CN1300512A

CN1300512A - 将网元连接到无线系统的方法,以及无线系统

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Publication number: CN1300512A
Application number: CN99805542.5A
Authority: CN
Inventors: 德里克·塞林; 朱卡·皮蒂拉; 帕斯·基维拉
Original assignee: Nokia Networks Oy
Current assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Priority date: 1998-04-29
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2001-06-20
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: EP1075773A2; AU756577B2; NO20005414L; WO1999056485A3; CN1167302C; AU3712799A; NO20005414D0; US6977916B1; WO1999056485A2; FI106766B; FI980948A; FI980948A0

Abstract

本发明涉及将网元连接到无线系统的一种方法和一种无线系统,该无线系统包括一个或多个网元(316、324、326、328、334、336),基站控制器(302)以及网管系统(300),它们通过电信连接可操作地互连。信息以划分成时隙的帧的形式在网元间传送。基站控制器(302)控制一个或多个网元。将网元标识信息馈送到需要安装的网元,网元通过电信连接物理上连接到该系统。为了确保可靠和迅速的网元安装,在基站控制器用于与网元通信的帧中,帧的未用连续时隙被划分成一个或多个组(406、412)。每个组的一个时隙(408、414)用作通信信道,它从所述组的时隙中分配。基站控制器分配必要的电信容量供网元与基站控制器间的通信使用,以及分配的电信容量由软件通过到网元的电信连接来分流。

Description

将网元连接到无线系统的方法，以及无线系统

本发明涉及将网元连接到无线系统的一种方法，该无线系统包括一个或多个网元，基站控制器以及网管系统，它们通过电信连接可操作地互连，前述电信连接包括业务信道和控制信道，在该系统中，信息以划分成时隙的帧的形式在网元间传送，基站控制器控制一个或多个网元，将网元标识信息馈送到需要安装的网元，在该方法中，网元通过电信连接物理上连接到该系统。

现代无线网络是包括若干不同网络部件，例如基站，基站控制器，移动业务交换中心，不同传输网和交叉连接设备的高度复杂的系统。在扩展网络或者增加容量时，构造无线网络和扩展已有网络是一项要求严格并且复杂的过程，需要大量的规划、时间和工作。图1说明了无线系统的一个例子，包括基站控制器100、交叉连接设备102、3个基站104到108和网管单元110。基站100通过电信连接112连接到交叉连接设备102，基站104则直接连接到该交叉连接设备102，而基站106到108串联到交叉连接单元102，从而基站控制器传送给基站108的信息可以通过基站106传送。在现有方法中，必须按照预先计算的参数和方案，在现场一次一个网元地手工配置每个元件。这样，管理连接必须手工建立。

在数字系统中，网元间的信息一般以帧的形式传送，一帧包含多个时隙。例如，在数字GSM系统中，基站和基站控制器之间的连接称为Abis接口。该连接一般是帧连接，包括32个以64kbit/s传输速率传送业务量的时隙，这样，总容量是2Mbit/s。图2说明了Abis接口。基站和基站控制器之间的每个连接占用所述帧中的一些时隙。每个基站的时隙数量随着基站的大小和业务信道的容量而变化。

当需要在例如类似于图1系统的已有系统中加入网元，交叉连接设备或者基站时，已知的远程控制方法不再可行，前述网元可以是交叉连接单元或者基站。如果设备物理安装并连接到已有或构造的到系统的电信连接，则基站和基站控制器之间的电信连接必须在门电路、时隙和部分时隙层次上详细设计和配置。就安装网元而言，安装人员必须设定各项设置，才能建立到基站控制器的管理连接，这样才能从管理单元手工或者通过软件设定新基站的设置。因此，增加新网元是耗时并费力的过程，并易于出错。为了测试新基站和分配给该基站的新的电信连接，基站安装人员必须与网管人员沟通。这需要管理人员和安装人员之间的详细的任务协调，才能避免不必要的等待时间。

本发明的一个目的是提供一种方法和实现该方法的系统，使得上述问题得以解决。这通过前序中描述的方法来实现，其特征在于，在基站控制器用于与网元通信的帧中，帧的未用连续时隙被划分成一个或多个组，每个组的一个时隙用作通信信道，它从所述组的时隙中分配，基站控制器分配必要的电信容量供网元与基站控制器间的通信使用，分配的电信容量由软件通过到网元的电信连接来分流。

本发明方法的特征还在于，在基站控制器用于与网元通信的帧中，帧的未用连续时隙被划分成一个或多个组，每个组的一个时隙用作通信信道，它从所述组的时隙中分配，预定允许与基站控制器连接的网元的标识信息，在物理安装之后，需要安装的网元搜索利用电信连接接收的帧，以发现这些组的通信控制信道，利用发现的通信信道标识空闲组，网元通过该组通信控制信道发送它的标识信息和硬件信息给基站控制器，后者比较该标识信息和允许的网元的标识信息，如果允许该标识信息，则接受该网元，基站控制器从该组中分配必要的时隙供该网元与基站控制器间的通信使用，将分配的时隙通过通信控制信道通知该网元，分配的时隙由软件通过到该网元的电信连接来分流。

本发明还涉及一种无线系统，包括一个或多个网元，基站控制器以及网管系统，它们通过电信连接可操作地互连，前述电信连接包括业务信道和控制信道，在该系统中，信息以划分成时隙的帧的形式在网元间传送，基站控制器控制一个或多个包含网元标识信息的网元。

本发明系统的特征还在于，在基站控制器用于与网元通信的帧中，帧的未用连续时隙被划分成一个或多个组，每个组的一个时隙用作通信信道，它从所述组的时隙中分配，预定允许与基站控制器连接的网元的标识信息，在物理安装之后，需要安装的网元搜索利用电信连接接收的帧，以发现这些组的通信控制信道，利用发现的通信信道标识空闲组，网元通过该组通信控制信道发送它的标识信息和硬件信息给基站控制器，后者比较该标识信息和允许的网元的标识信息，如果允许该标识信息，则接受该网元，基站控制器从该组中分配必要的时隙供该网元与基站控制器间的通信使用，将分配的时隙通知该网元。

本发明的优选实施例在相关的权利要求中公开。

本发明的基本思想在于，基站控制器控制并监控网元的安装，并负责自动分配必要的电信容量供网元使用，而不需要手工连接和设置。基站和基站控制器彼此通过控制信道通信，从空闲信道所组成的组中分配必要的电信容量供基站使用。

本发明的方法和系统具有多个优点。网元在系统中的安装实现自动化。必要的手工工作量大大减少。此外，基站控制器和网元之间的电信连接的时隙设计变成冗余，因为连接在基站控制器控制下自动建立。自动化使得可能的差错减少，从而也减少了成本。此外，本发明使得安装可以更快，因为安装人员不再需要同时出现在网络控制或者基站控制器中。

网元安装不需要特殊和昂贵的训练，因为自动化还减少了安装现场的必要工作量。在物理安装之后，启动网元，网元搜索利用电信连接接收的帧，以发现这些组的通信控制信道，开始自动安装。在发现连接和适当的基站控制器之后，自动分配必要的信道，分流供网元使用，该系统可以自动测试连接，通知安装人员连接正常，换句话说，网元可以进入工作状态。

下面结合附图，通过优选实施例来详细描述本发明，在附图中：

图1说明了无线系统的例子；

图2说明了Abis接口；

图3示出了无线系统的例子；

图4说明了基站控制器和网元间的接口的例子；

图5的流程图说明了构造或扩展无线系统必需的过程；

图6的流程图说明了搜索通信控制信道的第一例子；

图7的流程图说明了搜索通信控制信道的第二例子；

图8说明了无线系统的基站控制器、交叉连接单元和基站结构的例子；

图9a和9b说明了传输拓扑的例子。

下面主要以GSM类型的蜂窝无线系统为例来描述本发明，但是本发明并不局限于此。对本领域技术人员而言，显然本发明的方案还可以应用于任何这样的数字数据传输系统，其中网元间的数据传输连接利用时分帧结构来实现，该系统包括独立的权利要求书的前序中公开的元件。

