TWI501590B - Integration of heterogeneous mobile network management system - Google Patents

Description

整合異質行動網路的管理系統

本發明係一種整合異質行動網路的管理系統，其係於每一異質行動網路中設置管理伺服器藉以相互分享行動網路之資訊的一種管理系統。

隨著無線網路技術的快速發展，人們開始期待無所不在的網際網路服務。在全世界的各地也有許多不同的計畫，採用不同的技術來佈建無線都會網路。而不同的網路所組成的異質網路，讓使用者針對所需要的頻寬，甚至選擇合適的費率來選擇並使用網路。而多樣化的無線通訊技術，也使得通訊設備的介面不再只是單一的介面，如目前手機可以透過整體封包無線電服務、第三代行動電信系統以及802.11等通訊網路來連接網路使用。

由於近年來手機、平板電腦、筆記型電腦(Notebook)及PDA等行動載具的日漸普及，加上無線網路及無線通信網路的發達，包括全球數位式行動電話系統(Global System for Mobile Communication，簡稱GSM)、GPRS、UMTS、Beyond 3G(B3G)、WiMAX與WLAN，要在任何時間、任何地點，管理這些網路，則成為一個非常重要的課題。其中以位置資訊最為重要，在訊號量測方面，不但可以利用訊號涵蓋範圍較小的基地台所測得之位置資訊作為訊號涵蓋範圍較大的網路訊號強度量測位置，以減少額外的量測人力；也可以透過地圖知道附近的網路接取點；管理者更能監控所有網路的狀況，對基地台作最適當的規畫。如果將網路的品質量測，也能即時的顯示在地圖上，則可以利用此資訊來做為遴選網路的一個參考，使無線網路所提供的網路服務更順暢；並能有效的分配資源，提高網路的使用率。

GPS雖然為目前最普遍使用的定位技術，但由於室內環境無法接收到GPS訊號，且加上GPS接收設備過於昂貴，許多行動載具都還 沒內建的情況下，目前只適用於室外的環境。此外無線網路技術的發達，發射範圍也越來越大，要量測基地台的訊號強度所需的人力則是一項大花費

為此，本發明提供一種整合異質行動網路的管理系統，藉此改善上述缺失。

本發明之主要目的在提供一種整合異質行動網路的管理系統，其係能依照收集的資訊作為管理的依據，並且利用訊息交換的方式，讓管理者能在任何一台管理伺服器就能取得所有管理伺服器的資訊。

本發明之另一目的在提供一種整合異質行動網路的管理系統，其係符合現有許多行動載具都已內建無線網路卡，只需利用目前已有的環境就可達到定位目的，不需再耗費額外的花費，使成本減低到最小。

本發明之又一目的在提供一種整合異質行動網路的管理系統，其係利用使用者傳回的網路資訊，以判斷目前網路的品質，讓管理者可以無論在任何地點、任何時間都能夠獲取到最新的資訊。使用者亦能藉由此系統瀏覽附近的網路，選擇並使用合適的網路。

本發明係提供一種整合異質行動網路的管理系統，其係於每一異質行動網路中設置一管理伺服器，且每一管理伺服器間能與相鄰的管理伺服器電訊聯繫，以相互分享行動網路之資訊。

對於異質無線網路中的管理服務，由於並沒有統一標準化的架構，使得廠商發展的設備，欲同時管理時便十分困難。而本系統能依照收集的資訊作為管理的依據，並且利用訊息交換的方式，讓管理者能在任何一台管理伺服器就能取得所有管理伺服器的資訊。目前許多行動載具都已內建無線網路卡，只需利用目前已有的環境就可達到定位目的，而不需再耗費額外的花費，使成本減低到最小。

管理者能透過管理伺服器即時監看各個網路的狀態，並能將不同網路的資訊在任何一個管理伺服器顯示出，以及能利用涵蓋範圍較小 的基地台位置做為量測涵蓋範圍較大網路的基準點。因此，本系統將利用異質網路的訊號強度大小、涵蓋範圍，加以分析並描繪出目前訊號的範圍涵蓋圖表。此外，本系統利用使用者傳回的網路資訊，以判斷目前網路的品質，並搭配GIS系統將資訊顯示於地圖上。另外，本系統將呈現於網頁上，讓管理者可以無論在任何地點、任何時間都能夠獲取到最新的資訊。使用者也能藉由此系統瀏覽附近的網路，選擇並使用合適的網路。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

為能詳細說明本發明，請參照第一圖。本發明係一種整合異質行動網路的管理系統，其係於每一異質行動網路中設置一管理伺服器14、16、18、20，且每一管理伺服器14、16、18、20間能與相鄰的管理伺服器電訊聯繫，以相互分享行動網路之資訊。更可於管理伺服器14、16、18、20之上，設置一終端管理伺服器12，平時管理者可於終端管理伺服器12上管理，管理者亦可於管理伺服器14、16、18、20上，管理其他的管理伺服器。

上述提及之管理伺服器14、16、18、20或終端管理伺服器12包括下列主要部份：圖形化使用界面(graphical user interface，GUI)，GUI模組是作為管理者與異質網路設備之間的橋梁。管理者可以透過預先設定好的指令透過GUI來監測或者管理設備，接收到由GUI傳送指令的設備，會將指令執行的傳回值以及結果寫入資料庫並將結果顯示於GUI上。另外也可以利用GUI介面來新增移除使用者。

認證(Authentication)模組，本發明所提出的整合異質行動網路的管理系統不只是監測無線接取設備，它還有更改控制的功能，另外還利用網頁的方式來方便管理者可以隨時隨地的監控網路的狀態，所以 必須要有使用者的認證機制。管理者開始認證時，會傳送認證資訊給認證模組，認證資訊包含管理者的帳號以及密碼。當認證模組接收到認證資訊後，認證模組會向資料表login作查詢的動作，並比對帳號與密碼是否符合，確認管理者輸入的資訊是否正確，最後將結果傳回給GUI模組。

監測(Monitor)模組，本實施例中，監測模組是一個背景程式，每隔TM時間執行一次，其功能是負責監測無線設備的狀態，如系統是否回應和簡單網路管理通信協定(Simple Network Management Protocol，SNMP)的狀態。它會存取個別行動網路下的無線接取設備以及相對應的資料表。

監測模組又分為兩個部分：對相鄰的管理伺服器(HMNMS)的監測以及行動裝置使用者(mobile user)監測部分。管理伺服器或終端管理伺服器的監測模組會搜尋每一裝置資料表，知道目前所管理網域下IP位置、設備狀態與實際狀態。當監測模組知道所需要監測的目標時，便開始監測此裝置，並將結果存到資料庫中。監測的資訊包括ping與SNMP的狀態、裝置的名稱、裝置的位置、裝置的使用時間，並且每隔TM時間，將上述的參數更新至資料庫。

位置(Location)模組，位置模組主要的功能則是去搜尋使用者的位置，目前來說，已經有很多方法去判定使用者的位置，像是全球定位系統(Global Positioning System，簡稱為GPS)和三角定位。而GPS技術是目前最為被廣泛的使用，但是它只侷限在室外，且需要額外的硬體費用。而三角定位則是會有訊號干擾的問題。上述的問題並不在本發明探討的範圍內，本發明則將重點放在網路管理。根據IEEEWiMAX工作團隊公布的消息，WiMax的涵蓋範圍大約半徑40公里，遠大於Wi－Fi涵蓋範圍。基於這樣的特性，我們可以將行動網路這特性來定出使用者的位置。如我們需要量測WiMAX的網路訊號，但是又不想花費太大的人力一個一個單位的來量測，我們就利用涵蓋 範圍較小的Wi－Fi基地台位置作為使用者的位置，如此誤差約為100公尺，又可減少人力。

本發明之整合異質行動網路的管理系統利用各個管理伺服器(異質行動網路的管理伺服器，HMNMS)在個別管理的網路中，監測網路的資料，並利用網站的方式，提供管理者一個圖形化的介面。同時，HMNMS提供除監測之外的一些附屬功能，以加強管理者對於整個網路以及的了解。本發明之部分系統架構如第二圖所示，無線網路基地台(AP)係代表筆記型電腦，本實施例採用Wi－Fi網路，筆記型電腦具備無線網路802.11g的功能做為使用無線網路的使用端，筆記型電腦利用路由器(位址140.115.156.254)連接至中央大學的學術網路，再透過路由器(140.115.1.254)連接至網際網路，再連接至一個Google map伺服器查詢資料。使用者使用無線網路介面，接收各個網路的無線訊號，並將接收到的訊息傳送給對應的管理伺服器(Wi－FI)。而管理者能在管理伺服器或終端管理伺服器即時瀏覽網路的狀態，以及利用資訊交換的方式將訊號涵蓋範圍較小的基地台位置做為訊號涵蓋範圍較大網路訊號的基準點，最後於管理伺服器或終端管理伺服器顯示出訊號的等高線圖。

本發明之系統的運作流程如第三圖所示，使用者可於使用者圖形介面模組管理異質行動網路管理(主)系統，異質行動網路管理(主)系統與一地理資訊伺服器連接，藉以取得地圖資訊。當使用者由無線介面接收到無線訊號後，將會將這些訊號資訊傳送給對應的管理伺服器。首先，管理伺服器會將收集到的訊息存到資料庫，資料庫位於管理伺服器中，接收到訊號資訊後會與主系統做資料更新與交換)中，並且與其他的管理伺服器交換資訊，利用涵蓋範圍較小的基地台當作訊號涵蓋較大的位置基準點，繪製出訊號的等高線圖，作為管理者日後管理的依據。管理伺服器也將收集到的資訊作管理，並繪製成偵測遠端主機狀態圖(Multi Router Traffic Grapher(MRTG)圖)，讓管理者能隨時 掌握系統的狀態。

