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CN1381149A - 构成一个通信网络 - Google Patents

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CN1381149A CN01801555A CN01801555A CN1381149A CN 1381149 A CN1381149 A CN 1381149A CN 01801555 A CN01801555 A CN 01801555A CN 01801555 A CN01801555 A CN 01801555A CN 1381149 A CN1381149 A CN 1381149A
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Abstract

本发明涉及构成通信网络。本发明提供了一种处理在构成通信网络的过程中的所有任务的通用设备和方法。该设备被分为多个模块,每个模块执行一定的任务。这些模块相互作用。用户选择构成网络所需的模块。该选择取决于构成的网络。在该设备中已自动执行常规任务。可能反复构成一个网络。该设备提供了与现有网络的接口。

Description

构成一个通信网络
技术领域
本发明涉及构成一个通信网络。本发明尤其涉及构成一个蜂窝网。
背景技术
通过观察一个旨在构成通信网络的过程，值得注意这是一个多难的任务。例如，在一个构成蜂窝网的过程中，必须注意许多事项。基站和移动交换中心置于一个地理区域，必须确定无线电覆盖区，选择和配置设备，必须为无线电链路检查视距(站点之间的自由空域)信息，创建2Mbit/s路径和虚容器，以及考虑现有网络，在此只列举了几种。
一个蜂窝网内可有成千上万个链路，而且网络中可存在几种技术。构成网络的过程差不多是一个反复过程，其中必须做出相互关连的决定。经常该过程走入了死胡同。通常需要人工操作为网络中的每件设备建立参数，人工操作又容易出错。因此错误将使进行中的过程出现时延。有时必须支付因错过协议期限导致的处罚。关注构成蜂窝网的整个过程是一件困难的事。当前有许多并行设备处理该过程而且经常需要人工操作，但没有一个设备能独自处理该过程中的所有不同任务。本发明的目的是减弱已知技术解决方案的缺陷。这是通过权利要求书中描述的方式实现的。
发明内容
本发明提出了一种处理在构成通信网络的过程中的所有任务的通用设备和方法。该设备被分为几个模块，每个模块执行一定的任务。这些模块互相配合。用户选择构成一个网络所需的模块。这种选择取决于要构成的网络。在该设备中自动执行常规任务。可能反复构成一个网络。该设备提供了与现有网络的接口。
附图说明
下面通过附图中的图1-10详细描述本发明，其中：
图1以流程图格式示出了一个本发明构成过程的例子，
图2示出了一个逻辑网络的例子，
图3示出了一个逻辑2Mbit/s路径的例子，
图4示出了一个有线系统的例子，
图5示意了在管道模块形成的物理网络的一个例子，
图6描绘了位模板的一个例子，
图7描绘了BTS中的无线电发射单元和收端单元的例子，
图8示意了拓扑的自动创建，
图9示意了在第一站点对应图8情形的连接，
图10示意了在第二站点对应图8情形的连接。
具体实现方式
构成例如蜂窝网的过程始于为该过程采集必需的信息。一些信息，如设备数据(名称，容量，结构等等)，可预先输入到本发明的设备中。一些信息是针对特定过程的，因此必须在该过程开始时输入到该设备。这种信息为：无线电覆盖；基站(BTS)和基站控制器(BSC)的位置，以及涉及无线电链路的视距(LOS)信息的站点勘查。
该设备包括5个构成蜂窝网所必需的模块，如果需要的话，还可包括附加模块。必需的模块有：蜂窝；管道(conduit)；2Mbit/s；传送；以及细目(detail)模块。附加模块有：SDH模块，构成该网络的逻辑虚容器连接；光学网络模块，通过选择所用的光交叉连接和WDM设备构成光学网络的物理网络拓扑；宽带模块，构成宽带连接的逻辑拓扑以及宽带连接的容量；信令模块，构成信令连接的逻辑拓扑以及信令连接的容量；PSTN模块，构成PSTN连接的逻辑拓扑以及PSTN连接的容量；交换间模块，构成所用的不同技术的逻辑连接之间的逻辑连接；TETRA模块，构成TETRA连接的逻辑拓扑以及TETRA连接的容量；IP模块，构成该网络管理的IP寻址以及DCN(数据通信网络)；ATM模块，构成VCC(虚拟电路连接)，VPC(虚拟路径连接)和相邻ATM设备之间的链路；以及光通路模块，构成选择所用设备的光通路的物理网络拓扑。
