通信基站运维综合标准管理专业系统设计项目说明指导书.doc
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1、第1章 绪论本文重要简介通信基站运维综合管理系统V1.0设计与实现。本章一方面简介本系统背景知识以及研究意义;然后阐述国内外研究以及开发最新动态,最后简介本文重要内容以及组织构造安排。1.1 研究背景与意义本节重要简介本文涉及某些无线通信知识,一方面简介与本文描述通信基站运维综合管理系统V1.0有关WCDMA概念,UTRAN系统,RAN系统以及Rbs知识,然后详细描述本系统在WCDMA系统所处位置和该系统所需要提供功能。最后再系统阐述本文研究意义。1.1.1 3G无线通信有关知识 WCDMA1:Wideband Code Division Multiple Access宽带码分多址。是一种由码
2、分多址(CDMA),演变而来第三代无线通信技术。WCDMA采用直接序列扩频码分多址、频分双工方式。WCDMA是一种由3GPP详细制定,基于GSM MAP核心网,UTRAN为无线接口第三代移动通信系统。 UTRAN:The UMTS Terrestrial Radio Access Network,陆地无线接入网。信令网和数据传播网在逻辑上分开2;UTRAN和CN功能将和传播功能完全分开;UTRAN和CN使用寻址方式将和传播功能寻址方式无关;宏分级(FDD模式)解决完全在UTRAN内,RRC连接移动性完全由UTRAN控制;定义UTRAN接口时候,通过接口功能划分应有尽量少可选项;应基于此接口控制
3、实体逻辑模型。 UTRAN由一组通过Iu接口连接到核心网CN无线网络子系统RNS构成。一种RNS由一种无线网络控制器(RNC)和一种或者各种节点(Node B)构成。Rbs通过Iub接口连接到RNC。图1.1是UTRAN系统某些平面构造图。从图中可以看出:RNC重要负责跟核心网交互以及与Rbs进行交互。Rbs重要负责与RNC交互,以及顾客手机交互。从软件架构角度,UTRAN重要分为如下3个逻辑节点: (1)RNC(Radio Network Controller)无线网络控制器。RNC重要负责跟核心网以及Rbs进行交互,并且负责管理无线链路。RNC控制通过Rbs信息量。RNC同步负责建立信道,
4、解决与UE连接,控制无线基站资源优化。WCDMARbs提供无线资源以及无线广播,并且负责接受与发送UE信号。图1.1 UTRAN系统平面构造 (2)OSS-RC (Operation Support System-Radio and Core) 运维支撑系统-无线基站跟核心网。OSS-RC重要解决从RNC过来操作管理任务,例如软件安装与升级,RAN层管理配备,告警解决等。 (3)COMINF (Common Operate&Manage Infrastructure) 通用操作管理架构。COMINF重要管理涉及从网络设备到OSS-RC所需要携带路由等网络合同。COMINF同步提供安全性服务,客
5、户协助信息,软件管理,备份解决方案等服务。UTRAN拓扑构造和核心节点外部接口如图1.2所示:(节点跟接口在下图中仅仅是一种逻辑插图,跟实际状况不一定完全吻合。例如Mub和Iub接口也许承载相似媒体,W-Rbs也也许以级联拓扑形式连接)Rbs3(Radio Base Station):WCDMA中Rbs就是UTRAN系统节点中基站特有名称。Node B是一种逻辑节点,负责发送,接受从UE过来信道。Rbs节点除了解决最基本功能以外,同步还控制与监管天线设备。Rbs通过luant接口或者其她某些专有规范原则来控制与监管TMA、RET等天线设备。Rbs Element Manager:基站管理软件,
6、并不是UTRAN系统中一种独立节点,但是她是Rbs系统一某些,EM普通运营在PC端口,控制了包括一系列操作管理应用软件安装。Rbs Cabinet Viewer:机箱机柜查看器,是布置在OSS-RC上一种应用程序,但是她依然属于Rbs系统一某些。机箱机柜查看器提供了一种可视化视图,并且提供了一种工具来解决由事件干扰引起错误。图1.2 UTRAN系统拓扑构造图1.3是Rbs所处位置以及Rbs与其她节点关系:图1.3 Rbs与RNC、OSS-RC关系从图上可以看出:Rbs重要通过Mub接口与OSS-RC交互,通过lub接口与RNC交互,通过Uu接口与UE交互。管理软件EM在OSS-RC节点上,负责
