专利名称：通信网络中的无线电基站管理的制作方法
发明
背景技术：
领域总的来说，本发明涉及通信领域，具体地说，涉及在蜂窝通信网络中管理无线电基站(RBS)资源的一种方法和系统。
相关技术即将出现的第三代移动通信系统的无线电空中接口目前正在由欧洲通信标准协会(ETSI)和国际通信联盟(ITU)的标准委员会制定。ETSI第三代系统叫做通用移动电话系统(UMTS)，而ITU系统则叫做国际移动电话2000(IMT2000)。
图1说明ETSI目前正在制定的第三代蜂窝无线电话网络(例如UMTS)中的节点或者网络单元和特定的接口。
根据ETSI定义，图1中的网络100包括通过一个呼叫控制接口Uu103跟一个或者多个基站104a～n和/或105a～n连接的一个移动台102。每个基站104a～n和105a～n都通过相应的业务控制接口Iub107a～n或者109a～n跟一个无线电网络控制器(RNC)106或者108连接。RNC106和108通过一个RNC接口Iur110互相连接，并通过相应的业务控制接口Iu111和113跟一个移动业务交换中心(MSC)112连接。这个业务控制接口Iub107a～n和109a～n主要用于让BS建立到一个或者多个MS的无线电连接。
除了图1所示用于呼叫控制、连接控制和无线电网路控制的接口以外，网络100还包括用于管理网络和节点的资源的接口(没有画出)。因此，这里的术语“管理”包括跟呼叫和连接的处理不直接相关的所有控制功能，比如，网络和网络单元配置、故障和告警监督、性能监视和性能统计数据的收集。
ETSI认为图1所示的接口应该实现标准化，这样就能使蜂窝网运营商从不同的系统制造商(厂家)那里购买网络节点(BS，RNC，MSC)。Iu、Iur和Iub业务控制接口的标准化过程已经开始。因此，这些接口是建立在已知技术之上的，这些技术已经被用于全球移动通信系统(GSM)。要通过这些接口传送的所有消息都在相关的标准中给出了定义。
图2说明正在开发的第三代移动通信系统中明显存在的一个问题。这个问题基本上是如何设计管理接口Mu，从而提高对不同厂家的BS的网络管理效率。图2更加详细地说明图1所示网络100的一部分。如同这个示例性的实例所说明的一样，BS104a和104b来自两个不同的厂家，它们跟另一个厂家的RNC(106)连接。这些连接成为可能是因为到RNC106的Iub接口107a和107b已经标准化，对于BS而言完全相同。但是，如同下面更加详细地说明的一样，跟网络操作中心(例如基站管理器或者BSM)的管理接口Mub1(116a)和Mub2(116b)不能完全标准化。BSM114来自另外一个厂家使得这一问题更加复杂化。
例如，要通过管理接口Mub传输的消息有两种类型(1)标准化的消息，被用于管理与实施方案无关的“被管理对象”；和(2)厂家专用消息，它们被用于配置和监督和监视BS的内部系统部件，比方说，处理器和交换机。目前，这些消息无法在一个标准中加以规范，因为不同厂家的BS中的系统部件互不相同(同一厂家不同类型BS的系统部件也不相同)。结论就是这些接口Mub1(116a)和Mub2(116b)既可以被用于传输标准消息，又可以被用于传输厂家专用消息。因此，每个这样的Mub接口都有一部分能够被标准化，还有一部分则不同于其它厂家。
显然，图2所示的网路结构有一个主要的问题，那就是BS(104a和104b)跟BSM114之间的Mub接口不能完全标准化。还有，通过这些管理接口传输的一些消息是厂家专用的。所以，实际上不可能设计出能够管理所有不同厂家的BS的“现有技术”BSM。
解决这种节点之间非标准化接口问题的一种可能方案是将Mub接口分开，从而使标准化的消息被发送给一个公共的BSM，而非标准化的消息则发送给不同系统厂家提供的专门为每一类BS设计的BSM。因此，能够被看作“现有技术”第三代蜂窝网络结构的东西在图3中加以说明。