图3说明了无线系统的一个例子，该无线系统包括网管系统300，用以控制和监控网络的操作和操作参数。该系统还包括基站控制器302，它控制位于其区域中的基站的操作。利用门电路314和第一电信连接306，第一交叉连接单元308连接到基站控制器的输出门电路304，第二交叉连接单元312通过门电路322和第二电信连接310连接到基站控制器的输出门电路304。基站316和第三交叉连接单元318通过门电路320连接到第一交叉连接单元的电信门电路314。基站324连接到第三交叉连接单元318的门电路320，基站326与基站324串联。基站328还连接到第三交叉连接单元318的门电路320。第四交叉连接单元330和基站336通过门电路332连接到第二交叉连接单元312的门电路322。基站334则连接到第四交叉连接单元门电路332。该系统还包括移动业务交换中心340，它控制网络的操作，将呼叫传送到网络的其它部分和其它电信网络，例如公众网。系统设备之间的电信连接，例如连接306、310或338，可以以本领域众所周知的方法实现，例如通过电缆或者微波无线来实现。

下面让我们利用图5所示的流程图，考察构造或扩展无线系统所需的必要过程。在本发明方案中，大多数网元安装工作都得到自动化，但当然不是所有的过程都能自动化。无线系统基站316、324、326、328、336和334的配置和无线信道设计必须事先利用所需的无线网络设计工具来完成。这在图5的步骤500中执行。在该步骤中，确定基站位置和每个基站的标识信息，该标识信息用以区分基站所控制的每个基站。之后，需要确定每个基站在基站和基站控制器302之间的电信连接306、310上需要多少传输容量。

接着，在步骤502中配置无线系统。将无线系统方案馈送到网管系统300，后者为基站控制器生成网络对象，即确定网元。同时，生成传输组；在基站控制器用于与网元通信的帧中，将未使用的连续帧时隙划分成一个或多个组。这些组被称为传输组。基站控制器自动为每个组生成一个时隙，该时隙用作通信控制信道，从所述组中分配。在该步骤中，没有将空闲时隙分配给任何特定网元使用。

同时，可以为新的网元配置移动业务交换中心340。

接着，在步骤504中配置无线系统的已有传输网络。未使用的时隙组在帧中以整个组形式传送，并在网络中从基站控制器的输出门304转发给基站能够连接的网元，即一般转发到交叉连接单元。让我们假定在该例中，该时隙组可以发送给设备308(及其门电路314)和设备330(及其门电路332)。如果传输线306适合传输，则传输可以例如通过网管系统由软件实现，或者在交叉连接单元上手工配置。让我们假定该例中传输线306和第一交叉连接单元308支持软件所执行的远程设置。

让我们进一步假设第二交叉连接单元312不能在帧中成组地处理时隙。这种情况发生在例如较早的系统，该系统包括的较早的设备缺乏必要的逻辑和数据处理能力。这样，必须手工处理该设备和紧随其后的较智能的交叉连接单元。因此，在本例中，来自基站控制器的连接通往交叉连接单元330中的门电路332，在交叉连接单元330中手工配置各种设置。

这些组作为一个整体从一个门电路传送到另一门电路，但是组在帧中的绝对位置可以有所变化。这通过图4的例子来解释。

图4示出了基站控制器304的输出门304中的帧400，第一交叉连接单元308的门314中的帧401，第四交叉连接单元330的门332中的帧402。每个帧包括32个时隙。每个时隙的传输容量是64kbit/s。帧的总传输容量是2Mbit/s。让我们假定第一时隙403用于传送链路管理信息。让我们进一步假定下一时隙404分配用于其它目的。下一时隙406包括第一组空闲时隙。该组中的一个时隙，最好是最后一个时隙408，用作从所述组进行时隙分配所用的组通信控制信道。帧400中的下一时隙410又被分配用于其它连接。下一时隙412包括第二组空闲时隙。同样，该组中的一个时隙，最好是最后一个时隙414，用作进行时隙分配所用的组通信控制信道。

