JP2002502564A - セルラ通信システムにおけるバックグランドソフトウェアローディング - Google Patents

セルラ通信システムにおけるバックグランドソフトウェアローディング

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Abstract

(57)【要約】 セルラ通信システムにおけるソフトウェアのローディング方法が開示される。この方法では、ソフトウェアデータがバックグラウンドでローディングされるようになっており、一方、トランシーバデバイスは音声やデータの通信に従事できる。各デバイスはランタイムメモリ、バックアップメモリ、及び、デバイスプロセッサを含んでいる。データは、そのデバイスがランタイムメモリから動作中に、移動局切り替えセンタから指定されたデバイスのバックアップメモリに送信される。第1の実施形態では、そのデバイスがアイドル状態にあるとき、データがバッタアップメモリからランタイムメモリにコピーされる。第2の実施形態では、デバイスの動作はデバイスがアイドル状態にあるときバックアップメモリからの実行に切り替えられる。これに続いてソフトウェアのローディングがランタイムメモリとバックアップメモリとの間で循環して行われる。第3の実施形態では、単一のメモリバンクがランタイムメモリとバックアップメモリの両方を有している。バックアップメモリの領域は、そのメモリバンクにおいて、ランタイムメモリの領域とは異なる場所に位置する。ソフトウェアのデータは、バックグランドでバックアップメモリの領域に、機器の通信を妨げることなく、書きこまれる。そのデバイスがアイドル状態にあるとき、位置付けポインタはバックアップメモリの領域に切り替えられ、そのデバイスは新しくローディングされたソフトウェアを実行する。この進歩的な概念を用いることにより、ダウンタイムを少なくし、ユーザには何の影響も与えない効率的なソフトウェアローディングが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 セルラ通信システムにおけるバックグランドソフトウェアローディング 発明の分野 本発明はセルラ通信システムにおけるバックグランドでのソフトウェアローデ ィングに関し、特に、音声或いはデータ通信を維持しつつ、そのバックグランド においてソフトウェアをローディングする方法に関するものである。 発明の背景 ソフトウェアのローディングはセルラ通信システムのような複雑な電子機器の 動作において重要な役割を果たしている。セルラシステムの中では、ソフトウェ アローディングがいくつかの場面で必要となる。例えば、現在のセルラシステム の機能は、その大部分がソフトウェアによって制御されている。一般的なことと してソフトウェアのローディングを行わねばならないときは、所定ソフトウェア パッケージの移行用リリースの形でシステムのアップグレードを提供するときで ある。さらに、機能変更や機能拡張は新しくインストールされたソフトウェアに よって追加され実行されたりもする。例えば、改良型移動電話システム(Advance d Mobile Phone System:AMPS)で動作するアナログネットワークはデジタル 用の改良型移動電話システム(Digital Advanced Mobile Phone System:DAM PS)に、新しいソフトウェアによって動作する相対的にわずかなハードウェア の変更だけでアップグレードできる。 第1図は典型的なセルラネットワークにおけるソフトウェアのローディングの 現在の方法を図示している。ソフトウェアをローディングするために用いられる コンピュータ端末10は、移動局切り替えセンタ(MSC)に接続されている。 一般的にはMSC12と同じ場所に位置する端末10によって、集中した場所か らのローディングが可能になる。MSC12はパルスコード変調(PCM)リン クのような高速デジタル接続によって複数の基地局と接続される。PCMリンク は特定の標準に従って、広大な距離にわたってデジタルデータを効率的に配信す ることが可能な光或いはワイヤードリンクである。広く用いられている1つの標 準的なリンクはT1リンク14であり、これは1.544Mビット/秒でのデー タ伝送を規定している。さらに、T1標準は24個のタイムスロットの伝送を規 定し、1つのタイムスロットが1つのアナログ通話(AMPS)或いはデジタル モード(D−AMPS)での3つの通話に対応している。24個のタイムスロッ トの内、23個が音声でを搬送するのに用いられ、1個のタイムスロット、即ち 、タイムスロット9が制御情報の伝送のためにリザーブされている。音声データ とソフトウェアデータの両方を伝送するために同じ伝送リンクを用い、効率を最 大限に高めることが望ましく、それゆえに、タイムスロット9はローディング時 にソフトウェアデータを搬送するのに用いられる。 T1リンク14によってMSC12に基地局1(BS1)を結合して、これら の要素間での効率的な高速通信を行う。基地局は典型的には8乃至72個のデバ イスを含み、これらデバイスの各々が、例えば、送信機と受信機(即ち、トラン シーバ)、位置検証モジュール(LVM)、無線周波数テストループ(RFTL )、コンバイナチューナコントローラ(CTC)、或いは、他のマイクロプロセ ッサ搭載のユニットを含むことができる。ソフトウェアのローディングの手順で は、ローディング中は各デバイスがオフラインとなっているか或いはアイドル状 態に設定されていることを要求している。これは、工業的には一般にデバイスを “ブロッキング”することとして言及され、ローディングに先だって各デバイス に対して順々になされねばならない。各デバイスにローディングするのに数秒か ら数10秒を要するのであるから、ソフトウェアローディングにはかなりの時間 を要することがすぐに明らかである。なお、ローディングの速度は用いられる伝 送ラインの速度と容量に大きく依存する。さらに、典型的なセルラネットワーク は複数の基地局を含むのであるから、各基地局は類似の方法で順次そのデバイス にローディングされたソフトウェアを有することになるであろう。先述の例では 、MSC12はT1リンク17を介してBS2に結合され、BS3はT1リンク 19を介してMSC12に結合される。ネットワーク全体への完全なソフトウェ アのローディングは数分から数時間或いは数日を要することさえもあるであろう 。従って、この方法による主たる制約とは、各デバイスが特定の時間、サービス ができなくなることが余儀なくされることである。サービスの提供ができない間 、 デバイスは通信のサービスができないので、セルラの操作者から潜在的に行われ るべきサービスを奪っている。さらにその上、現在の方法は、扱い難く、非効率 であり、時間を要するので、これらのことを改善する解決策が求められていた。 上述した観点からすると、本発明の目的は、効率的で経済的なセルラ通信シス テムにおけるソフトウェアローディングの技術を提供し、ソフトウェアのローデ ィングとデバイスによる通信サービスの継続とを両立させることである。 発明の要約 複数の実施形態に従って、簡単に説明すれば、本発明ではセルラ通信システム のネットワークのためにバックグランドにおいてソフトウェアを他に影響を与え ることなくローディングする技術を提供する。その方法はデジタル伝送リンクで 基地局における指定されたデバイスにソフトウェアデータを送信する工程を含ん でいる。各デバイスはランタイムメモリと、バックアップメモリと、デバイスプ ロセッサとを含んでいる。データはバックグランドでバックアップメモリに書き 込まれる一方、関連するデバイスはサービスを行うことができる。本発明の第1 の実施形態では新しくローディングされたデータは、そのデバイスがアイドル状 態にあるとき、バックアップメモリからランタイムメモリにコピーされる。 第2の実施形態では、ソフトウェアデータがバックグランドでバックアップメ モリに書き込まれた後、プロセッサはデバイスの動作を、そのデバイスがアイド ル状態にあるとき、バックアップメモリから実行するように切り替える。この切 り替えによって、そのデバイスは新しいソフトウェアから動作可能になる。また 、メモリ指定の変更が実行される、即ち、バックアップメモリは現在のランタイ ムメモリになり、以前のランタイムメモリは今や現在のバックアップメモリにな る。これにより後に発生するソフトウェアのローディングは新たに指定されたバ ックアップメモリに書き込まれ、再び適当な切り替えが実行される。このように して、付加的なソフトウェアのローディングが引き続き繰り返される。 第3の実施形態では、ランタイムメモリとバックアップメモリとの両方を有す る単一のメモリバンクが、分離したメモリバンクの代わりに用いられる。バック アップメモリについての開始位置が、ランタイムメモリの十分に後に位置したポ インタによって指示される。同様に、ソフトウェアはバックグランドにおいてバ ックアップメモリに書き込まれ、あり得るかもしれないデバイスによる通信の妨 害になることを防いでいる。そのデバイスがアイドル状態にあるとき、プロセッ サはコードの実行をバックアップメモリの開始位置からに切り替える。それから 、デバイスは新しいソフトウェアから動作し、メモリ指示の切り替えが実行され る。これ以降に続くソフトウェアのローディングでは、データはバックグランド において以前のランタイムメモリの領域に対して書き込まれる。再び、適当なポ インタ切り替えがデバイスプロセッサによってなされる。必要ならば、付加的な ローディングによって、ローディングとポインタ切り替えのサイクルを繰り返す 。 本発明によって開示された実施形態は効率的でかつ経済的であり、ユーザには 気づかれないようにソフトウェアをローディングする方法を提供している。