图3说明用于叫做UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)的第三代蜂窝网络的建议的标准结构。图3所示的建议的UTRAN网络管理结构包括多厂家UTRAN环境中的一个BSM系统115。这个BSM系统115包括来自厂家4的一个公共BSMcommon114、来自厂家1的不同的BSM1118和来自厂家2的另外一个BSM2120。如图所示，图2和图3所示结构的主要差别是图3将Mub接口分开了，从而使标准化的消息被发送给公共的BSM，而非标准化的消息则被发送给不同厂家的BSM。换句话说，非标准消息分别通过管理接口Mub1116a和Mub2116b在BS104a和厂家专用BSM1118之间，以及在BS104b和厂家专用BSM2120之间发送。标准消息则分别通过管理接口Mub1116a和Mub2116b在两个BS104a和104b跟公共BSMcommon114之间发送，然后分开，通过标准管理接口Mubstandard117发送给公共BSMcmmon114。
图4说明在多厂家环境中GSM现有基站子系统(BSS)的管理结构。显然，建议的图3所示的UTRAN BSM管理结构比图4所示的GSMBSS管理结构要先进得多。例如，GSMAbis接口既包括一个标准化的呼叫处理接口(可以跟图3中的Iub相比)又包括一个管理接口(可以跟Mub相比)。但是，这个GSM网络不是非常有效，因为图4所示的两个BSM(BSM1，BSM2)必须在BSC节点中实现，不可能单独实现它们(跟图3所示的结构不同)。
图4所示的GSM管理结构有严重的缺点。例如，实际上不可能将不同厂家的BS跟同一个BSC(跟UMTS中的RNC相似)连接。存在这一缺点的原因是多数蜂窝设备制造商已经设计了他们自己的GSM系统，从而使他们的BS的BSM是在专用(非标准)计算机系统上执行的。多数情况下，这一专用计算机系统跟BSC中用于业务控制功能的计算机系统是同一个系统。因此，制造商实际上无法实现图4所示的结构。所以，一个厂家的BSM无法在每一个厂家的BSC上执行。
ETSI UMTS专家组已经建议管理接口Mub应当被规范成独立于Iub的接口。如果这一建议得到执行，就能够有效地解决设备兼容性问题。这样，图3所示的结构就能够实现。功能实体BSM1(118)和BSM2(120)专门作为完全不同的节点来实现，它们能使用任意的计算机系统。但是，图3所示的结构说明需要一定程度的协调，从而使公共管理功能能够采用统一的方式。
本发明给出了一个解决方案的问题涉及试图在一个公共处理系统中将实现功能实体BSMcommon、BSM1、BSM2等等(例如每种BS一个BSM)的程序模块集成起来这样一个实际问题。但是，如前所述，实际上不可能在现有的GSM结构中实现必需的设备集成，因为在不同厂家的BSC中采用了不同的计算机系统。ETSI目前正在讨论的UMTS管理结构很可能会改变这种情形，但是仍然有许多明显的问题仍然需要解决。
例如，如果“BSM系统”中的每一个BSM都要在单独的一台计算机中运行，这样一个系统的成本将相对较高。此外，为包括几台计算机，其中每一台计算机都为每种BS运行一个BSM，的这样一个系统提供统一的用户接口非常困难。又例如，为了能够将不同厂家的BSM集成到一个系统中，如图3所示，这些软件模块必须能够在同一台计算机中执行。从原理上讲，应该能够为一个BSM系统定义一个标准的执行环境(例如视窗、Unix等等)，但是这在目前也是不现实的。具体地说，多数GSM运营商已经使用了网络管理系统，通常，他们还是愿意使用现在的系统来管理未来的UMTS网络。此外，ETSI没有将实施平台标准化，因此不应当能够很方便地假设有可能实现集成的基站管理系统，比如图3所示的那种。然而，如同下面将详细描述的一样，本发明成功地解决了上述难题。
