CN1874604A - 用于描述移动网络中的基站的服务质量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于从被测系统收集的数据来显示服务质量信息的方法。至少一个与所收集的数据相关的基站被识别，并且对于每个时间间隔，所述至少一个基站中的每一个的服务质量值被计算。服务质量值被与至少一个定义的阈值相比较，并且服务质量值和至少一个定义的阈值之间的关系被显示。

Description

用于描述移动网络中的基站的服务质量的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信系统，尤其涉及用于描述移动网络中的基站的服务质量的方法和装置。
背景技术
第三代无线通信系统(一般称为3G系统)目前正被设计、构建和投放到运营中。3G系统一般由数据速率达到且可能高于2兆比特每秒(Mbps)的基于分组的宽带数据传输来定义，所述数据包括：文本；语音；视频；和多媒体。3G系统的一个示例是通用移动电信系统(UMTS)。
3G系统的一个示例是通用移动电信系统(UMTS)。UMTS是在国际电信联盟(ITU)IMT-2000架构内开发的正在发展中的系统。UMTS一般被认为是在欧洲占统治地位的群组专用移动通信(GSM)网络的后续网络。UMTS采用了5MHz信道载波宽度，以递送与第二代网络相比高得多的数据速率和更大的容量。此5MHz信道载波提供了对无线电资源的最佳利用，以降低部署3G网络的成本，尤其是对于已被授予了连续的大块频谱—通常在2×10MHz到2×20MHz范围内—的运营商而言更是如此。经由第三代合作伙伴计划(3GPP-参见www.3gpp.org)通用标准化并利用成对和不成对频带中的全球协调的频谱，在其最初阶段，3G/UMTS在高移动性情形下提供最高达384kbps的理论比特率，并且在静止/漫游用户环境中升高到2Mbps。当利用成对(FDD)频谱时上行链路和下行链路数据速率之间的对称性也意味着3G/UMTS完美适用于诸如实时视频电话这样的应用。
可获得用于监控和检修新兴的3G系统中的各种连接和设备的测试和测量系统。在当今竞争激烈的电信舞台上，必须平衡用户对于增强的网络可靠性和性能的需求与运营和维护网络的成本，以支持更高级别的所需服务。可从多种销售商获得多种网络和信号测试和测量产品，这些产品尝试使投入到规划、检修、安装和维护现代分组和信令网络的时间和资源最大化。
随着服务提供商构建其网络并获得与一个或多个3G标准的一致性，他们需要用于测量和控制网络可靠性和性能的装置和方法。服务质量(“QoS”)一般是指网络向所选数目的客户提供所选级别的服务的能力。QoS处理是由第三代合作伙伴草拟的系统规范的根本概念之一。
为了使收入最大化，许多运营商提供更高级别的QoS，以获得更大的成本。一旦就某个级别的QoS达成协议，则能够在考虑到影响QoS的事件的测量结果的情况下监控网络对于网络提供商来说就是有利的。这种监控促进了对网络的更好的维护，使关于按照协议收取的费用的问题最小化，并且允许网络运营商优化系统流量。因此，测试和测量系统提供商将QoS测量方法和装置结合到了其硬件和软件中。
当前的测量技术集中于测量和分析端到端性能，以尝试从客户角度来模拟性能。一旦识别了问题，技术人员必须钻进一大堆配置数据和测试结果中，以尝试分离出问题。本发明的发明人已意识到了对于一种提供与诸如单个基站这样的单件设备相关的QoS数据的图形显示的需要。另外，还需要一种增强的显示方法，其以对于用户来说更易访问的方式管理许多数据组件。
发明内容
本发明提供了一种显示服务质量信息的方法，该方法包括：从被测系统收集数据；识别至少一个与所收集的数据相关的基站；对于每个时间间隔，基于所述至少一个基站中的每一个的相关的所收集的数据，计算基站的服务质量值；将所述服务质量值与至少一个定义的阈值相比较；并且显示所述服务质量值和所述至少一个定义的阈值之间的关系。
附图说明
结合附图可从以下对本发明的详细描述中获得对本发明的理解，附图中：
图1是网络分析系统的框图，根据本发明的优选实施例的方法可在该系统上实践。
图2是根据本发明的优选实施例的方法的流程图。