例如，如果该蜂窝网包括光路径，则需要这些附加模块。
构成网络的过程不是一个简单的任务。该过程(以及该网络)可分为多个层次，如物理和逻辑层。物理层描述一个真实的物理网络，其中已放置了节点和线路。逻辑层描述逻辑连接，单个节点(例如一个基站)如何看待该网络，即，描绘透镜连接。在构成一个工作网络时必须考虑所有层次。实际的做法是组织该过程以便一个特定模块处理一个网络的一个特定层。
蜂窝模块表示该网络的逻辑层，即，具有逻辑连接的移动交换中心(MSC)，基站以及基站控制器。蜂窝模块的主要任务是计算容量和生成BSC和MSC群集，即，哪些BTS连接到哪个BSC，以及哪些BSC连接到哪个MSC。管道模块表示物理网络：站点(节点和管道分支)；管道；管道内的光纤/线路/无线电链路数；以及视距信息。2Mbit/s模块表示该网络的G704帧，即，节点间的逻辑2Mbit/s路径。这些路径是在这个模块中形成的。在BSC分配ET-端口(交换终端)以及2Mbit/s路径的时隙分配也在这个模块中执行。传送模块是该物理网络的更具体表现。这个模块示出了来自节点和无线电链路的更详细信息，如设备的名称和类型。传送模块与其他模块反复地交互作用，以确定哪些节点连接在一起以及如何连接。在这个模块中传输媒体(无线电链路，线路，光纤)的选择涉及设备的选择。细目模块创建网络的详细拓扑。物理连接在设备端口级实现。设备间连接外部端口。为发送和收端业务执行设备的内部2Mbit/s交叉连接。在收端业务，2Mbit/s连接为8Kbit/s连接的基础。8Kbit/s连接根据2Mbit/s路径的位模板创建。细目模块提供了详细拓扑的自动创建。
图1表示根据本发明的蜂窝网构成过程的一个例子。该过程始于输入BTS和BSC的无线电覆盖和位置(1)信息到蜂窝模块(4)，在此形成BSC和MSC群集，以及BTS与BSC和BSC与MSC之间的逻辑连接。还计算这些逻辑连接的容量。容量计算可基于小区、厄兰(爱尔兰)或预约。蜂窝模块还考虑预测的容量。例如，当一个基站在1+1+1TRX(3个扇区，每个扇区包括一个收发信机)的配置中包括三个小区，而且预测业务量将增加到2+2+2 TRX时，在2Mbit/s帧的位分配中已经能考虑未来应用。(位分配在2Mbit/s模块中创建。)同样也选择信令速率(用于信令的帧类型)。如果存在网络部分，则有关它们的信息可用作该蜂窝模块以及其他模块的输入信息(3)的一部分。图2示出了在蜂窝模块中创建的逻辑网络的一个例子。
涉及无线电链路的视距信息(2)(图1)的站点勘查数据为管道模块(5)的输入。节点、管道以及管道分支的位置在这个模块中确定。视距信息以及媒体(管道中的光纤、线路、无线电链路)数量在管道模块中登记。现有网络的信息可用作输入。图5示意了在管道模块中形成的物理网络的一个例子。
在2Mbit/s模块中(6)(图1)形成节点间的逻辑2Mbit/s路径。换言之，确定哪个2Mbit/s帧通过一个逻辑2Mbit/s路径到达哪个或哪些节点。在BSC分配ET-端口(交换终端)，即，该ET-端口表示在这个模块执行哪个BTS。通过为每个ET-端口选择一个适当的位模板还执行2Mbit/s路径的时隙分配。值得注意的是，尽管2Mbit/s路径结构是在这个模块形成的，但2Mbit/s路径的实际设备级连接是通过利用所选的位模块在细目模块执行的。值得关注的另一件事是，通常BTS不直接连接到BSC，而是它们之间有一个HUB，连接业务从BTS到BSC。HUB群集也是在2Mbit/s模块形成的。图3示出了逻辑2Mbit/s路径的一个例子。注意，用户同样可考虑防护帧。图6描绘了在时隙分配中使用的位模板的一个例子。
有时一个新的蜂窝网设计包括SDH节点和链路。在此情况下，SDH模块用于构成逻辑VC-4路径和SDH节点。
在传送模块(7)(图1)，选择节点和无线电链路，即确定每个设备类型和产品。通过选择设备，也选择具体的内部结构，这些信息将用于细目模块。传送模块与其他模块反复地交互作用，以确定哪些节点连接在一起以及如何连接。传输媒体(无线电链路、线路、光纤或租用线路)，容量和类型(例如，STM-4，STM-16)在这个模块中选择。同样选择节点间的有线系统的类型(SDH或PDH)。传送模块也可用于前期路由，而不需要其他模块，如管道或2Mbit/s模块。这是在构成网络的早期阶段为大概了解所需容量出现的典型情况。图4示出了在传送模块中形成的有线系统的一个例子。
在传送模块能选择自动、半自动的人工路由。一般来说，术语路由描述了选择两个端点之间的一个数据流路径(连接)。在本文中，路由也指路由整个网络或一个特定的网络部分，即，路由在一个网络或一个特定的网络部分中的所有数据流的过程。该路由过程(8)(图1)将这些模块相互绑定。图1示出了这些模块间传播路由和其他必需信息的信息流。换言之，这些信息流描述了从一个模块到另一模块的输入。反复流程用曲形虚线描绘。标有罗马数字的粗实线表示路由顺序。
可以方便地将网络认为是互相叠加的层次，每层表示该网络的一个特定任务区域。这些模块表示这些层。顶层是逻辑连接级(蜂窝模块)，而底层为物理层(管道模块)。在这些层之间可以有多个子层，子层的数量取决于网络结构。在蜂窝网中，通常需要两个子层：表示物理网络的更详细结构的有线系统层(传送模块)，以及表示逻辑2Mbit/s路径的2Mbit/s层(2Mbit/s模块)。路由顺序是从下至上，因此底层上的第一层路由到底层，底层上的第二层路由到底层上的第一层，等等，直到顶层路由到其下一层。在图1中路由顺序以罗马数字标记。这意味着有线系统(传送模块)中的链路被路由(I)到管道(管道模块)，逻辑2Mbit/s路径(2Mbit/s模块)被路由(II)到有线系统，而逻辑连接(蜂窝模块)被路由(III)到逻辑2Mbit/s路径。路由业务时也可考虑保护方面的问题，即，为一个信道路由一个主路径和次路径。可以说，路由一个特定层到其下一层对应使用下一层的资源，即，下一层为其上一层提供资源。
必须记住，构成网络的过程具有反复特征。因此在能执行路由动作之前无需完成所有前述任务。路由动作需要来自管道、2Mbit/s以及传送模块的拓扑和容量信息。因此设备选择(9)(图1)可在传送模块(5)的路由动作后执行。
路由动作和设备选择后，细目模块(10)(图1)创建该网络的详细拓扑。物理连接在设备端口级完成，外部端口在各件设备间连接。为发送和收端业务执行设备的内部2Mbit/s交叉连接，在收端业务，2Mbit/s连接为8kbit/s连接的基础。8kbit/s连接根据诸如图6的位模板创建。图7描绘了BTS中无线电发射单元(71)和收端单元(72)的例子。无线电链路(73)发送2Mbit/s路径(帧)来往该无线电链路另一端的相邻BTS。无线电总线(74)发送旁路业务到该BST另一侧的另一无线电发射单元。这个BTS的容量为2*2Mbit/s个帧。帧在该无线电发射单元和收端单元的接口描绘为有编号的方框(75)。帧1通过该BTS交叉连接，而帧2终止于该收端单元。收端单元连接到8kbit/s卡(76)，该卡为一个或多个TRX处理终止的2Mbit/s帧和8kbit/s信道之间的交叉连接。
细目模块提供了详细拓扑的自动创建。自动拓扑生成的要求为：路由过程必须在传送和2Mbit/s模块完成；逻辑路径必须路由到子级别(如管道模块)；而且ET端口分配必须在2Mbit/s模块进行。
自动拓扑创建以如下方式实现。以图8示意的方式构成路径分系统。来自BSC(81)的2Mbit/s逻辑路径链或环路构成这些路径分系统。从BSC来看顺时针标注分系统(S1，S2，S3)(以及帧)，始于帧1(82)终止于最后一帧(83)。在站点路径分系统保持它们在无线电帧中的位置；第一分系统(帧1)在时隙1，第二分系统(帧2)在时隙2，等等。换言之，第一分系统位于该无线电帧的时隙1，第二分系统位于时隙2，等等。第一路径分系统终止于从BSC顺时针数的第一站点。其他路径分系统穿过。在第二分系统终止的站点，第二分系统的2Mbit/s帧被droppeddown和终止。其他分系统通过BST。通过这种方式本发明的设备自动选择在每个站点无线电链路帧和收发信机设备接口之间的2Mbit/s和8kbit/s交叉连接的预先设置。
图9示意了在第一站点对应图8中头两个2Mbit/s帧构成第一分系统的情形的连接。无线电发射单元(91)在BSC和自身之间传送业务。头两个2Mbit/s帧被dropped down和连接到传送2Mbit/s帧到8kbit/s卡(93)的终端(92)。该传输卡还连接到传送业务往来另一BTS的其他无线电发射单元(94)。(注意图8示出了逻辑连接，但物理业务通过物理无线电链路和发射单元。)帧3和4通过第一站点(BST1)交叉连接。图10示出了在帧3终止而且其他帧通过，即使在连接到第二站点的无线电链路中这些其他帧不使用(帧1和2在第一站点终止。)的图8中，在第二站点(BTS2)的交叉连接。注意，在图8中只有部分2Mbit/s帧3连接到第二站点的TRX，而其余2Mbit/s帧3连接到BTS4的TRX，如果这两个BTS都有效的话。
路由、设备选择和创建详细拓扑后，在细目模块执行还详细路由(11)(图1)。详细路由检查创建的细目模块拓扑以及在节点的交叉连接，比较它们与之间选择的路由。详细路由并不添加或修正逻辑连接或2Mbit/s路径。然而，如果丢失2Mbit/s帧端点则添加，而且如果必要的话交换(drop down或旁路)主/次2Mbit/s帧端点。详细路由后，就已构成该网络(12)(图1)，而且可实施该网络。
还值得一提的是，根据本发明的设备能构成3G(第三代)网络。构成3G网络使用至少蜂窝模块、IP模块、ATM模块、管道模块、2Mbit/s模块、SDH模块以及传送模块。站点勘查数据送入管道模块。蜂窝模块从一个规划工具，如WCDMA(宽带码分多址)所特定的工具，得到无线电方案，或者，在该蜂窝模块本身创建一个粗略方案。
该蜂窝模块将业务分为一个控制平面(AAL5业务)和一个用户平面(AAL2业务)，它们被送入ATM模块。ATM模块创建VCC(虚拟电路连接)和VPC(虚拟路径连接)的拓扑。此外，ATM模块构成相邻ATM设备之间的链路。为使容量计算更容易，在创建到现有ATM VCC的一个新AAL2连接时使用CAC(连接许可控制)算法。
IP模块为网络管理构成IP寻址和DCN(数据通信网络)。DCN连接最好在SDH、2Mbit/s和传送模块构成有线系统之前规划。DCN连接，对ATM交叉连接表有很大影响。
在创建ATM拓扑和有线系统后计算端到端延迟，而且比较这个延迟与延迟要求。比较，即检查之后，可生成AXC(ATM交叉连接)的配置文件。
本发明的设备构成了一个交互作用的环境，其中一次完成一层的网络拓扑和路由。可能起初是一个简单拓扑，例如只有一层(如物理层)，再加上中间层在另一层上逐渐形成它们的拓扑。值得注意的是，一个网络可包含几种技术，因此必需有几个模块来为每种技术构成逻辑连接，即，可以有几个顶层模块，它们的连接被路由到下面的层次。本发明的主要观点是在该设备辅助解决单调的常规问题时把所有重要的决策交给(有经验的)用户。本发明最好通过软件实现。尽管本发明是根据蜂窝网例子描述的，但显然本发明也可用于构成其他类型的通信网络。在其他情况下，必须选择一个适合构成网络的模块组。因此本发明并不局限于上述例子，而是在本发明设备的范围内也可用于其他解决方案。

Claims (23)

1.一种用于构成通信网络的设备，其特征在于，该设备包括相互之间传送相关信息的多个模块，每个模块处理部分待构成网络的形成，选择用于构成该通信网络的一组模块，一同处理该通信网络的构成。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于，该组模块从构成该网络的物理拓扑的底层模块排列到构成该网络的逻辑连接的顶层模块，这样底层和顶层模块之间的模块构成基于特定技术的该网络的物理拓扑，或构成基于该特定技术的该网络的逻辑连接，每个模块为其上一模块提供资源，而且每个模块使用来自其下一模块的资源。
3.根据权利要求2的设备，其特征在于，各个底层模块构成物理节点、管道和管道分支，这些管道包含多个光纤、线路或无线电链路，物理拓扑包含涉及无线电链路的视距信息。
4.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成MSC和MSC群集，以及逻辑连接的容量。
5.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个构成该网络的逻辑2Mbit/s连接的模块。
6.根据权利要求5的设备，其特征在于，该模块还为一个特定BSC中的交换终端构成2Mbit/s帧分配，并为每个分配选择位模板。