发明简述根据本发明的一个优选实施方案，提供了一种方法和系统，用于同时在BSM接口的两侧(也就是在BSM和BS中)实施管理功能，从而使多种不同类型的BS能够由同一个BSM管理。这些管理服务功能被分配给涉及到的具体BS。这样，每种BS都能够保留进行基站管理服务所需要的软件(例如单元管理服务)。因此，可以使用一个公共的BSM来管理任意一种类型的BS。换句话说，这个BSM可以被看作一个通用BSM。按照本发明的思想，任何BS都能够通过一个Mub接口跟这个通用BSM连接。
本发明一个重要的技术优点是能够用单独一个基站管理程序管理所有类型的基站。
本发明另外一个重要的技术优点是蜂窝运营商能够对他们的无线电接入网络进行有效的管理，即使这个网络是由不同类型的基站构成的。
本发明还有一个重要的技术优点，那就是在一个蜂窝网络中可以采用不同的基站，从而针对不同的容量要求实现优化，比如宏小区、微小区和皮小区的基站。
本发明的再一个重要技术优点使得蜂窝网络运营商可以使用来自不同厂家采用不同系统结构(例如处理器、交换机等等)的基站。
本发明还有一个重要的技术优点，那就是管理系统运行商能够从跟这个管理数据通信网络连接的任何一台计算机登录进入这一基站。
附图详述通过参考附图1～7能够更好地理解本发明的优选实施方案及其优点，相似的数字用来表示附图中相似和对应的部件。
根据本发明的一个优选实施方案，提供了一种方法和系统，用于在BSM接口的两侧(也就是在BSM和BS中)同时实现管理功能，从而使多种不同类型的BS能够由同一个BSM进行管理。这一管理服务功能被分配给涉及到的具体BS。这样，每种BS都能够保留进行基站管理服务(例如单元管理服务)所需要的所有软件，下面将对此加以说明。因此，可以用一个公共的BSM来管理所有类型的BS。换句话说，这个BSM能够被看作一个通用的BSM。按照本发明的思想，通过一个Mub接口，所有的BS都能够跟这个通用的BSM连接。
这个通用BSM的管理服务软件可以在任何合适的计算机平台上执行。这个软件主要包括用于实现管理“用户接口”的软件(也就是系统操作员能够用来完成管理任务的一个接口)。例如，一个通用BSM的适当的软件实现可以是一个工业标准的“因特网网络浏览器”，比方说网景公司的导航器(注册商标)或者微软公司的浏览器(注册商标)。
首先，讨论一些基本的相关点是有用的。通信网络(例如蜂窝无线电网络)中的节点常常叫做“网络单元”。每个这样的网络单元都有两种外部接口(1)业务控制接口，它们被用于例如建立语音连接；和(2)管理接口，它们被用于网络单元的管理。需要进行各种管理，以便让网络单元正常工作，比如，载入程序和配置数据，监视告警和故障通知，监视系统性能，以及收集性能统计数据。这种管理任务常常是从通过一个管理数据通信网络跟大量网络单元的管理接口连接的一个管理系统在远处完成的。这样一个管理系统常常叫做一个“单元管理器”。这样，本发明可以被看作BS的一种单元管理器，也就是BSM(例如用计算机执行的一个或者多个软件模块来实现)。
对于第三代蜂窝系统(UMTS/IMT2000)，ETSI UMTS结构组已经建议，这一标准应该定义一个BS有两个外部网络接口Iub和Mub。这个Iub网络接口用来连接BS和RNC。这个Iub基本上是一个业务控制接口，主要用它来让BS跟MS建立无线电连接。Mub网络接口用来将BS跟一个BSM系统连接起来。Mub主要是一个管理接口，主要用于管理BS。