この 方法によって、セルラ操作者のためのソフトウェアローディングによるダウンタ イムやサービスの損失を事実上なくすることができる。本発明のこれらの、また 、他の利点は、以下の詳細な説明を読み、また、図面の種々の図を調べることに より明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 本発明と、その目的や利点は、添付図面と関連付けられた以下の説明を参照す ることによって最も良く理解されるであろう。その添付図面は以下の通りである 。 図1は、セルラ通信システムにおけるソフトウェアをローディングする従来の 方法を示す図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に従ってバックグランドでソフトウェアをロ ーディングする方法を示した図である。 図3は、本発明の第2の実施形態に従ってバックグランドでソフトウェアをロ ーディングする方法を示した図である。 図4は、本発明の第3の実施形態に従ってバックグランドでソフトウェアをロ ーディングする方法を示した図である。好適な実施形態の詳細な説明 基本的なセルラ通信システムにおいて、移動局切り替えセンタ(MSC)はデ ジタル伝送リンクによって複数の基地局に接続されている。これら基地局は地理 的には分散され、このシステムについてのサービス提供領域を形成している。各 基地局(BS)は特定の領域或いはセルを覆うように割当てされており、その領 域或いはセルにおいて、音声或いはデータによる双方向無線通信が、移動局とそ の関連するセルにある基地局との間で行われる。ソフトウェアのローディングの 手順はMSCで開始され、MSCにおいてソフトウェアデータが個々の基地局に 分配される。本発明に従うソフトウェアローディングの方法を以下に説明する。 代表例として説明する手順では、ソフトウェアローディングは、基地局におい て実行中デバイスの動作を妨害することはない。これは、そのデバイスを動作さ せる現在常駐しているソフトウェアがローディング処理中に上書きされることが ないためである。第2図は、第1の実施形態に従うソフトウェアローディングの 方法を示す図である。簡単のために、基地局(BS)の1つのデバイスにソフト ウェアをローディングする例について説明する。MSC22はT1リンク26に よってBS24に接続されている。ソフトウェアのローディング手順では、ソフ トウェアのローディングが指定されたデバイスがMSCによって選択される。そ の後、ソフトウェアデータはタイムスロット9でT1リンクを介して送信され、 指定されたデバイスに至る。T1リンク規約によるタイムスロット9は制御信号 伝送のためにリザーブされ、ローディング中にはソフトウェアデータを搬送する のに用いられる。ローディング中にソフトウェアデータを搬送するのに用いられ るタイムスロットは用いられる標準に従って変わり得ることは当業者には知られ ていることである。例えば、E1リンク規約ではタイムスロット16がそのよう なデータ伝送に用いられる。さらに、より高速な、より効率的なローディングの ために伝送されるソフトウェアデータを複数のタイムスロットに指定するような 他のプロトコルが用いられても良い。 基地局の各デバイスに関連した構成要素には、ランタイムメモリ(rtm)27 、バックアップメモリ(bpm)28、及び、プロセッサ30が含まれる。そのデ バ イスは、運用ソフトウェアの現在のバージョンを含むrtm27に格納されたコ ードから実行する。ソフトウェアのローディング処理は、そのデバイスが運用中 にあるとき、即ち、音声或いはデータ通信を取り扱っている間に、実行できる。 これは、新しいソフトウェアをデバイスの動作からは孤立したbpm28に書き 込むことによって、そうできる。この動作はバックグランドで実行され、これに より、そのデバイスがローディングの間に妨害を受けないようにしている。プロ セッサ30はbpm28へのデバイス転送をセットアップして監視し、デバイス がアイドル状態にあるときにはbpm28からrtm27へのデータの転送を指 示する。rtm27へのデータ複写のプロセスは、数ミリ秒程度の事柄であり、 アップデート時間間隔32の中で発生する。bpm28からrtm27への複写 は、その動作が実行中の通信を妨害しないようにMSC22からの信号発信によ って開始される。通信を処理することに関係したタイムクリティカルなタスクに は、MSCによって、ソフトウェアのローディングに関係したタスクより高い優 先順位が与えられている。従って、MSCはそのデバイスに従事しているプロセ ッサに警告を与えて、データの複写を遅延させ、通信が維持されることを保証し ている。 本発明に従って動作が可能なように、現存している機器の改造が必要であるか もしれない。例えば、付加的なバックアップメモリバンク(bpm28)を各デ バイスに対して追加し、送信されたソフトウェアを受信する構成にする必要があ るかもしれない。