第一空闲时隙组406从基站控制器304的输出门304传送到第一交叉连接单元308的门314。门314中帧401的第一时隙415用于传送链路管理信息。下一时隙416包括第一空闲时隙组。该组的最后一个时隙418充当通信控制信道。该组在帧中的时隙位置可以随不同门而变化。

第二空闲时隙组412从基站控制器304的输出门304传送到第四交叉连接单元330的门332。门332中帧402的第一时隙420用于传送链路管理信息。下一时隙422包括第一空闲时隙组。该组的最后一个时隙424充当通信控制信道。

还需要注意的是，此处所示的空闲时隙组划分只是一个简单的例子。在实际情况下，自然可以有多个组，它们传送到交叉连接单元的方式可以不同于上述方式，例如，多个组可以传送到同一交叉连接单元。

接着，在图5的步骤506中，无线系统中安装了新的网元，并连接到已有的传输网络。如果需要安装在系统中的基站直接连接到不支持成组处理时隙的交叉连接单元，例如图4例子中的交叉连接单元312，基站336连接到该交叉连接单元312的门322，交叉连接单元门必须手工激活，才能使基站336通过传输线338接收2Mbit/s帧。

在该步骤中，需要安装的网元通过电信连接物理上连接到系统。如果需要，必须构造所需的电信连接。在物理安装过程中，必须将网元标识信息馈送到网元中，以区分基站控制器所控制的每个基站。

接着，图5的步骤508中建立新网元和基站控制器之间的连接。在本发明方案中，这些连接自动建立，网元安装人员只需打开安装的元件，而不需要完成其它过程。在本发明方案中，在物理安装之后，新网元搜索通过电信连接接收的组，以发现通信控制信道帧，利用所发现的通信控制信道识别空闲组。

根据本地网元门电路本身是否包含包括空闲时隙组的2Mbit/s线路，决定是否搜索通信控制信道。首先通过图6所示流图检查这种情况，这由该图基站336说明。

在步骤600中，测试是否检查了所有输入门电路。如果没有，则在步骤602中选择需要检查的门电路，在步骤604中搜索该门电路，以发现通信控制信道。

在步骤606中，根据搜索结果作出决定。如果门电路中没有发现通信控制信道，则处理返回步骤600。如果发现信道，则步骤608中查询基站控制器的通信控制信道所确定的组的大小，将该信息存储在存储器中。

接着，步骤610中搜索同一门电路，以发现其它通信控制信道。

在步骤612中，根据搜索的结果作出决定。如果发现信道，则处理进行到步骤608。如果该门电路中没有发现其它通信控制信道，则步骤614中将门电路组存储在存储器中，处理返回步骤600。

如果检查了所有门电路，处理从步骤600前进到步骤616，其中检查是否发现了通信控制信道。如果门电路中没有发现通信控制信道，则处理退出到下面将会描述的算法B。如果发现通信控制信道，则步骤618中查询基站控制器是否接受该网元。这通过将网元标识信息发送给基站控制器来实现。如果基站控制器不接受该网元，则建立到下一通信控制信道的连接，以及到再下一个通信控制信道的连接，直至检查完所有的通信控制信道。然后，处理退出到算法B。如果基站控制器接受该网元，则在基站控制器控制下继续网元配置。这将在以下描述。

下面考察图7的流图，说明算法B，该算法在本地网元门中没有通信控制信道或者没有发现本身包含空闲时隙组的2Mbit/s线路时执行。在图3中，这种基站由基站324、326、328和334说明。