7.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个构成该网络的逻辑虚容器连接的模块。
8.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个通过选择所用的设备构成一个物理网络拓扑的模块。
9.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个通过选择设备内和设备间的连接构成设备级的详细物理网络拓扑的模块。
10.根据权利要求9的设备，其特征在于，该模块自动创建该详细拓扑。
11.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成宽带连接的逻辑拓扑以及宽带连接的容量。
12.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成信令连接的逻辑拓扑以及信令连接的容量。
13.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成PSTN连接的逻辑拓扑以及PSTN连接的容量。
14.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成TETRA连接的逻辑拓扑以及TETRA连接的容量。
15.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成3G网络连接的逻辑拓扑以及3G网络连接的容量。
16.根据权利要求2的设备，其特征在于，该特定的顶层模块构成所用的不同技术的逻辑连接之间的逻辑连接。
17.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个构成选择所用设备的光通路的物理网络拓扑的模块。
18.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个通过选择所用的光学交叉连接和WDM设备构成光学网络的物理网络拓扑的模块。
19.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个构成IP网络拓扑的模块。
20.根据权利要求2的设备，其特征在于，在底层和顶层模块之间有一个模块，该模块通过创建虚拟电路连接、虚拟路径连接以及相邻ATM设备之间的链路，构成一个ATM网络拓扑。
21.根据权利要求2的设备，其特征在于，每个模块的连接从下至上被独立路由到其下一模块，这样底层模块上的第一模块被路由到底层模块，底层模块上的第二模块被路由到底层模块上的第一模块，等等，直到顶层模块被路由到其下一模块。
22.一种构成通信网络的方法，其特征在于，该方法包括步骤：
建立各个任务部分，每个部分包含一个特定的拓扑区域以构成该网络的逻辑连接，或构成该网络的物理拓扑，
从构成该网络的物理拓扑的底层部分自动排列这些部分到构成该网络的逻辑连接的顶层部分，这样在底层和顶层部分之间的部分构成基于特定技术的该网络的物理拓扑，或基于特定技术的该网络的逻辑连接，
在每个部分创建拓扑和连接，
从下至上独立路由每个部分的连接到其下一部分，这样底层部分上的第一部分被路由到底层部分，底层部分上的第二部分被路由到底层部分上的第一部分，等等，直到顶层部分被路由到其下一部分。
23.根据权利要求22的方法，其特征在于，通过选择设备内和设备间的连接在该设备级自动构成详细的物理蜂窝网拓扑的部分包括步骤：
从BSC看顺时针从该BSC构成2Mbit/s逻辑路径的链或环路，这些路径包含一个或多个2Mbit/s帧，
从该BSC看顺时针标注这些2Mbit/s的逻辑路径，从第一帧开始到最后一帧结束，
连接第一个2Mbit/s的逻辑路径到收发信机，而且从该BSC看顺时针旁路第一个BTS中的其他2Mbit/s逻辑路径，
连接第二个2Mbit/s的逻辑路径到收发信机，而且从该BSC看顺时针旁路第二个BTS中的其他2Mbit/s逻辑路径，等等，直到
连接最后一个2Mbit/s的逻辑路径到收发信机，而且从该BSC看顺时针旁路最后一个BTS中的其他2Mbit/s逻辑路径。
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