多くの現存するデバイスはソフトウェアのローディングや保守 などのためにデバイスをブロックするために用いられるプロセッサを有している 。そのプロセッサが2つのメモリバンクを管理できるようにするため、常駐ソフ トウェアの一部を改造する必要があるかもしれない。さらに、バックグランドで のソフトウェアローディングの機能を組込むため、MSCにおける運用ソフトウ ェアを改造することもありえる。 第3図は本発明の第2の実施形態に従うバックグランドでのソフトウェアロー ディングの技術を示す図である。この実施形態は、第1の実施形態とはわずかに 異なっているが、本質的には同じ構成要素のrtm27、bpm28、デバイス プロセッサ30’を含んでいる。同様に、MSC22はT1リンク26を介して タイムスロット9でソフトウェアデータを指定された基地局のデバイス24’の bpm28に送信する。その上、ソフトウェアのローディングは、そのデバイス が本来の活動に従事している間に、バックグランドでソフトウェアをbpm28 に書き込むことによって進行する。プロセッサ30’はバックグランドでの動作 を管理し、そのデバイスがアイドル状態になったときにMSC22によって警告 を受ける。アイドル状態が検知されると、プロセッサ30’はすぐさまランタイ ム動作をrtm27からbpm28に切り替える可能性をもつ。即ち、bpmは 現在のrtmになり、rtmはその逆となり、結果としてデバイスの動作が新し いソフトウェアから動作するようになる。あるいは、MSCはプロセッサを管理 して新しいソフトウェアに切り替える前に、全てのデバイスが更新されるまで遅 延させても良い。 これに続くソフトウェアのローディングの場合には、データは以前のrtmに 書き込まれ、上述したように適切な切り替えがなされる。付加的なソフトウェア のローディングは現在の指定されたrtmとbpmとの間でいったりきたり循環 する。プロセッサ30’についての常駐ソフトウェアはどのメモリバンクが現在 のrtmコードを含んでいるかを見失わないようにする備えを有している。現存 するデバイスに関して、常駐するプロセッサソフトウェアについての相対的には 単純な改造が実行されて、この機能を含むようになる。本発明の主たる利点とは 、バックグランドによるソフトウェアのローディングが一旦完了すると、そのデ バイスは実質的にはすぐさま新しいソフトウェアの実行に切り替えることができ る点である。 第4図は本発明の第3の実施形態に従うバックグランドでのソフトウェアロー ディングの技術を図示している。同様に、MSC22はT1リンク26を介して タイムスロット9でソフトウェアを基地局24”のbpm28’に送信する。こ の実施形態では、夫々にスタートアドレスA1、A2を有するrtm27’とb pm28’との両方を包含するために十分な容量をもつ単一のメモリ29を有し ている。プロセッサ30”は、バックグランドのローディングをbpm28’に 関連したスタートアドレスA2に向ける。一方、そのデバイスはrtm27’に 格納されたソフトウェアから動作し、bpm28’へのソフトウェアローディン グの間はその動作は妨害をうけることはない。そのデバイスがアイドル状態にな ったとき、プロセッサ30”はポインタアドレスをA1からA2に変更して、新 しくローディングされたソフトウェアでの実行ができるようにする。この後に続 くローディングでは、ソフトウェアは以前のrtm27’であり、今や現在のb pmとなった空間に書き込まれる。メモリ構成についての変更を必要としないの で、常駐のデバイスソフトウェアについての相対的にほんのわずかな変更が必要 なだけであり、その変更でプロセッサが現在のメモリ指定と現在のrtmとbp mについてのスタートポインタアドレスを見失うことがないようにできる。 本発明はバックグランドで便利にソフトウェアをローディングする技術を開示 しており、この技術によって、動作中のデバイスに支障を与えることなくセルラ ネットワークにおいてソフトウェアをローディングしたり、改造したり、或いは 、置換したりする能力が提供される。説明された方法は、さらに、費用のかかる ダウンタイムをなくすことによってソフトウェアのローディングについての効率 的かつ経済的な解決策をも提供している。また、標準的なT1リンクが同様に引 き続き用いられるので、ソフトウェア配信の標準的な方法に改良を加える必要も ないという利点もある。 もちろん、本発明の概念から逸脱することなく、上述した実施形態についての 変更ができることが当業者には認識できよう。特に、本発明の概念は、例えば、 符号分割多元接続(CDMA)、移動通信の全球システム(GSM)、パーソナ ルデジタルセルラ(PDC)などに従って動作するセルラシステムに適用できる 。本発明は、開示された特定の実施形態によって限定されるものではなく、添付 した請求の範囲で定義される本発明の精神と範囲の中にある変形例を包含するこ とが意図されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW 【要約の続き】 なる場所に位置する。