7、管理与配备Rbs4。图1.4是Rbs外部接口平面图:图1.4 Rbs外部接口Mub:Mub接口是由Rbs所提供,由管理软件EM,机箱机柜查看器,网络管理系统等系统使用。Iub:连接RNC跟Rbs有关接口。GUI:(Graphic User Interface)由管理软件EM或者机箱机柜查看器提供,提供了一种顾客和谐型图形化界面给基站操作人员操作和维护Rbs。VMI: (Visual and Mechanical Interface),重要提供应基站站点操作人员使用。VMI重要涉及可视化批示器(LED灯),手动可操作开关/按钮(复位键)和传入外部电源等。此外,装配电缆螺丝等都属于这个接口。1.1
8、.2 基站管理软件功能ITU-T TMN:Telecommunications Management Network standard from the ITU-T) 国际电信联盟电信原则化部,电信管理网络。由于该软件系统紧紧负责基站管理与配备,暂时不考虑traffic事件某些,仅考虑操作管理某些。TMN操作管理某些方略重要由: 代理模式使用,例如OSS-RC作为管理人,Rbs EM作为代理。 使用管理对象(Managed Object,MO)模型,即管理一系列抽象或者物理或者逻辑上资源。 管理信息库(Management Information Base,MIB)使用,即一种存储了TMN中所
9、有MO信息库。 管理信息模型(Management Information Model,MIM)使用,即抽象出一种面向对象语言来抽象规定MO定义,定义MO数据基本操作。 一种基本逻辑架构模型如图1.5所示:图1.5 TMN管理某些逻辑架构模型本文所描述通信基站运维综合管理系统V1.0是一种OSS-RC系统下子系统服务,从TMN管理某些架构逻辑模型上来看,该系统处在架构在体现层。普通,配站工程师会在软件中对基站进行配备,该软件系统将顾客配备基站数据信息收集起来,通过MO携带数据,通过COBRA等公共合同与指定基站进行通信,向下层传送管理和配备信息,将所需配备信息发送到指定基站中央解决单元,而在基
10、站端,普通会有一种类似于接口子系统,对发送过来消息进行解析并解决,并将配备信息进行反馈。这样就可以做到基站安装跟配备分开进行,并且还可以随时对基站进行调控容量,监视基站中设备状态等操作。基站通信构造示意图如图1.6所示:图1.6 基站通信构造本文中通信基站运维综合管理系统V1.0重要提供如下功能:功能特点:1,IT资源可视化,轻松读懂各种IT数据2,业务拓扑视图,直观呈现出业务与IT关系3,IT资产管理与IT监控管理、运维流程管理等无缝集成,实现对以虚拟化和云计算为核心支撑IT体系综合管控。4,完善IT网络运维管理体系,依托统一服务支持平台,形成自动化、流程化服务支持。技术特点:1,运营环境安
11、装配备以便(.NetFramework,Asp.Net,IIS)2,技术成熟,主流技术,配套技术文档完善,众多开源或免费文档或项目可供参照3,拥有众多新技术,以便构建公司级应用4,开发布置工具功能强大5,能与Windows平台紧密结合,最大限度运用系统功能1.1.3 研究意义 随着中兴,华为等新兴无线通信公司崛起,无线通信行业竞争越来越激烈,各大公司纷纷推出了新产品,软硬件更新速度日益加快,而市场上也浮现了基站类型新旧各异,功能各异复杂状况,虽然是同一站型,也会由于需求变动而导致硬件不同,或者设备参数不同等问题。将原有硬件进行整合,升级改造,已经成为了当前3G基站发展一种主流趋势。这样不但仅可