图3示出根据本发明的优选实施例形成的图形显示。
具体实施方式
现将详细谈及本发明，本发明的示例在附图中示出，附图中类似的标号始终表示类似的元件。以下详细描述给出可由计算机可读介质、相关处理器、通用个人计算机等内的数据比特操作的例程和符号表示来体现的方法。这些描述和表示是由本领域的技术人员用来有效地将其工作实质传达给本领域的其他技术人员的手段。
方法在此处并且一般而言被认为是导致所需结果的一连串步骤和动作，从而包含诸如“例程(routine)”、“程序(program)”、“对象(object)”、“函数(function)”、“子例程(subroutine)”和“过程(procedure)”这样的专门术语。这里所述的方法可运行于由存储在计算机中的例程选择性地激活或重配置的通用计算机或其他网络设备上，并且与必要的信号处理能力接口。更扼要地说，这里给出的方法并不内在地与任何特定设备相关；相反，各种设备都可用于实现要求保护的方法。可用于实现本发明的机器包括由诸如安捷伦技术公司(AGILENTTECHNOLOGIES，INC.)和惠普(HEWLETT PACKARD)等公司以及其他计算机和网络设备制造商所制造的那些机器。
对于这里所描述的软件，本领域的普通技术人员将会意识到存在多种创建用于执行这里所概述的方法的软件的平台和编程语言。本发明的实施例可利用多种编程语言中的任何一种来实现，JAVA就是所述编程语言的一个示例，但是，本领域的普通技术人员还将意识到对于确切的平台和语言的选择通常是由所构造的实际系统的细节所规定的，这使得对于一类系统可能起作用的对于另一系统效率可能就没那么高。还应当理解这里所描述的方法不限于被执行为微处理器上的软件，而是也可以在其他类型的处理器中实现。例如，这些方法可利用ASIC(专用集成电路)中的HDL(硬件设计语言)来实现。此外，该方案可在单个计算机中实现，或者可跨多个计算机，其中每一个执行任务的子集。
以下描述将会使用与UMTS系统相关联的术语，但是本领域的普通技术人员将会意识到本发明可应用于任何经由ATM或TCP/IP传输数据的无线系统，包括任何3G系统、大多数2.5G系统和许多1G系统。预期大多数未来的系统将会受益于本发明，包括这里所描述的其实施例。
图1是网络分析系统的框图，根据本发明的优选实施例的方法可在该系统上实践。更具体而言，图1示出对应用于UMTS网络的安捷伦技术公司的网络分析器(AGILENT TECHNOLOGIES’NETWORKANALYZER)产品家族的使用。本领域的普通技术人员将会意识到本发明的方法可应用于来自其他销售商的测试和测量系统，并可用于其他网络上。
图1示出应用于UMTS网络100的分布式测试和测量系统。UMTS网络100一般包括核心网络(CN)102、UMTS地面无线接入网(UTRAN)104和用户设备(UE)106。CN 102的主要功能是提供用户流量的交换、路由和传输。CN 102还包括用于管理数据库和执行网络管理功能的硬件和软件。UTRAN 104为UE 106提供无线接口(air interface)接入方法。UE106一般包括蜂窝电话或其他个人通信设备。在图1所示的配置中，CN102一般包括：一个或多个服务GPRS支持节点(SGSN)110和一个或多个移动交换中心112。UTRAN 104一般包括一个或多个节点B 120n以及一个或多个RNC 122n。
UMTS网络100的各种组成部件之间的连接由接口来帮助进行。例如，节点B 120n和用户设备106之间的无线接口被称为Uu接口，并且一般符合WCDMA无线接口。类似地，节点B 120n和RNC 122n之间的通信由Iub接口帮助进行。与GSM不同，UMTS指定了RNC 122n之间的接口，称为Iur接口。RNC 122n与核心网络之间的接口一般被称为Iu接口。至少在UMTS标准的第一次重复中，指定了用于电路交换和分组交换连接的单独的Iu接口，分别称为Iu-cs和Iu-ps。至少在UMTS的初始版本中，每个有线接口是基于异步传输模式(ATM)技术的。