具体而言，图5说明能够用来实现本发明的优选实施方案的一个BSM系统(简称为BSM)200。对于给出的示例性系统，不同类型的多个BS(例如BS1 204a，BS2 204b)通过一个相应的标准化业务控制接口Iub207a和Iub207b跟一个RNC206连接。这些BS还通过一个相应的管理接口，Mub217a和217b，跟一个BSM215连接。虽然只画出了两个BS和对应的业务控制和管理接口，这一方案仅仅是为了进行说明，而不是要对本发明进行不必要的限制。例如，可以给出具有相应业务控制和管理接口的几种不同类型的BS，从而包括在本每个BS(204a～204b)都为它自己的管理功能(218a～218b)包括必不可少的管理服务软件，从而使连接另外一个不同类型的BS(例如BS3——第三种BS)不需要重新设计正在使用的BSM215。对于这一实施方案，BSM215最好包括通用BS管理软件功能220。
如上所述，对于这个示例性的实施方案，管理服务软件在相应的BS中得以保留，并且一般是在BS的控制计算机中执行。但是，作为一种可选的方法，这个管理服务软件可以在为BS执行用户接口软件的同一台计算机中执行。这一可选的方法能够有效地实现快速交互响应，并允许使用复杂的图形功能。这样，这一方法的细节将在下面参考图6和图7加以描述。
在这一优选实施方案中，通过将管理服务软件储存在每一个BS里，当BSM操作中心的操作员(没有画出)准备为某个BS(例如204a)启动管理服务的时候，这个通用BSM软件220通过一个管理数据通信网络(没有画出)跟这个BS建立通信。这个通用BSM软件220查询这一BS(204a)，以确定是否需要载入BS专用软件以便执行涉及到的管理任务。作为响应，BS(204a)发送一则消息给这个BSM，说明执行这一任务要涉及到哪些软件模块。BSM215随后直接请求这个BS(204a)发送需要的软件模块给这个BSM。
或者，在这个优选实施方案的一个不同侧面，一个更加有效的方法是让BSM215首先在本地进行检查，看是否有任何软件模块已经被载入并且仍然储存在本地缓冲存储器中。如果是这样，这个BSM215就能够请求这个BS(例如204a)发送需要的但是本地存储其中没有的软件模块(或者缓存的模块已经过时)。
从BS收到这一管理任务所需要的所有软件模块的时候，这个BSM215让这些软件模块所在的本地计算机开始执行这一任务涉及到的软件。但如果这一处理器跟使用的软件模块所要求的计算环境不兼容，这一操作系统或者处理器类型可能不同于设计这一BSM软件的时候假设的结构。这一个潜在的问题可以用一种传统的软件技术来解决，比如用JavaSoft(注册商标)技术来解决(参见例如在因特网上“http//java.sun.com/docs/overviews/java/java-overview-1.html”的“Java语言综述”)。换句话说，这些软件模块能够用一种语言(例如Java)书写，这种语言能够用BSM215这一语言的“虚执行机器(virtual execution machine)”来解释。
目前多数商业计算机和操作系统都有这种Java“虚执行机器”。这些“机器”能够为这些BSM软件模块产生统一的执行环境，它们独立于BSM计算机使用的处理器和操作系统。因此，BSM软件模块能够在拥有所用软件语言(例如Java)的虚执行机器的任何BSM中执行。
图6是能够用于实现本发明的优选实施方案的一个示例性系统(300)。图7是一个流程图，它说明能够在图6所示示例性系统(300)中实现所述优选实施方案的一个示例性方法(400)。参考图6和图7，其中说明了用于载入和执行BSM软件的一个示例性方法。在步骤401中，为了启动一个管理操作或者任务，系统操作员可以启动计算机302中的BSM程序(位于例如一个中央网络管理中心或者在一个BS中)。但是，比如，BSM215的程序功能和计算机302的系统操作员显示功能可以在同一台计算机或者在不同的计算机中执行。操作员选择要对其执行管理操作或者任务的一个BS(例如图5中的BS218a)。