12、以节约成本,复用原有硬件设备,提高运用率,同步可以在更好兼容基站原有设备基本上,达到硬件微小改动,功能大大提高,基站大不同样特点。当前市场上某些基站管理配备系统,由于需求已经随着市场变化而发生了重大变化,从原有固定不变,几乎很少改动硬件架构,变成当前这种需求随着市场变化而迅速变化状况。以市场为导向新需求,使得软件层次架构变动势在必行。原有架构层次过于简朴,在新项目开发中浮现了架构兼容性不够,代码耦合度过强等问题,导致系统难以维护,升级,一旦有新需求变化,总会进行大幅修改,显然已经无法适应产品不断更新新规定。如何设计出一种通用基站管理系统,满足需求经常变动特点,成为一种亟待解决问题,也是本文重要
13、研究目。1.2 国内外研究动向 爱立信:爱立信基站管理系统采用了CI/RI(Configuration Item/Resource Item)架构。将基站资源抽象为一系列Resource Item,将一组相近资源以汇集形式构成Configuration Item,构建出一种逻辑上Rbs进行配备。该管理系统使用了MVC,Java Bean,SAX等技术,提供了一种顾客和谐型界面,通过一种通用平台CPP与基站端进行通信。客户端到基站端通信使用了COBRA技术解决并发。当前爱立信在市场上主流基站及新硬件设备如图1.7所示5。图1.7 爱立信主流基站及新硬件设备 华为6:提供了一种基于JAVA Web
14、网页版基站软件管理系统。该管理系统使用了J2EE架构,并且使用了Struts+Hibernate+Spring等比较流行框架。图1.8是某些华为在WCDMA市场上主流基站。图1.8 华为在WCDMA市场上主流基站1.3 本文重要内容 本文一共分为五章,系统简介了通信基站运维综合管理系统V1.0设计与实现,下面从分章节角度详细阐述本文将要阐述重要内容: 第一章:一方面简介了本系统所需要无线通信背景知识,该系统在UTRAN系统中所处位置以及该系统所担当职能等,另一方面简介了国内外研究开发动态,本章最后简介了本文重要内容。 第二章:重要简介了本系统需求分析以及详细架构设计。在需求分析中使用了ADME
15、NS矩阵分析法。架构设计时候先简介系统总体架构设计,再分层分别简介每一层设计。在简介时候不但仅简介了设计思路,同步从设计模式角度给出了实现方略。 第三章:依照上一章设计出架构,分架构层次,依次详细阐述了每一层实现过程。实现过程重要以详细UML类图以及时序图为例进行阐述,同步将设计过程中用到设计模式串联起来。 第四章:描述了系统测试重要办法,以及本系统测试环节,最后展示了某些测试用例,同步总结了测试成果。第五章:总结了本论文重要工作,分析系统中某些值得改进地方,并且提出了后续研究某些展望。第2章 通信基站运维综合管理系统V1.0需求分析以及设计本章详细描述了基站管理系统需求分析与架构设计。在需求
16、分析中应用了ADMENS矩阵分析法进行分析,架构设计时候体现了分层思想,同步为了更好局部构造,设计模式在本系统中得到了充分应用。2.1 系统需求分析通信基站运维综合管理系统V1.0提供了一种基站管理配备平台,针对不同种类基站进行配备,同步提供了对基站配备进行修改,删除,以及导入导出配备脚本等功能。在进行本文需求分析时候会借助ADMENS矩阵进行分析。ADMENS矩阵7(Architectural Design Method has been Extended to Method System,架构设计办法已经扩展到办法体系),又称为“需求层次-需求方面矩阵”。该矩阵分析法可以协助架构师告别需求
17、列表陈旧方式,顺利过渡到二维需求观,借此避免漏掉需求、并进一步清理需求间关系和发现衍生需求。ADMENS二维矩阵进行需求分析“四步法”重要由如下4个角度分析:需求构造化,分析约束影响,拟定核心质量以及拟定核心功能。从“需求定义了直接还是间接目的”角度,把需求划分为3种类型:1. 功能需求:直接体现出各个需求目的规定。2. 质量属性:由运营期质量和开发期质量构成。3. 约束需求:由业务环境因素,使用环境因素以及技术环境因素构成。从业务级需求,顾客级需求,开发级需求三个角度对本系统需求进行详细分析,形成一种二维需求分析矩阵。总结成下表:表2.1 ADMENS矩阵广义功能质量约束业务级需求业务目的快
