一种基于一体化结构的4g基站运维信息分析处理方法

一种基于一体化结构的4g基站运维信息分析处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法，具体步骤如下：在原有的数据检测基础上，构建包括不同类型基站、不同协议栈设备在不同应用组合下的动力系统信息、空气调节系统信息、环境系统信息、安防系统信息、维护管理系统信息多维度的基站动态分析数据阵列；在终端设备加上存储介质；重要运维数据优先传输。本发明的有益效果为：将多维度基站运维数据阵列进行基站侧数据关联和存储，结合优先判定策略保障重要信息优先传输，将动力、空气调节、环境、安防、维护管理等子系统的信息在基站侧进行预处理的结果通过PTN网络上送到中心平台，实现运维支撑系统全网IP化、基站侧智慧处理和降低中心处理负荷。
【专利说明】一种基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及4G基站领域，主要是一种基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法。
【背景技术】
[0002]4G基站庞大的通信网络规模和新增设备数量，对基站相配套的通信网络运维综合管理提出了很高的要求，从而催生了通信基站运维支撑系统新的要求，主要体现在以下几个方面:(1).由于基站设备量大幅度的增加导致人均维护管理量急剧增加，需要采取措施来提高人均维护量的效率；(2).4G网络不断向用户侧延伸，为了提高信号覆盖率，站点规模呈现小型化，物理位置分散，维护管理难度增加，对站点运行性能自动分析、故障精确定位提出了更高的要求；(3).提高了维护的精细化管理要求，增加了各种运行分析报表，各动力、环境、空气调节、安防等系统之间信息量间的关联性显得更为密切。⑷.4G传输采用PTN网络，运维支撑设备要满足PTN网络接入传输；(5).4G基站内智能设备众多，运维支撑设备需要满足众多智能设备的业务接口接入。
[0003]现有运维支撑系统存在的主要解决的问题主要有以下几点:
[0004](I).告警关联简单，在海量的告警数据中，一些重要告警会被淹没，由于关联简单，影响到故障定位和分析。
[0005](2).只简单的将运行数据传递至中心端，没有分析和预警功能，后台的统计分析工作量巨大，中心平台负荷很重。
[0006](3).由于传输网中断等原因使监控系统运行稳定性差，加之底端无存储功能，导致部分运行信息丢失，导致运行分析结果的偏差和故障困难。
[0007](4).新增一个检测点就必须上传一路信号，大量的信号周期性的回传，增加传输的压力。

【发明内容】

[0008]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法，一种具备PTN传输接口，具备自动分析功能的基站运维支撑系统，实现运行性能自动分析、故障精确定位，从而提高维护人员的工作效率，提高维护管理精细化程度，是基站运维支撑系统的发展方向。
[0009]本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法，设置在基站中含有智能分析模块的基于一体化结构的4G基站运维信息分析与管理终端通过PTN传输网络与交换机相连，交换机通过运维交换机与运维服务器相连，具体步骤如下:面向基站设备，在原有的数据检测基础上，构建包括不同类型基站、不同协议栈设备在不同应用组合下的动力系统信息、空气调节系统信息、环境系统信息、安防系统信息、维护管理系统信息多维度的基站动态分析数据阵列，为基站运维智能分析与管理维护提供支撑；在终端设备加上存储介质，内置FLASH、硬盘、SD卡或U盘方式实现底端设备的数据存储；对于重要运维数据优先传输，采用优先数据判定模型及策略算法进行处理。
[0010]所述的建立的基站动态分析数据阵列步骤如下:
[0011](I)、数据获取:数据获取的目标是从系统中收集包含运维系统感兴趣信息的数据，从动力系统、空气调节系统、环境系统、安防系统、维护管理系统获取原始数据；
