专利名称：用于故障移动单元隔离的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于隔离已干扰无线网络中的正常网络通信的故障移动单元的系统和方法。
常规的无线通信网络包含许多网孔站和在中心放置的蜂窝交换机，称为移动交换中心(MSC)。每个网孔站典型地包括一个或几个天线和用于与移动单元通信的相关设备，诸如蜂窝电话机。
每个网孔站只使用单个控制信道(CCH)，包括“前向”CCH和“反向”CCH。每个网孔站在前向CCH上连续地广播信号给该移动站。相反，移动单元在反向CCH上周期地广播信号给该网孔站。
当移动单元先接通时，它扫描所有前向CCH中具有最强信号的一个前向CCH并且侦听从该网孔站周期地广播消息的那个前向CCH。这些消息典型地包含有关该无线通信网络的接入参数的信息和有关那个网孔站的反向CCH的目前可用性的信息。当反向CCH变得空闲时，移动单元占用该反向CCH并且尝试登记它自己。
当移动单元接通但不是处于有效使用时，它周期地扫描指定给该系统的前向CCH并且标记使用的最强载波。移动单元的接收机仍然调谐到这个最强的载波并且连续解码在前向CCH上来自该网孔站的数字调制数据流以便查找来话呼叫。
到移动单元的任何呼叫像正常电话呼叫那样开始。用户拨打7或10位号码和无线电话网发送该呼叫给中央计算机。中央计算机在前向CCH上广播该号码给网络中的每个网孔站。当被叫移动单元检测到输入数据流中它的号码，它将其识别发送回给中央计算机。中央计算机使用前向CCH上的数字消息指定该移动站使用的信道。移动单元调谐到指定的CCH并提醒用户有来话呼叫。
当移动单元用户始发呼叫时，该用户首先拨打希望的电话号码入该移动单元中的寄存器。移动单元在反向CCH上发送这个号码给具有最强载波的网孔站。然后中央计算机指定用于该呼叫的信道而且移动单元自动地调谐到那个信道。
所有无线通信提供商都试图提供坚固的通信业务，但是由每个网孔站提供的单个CCH可能为实现这个目的设置一个障碍。有时故障的移动单元保持在该CCH上并且在该反向CCH的载频上连续地发送功率。这阻塞该CCH和这个CCH覆盖区内的其它移动单元遇到大的业务破裂，因为它们不能接入该反向CCH。
因此，需要在无线通信网络中隔离该网络服务区内的故障移动单元以便减轻业务破裂。
本发明通过隔离故障移动单元以减业务破裂来解决这个需要。
本发明的另外目的和优点部分在下面的叙述中提出并且部分从此说明中将清楚了或者可通过本发明的实践了解。通过在所附权利要求书中特别指出的装置和组合可实现和得到本发明的目的和优点。
为取得这些目的，并根据作为实施的和在这里广泛叙述的本发明的目的，本发明包括用于隔离在无线网络的网孔中工作的多个移动单元的一个故障移动单元的系统。该系统监视在该网孔中的移动单元之间的网孔业务量图以便检测异常性并且确定该异常性是否由于该故障移动单元或该无线网络的问题引起的。如果该异常是由于该故障移动单元引起的，该系统与工作在该网孔内的移动单元通信以便隔离该故障单元。
组合入并且构成本说明的一部分的附图示出本发明的一个实施例，并与说明一起说明本发明的目的、优点和原理。在附图中
图1表示执行本发明的故障移动单元隔离方法的无线网络；图2是说明本发明的故障移动单元隔离方法的优选实施例的流程图；图3A和3B是分别表示正常的和异常的网孔业务的例子的曲线图；和图4表示在系统参数调节之前和之后存在的网孔站覆盖。
图1表示执行本发明的移动单元隔离方法的无线网络。不同的设备可放置在网孔站，如在未审的美国专利申请序号No．08／(代理人文件号3384．0045-00)中所述的，因此引用在这里供参考。
网孔站1100包括天线1110，射频(RF)与中频(IF)前端设备1120和DSP无线电服务器1130。窄带回程传送1140连接网孔站设备到移动交换中心(MSC)1200。回程传送是该网孔站与中继线资源或通信系统的交换结构之间的通信链路。回程传送1140是用于传递时分多路复用(TDM)、帧中继业务或者窄带ATM并包括控制与话音通信的T1／E1。