在步骤700中，网元搜索电信连接，以发现通往帧中包含成组的未用时隙组的网元的路径。

在步骤702中，选择需要检查的路径。

在步骤704中，查询相应网元，以确定需要检查的路径的尽头处门电路中是否存在通信控制信道。

测试基站控制器是否接受网元的上述过程通过发送网元标识信息，硬件配置参数和其它信息给基站控制器来实现。在从网元接收上述信息之后，基站控制器在其数据库中搜索该标识信息，如果发现相应的标识信息，硬件配置合适，并且在通信控制信道所指示的空闲时隙组中发现必要数量的空闲时隙，则基站可以接受该网元。

如果发现通信控制信道，使用该信道的基站控制器接受该网元，则处理退出该算法，在基站控制器控制下继续网元配置。这将在下面描述。

如果没有发现通信控制信道，或者使用该信道的基站控制器不接受该网元，则在步骤708中检查是否检查完所有路径；如果没有，则处理进行到步骤704，检查下一路径。如果已经检查了所有路径，则处理返回算法的开端，重新检查，因为显然前一检查有误。

在发现通信控制信道，并且基站控制器接受该网元时，连接建立在基站控制器控制下继续。基站从通信控制信道所指示的空闲时隙组中分配必要数量的时隙用于网元和基站控制器之间的通信，并将相关信息发送给网元。在连接的两端，以及可能位于传输路径上的交叉连接元件中，这些时隙都被标记为已分配。

这样，在图5的步骤508中建立了网元和基站控制器之间的连接，处理继续到步骤510，其中配置网元。配置仍由基站控制器控制。如果需要，基站控制器将软件下载到网元。基站控制器还将必要的无线网络参数下载到网元中。接着，基站控制器测试网元硬件的操作和分配的时隙。

在步骤512中，记录网元配置。如果网元通过了基站控制器所进行的测试，则将其通知给网元安装人员。基站控制器将新网元及分配给它的时隙通知给网管系统。现在可以使用该网元。

在本发明方法的一种实施例中，差错的预防可以如下进行：首先以临时交叉连接的形式连接基站所需的容量，在测试该连接工作正常，得到保证之后，将该交叉连接变为永久交叉连接。

需要注意，上述过程只是本发明方法的一个例子。上述功能中，一些功能的执行次序可以有所变化。

图8的相关部件示出了按照本发明的无线系统的基站控制器、交叉连接单元和基站的结构的例子。基站控制器302包括控制单元。基站控制器还包括传输设备802，利用它将804连接到交叉连接单元308。交叉连接单元308一般包括控制单元806和传输设备808，利用它将810连接到基站316。基站316一般包括传输设备812，控制单元814和射频部件816，利用它将所需信号通过天线818传送到移动话机。控制单元800、806和814一般由通用处理器、信号处理器或存储器元件实现。

基站及基站控制器中本发明方法所需过程最好使用软件通过存储在控制处理器中的命令来实现。对本领域技术人员而言，无线系统的基站控制器、交叉连接单元和基站自然还包括图8所示部件之外的其它部件，但因为它们与本发明的解释无关，所以图8中未将其示出。

此外，对本领域技术人员而言，本发明方案显然并不局限于图3所示的传输拓扑。图9a和9b进一步说明了传输拓扑的例子。在图9a中，系统包括连接到基站900的基站控制器302，基站900则连接到基站902和交叉连接单元904。交叉连接单元904连接到基站906和908。

在图9b中，系统包括连接到交叉连接单元910的基站控制器302。交叉连接单元910连接到第二交叉连接单元912，第二交叉连接单元910连接到基站914。该图还说明了环形连接918，它确保了网元和基站控制器之间的连接。

尽管以上结合附图的例子描述了本发明，但显然本发明并不局限于此，而是可以在后附权利要求书所公开的创新思想范围内以多种方式予以改进。

Claims

1．将网元连接到无线系统的一种方法，该无线系统包括一个或多个网元(316、324、326、328、334、336)，基站控制器(302)以及网管系统(300)，它们通过电信连接可操作地互连，前述电信连接包括业务信道和控制信道，在该系统中，信息以划分成时隙的帧的形式在网元间传送，基站控制器(302)控制一个或多个网元，将网元标识信息馈送到需要安装的网元，在该方法中，网元通过电信连接物理上连接到该系统，其特征在于，