本發明係善用異質網路訊號涵蓋範圍大小差異並利用使用者的多個接取介面來量測異質網路的訊號強度，即利用涵蓋範圍較小之網路來做定位資訊，取代GPS的系統定位，既可省下在使用者上安裝GPS的花費，也可以達到異質網路間的資訊交換，充分利用異質網路的資源。

本發明之整合異質行動網路的管理系統的架構，依照可接收到的異質網路訊號來作為資訊交換的依據，例如：當使用者所處的位置能夠接收到Wi－Fi與WiMAX的訊號時，因為Wi－Fi與WiMAX的訊號涵蓋範圍差距有數倍之多，所以我們以Wi－Fi基地台的位置做為量測WiMAX訊號強度的基準點，即使不使用三點定位，位置資訊誤差最大為Wi－Fi發射訊號的半徑，遠小於WiMAX涵蓋範圍，因此可將Wi－Fi所得之位置資訊與使用者量測之WiMAX訊號強度回報給網管中心，並且依據回報之資訊繪製出WiMAX的訊號強度等高線圖；同理，若是所處的環境有其他網路訊號時，則以涵蓋範圍最小的網路基地台作為量測的基準點，各個異質網路彼此互相輔助，期望能達到全面性並適用於各種環境和需求的定位。而由於Wi－Fi的日漸普及，許多熱門景點、學校、餐廳都佈有Wi－Fi網路，在加上目前許多行動載具都已內建無線網路卡，只需利用目前已有的環境就可達到定位目的，而不需再耗費額外的花費，使成本減低到最小。因此，本系統將利用異質網路的訊號強度大小、涵蓋範圍，加以分析並描繪出目前訊號的範圍涵蓋圖表。此外，本發明利用使用者傳回的網路資訊，以判斷目前網路的品質，並搭配GIS系統(位於第三圖中的最下方地理資訊伺服器，地理資訊伺服器不必限制在主系統中，只要是位於網路上任何可以接取到的位置即可)將資訊顯示於地圖上。另外，本系統將呈現於網頁上，讓管理者可以無論在任何地點、任何時間都能夠獲取到最新的資訊。使用者也能藉由此系統瀏覽附近的網路，選擇並使用合適的網路。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

12‧‧‧終端管理伺服器

14‧‧‧管理伺服器

16‧‧‧管理伺服器

18‧‧‧管理伺服器

20‧‧‧管理伺服器

第一圖係本發明之一實施例之管理系統架構圖。

第二圖係本發明之一實施例之部分管理系統架構圖。

第三圖係本發明之一實施例之管理系統的運作流程。

12‧‧‧終端管理伺服器

14‧‧‧管理伺服器

16‧‧‧管理伺服器

18‧‧‧管理伺服器

20‧‧‧管理伺服器

Claims (8)

1. 一種整合異質行動網路的管理系統，其係於每一異質行動網路中設置一管理伺服器，且每一管理伺服器間能與相鄰的管理伺服器電訊聯繫，以相互分享行動網路之資訊，使管理者可於任一該管理伺服器，管理每一該管理伺服器，其中該資訊係可利用較小網路強度範圍之一小型基地台，監測較該小型基地台網路範圍大之一大型網路基地台之該資訊，以測得該大型網路基地台之該資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之整合異質行動網路的管理系統，更包括一終端管理伺服器，其係分別電訊連接至每一管理伺服器。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之整合異質行動網路的管理系統，其中該管理伺服器或該終端管理伺服器包括：一圖形化使用界面，該圖形化使用界面是作為管理者與異質網路設備之間的橋梁；一認證模組，用以確認管理者身分；一監測模組，每隔TM時間執行一次，其係負責監測至少一無線設備的狀態；以及一位置模組，用以搜尋使用者的位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之整合異質行動網路的管理系統，其中該管理伺服器或該終端管理伺服器所監測的該無線設備係其該無線設備係其管理網域下IP位置、設備狀態與實際狀態，以及與該管理伺服器相鄰的管理伺服器及其管理網域下IP位置、設備狀態與實際狀態。
5. 如申請專利範圍第3項所述之整合異質行動網路的管理系統，更包括一資料庫位於該管理伺服器，當監測模組知道所需要監測的IP位置或設備狀態，便開始監測此IP位置或設備狀態，並將結果存到該資料庫中。
6. 如申請專利範圍第3項所述之整合異質行動網路的管理系統，更包 括一資料庫位於該終端管理伺服器，當監測模組知道所需要監測的IP位置或設備狀態，便開始監測此IP位置或設備狀態，並將結果存到該資料庫中。
7. 如申請專利範圍第5項所述之整合異質行動網路的管理系統，其中該監測模組的資訊包括ping與簡單通訊協定的狀態、與該管理伺服器連接之每一裝置的名稱、每一裝置的位置、每一裝置的使用時間，並且每隔TM時間，將上述的參數更新至該資料庫。
8. 如申請專利範圍第6項所述之整合異質行動網路的管理系統，其中該監測模組的資訊包括ping與簡單通訊協定的狀態、與該管理伺服器連接之每一裝置的名稱、每一裝置的位置、每一裝置的使用時間，並且每隔TM時間，將上述的參數更新至該資料庫。