网孔站1300包含比网孔站1100少的设备，只是天线1310和RF／IF前端设备1320。宽带回程传送1330耦合在网孔站1300的设备到集中的DSP无线服务器1400，后者又与MSC1200通信。宽带回程传送1330在ATM网络上传递来自该网孔站设备的高速宽带数字化无线电信号。
网孔站1500包含最小数量的设备，仅仅天线1510和功率管理部件1520。从网孔站1500设备来的RF信号经RF光纤传送回程1530发送给DSP无线服务器1400。RF光纤传送回程1530通过模拟光纤分配RF信号并经过ATM网络发送该信号给DSP无线服务器1400。
在未审的美国专利申请序号08／_(代理人文件号3384．0045-00)中叙述由各个网孔站设备执行的特别功能，请查阅上面所述的。
图2是说明根据这个发明的故障移动单元隔离方法的优选实施例的步骤的流程图。在这个实施例中，MSC1200包含执行故障移动单元隔离方法的设备。
MSC1200在其控制下连续地监视该网孔站中的网孔业务(步骤2020)。这样监视的目的是检测异常业务。图3A和3B分别绘出作为时间和爱尔兰函数的正常网孔业务3100和异常网孔业务3200的曲线图。在短时间期间内网孔业务图迅速递减或下降指示异常条件3200，而平滑的网孔业务图指示正常条件3100。
如果MSC1200发现网孔站中的网孔业务图不包含业务下降(如图3A中的网孔业务3100)(步骤2040)，则MSC1200继续其监视(步骤2020)，因为条件是正常的。但是，如果MSC1200发现网孔业务下降大于预定量(步骤2040)，如在图3B中网孔业务3200那样，则MSC1200开始确定是否有CCH信号检测故障(步骤2060)。例如在故障移动单元干扰该CCH或由于网孔差错诸如该CCH本身差错时，可出现CCH信号检测故障。
如果MSC1200确定没有CCH信号检测故障(步骤2060)，最好利用标准测试，则MSC1200报告一个差错(步骤2080)，因为网孔业务下降一定是网孔差错的结果，而不是故障移动单元。当故障移动单元导致网孔业务下降时，由于故障移动单元干扰该CCH而产生CCH信号检测故障。因此，没有CCH信号检测故障意味着网孔业务下降一定是网络差错的结果。
如果MSC1200确定有CCH信号检测故障(步骤2060)，则MSC1200分析正常或异常活动的CCH的接收信号频谱(步骤2100)。突发活动(即多个移动单元接入CCH并产生重复突发和消失图)构成正常活动。连续活动(即一个移动单元接入和占用该CCH)构成异常活动。
如CCH接收的信号频谱的分析指示正常突发活动(步骤2100)，则MSC1200报告一个差错(步骤2080)。这是因为网孔业务下降和CCH信号检测故障一定是网络差错的结果，而不是保持该CCH并因此创立在该CCH上的连续活动的故障移动单元。
如果CCH接收信号频谱分析指示异常(即连续)活动(步骤2100)，则MSC1200使用预定的诊断准则执行闭环CCH诊断分析(步骤2120)。闭环CCH诊断分析要求执行网孔站设备的各种闭环测试，以确定该问题是网络或是移动单元差错的结果。
如果闭环CCH诊断分析失败(步骤2120)，则MSC1200报告差错(步骤2080)，因为该问题是网络差错的结果，而不是故障移动单元的结果。如果闭环CCH诊断分析通过了(步骤2120)，则MSC1200在满足预定登记准则的所有移动单元的CCH上发出消息以便登记它们自己(步骤2140)。预定的登记准则最好包括最小信号强度要求。
具有信号强度相符或超过最小信号强度要求的MSC1200的服务区中的每个移动单元，包括该故障移动单元，试图在该CCH上响应登记消息。但是，不是所有移动单元能够登记，因为该故障移动单元连续地占用其网孔站中的CCH。移动单元通过发送以识别号和制造号识别它们自己的信号给该网孔站进行登记。
MSC1200产生登记移动单元的表(步骤2160)。如果登记表包含大于预定数的潜在故障移动单元(步骤2180)，MSC1200通过增加要求的最小信号强度调整该登记准则(步骤2200、2220)并且根据该调整准则重排列移动单元登记(步骤2140)。
步骤2140至2220重复多次迭代，直到足够小数量的潜在故障移动单元保留在该登记表中。