例如，这样的操作或者任务可以是为了修改系统结构参数或者读出性能统计数据。在步骤402中，响应操作员启动的BSM软件应用程序，这个BSM系统(例如图5中的BSM215)通过管理数据通信网络(包括一个Mub217)跟选中的BS(218a)建立通信，并请求例如“BS登录初始数据”。被选中的BS通过发送被请求的数据给BSM(通过包括一个Mub的管理数据通信网络)响应这一BSM请求，如果有可能执行被请求的操作或者任务。这一数据包括例如关于应该在BSM中载入和/或执行哪些管理程序模块，以便执行所需要的实际管理操作或者任务。这些BSM登录数据还可以包括其它信息，比方说要求BSM执行鉴权程序的一个请求(例如发送一个口令给BS，或者类似的操作)。
在步骤403中，假设能够执行操作员请求的操作或者任务，被选中的BS(218a)将初始登录数据发送给BSM(通过所述Mub和管理数据通信网络)。在步骤404中，BSM215(软件)进行检查，看执行被请求的操作或者任务所需要的应用程序(程序)是否储存在本地。如果不是，BSM就在步骤405中发送一个请求(通过一个Mub和管理数据通信网络)给被选中的BS(218a)，让BS将需要的程序传送回BSM。作为响应，在步骤406中，被选中的BS通过管理数据通信网络将需要的程序单元或者模块发送给BSM。
在步骤407中，BSM的处理器开始按照操作员的请求执行为被选中的BS执行管理操作或者任务所需要的程序。例如，在BSM中执行的程序可以通过一个图形用户界面(通过计算机302)跟操作员进行交互式的对话，以及按照建立的通过管理数据通信网络217实现的管理协议根据被选中的BS进行对话。按照本发明，上面描述的方法使得操作员能够从跟这个管理数据通信网络连接的任意计算机“登录”进入任意类型的BS。这一方法还使得不同地方的不同操作员主要为了进行管理操作或者任务“登陆”进入同一个BS。值得注意，这一管理数据通信网络217能够采用多种不同方式中的任意一种，比方说通过利用TCP/IP或者HTML这样的因特网协议。这样一个网络可以被叫做一种“管理内部网”。在这种情况下，可以将多个已有的程序用于执行这一管理操作或者任务，例如传统的环球网浏览器、Java(注册商标)一样的的执行环境等等。
虽然在附图中说明了本发明的方法和装置的一个优选实施方案，并在前面的参数中进行了描述，但是应该明白，本发明并不局限于这里公开的实施方案，而是能够有各种重新安排、改进和替换，而不会偏离后面的权利要求说明的本发明的实质。
权利要求
1.一种在蜂窝通信网络中管理多个无线电基站的方法，包括以下步骤所述多个无线电基站中的至少一个储存至少一个管理服务软件应用程序；和响应来自所述网络的指令，所述多个无线电基站中的所述至少一个执行所述至少一个管理服务软件应用程序。
2.权利要求1的方法，还包括所述多个无线电基站中的每一个都储存多个管理服务软件应用程序的步骤，所述多个管理服务软件应用程序中的每一个都能被所述多个无线电基站中特定的一个执行。
3.权利要求1的方法，其中的蜂窝通信网络包括一个UMTS网络。
4.权利要求1的方法，其中的蜂窝通信网络包括一个IMT2000网络。
5.权利要求1的方法，其中的蜂窝通信网络包括一个GSM网络。
6.权利要求1的方法，其中所述多个无线电基站中的至少一个无线电基站跟第二个无线电基站属于不同的类型。
7.权利要求1的方法，其中的执行步骤包括用所述至少一个无线电基站的控制计算机执行所述至少一个管理服务软件应用程序。
8.权利要求1的方法，其中的指令包括来自一个基站管理器的一则消息。
9.在蜂窝通信网络中管理多个的无线电基站的一种方法，包括以下步骤所述多个无线电基站的至少一个中储存至少一个管理服务软件应用程序；和一个基站管理器从所述多个无线电基站中的至少一个中提取所述至少一个管理服务软件应用程序，并执行所述至少一个管理服务软件应用程序。