在基站控制器用于与网元通信的帧中，帧的未用连续时隙被划分成一个或多个组(406、412)，每个组的一个时隙(408、414)用作通信信道，它从所述组的时隙中分配，

基站控制器分配必要的电信容量供网元与基站控制器间的通信使用，以及

分配的电信容量由软件通过到网元的电信连接来分流。

2．将网元连接到无线系统的一种方法，该无线系统包括一个或多个网元(316、324、326、328、334、336)，基站控制器(302)以及网管系统(300)，它们通过电信连接可操作地互连，前述电信连接包括业务信道和控制信道，在该系统中，信息以划分成时隙的帧的形式在网元间传送，基站控制器(302)控制一个或多个网元，将网元标识信息馈送到需要安装的网元，在该方法中，网元通过电信连接物理上连接到该系统，其特征在于，

在基站控制器用于与网元通信的帧中，帧的未用连续时隙被划分成一个或多个组，每个组的一个时隙用作通信信道，它从所述组的时隙中分配，

预定允许与基站控制器连接的网元的标识信息，

在物理安装之后，需要安装的网元搜索利用电信连接接收的帧，以发现这些组的通信控制信道，利用发现的通信信道标识空闲组，以及

网元通过该组通信信道发送它的标识信息和硬件信息给基站控制器，后者比较该标识信息和允许的网元的标识信息，如果允许该标识信息，则接受该网元，以及

基站控制器从该组中分配必要的时隙供该网元与基站控制器间的通信使用，将分配的时隙通过通信控制信道通知该网元，以及

分配的时隙由软件通过到该网元的电信连接来分流。

3．根据权利要求2的方法，其特征在于，如果允许的网元标识信息中不存在该网元的标识信息，则基站控制器拒绝该网元。

4．根据权利要求3的方法，其特征在于，如果基站控制器拒绝该网元，则网元选择另一基站控制器组通信信道，网元通过该通信信道将其标识信息和硬件信息发送给另一基站控制器，网元重复该过程，直至基站控制器接受该网元。

5．根据权利要求2的方法，其特征在于，无线系统的一些网元(324、326)通过电信连接串行互连。

6．根据权利要求5的方法，其特征在于，软件在帧中向网元成组发送未用时隙组，前述网元通过能够进行传输的电信连接连接到基站控制器。

7．根据权利要求5的方法，其特征在于，将未用时隙组的信息手工设置到网元，前述网元通过软件无法进行传输的电信连接连接到基站控制器。

8．根据权利要求2的方法，其特征在于，需要安装的网元搜索利用电信连接接收的帧，以发现这些组的通信控制信道，之后，搜索电信连接以发现到网元的路由，它在帧中包括成组的未用时隙组。

9．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，网元是系统的基站。

10．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，各组的通信控制信道是该组中的最后一个时隙。

11．一种无线系统，包括一个或多个网元(316,324,326,328,334,336)，基站控制器(302)以及网管系统(300)，它们通过电信连接可操作地互连，前述电信连接包括业务信道和控制信道，在该系统中，信息以划分成时隙的帧的形式在网元间传送，基站控制器控制一个或多个包含网元标识信息的网元，其特征在于，

预定允许与基站控制器连接的网元的标识信息，以及

在物理安装之后，需要安装的网元搜索利用电信连接接收的帧，以发现这些组的通信控制信道，利用发现的通信信道标识空闲组，

基站控制器从该组中分配必要的时隙供该网元与基站控制器间的通信使用，将分配的时隙通知该网元。

12．根据权利要求11的系统，其特征在于，如果允许的网元标识信息中不存在该网元的标识信息，则基站控制器拒绝该网元。

13．根据权利要求11的系统，其特征在于，如果基站控制器拒绝该网元，则网元选择另一基站控制器组通信信道，网元通过该通信信道将其标识信息和硬件信息发送给另一基站，网元重复该过程，直至基站控制器接受该网元。