当MSC1200将登记表变窄到足够小的潜在故障移动单元的表(步骤2180)，MSC1200询问在该表中每个移动单元的相应归属位置寄存器(HLR)(步骤2240)。移动单元的HLR提供有关相应移动单元的详细报告，包括如识别号、电话号码、网孔站位置和移动单元的归属系统这样的信息。
根据来自HLR的详细报告，MSC1200产生并报告潜在的故障移动单元表给系统操作者并且建议要采取的措施以补偿故障移动单元的出现(步骤2260)。建议的措施可包括通过调整与包含故障移动单元的网孔站相邻的网孔站的系统参数重新修整网孔站边界。调整系统参数可包括增加相邻网孔站的天线发送与接收功率，使这些相邻网孔站能覆盖有问题网孔站的部分。
图4表示在系统参数调整前的网孔站覆盖4100和在系统参数调整后重新修整的网孔站覆盖4200的例子。增加相邻网孔站4110的天线发送与接收强度重新修整它们的覆盖区，以便由网孔站4120的移动单元4120接入，网孔站4120的CCH被故障的移动单元干扰。则网孔站4120的一些移动单元可在重新修整的相邻网孔站4210之一的CCH上通信。
此外，当故障移动单元移动到相邻网孔站的重新修整覆盖区4210时，它可释放在网孔站4220中它干扰的CCH，尝试在相邻网孔站的CCH上通信。由于它相对于相邻网孔站的基站的位置，故障移动单元可能在重新修整相邻网孔站4210中信号强度较弱。如果出现这种情况，故障移动单元就不能如在网孔站4220中那样连续地干扰相邻网孔站的CCH。
根据由MSC1200产生的潜在故障移动单元表，系统技术人员可隔离该故障移动单元。配备潜在故障移动单元和它们相应的网孔站位置的可管理表，系统技术人员可访问相应的网孔站，并且使用定向天线可定位并从工作中去掉该故障移动单元。
一旦MSC1200报告潜在故障移动单元表和建议措施，MSC1200就执行故障移动单元隔离算法优化(步骤2280)。故障移动单元隔离算法优化要求记录有关故障移动单元检测信息和在数据库矩阵中检测使用的系统准则。系统准则包括业务下降准则2300、检测准则2320、频谱准则2340、诊断准则2360和登记准则2220。
最好是，MSC1200初始地设置系统准则为低电平和记录数据库矩阵中的检测结果。然后MSC1200调整系统准则和更新检测结果。在几次迭代之后，MSC1200知道最佳准则，以便取得最好的检测结果。
如围绕图2的讨论所表明的，根据本发明的无线网络减轻和补偿由干扰CCH的故障移动单元引起的业务断裂。
为了说明和叙述目的，前面已提供本发明优选实施例的叙述。其意图不是穷举或限制本发明为所公开的准确形式。根据上述教导进行修改和变化是可能的或者可从本发明的实践中获得。例如，本发明的MSC执行故障移动单元隔离方法，但是该方法可由其它网络单元执行，如DSP无线服务器或基站控制器。本发明的范围由权利要求和它们等效物限定。
权利要求
1．从工作在无线网络的网孔中的多个移动单元中隔离故障移动单元的方法，包括步骤监视该网孔中移动单元中的业务以便检测网孔业务图中的异常；确定该异常是否是由该故障移动单元引起的；和如果该异常是由该故障移动单元引起的，与网孔中多个移动单元通信以便隔离该故障移动单元。
2．根据权利要求1的方法，其中该确定步骤包括步骤在网孔业务图出现异常时，确定存在控制信道信号检测故障。
3．根据权利要求2的方法，其中，该确定步骤还包括以下步骤当存在控制信道信号检测故障时，检验异常条件在控制信道上的信号接收。
4．根据权利要求3的方法，其中该确定步骤还包括以下步骤在控制信道信号接收指示异常条件时，执行闭环控制信道诊断分析，确定该控制信道信号检测故障源和网孔业务图异常。
5．根据权利要求4的方法，其中该通信步骤包括以下步骤当闭环控制信道诊断分析指示该故障移动单元是控制信道信号检测故障和网孔业务图异常的根源时，要求该网孔中的移动单元登记。
6．根据权利要求5的方法，其中该通信步骤还包括以下步骤从对应于该登记请求的移动单元产生潜在故障移动单元表；和从该潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元。
7．根据权利要求6的方法，其中该表产生步骤包括以下步骤询问在潜在故障移动单元表上移动单元的相应归属位置寄存器。
8．根据权利要求7的方法，其中该隔离步骤包括以下步骤检查询问的归属位置寄存器的内容。
