一种分布式环境下基站信息整合方法的设计与实现--控制网



一种分布式环境下基站信息整合方法的设计与实现
企业：控制网 日期：2007-06-16
领域：工业以太网 点击数：1644


1．概述

    随着3G的浮出水面，无线接入网络作为3G的核心，越来越成为研究的热点。基于负荷分担思想的分布式处理的基站系统的应用，使得整个无线接入系统在处理能力上得到很大的提高，但是由于多个并行处理中心的存在，我们也面临着诸如如何管理这些分散的处理中心以及如何能够得到一个完整的系统网管性能数据等迫切的问题。

    结合无线接入设备分布式处理的构架导致数据分散性的特点，文章提出将移动基站的系统性能数据进行整合后提交的思路，在分层的结构下给出了数据整合的具体方案，有效解决了网管性能数据的分散性问题。文章第二部分给出了分布式基站系统的总体架构，接着详细讨论了基站系统数据进行整合的设计方案，并给出了处理流程和关键数据结构。最后，总结了这种处理方式所带来的有益效果。

2．基站系统总体架构

    基于分层处理的思想，我们在实际的基站群和网关中心之间加入并行的处理中心，组成了一个分布式容错的结构，在处理中心的上层的整合中心，负责处理各个处理中心上报的数据，最后上报给网管中心进行数据的最终处理。图一为基站系统的总体架构，简单描述如下：

    1、 基站是蜂窝通讯系统的收发信机，所有的基站系统组合为基站群。

    2、 所有基站组成一个完整的基站系统，所有的基站受处理中心控制，为了负荷分担，处理中心采用分布式结构，每个处理中心均可以管理所有的基站群，来自不同的基站的接入信息，根据算法均衡地分配给不同的处理中心。

    3、 为了整合分布式的处理中心的数据，在控制中心有专门的节点进行数据整合，系统中为整合中心，本文的核心就是讨论处理中心的数据整合方法。



    4、 虚线上面部分为无线设备网元层，下面是网元管理层，即网管维护中心，处理来自各个处理中心的信息，并提供面向用户的接口，用于分析整个接入网络的运行状况。

3．数据整合的设计方案

    3.1 系统设计方案

    来自基站群的性能数据由处理中心群来完成统计，在每个处理中心上都各自有一份关于所有基站的性能数据，为了确保处理中心上报给网管中心的所有基站设备数据的完整性和正确性，必须在整合中心进行数据的整合处理。

    待发送给网管中心的性能数据，一般都是根据不同的性能对象，组合一个数据包，这些数据包内记录了详细的性能对象发生的网元位置信息，以及该位置上的性能数据，因此进行数据的整合时要剥离网元位置信息，我们给出的设计方案只针对数据包中的纯数据值进行处理。

    方案关键过程如下：

    第一步：在处理中心上，为需要整合的数据包建立统一的索引，用以表示数据包存在的地址，以及数据进行整合的格式，这些信息都保存在处理中心上建立的包索引列表中。

    第二步：整合中心会按照自己的时钟，周期性地统一向各个处理中心索取需要发送的数据包索引，处理中心在得到整合中心的数据包索引之后，将准备的待发送的数据包索引发送给整合中心。

    第三步：整合中心将记录各个处理中心上报的数据包索引和处理中心的位置信息，便于后续的数据包索取。

    第四步：当整合中心决定要进行数据包整合时，扫描第三步中保存的数据包索引和处理中心的位置，分别向每个处理中心发送数据包的索引，以便索取该索引对应的数据包。

    第五步：各个处理中心得到来自整合中心的数据包索引，则根据索引号，找到该索引数据包的存储地址，将数据包发送给整合中心，并开启一个等待整合中心应答的定时器。

    第六步：整合中心收到处理中心发送来的数据包后，将根据该数据包的属性信息，放在整合进程中进行数据整合，并给该处理中心回接收应答消息，在整合进程中，先将
 图2 方案设计主要流程图

    数据包中部分不具有整合属性的字段（比如该性能数据的网元定位信息）进行剥离处理，只针对数据包中的纯数据值（性能数据）进行整合。

    第七步：当整合中心确认所有的处理中心都完全返回该整合的数据包之后，或者整合数据包的定时器超时时，则不再接收该数据包的整合，同时将已经完成数据包整合的完整数据发送到网管中心的性能管理处理模块，来完成该数据包的存储。



    第八步：当网管中心完全接收到该整合完整的数据包之后，给整合中心应答消息，整合中心将进行下一个数据包的发送。 

    方案采用重发来保证系统的稳定性，即整合中心在发送整合数据包时，启动一个发送定时器，如果在定时器超时，没有收到来自网管中心的数据包接收应答消息，则继续发送该整合的数据包，直到该数据包发送成功，再进行下一个数据包的整合流程。

    3.2  系统关键数据结构

    单个处理中心的单个索引信息 

    typedef struct tag T_tIndexInfo

    {T_tDataAddress    tDataAddr;       /* 数据包存储地址 */

    WORD           wMergeType;    /* 数据进行整合的格式 */

    }T_tIndexInfo;

    单个处理中心的索引信息列表

    typedef  T_tIndexInfo   A_aTl_tIndexInfo[MAX_DATA_PACKET_NUM];

    所有处理中心的索引信息列表 

    typedef  A_aTl_tIndexInfo   A_aTl_Pro_tIndexInfo[MAX_PROCESSOR_NUM];

    处理中心的数据包信息 

    typedef struct tagT_MergeDataInfo

    {  DWORD       dwDataAttribute;        /* 待整合数据包的属性信息 */ 

    T_MergeData    tMergeData;           /* 待整合的数据，T_MergeData 根据不同的数据有不同的定义，这里仅用于
    抽象解释 */

    }T_MergeDataInfo;

    处理中心的所有数据包信息 

    T_MergeDataInfo  A_AllMergeDataInfo[MAX_DATA_PACKET_NUM];

4．小结

    在移动通讯系统中，分散在各个处理中心的数据，如果不进行数据的整合，直接上报给网管中心进行处理，会带来很大的负荷。同时，为了存储这些分散的数据，对网管中心存储空间的要求也是巨大的。经过本方案的处理，所有在处理中心上的待整合数据，都统一由整合中心完成对应的整合，形成完整的性能数据，再发送给网管中心进行处理，这样大大的降低了网管中心的处理负荷。对于网管中心来讲，数据不仅完整，而且大大的节约了存储这些数据的数据库空间，并且这个完整的数据对于后期的数据分析和挖掘带来了很大的方便。

    本数据整合的方案已经在一大型通讯公司的第三代通讯系统CDMA2000的无线接入系统中得到了实际的应用，有效地提高了基站信息收集的效率，优化了网管中心的性能。

参考文献:

[1]  郭军. 网络管理. 北京邮电大学出版社, 2001.

[2]  刘建辉,张文娟.对移动通讯网基站集中监控系统软件设计. 辽宁工程技术大学学报,Vol.23 No.4, Aug.2004.

[3] ITU Recommendation X.722: Data communication networks-Information Technology- Open Systems
Interconnection- Structure of Management Information: Guidelines for the definition of managed objects．

[4] 安静. 中兴通讯CDMA基站系统的可靠性设计. 电信科学,2001.05, P67-68.

[5] 郭忠诚, 焦扬, 严钧等. 基站系统中多处理中心的性能数据整合方法. 国内发明创造专利. 专利号：200510132417.4
运动控制系统的智能控制技术。
  • 在线反馈
1.我有以下需求：



2.详细的需求：
姓名:
单位:
电话:
邮件: