际、最优的实施方案，显然本发明并不局限于这里公开的实施方案，相反，本发明覆盖了后面的权利要求的实质和范围中，所有的改进和等价方案。

Claims (8)

1.一种方法，用于将一个新的基站容量纳入一个已存在的通信网络中，该方法包括如下步骤：

使用一种公用抽象资源信息模型的格式从该基站发送基站容量到一个网络管理器，基站容量限定发射功率、可用的无线电源和信道属性的中的一个或多个；

根据该基站容量和网络的需求，准备并发送该基站的操作配置信息，所述配置信息也是使用公用抽象资源信息模型的格式；和

该基站以公用抽象资源信息模型的格式接收配置信息，并且根据配置信息配置该基站。

2.根据权利要求1的方法，其中发送基站容量的步骤包括发送一个被纳入一个已存在的通信网络无线电业务的完全新的基站容量。

3.根据权利要求1的方法，其中的基站根据基站硬件和软件基础设施自动地生成抽象资源信息模型。

4.根据权利要求3的方法，其中抽象资源信息模型是用基站的各种硬件和软件基础设施对象跟基站的各种硬件和软件基础设施对象的属性信息之间的组合关系来生成的。

5.根据权利要求4的方法，其中抽象资源信息模型中的硬件和软件基础设施对象包括频谱信息、最大功率信息和信道类型信息，其中对象之间的组合关系描述的是无线电连接单元、载体单元和天线单元之间的关系。

6.根据权利要求1的方法，其中网络安排由网络管理器协调的蜂窝无线电业务，该方法还包括以下步骤：

自动把基站容量发送给网络管理器，和

自动把配置信息从网络管理器发送到基站，该配置信息标识由管理蜂窝无线电业务的基站使用的操作参数。

7.根据权利要求6的方法，还包括以下步骤：

预先将对应于基站的操作能力的容量信息装入到该基站中；

将预先装入的容量信息编排成公用抽象资源信息模型的格式作为标准的预先确定的网络管理器所知的格式；

给网络管理器发送编排成标准的预先确定的抽象资源信息模型格式的容量信息；

网络管理器接收标准的预先确定的抽象资源信息模型的容量信息；和

网络管理器制定用于识别由基站使用的操作参数的配置信息，根据由网络管理器协调的已存在的蜂窝无线电业务并且根据容量信息来制定所述配置信息。

8.根据权利要求7的方法，其中格式化的步骤包括编排成与提供商和该基站类型无关的标准的预先确定的抽象资源信息模型格式。

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