9．根据权利要求5的方法，其中该请求步骤包括以下步骤只请求满足预定准则的网孔中的移动单元登记。
10．根据权利要求1的方法，其中该通信步骤包括以下步骤当网孔业务图中的异常是由于该故障移动单元引起时，请求该网孔中的移动单元登记。
11．根据权利要求10的方法，其中该通信步骤还包括以下步骤从对应于该登记请求的移动单元中产生潜在故障移动单元表；和从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元。
12．根据权利要求11的方法，其中该表产生步骤包括以下步骤询问在潜在故障移动单元表中移动单元的相应归属位置寄存器。
13．根据权利要求12的方法，其中该隔离步骤包括以下步骤检查所询问的归属位置寄存器的内容。
14．根据权利要求10的方法，其中请求步骤包括以下步骤只请求满足预定准则的网孔中的移动单元登记。
15．根据权利要求1的方法，还包括步骤建议采取措施补偿该故障移动单元。
16．从工作在无线网络的网孔中的多个移动单元中隔离故障移动单元的方法，包括步骤监视该网孔中的移动单元的业务；当监视的业务图呈现网孔业务减少超过预定准则时，确定控制信道信号检测故障的存在；当存在控制信道信号检测故障时，检验异常时控制信道上信号接收；当控制信道信号接收指示异常条件时，执行闭环控制信道诊断分析以便确定网孔业务图减少的根源；和如果网孔业务图减少是由于该故障移动单元引起的，则与该网孔中的多个移动单元通信，以便隔离该故障移动单元。
17．根据权利要求16的方法，其中该通信步骤包括以下步骤当网孔业务图减少是由于该故障移动单元引起时，请求该网孔中的移动单元登记。
18．根据权利要求17的方法，其中该通信步骤还包括以下步骤从对应于该登记请求的移动单元中产生潜在故障移动单元表；和从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元。
19．根据权利要求18的方法，其中该表产生步骤包括以下步骤询问在潜在故障移动单元表中的移动单元的相应归属位置寄存器。
20．根据权利要求19的方法，其中该隔离步骤包括以下步骤检查所询问的归属位置寄存器的内容。
21．根据权利要求17的方法，其中该请求步骤包括以下步骤只请求满足预定准则的网孔中的移动单元登记。
22．根据权利要求16的方法，还包括步骤建议采取措施补偿该故障移动单元。
23．从工作在无线网络的网孔中的多个移动单元中隔离故障移动单元的方法，包括步骤监视该网孔的移动单元中的业务以便检测网孔业务图中的异常；确定该异常是否是由该故障移动单元引起的；如果该异常是由该故障移动单元引起的，则请求该网孔的移动单元的登记；从对应于该登记请求的移动单元中产生潜在故障移动单元表；和从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元。
24．隔离工作在无线网孔的网孔中的多个移动单元的一个故障移动单元的系统，包括用于监视该网孔中移动单元中的业务以便检测网孔业务图中的异常的装置；用于确定该异常是否由该故障移动单元引起的装置；和如果该异常是由该故障移动单元引起的，用于与该网孔中的多个移动单元通信以便隔离该故障移动单元的装置。
25．根据权利要求24的系统，其中该确定装置包括当网孔业务图出现异常时，用于确定控制信道信号检测故障存在的装置。
26．根据权利要求25的系统，其中该确定装置还包括当存在控制信道信号检测故障时，检验异常条件的控制信道上信号接收的装置。
27．根据权利要求26的系统，其中该确定装置还包括当控制信道信号接收指示异常条件时，执行闭环控制信道诊断分析以便确定控制信道信号检测故障和网孔业务图异常的根源的装置。
28．根据权利要求27的系统，其中该通信装置包括当闭环控制信道诊断分析指示该故障移动单元是该控制信道信号检测故障和该网孔业务图异常的根源时，请求该网孔中的移动单元登记的装置。
29．根据权利要求28的系统，其中该通信装置还包括从对应于登记请求的移动单元中产生潜在故障移动单元表的装置；和从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元的装置。
30．根据权利要求29的系统，其中该表产生装置包括用于询问潜在故障移动单元表中移动单元的相应归属位置寄存器的装置。
31．根据权利要求30的系统，其中该隔离装置包括用于检查所询问的归属位置寄存器内容的装置。
32．根据权利要求28的系统，其中该请求装置包括只请求满足预定准则的网孔的移动单元登记的装置。
33．根据权利要求24的系统，其中该通信装置包括当网孔业务图异常是由于该故障移动单元引起时，请求网孔的移动单元登记的装置。
34．根据权利要求33的系统，其中该通信装置还包括从对应于该登记请求的移动单元中产生潜在故障移动单元表的装置；和从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元的装置。
35．根据权利要求34的系统，其中该表产生装置包括用于询问潜在故障移动单元表中移动单元的相应归属位置寄存器的装置。
36．根据权利要求35的系统，其中该隔离装置包括用于检查所询问的归属位置寄存器内容的装置。
37．根据权利要求33的系统，其中该请求装置包括只请求满足预定准则的网孔的移动单元登记的装置。
38．根据权利要求24的系统，还包括用于建议采取措施补偿该故障移动单元的装置。
39．根据权利要求24的系统，其中该无线网络还包括在多个网孔中提供通信的移动交换中心。
40．根据权利要求39的系统，其中该系统位于该移动交换中心内。
41．用于隔离工作在无线网络的网孔中的多个移动单元的一个故障移动单元的系统，该多个移动单元在控制信道上与该网孔通信，该系统包括用于监视该网孔中的移动单元的业务的装置；当所监视的业务图显示网孔业务减少超过预定的准则时，确定控制信道信号检测故障存在的装置；当存在控制信道信号检测故障时，用于检验异常条件在控制信道上的信号接收的装置；当控制信道信号接收指示异常条件时执行闭环控制信道诊断分析以便确定该网孔业务图减少的根源的装置；和如果该网孔业务图减少是由于该故障移动单元引起的，用于与该网孔中多个移动单元通信以便隔离该故障移动单元的装置。
42．根据权利要求41的系统，其中该通信装置包括当网孔业务图减少是由于该故障移动单元引起时，请求网孔的移动单元登记的装置。
43．根据权利要求42的系统，其中该通信装置还包括从对应于登记请求的移动单元产生潜在故障移动单元表的装置；和从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元的装置。
44．根据权利要求43的系统，其中该表产生装置包括询问在潜在故障移动单元表中移动单元的相应归属位置寄存器的装置。
45．根据权利要求44的系统，其中该隔离装置包括用于检查所询问的归属位置寄存器内容的装置。
46．根据权利要求42的系统，其中该请求装置包括只请求满足预定准则的网孔中的移动单元登记的装置。
47．根据权利要求41的系统，还包括建议采取措施补偿该故障移动单元的装置。
48．用于隔离工作在无线网络的网孔中的多个移动单元的故障移动单元的系统，包括用于监视网孔的移动单元中的业务以便检测网孔业务图异常的装置；用于确定该异常是否由该故障移动单元引起的装置；如果该异常是由于该故障移动单元引起的，请求该网孔的移动单元登记的装置；从响应该登记请求的移动单元中产生潜在故障移动单元表的装置；和用于从潜在故障移动单元表中隔离该故障移动单元的装置。
49．具有工作在其中的多个移动单元的一个故障移动单元的无线网络的网孔，包括收集有关在移动单元中业务的信息的装置；和当该信息指示业务减少超过预定准则时，用于发送登记请求给该移动单元以便隔离该故障移动单元的装置。
全文摘要
一个无线网络具有工作在该无线网络的网孔中的多个移动单元,该无线网络隔离干扰控制信道的故障移动单元,因而避免该网孔中其它移动单元的通信。用于隔离该故障移动单元的系统和方法监视该网孔中移动单元的网孔业务图以便检测异常,确定异常是由于该故障移动单元引起的还是无线网络的问题引起的,如果异常是由于该故障移动单元引起,则与工作在该网孔内的移动单元通信以便隔离该故障移动单元。
文档编号H04W24/00GK1206540SQ97191487
公开日1999年1月27日 申请日期1997年1月9日 优先权日1996年9月6日
发明者S·曾, K·巴苏 申请人:北方电讯有限公司