ソフトウェアのデータは、バック グランドでバックアップメモリの領域に、機器の通信を 妨げることなく、書きこまれる。そのデバイスがアイド ル状態にあるとき、位置付けポインタはバックアップメ モリの領域に切り替えられ、そのデバイスは新しくロー ディングされたソフトウェアを実行する。この進歩的な 概念を用いることにより、ダウンタイムを少なくし、ユ ーザには何の影響も与えない効率的なソフトウェアロー ディングが可能になる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 移動局交換センタと、デジタル伝送リンクによって前記移動局交換セン タと通信を行う、ランタイムメモリとバックアップメモリとデバイスプロセッサ とを含む基地局と、を有する通信システムにおけるソフトウェアローディングの 方法であって、 前記デジタル伝送リンクを介して前記移動局交換センタからソフトウェアデー タを前記基地局のバックアップメモリに送信する工程と、 前記バックアップメモリにローディングされたソフトウェアを実行する工程と を有することを特徴とする方法。 2. 前記実行する工程は、前記ソフトウェアデータを前記バックアップメモ リから前記ランタイムメモリにコピーすることによって実行されることを特徴と する請求項1に記載の方法。 3. 前記バックアップメモリから前記ランタイムメモリへの前記ソフトウェ アデータのコピーは、前記デバイスプロセッサによって指示管理されることを特 徴とする請求項2に記載の方法。 4. 前記ソフトウェアデータのコピーは、アップデート時間間隔で発生する ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 5. 前記デジタル伝送リンクを介した前記データの送信は、T1リンク標準 において割当られたタイムスロット9で発生することを特徴とする請求項1に記 載の方法。 6. 前記デジタル伝送リンクを介した前記データの送信は、多数のタイムス ロットで発生することを特徴とする請求項5に記載の方法。 7. 前記実行する工程は、前記デバイスプロセッサによって前記ランタイム メモリから前記バックアップメモリに動作を切り替え、少なくとも1つのトラン シーバデバイスに関連した動作を前記新しくローディングされたソフトウェアか ら実行することによって実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 8. 前記ランタイムメモリと前記バックアップメモリは単一のメモリバンク に含まれ、前記実行する工程は、前記バックアップメモリに指示ポインタを変更 し、少なくとも1つのトランシーバデバイスに関連した動作を前記新しくローデ ィングされたソフトウェアから実行することによって実行されることを特徴とす る請求項1に記載の方法。 9. 移動局切り替えセンタと、 デジタル伝送リンクを介して前記移動局切り替えセンタと通信を行う、各々が ランタイムメモリバンクとバックアップメモリとデバイスプロセッサとを含んだ 複数のトランシーバデバイスを含む基地局と、 前記基地局と無線通信を行う移動局とを有し、 ソフトウェアデータは前記移動局切り替えセンタから前記複数のトランシーバ デバイスの1つのトランシーバデバイスの前記バックアップメモリに対して送信 され、 前記1つのトランシーバデバイスの進行中の通信は前記ランタイムメモリバン クによって取り扱われることを特徴とする通信システム。 10. 前記デジタル伝送リンクは、T1光学的リンクであることを特徴とする 請求項9に記載の通信システム。 11. 前記1つのトランシーバデバイスがアイドル状態にあるとき、前記デバ イスプロセッサは前記バックアップメモリから前記ランタイムメモリに前記デー タをコピーすることを特徴とする請求項9に記載の通信システム。 12. 前記移動局切り替えセンタによって信号発信がなされたとき、前記デバ イスプロセッサは前記ランタイムメモリから前記バックアップメモリに機器動作 を切り替え、これによって、前記新しくローディングされたソフトウェアを実行 することを特徴とする請求項9に記載の通信システム。 13. 前記ランタイムメモリと前記バックアップメモリとは、前記バックアッ プメモリが前記ランタイムメモリとは異なるスタートアドレスに割当てられるよ うに単一のメモリバンクを有し、前記プロセッサはランタイムメモリからの機器 動作を前記バックアップメモリから実行するように切り替え、ポインタを前記ス タートアドレスとは異なるアドレスに変更することにより、前記新しくローディ ングされたソフトウェアを実行することを特徴とする請求項9に記載の通信シス テム。
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