10.权利要求9的方法，还包括以下步骤所述基站管理器判断第二个管理服务软件应用程序是否就储存在本地；如果所述基站管理器认为第二个管理服务软件应用程序不是储存在本地，就让所述多个无线电基站中的至少一个将第二个管理服务软件应用程序传送给所述基站管理器；和执行所述第二个管理服务软件应用程序。
11.权利要求9的方法，其中的至少一个管理软件服务程序是用Java书写的。
12.权利要求10的方法，其中的第二个管理服务软件应用程序是用Java书写的。
13.在蜂窝通信网络中管理多个无线电基站的一种方法，包括以下步骤网络管理操作员从所述多个无线电基站中选择一个无线电基站；基站管理器从被选中的无线电基站请求登录数据；所述无线电基站将所述登录数据传送给所述基站管理器；根据所述登录数据，所述基站管理器判断管理程序单元是否储存在本地；如果所述基站管理器认为这个管理程序单元不是储存在本地，就从所述无线电基站请求获得所述管理程序单元；和执行所述管理程序单元。
14.权利要求的13的方法，其中的登录数据包括跟所述网络管理操作员制定的预定管理任务有关的一个管理程序单元清单。
15.权利要求13的方法，其中的执行步骤包括通过一个图形用户接口跟所述网络管理操作员进行交互式的对话。
16.权利要求13的方法，其中的执行步骤还包括通过一个管理协议跟所述无线电基站保持对话。
17.权利要求13的方法，其中被选中的无线电基站包括跟所述多个无线电基站中第二个无线电基站不同的一个系统结构。
18.权利要求13的方法，其中的管理程序单元是用所述基站管理器中的虚执行机器能够解释的一种语言书写的。
19.在蜂窝通信网络中管理多个无线电基站的一种系统，包括一个基站管理器；所述多个无线电基站中的至少一个无线电基站，所述至少一个无线电基站包括用来储存至少一个管理服务软件应用程序的存储器；和所述至少一个无线电基站能够响应来自所述网络的指令，执行所述至少一个管理服务软件应用程序。
20.权利要求19的系统，其中所述多个无线电基站中的每一个都包括用来储存多个管理服务软件应用程序的存贮器，从而使多个管理服务软件应用程序中的每一个都能够由所述多个无线电基站中的特定的一个执行。
21.权利要求19的系统，其中的蜂窝通信网络包括一个UMTS网络。
22.权利要求19的系统，其中的蜂窝通信网络包括一个IMT2000网络。
23.权利要求19的系统，其中的蜂窝通信网络包括一个GSM网络。
24.权利要求19的系统，其中所述多个无线电基站中的至少一个无线电基站和第二个无线电基站属于不同的类型。
25.权利要求19的系统，其中的至少一个无线电基站能够用所述至少一个无线电基站的控制计算机执行所述至少一个管理服务软件应用程序。
26.权利要求19的系统，其中的指令包括来自一个基站管理器的一则消息。
全文摘要
公开了在基站管理接口两侧(116)(也就是在基站管理器(114)和基站(104)中)实现管理功能,从而使多个不同类型的基站(104)能够被同一个基站管理器(114)管理的一种方法和系统。这些管理服务功能被分配给涉及到的具体基站(104)。这样,这个网络(100)中的每种基站(104)都能保留进行基站管理服务所需要的所有软件(例如单元管理服务)。因此,可以用一个公共的基站管理器(114)管理任意类型的基站(104)。换句话说,这个基站管理器(114)可以被看作一个通用基站管理器(220),所有的基站(104)都能通过管理接口(116)跟这个通用基站管理器(220)连接。
文档编号H04W24/00GK1335029SQ9981585
公开日2002年2月6日 申请日期1999年10月22日 优先权日1998年10月26日
发明者J·E·佩尔松 申请人:艾利森电话股份有限公司