[0012](2)、初步预处理:将这些数据根据Time_id属性对运维支撑系统的动力运行状况、蓄电池S0C、空调运行情况、恒温箱运行情况、温度/水浸的环境量、通风系统、门禁系统运行状况及事件记录、图像/视频信息进行预处理，得到有用的信息；
[0013](3)、数据选择:经过数据的初步预处理后，得到格式化的数据，根据动态规则和数据挖掘任务，经过数据选择后得到与挖据任务相关的数据集；
[0014](4)、预处理与变换:把预处理后的数据转换成挖掘算法更容易处理的数据形式，对任务相关数据进行预处理和变换后得到的数据；
[0015](5)、数据挖掘:通过频繁模式挖掘、关联分析与动态关联规则挖掘整理好的数据，用任务相关的挖据方法，预处理和变换后得到的数据进行分析得到的结果；
[0016](6)、模式评估:通过评估，从上一步得到的模式中找出和Time_id属性相关有用的模式； [0017](7)、有效数据流，将数据送到PTN网络进行传输:将与Timejd属性相关分析后的有效数据流上送到PTN网络来传输到中心管理平台。
[0018]所述优先数据判定模型及策略算法步骤如下:网络节点同时存储有可用资源列表和已分配资源列表；
[0019](I)当高优先级任务A接入时，查询可用资源列表，如果网络节点上有足够的资源，则直接接入任务A ;
[0020](2)如果网络节点上没有足够资源，则查询已分配资源列表，按照优先级从低到高的顺序降低节Si(C(SO)>C(Sl)>...〉C(SI)>C(A)，i = 0,1,…，η ;优先数越小，优先级越高，优先数为O时优先级最高)的QoS，I〈n，使得网络节点有足够的资源接入A;i =η，网络节点依然没有足够资源接入Α，则A进入优先级排队队列，等待下一次任务调度。
[0021]本发明的有益效果为:将多维度基站运维数据阵列进行基站侧数据关联和存储，结合优先判定策略保障重要信息优先传输，将动力、空气调节、环境、安防、维护管理等子系统的信息在基站侧进行预处理的结果通过PTN网络上送到中心平台，实现运维支撑系统全网IP化、基站侧智慧处理和降低中心处理负荷。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是基于PTN网络的基站运维支撑系统拓扑逻辑图；
[0023]图2是本发明算法策略执行流程图；
[0024]图3是本发明优先级调度算法流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合附图和实施例对本发明做详细的介绍:
[0026]本发明根据4G基站建设的运维支撑系统新需求，通过组网应用改造、基站动态关联分析数据阵列、终端设备智能接入和PTN传输固有特点的挖掘利用方面的创新而设计基站运维支撑系统的分析与管理终端，整个系统中的节点设备是基于自主软件研制而成的新一代具有带宽共享功能的高集成度的综合接入设备，它以具有VLANTAG的IP传输包中将多个RS-232/422/485接口和业务接口进行汇聚传输，通过PTN大网络实现对各个分块区域数据的高效汇聚并传输到支撑平台中心端，这样串口数据通过PTN网进行远距离传输。本发明根据多年基站运维支撑经验总结，将部分基站内监控设备的协议解析在基站内一体化设备上完成，这个方式可以实现运维支撑系统数据处理负荷的分散化和均衡化，实现智慧处理效果；以灵活、经济、维护便利的组网方式满足客户的通信需求，给用户的网络建设带来更多的安全性和经济性，基于IP的PTN网络传输，充分利用PTN和TCP/IP的优势，以最经济合理的组网方式实现移动基站的运维支撑数据传输，以满足移动TD-LTE基站的运维支撑系统。
[0027]本发明主要研究的主要技术关键是FPGA、CPLD、嵌入式CPU、嵌入式系统、嵌入式软件技术、基于神经元网络的运维数据阵列动态关联算法和优先数据判定策略算法。
[0028]本发明解决原先运维支撑系统的问题的关键问题办法:
[0029](I).面向基站设备，在原有的数据检测基础上，采用神经网络原理分析影响基站运维支撑系统的关键因素，构建了包括不同类型基站、不同协议栈设备在不同应用组合下的动力系统信息、空气调节系统信息、环境系统信息、安防系统信息、维护管理系统信息等维度的基站动态分析数据阵列，为基站运维智能分析与管理维护提供支撑。增加对各类运维数据的智能(关联)分析和部分设备参数自动修正的功能。
[0030](2).设计了具有PTN网络接口以太网口、同时实现16路串行数据隔离接入与具备独立分析能力的基站一体化智慧终端设备，实现基站原先众多监控终端的集成统一，实现以太网口和多串口物理层数据与协议层数据的同步解析、减少中心对众多终端设备的解析负荷。相当于将现有的动力环境监控系统和动力运维支撑平台融合一起，一个基站自成一个系统，相当于一个智慧设备。
[0031]⑶.在一体化终端设备加上存储介质，内置FLASH、硬盘、SD卡，U盘等方式实现底端设备的数据存储，将消除由于传输问题而导致系统分析不完整。
[0032](4).对于告警关联性问题进行多维度的模型建立。
[0033]由于上述措施，实现了运行分析功能，减轻了人工统计分析工作量；参数修正功能，确保及时准确的参数修正；故障关联功能，实现迅速准确的定位故障点；底端设备的存储功能，避免了数据丢失、具有黑匣子分析功能。
[0034]本发明是研究开发一个基于一体化结构的4G基站运维信息分析与管理终端，涉及基站设备技术与工作原理、PTN技术与工作原理、网管软件平台技术与工作原理、基站运维支撑系统的故障定位机制，一体化终端设备技术与工作原理。
[0035]在产品设计上运用了大规模可编程逻辑FPGA器件、嵌入式CPU、CPLD等部件，采用神经元网络智能处理机制，在嵌入式软件层面上采用自行开发的软件构架与处理机制，整个系统从硬件到软件层面上具有集成度高、运行故障点少、成本低、安全性高、升级换代灵活方便等优点，并且可以在满足产品共性性能需求的基础上，根据不同客户、不同产品、不同组网应用的特殊需求，快速定制相应的解决方案并实现。
[0036]本发明主要研究的技术关键是FPGA、CPLD、嵌入式CPU、嵌入式系统、嵌入式软件技术和基于神经网络的运维数据阵列动态关联算法、运维支撑系统优先数据评价策略算法，主要研究开发内容为嵌入式系统设计、基于PTN传输的一体化终端设计、中心功能性平台设计、网管设计、基于神经元网络原理的基站运维数据阵列动态关联算法和基站运维支撑系统的数据可靠性和传输优先级的判定模型和优先数据判定策略算法。
[0037]本发明自主研发构建了针对不同类型基站、不同协议栈设备在不同应用组合下的动力系统信息、空气调节系统信息、环境系统信息、安防系统信息、维护管理系统信息等多维度的基站动态关联分析数据阵列，包括采用神经网络原理提出运维数据阵列动态关联算法，分析影响基站运维支撑系统正常运行的关键因素，为基站运维智能分析与管理维护提供支撑。
[0038]影响基站运维的因素很多，为了分析这些因素之间的内部逻辑关系，构建相关信息管理维护系统，需要大量的相关数据支持，这些数据分布在基站的各子系统中，本系统基于神经网络中BP神经网络算法和专家系统中Rete模式匹配算法将动力系统信息、空气调节系统信息、环境系统信息、安防系统信息、维护管理系统信息进行重新构建数据结构，划分主题维度来建立基站动态分析数据阵列。
[0039]建立的基站动态分析数据阵列，为基站运维智能分析与管理维护提供支撑，针对中国移动现阶段基站实际运维情况，这五大主要系统的信息数据具备完整的数据信息包，大多数数据的维护和统计数据都可以提供，对于很小部分无法通过本系统自动获取的信息，在本发明中通过采用以下三种方法进行采集:
[0040](I).建立补充管理信息系统。例如维护人员现场维护后的一些信息登记。 [0041](2).手工补录。例如一些特征事件的采集。
[0042](3).提供开发数据接口方式实现这些补充数据进入基站动态分析数据仓储。例如与第三方平台进行对接，将第三方数据通过数据接口接入。
[0043]本发明设计了运维数据阵列动态关联算法描述如下:
[0044]动态关联规则是一种可以描述自身随着时间变化过程并能预测自身发展趋势的规则。动态关联规则可以定义如下:
[0045]设I = {il，?2,…，im)是项的集合，任务相关的事务数据集D是在时间段t内收集到的。时间段t可以分成不相交的长度为η的时间序列，SPt=-,tn}0相应地，数据集D可以划分为相应的η个子数据集，D = {Dl，D2，...，Dn}j*Di，i e {1,2, - ,η}对应于时间段ti，i e {I, 2, - ,η}内收集到的数据。数据集D中每个事务T是项的集合，使得T C J。每个事务有一个标识符，称作TID。设A是一个项集，事务T包含A当且仅当A c Τ。动态关联规则是形如A = >Β的蕴涵式，其中A C I，B C I，并且ΑΠΒ= Φ。规则A = >Β在事务集D中成立，具有支持度s，其中s是D中事务包含A Π B (即A和B 二者)的百分比，它是概率Η)(Α U B)，也即各个子数据集Di，i e {1,2,-,η}中所包含的A U B在总数据集D中占的百分比之和，用概率表示为:
【权利要求】
1.一种基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法，其特征在于:设置在基站中含有智能分析模块的基于一体化结构的4G基站运维信息分析与管理终端通过PTN传输网络与交换机相连，交换机通过运维交换机与运维服务器相连，具体步骤如下:面向基站设备，在原有的数据检测基础上，构建包括不同类型基站、不同协议栈设备在不同应用组合下的动力系统信息、空气调节系统信息、环境系统信息、安防系统信息、维护管理系统信息多维度的基站动态分析数据阵列，为基站运维智能分析与管理维护提供支撑；在终端设备加上存储介质，内置FLASH、硬盘、SD卡或U盘方式实现底端设备的数据存储；对于重要运维数据优先传输，采用优先数据判定模型及策略算法进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法，其特征在于:所述的建立的基站动态分析数据阵列步骤如下: (1)、数据获取:数据获取的目标是从系统中收集包含运维系统感兴趣信息的数据，从动力系统、空气调节系统、环境系统、安防系统、维护管理系统获取原始数据； (2)、初步预处理:将这些数据根据Time_id属性对运维支撑系统的动力运行状况、蓄电池SOC、空调运行情况、恒温箱运行情况、温度/水浸的环境量、通风系统、门禁系统运行状况及事件记录、图像/视频信息进行预处理，得到有用的信息； (3)、数据选择:经过数据的初步预处理后，得到格式化的数据，根据动态规则和数据挖掘任务，经过数据选择后得到与挖据任务相关的数据集； (4)、预处理与变换:把预处理后的数据转换成挖掘算法更容易处理的数据形式，对任务相关数据进行预处 理和变换后得到的数据； (5)、数据挖掘:通过频繁模式挖掘、关联分析与动态关联规则挖掘整理好的数据，用任务相关的挖据方法，预处理和变换后得到的数据进行分析得到的结果； (6)、模式评估:通过评估，从上一步得到的模式中找出和Time_id属性相关有用的模式； (7)、有效数据流，将数据送到PTN网络进行传输:将与Timejd属性相关分析后的有效数据流上送到PTN网络来传输到中心管理平台。
3.根据权利要求1所述的基于一体化结构的4G基站运维信息分析处理方法，其特征在于:所述优先数据判定模型及策略算法步骤如下:网络节点同时存储有可用资源列表和已分配资源列表； (1)当高优先级任务A接入时，查询可用资源列表，如果网络节点上有足够的资源，则直接接入任务A ； (2)如果网络节点上没有足够资源，则查询已分配资源列表，按照优先级从低到高的顺序降低节Si(C(SO)>C(Sl)>...〉C(SI)>C(A)，i = 0,1,…，η ;优先数越小，优先级越高，优先数为O时优先级最高)的QoS，I〈n，使得网络节点有足够的资源接入A ;i = η,网络节点依然没有足够资源接入Α，则A进入优先级排队队列，等待下一次任务调度。
【文档编号】H04W24/04GK104038957SQ201410263499
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】沈国平 申请人:杭州大光明通信系统集成有限公司