18、、好、省技术性约束法规性约束技术趋势竞争因素与竞争对手遗留系统集成原则性约束分批实行顾客级需求顾客需求运营期质量顾客群特点顾客水平多国语言开发级需求行为需求开发期质量开发团队技术水平开发团队磨合限度开发团队分布状况开发团队业务知识管理:保密规定管理:产品规划安装、维护2.1.1 业务级需求分析本段重要根据:包括客户或者出资者要达到业务目的、所需要预期投入资金、项目工期进度规定,以及要符合哪些原则规范、对哪些遗留系统进行整合改造等约束条件,对论文中阐述系统进行业务级需求分析。下面详细阐述本系统需要重要考虑约束条件。 (1) 客户业务目的以及业务愿景。1. 软件定位:基站管理软件 2. 提供服务:
19、提供一种通用管理配备平台,对同一家公司不同类型,不同硬件基站进行配备。 (2) 客户业务质量 1. 兼容新老基站。由于技术改革,软件必要兼容各种各样新老基站,在满足新基站配备规定同步要做到向后兼容。特别是基站硬件更新,各大无线通信公司当前都在做整合研发,将老基站几块硬件板子功能集成到一块硬件上创新研究,软件变更需要跟硬件变更同步化,满足硬件变更所带来配备变更。 2. 易于变更配备。同一款基站,很有也许会配备不同射频单元,或者有扇区变动配备需求,需要提供一种简洁而又实用向导来满足配备变更,同一种硬件配备也需要可以以便修改承载能力等,以达到资源运用合理化。 (3) 技术原则 3GPP,以及各大厂商
20、自己制定原则。 (4) 对哪些遗留系统进行整合 基站零部件种类繁多,各种型号基站之间硬件配备有较大区别,需要一种扩展性很强系统来代替原有系统,以便将来产品进一步更新换代。2.1.2 顾客级需求分析顾客及需求分析重要从如下几种角度入手:顾客需要使用系统来完毕哪些工作,对质量有哪些规定,顾客群及所处使用环境方面有哪些规定等条件来进行顾客级需求分析。下面结合本系统进行分析: (1) 顾客使用系统完毕辅助工作 该系统重要顾客人员是基站配备人员,她们使用该系统进行基站配备,修改,删除等操作。配备向导里面配备项有某些是有跟详细硬件有关默认值,尚有某些必要要顾客来配备,这些配备向导按照基站配备流程分各种页面
21、进行。该基站管理软件重要提供四个配备向导界面:1. 机箱/机柜配备向导: 这某些配备硬件设备,除了基带信号解决板配备,尚有某些硬件板,普通在交付客户之前,在工厂就有某些烧制或者录入默认配备,插入机箱机柜中,因此需要在这里一并配备。在这个配备向导里面需要配备重要有:选取Rbs类型,配备默认IP地址,接口板等硬件设备。2. 基站站点配备向导 重要功能是建立扇区,配备社区,天线系统有关硬件,电缆有关数据,该某些需要配备硬件组合相对比较灵活,可以依照基站承载能力等条件,自由组合配备。3. 修改配备向导 该配备向导比较特别,该功能实现需要借助XML+SAX来实现,因此该配备向导输入仅为XML修改配备文献
22、。该向导重要配备页面仅仅由一种文献输入页面以及需要修改目录成果构成。4. 导入导出,删除向导 这几种功能也都是通过XML+SAX实现,因此该配备向导同上,输入/输出仅仅为XML文献。(2) 质量规定1. 操作以便,界面和谐。2. 系统具备很强健壮性,尽量避免系统崩溃。3. 可以满足不同配备状况下,仍具备较强可靠性。(3) 客户需求约束 配站工程师水平参差不齐,提供一种顾客和谐型,简洁配备界面,需要易于操作。2.1.3 开发级需求分析本段重要根据:开发人员详细需要实现什么产品,开发维护期间对质量有哪些考虑,开发团队有无影响架构状况等因素来进行需求分析。下面仅考虑本系统开发中需要用到约束条件: (
23、1) 开发人员需要实现目的 一种顾客和谐型通信基站运维综合管理系统V1.0。需要提供如下基本服务: 1. 机柜机箱配备:需要实现机箱机柜配备,以及出厂时安装其她硬件板所有配备。机箱机柜普通会提供一系列插槽,有关硬件在出厂时候分别安装在详细插槽中,一并交付,因此这些硬件板需要跟机柜机箱配备一同进行配备。 2. 基站配备:重要负责射频单元硬件配备,辅助单元(例如电扇、电源之类)配备,以及天线系统有关设备配备,这某些硬件大多具备可以频繁更换特性,因此这某些代码构造需要尽量松散,耦合度越低越好。 3. 导出/删除功能:导出功能可以导出当前Rbs配备XML文献,可以让咱们在测试环境中创立相似顾客配备,也
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