探测器150n监视UMTS 100内发送的信令协议通信。探测器150n可包括多种网络监视器中的任何一种，包括但不限于安捷伦分布式网络分析器(Agilent Distributed Network Analyzer)产品家族中的探测器。UMTS100中使用的信令协议的一个示例是接入链路控制应用部分协议(ALCAP)。一般而言，探测器150n被动和主动地监视和收集在诸如IUB、IU和IUR链路这样的各种接口上传递的消息。图1中为探测器150n示出的连接是逻辑性的，要意识到物理连接可能遵循不同的拓扑。从而，探测器150a监视RNC 122a与节点B 120a和120b之间的Iub接口。探测器150b监视RNC 122b与节点B 120c和120d之间的Iub接口。探测器150c监视RNC 122a与RNC 122b之间的Iur接口。最后，探测器150d和150e分别监视RNC 122a和122b与核心网络102之间的Iu接口。分析系统152接收来自探测器150n的消息，分析消息并提供与UMTS系统100的信令操作相关的信息。分析系统例如可包括安捷伦信令分析器(AGILENT SIGNALING ANALYZER)。来自其他提供商的分析系统，包括与探测器集成的那些，也可与本发明一起使用。
安捷伦技术公司的信令分析器提供了一种分布式测试和分析解决方案，该方案使得投入到规划、检修、安装和维护现代网络的时间和资源最大化。信令分析器解决方案的模块化设计和灵活性允许了技术团队迅速且有效地识别潜在问题并解决故障—这是由于产品配置精确匹配工程师的不同需求。具体而言，信令分析器-实时(安捷伦部件号J7326A)使得关键人员能够在网络问题发生时查看这些问题，并且把巨大量的诊断数据变成可用信息。为了获得最大程度的接口灵活性，信令分析器-实时利用了同样的已被证实有效的具有可热插拔的线路接口的数据采集模块(安捷伦部件号J6801A)，作为安捷伦的另一种分布式网络分析解决方案。或者，信令分析器-软件版(安捷伦部件号J5486B)可以离线方式用于捕获后分析。另外，虽然分布式系统可简化围绕测量系统安装和使用的许多问题，但是本发明也可在非分布式系统上实践，包括那些由诸如Tektronix公司这样的销售商提供的非分布式系统。
正如已注意到的，QoS概念已被结合到了3G标准中。3GPP已定义了四个QoS类：会话式(conversational)；串流式(streaming)；交互式(interactive)和后台式(background)。表1比较了UMTS中的四个不同的流量类：
表1
  流量类   会话式类   串流式类   交互式类   后台式类
  基本特性   -实时-保持流的信息实体间的时间关系(变化)-会话模式(严格且低延迟)   -实时-保持流的信息实体间的时间关系(变化)   -尽力而为-请求响应模式-保持有效载荷内容   -尽力而为-目的地不期望在某个时间内获得数据-保持有效载荷内容
  应用示例   语音   视频流   web浏览   遥测、电子邮件
在UMTS中，QoS体系结构依赖于其特征在于QoS属性的承载服务(bearer service)。承载服务在系统中的各种点之间定义。无线接入承载(RAB)在UE和核心网络之间定义。RAB又依赖于两个其他的承载服务：用户设备和UTRAN之间的无线承载服务；UTRAN和核心网络之间的Iu承载服务。核心网络(CN)承载服务在UTRAN与诸如公共交换网络(PTSN)这样的外部固定网络之间定义。UMTS承载服务在UE和外部固定网络之间延伸，从而依赖于RAB和CN承载服务。
为了实现某个网络QoS，必须建立从服务源到服务目的地的具有清楚定义的特性和功能的承载服务。例如，表2示出UMTS承载服务属性与四个流量类的关系。这些特性中的许多也可由探测器监视，以生成指示QoS的测量结果。
表2
 流量类   会话式   串流式   交互式   后台式
 最大比特率   X   X   X   X
 递送顺序   X   X   X   X
 最大服务数据单元(SDU)大小   X   X   X   X
 SDU格式信息   X   X
 SDU误码率   X   X   X   X
 残余比特误码率   X   X   X   X
 递送错误SDU   X   X   X   X
 传输延迟   X   X
 保证比特率   X   X
 流量处理优先级   X
 分配/保持优先级   X   X   X   X
图2是根据本发明的优选实施例的方法的流程图。图2所示的方法是基于当前指定的接口的，这些接口中大多数是基于ATM技术的。要意识到，本发明可应用于其他免费和非免费技术，其中包括TCP/IP。该方法开始于步骤200中。在步骤202中，从受监视的连接获得ATM信元。该信元可用探测器获得，所述探测器例如是安捷伦分布式网络分析器或其他测试和测量设备。在步骤204中，信元被重新组装成ATM适配层(AAL)帧。组装可在探测器中执行、在分析系统152中执行，或者像安捷伦DNA的情况下那样，在线路接口模块(LIM)中执行。
接下来，在步骤206中，抽取移动专用协议消息。在ATM中，AAL将不同类型的应用适配到ATM层。已定义了四类AAL，其中两个AAL2和AAL5通常为移动专用协议所用。AAL2支持不要求恒定比特率的面向连接的服务。换言之，类似某些视频方案那样的可变比特率应用。AAL5支持没有差错恢复或内建重传的面向连接的可变比特率数据服务。此折衷提供了较小的带宽开销、较简单的处理要求以及较低的实现复杂度。ATM信元的重新组装在共同未决的美国专利申请号10/791117中描述，此申请已被转让给本申请的受让人，且在此处通过引用被结合进来。
在步骤208中，对于每个消息流，识别该消息流开始于或结束于的基站。基站识别可基于探测器连接到的RNC接口以及消息流头部中标识的VPI/VCI(虚拟路径标识符/虚拟信道标识符)来执行。用于任何给定RNC的每个VPI/VCI对于基站都将是唯一的。在一个实施例中，创建了一个表，其中对于每个连接的RNC的每个与探测器相关的VPI/VCI有一个条目。表3是可用于将基站与特定探测器上的特定消息相联系的用户可配置的表的示例。
表3
  探测器   RNC   VPI/VCI   节点B(基站)
  探测器1   12   0/35-38，40   Pelham
  探测器1   12   0/25-27   Windham
  探测器1   12   4/14，16-17   Salem
  探测器1   12   5/36-38，40   Hudson
  探测器2   54   0/15-19   Londonderry
  探测器2   54   0/35，37-40   Derry
  探测器3   22   0/25-30   Dracut
  探测器3   22   2/15-19   Metheun
  探测器3   22   2/16-19   Tyngsboro
请注意在表3中，假设了每个探测器与单个RNC相关联，但是不一定要是这样，因为许多探测器具有多个端口。另外，随着标准的发展，可预期每个基站将会被分配一个因特网协议地址，并且与这种基站的通信将会遵守TCP/IP标准。在此情况下，通过参照基站标识的IP地址可产生基站的标识。
在步骤210中，在每个基站基础上形成基于抽取的协议消息的测量。然后，基于对抽取的协议消息的分析生成测量结果。测量结果通常包含数据和上下文。上下文可以是带有产生测量结果的探测器的标识的时间戳。数据可包括从信号剥离的原始数据，或关于信号的某种量化信息段，例如关键性能指标(KPI)。存在多种分析信号协议消息以生成测量结果的软件和/或硬件产品。合适的软件的一个示例是安捷伦信令分析器软件产品。适用于确定单个基站的QoS的测量结果的示例包括：上行链路误块率(BLER)、确认模式RLC的上行链路/下行链路RLC吞吐量、无线链路故障次数、RRC连接失败次数等等。
在步骤212中，对测量结果执行阈值处理。阈值处理是结合在多种测试和测量产品中的已知过程。一般而言，阈值处理包括将测量结果与一个或多个定义的阈值相比较。例如，可定义两个阈值以提供三个舒适级别：正常、异常(但通常可接受)和危急(要求立即采取行动以纠正)。根据步骤210中形成的测量结果，可以证明以下方式是有益的：对于每个限定的时间间隔将测量结果聚集在单个值中，并且将聚集的测量结果用于阈值处理。聚集可用多种算法来执行，包括：选择最好、选择最坏、计算平均、求和、计算中值等等。
阈值处理的结果在步骤214中显示，方法结束于步骤216中。一般而言，这种显示应该示出阈值和测量结果(或聚集的测量结果)之间的关系。阈值显示的一个示例包括创建时间图，其中指示了各种阈值，并且多条线在图上延伸。测量结果被绘制为图上随时间变化的线。另一个示例是健康图，其中为每个时段显示一个图标，指示该时段期间超过的最高阈值。一般而言，图标包括简单的绿/黄/红彩色形状。也可在超过阈值时定义和触发事件，例如由于超过第一阈值进入异常操作而产生日志消息，由于超过第二阈值进入危险问题区域而生成问题通知单。
图3示出根据本发明的优选实施例形成的图形显示300。图形显示300示出一幅健康图，其中每个基站的健康由彩色图标图形地显示。这允许了运营商迅速识别供未来调查的候选者。
虽然已示出和描述了本发明的某些实施例，但是本领域的技术人员将会意识到可在不脱离本发明的原理和精神的情况下在些实施例中做出改变，本发明的范围是在权利要求书及其等同物中限定的。例如，虽然本发明是参考UMTS系统来描述的，但是这里的教导也可适用于其他3G、2G和4G系统，包括：CDMA2000、GSM、iDEN、GPRS和EDGE。

Claims (15)

1.一种显示服务质量信息的方法，该方法包括：
从被测系统收集数据；
识别至少一个与所收集的数据相关的基站；
对于每个时间间隔，基于所述至少一个基站中的每一个的相关的所收集的数据，计算基站的服务质量值；
将所述服务质量值与至少一个定义的阈值相比较；并且
显示所述服务质量值和所述至少一个定义的阈值之间的关系。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述显示关系的步骤包括：
对于每个时间间隔，显示指示所述至少一个基站的QoS一致性级别的图标。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个基站包括多个基站。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个基站是基于与所述所收集的数据相关联的无线网络控制器的标识以及从中收集所述的数据的信道的VPI/VCI来识别的。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个基站是基于IP地址来识别的。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述显示步骤包括为所述至少一个基站中的每一个显示健康图。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述显示步骤包括为所述至少一个基站中的每一个显示线图。
8.如权利要求7所述的方法，还包括结合所述线图显示阈值。
9.一种用于显示服务质量指示的系统，该系统包括：
探测器，其监视移动通信系统中的通信；
分析器，其监视去到和来自多个基站的通信并识别具有相关的基站的消息；以及
图形用户界面，其为所述多个基站中的每一个显示服务质量指示。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述多个基站是基于与所述消息相关联的无线网络控制器的标识和从中收集数据的信道的VPI/VCI来识别的。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述多个基站是基于IP地址来识别的。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述图形用户界面为每个基站显示健康图。
13.如权利要求9所述的系统，其中所述图形用户界面为每个基站显示线图。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述图形用户界面还结合所述线图显示阈值。
15.一种系统，包括：
探测器，其监视移动通信系统中的通信；
分析器，其监视去到和来自多个基站的通信并使单个消息与相关基站相关；以及
图形显示器，其在每个基站的基础上输出示出测量结果的显示。
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