(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラ無線ネットワークに、新基地局または変更基地局を接続する方法であって、
前記新基地局または変更基地局が該新基地局または変更基地局の動作能力を示す能力情報を自動的にネットワーク・マネージャに送信するステップと、
前記ネットワーク・マネージャが前記能力情報を受信し、前記受信した能力情報に基づき、前記セルラ無線ネットワークにおいて前記新基地局または変更基地局により使用される動作パラメータを特定する構成情報を生成するステップと、
前記ネットワーク・マネージャが、前記新基地局または変更基地局へ、設定すべき前記構成情報を送信するステップとを備え、
前記能力情報および前記構成情報は、前記セルラ無線ネットワークの全ての基地局に共通である抽象的リソース情報モデルの形式をした情報である、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記変更基地局は、前記セルラ無線ネットワークに接続する全く新しい基地局も含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記新基地局または変更基地局が、該新基地局または変更基地局のハードウェアおよびソフトウェアのインフラストラクチャに基づいて、前記抽象的リソース情報モデルを自動的に生成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記抽象的リソース情報モデルが、前記新基地局または変更基地局の様々なハードウェアおよびソフトウェアのインフラストラクチャのオブジェクトと、前記新基地局または変更基地局の様々なハードウェアおよびソフトウェアのインフラストラクチャのオブジェクトの属性情報との組み合わせ関係を使用して生成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記抽象的リソース情報モデルの前記ハードウェアおよびソフトウェアのインフラストラクチャのオブジェクトが、周波数スペクトルの情報、最大出力の情報、およびチャネルタイプの情報を含み、前記オブジェクト間の組合わせ関係が、無線接続ユニット、キャリアユニットおよびアンテナユニット間の関係を示すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
移動体ネットワークの基地局であって、
新基地局または変更基地局を自動的に前記移動体ネットワークに接続するインタフェースと、
前記新基地局または変更基地局のソフトウェア及びハードウェアに依存しない、前記セルラ無線ネットワークの全ての基地局に共通な抽象的リソース情報モデルの形式で記載された、能力情報および構成情報と、
前記新基地局または変更基地局のソフトウェア及びハードウェアのインフラストラクチャを管理する、基地局リソースのインフラストラクチャ管理層と、
前記新基地局または変更基地局のソフトウェア及びハードウェアのインフラストラクチャの動作能力を特定する抽象的情報モデルに基づいた要素管理用オペレーティングシステムを有する、基地局抽象的リソース管理層と、
前記新基地局または変更基地局のソフトウェア及びハードウェアのインフラストラクチャに基づいて、前記抽象的情報モデルを生成する、サイト能力アプリケーションとを備え、
前記新基地局または変更基地局は該新基地局または変更基地局の動作能力を特定する能力情報をネットワーク・マネージャに、前記インタフェースを用いて送信し、
前記ネットワーク・マネージャは、前記能力情報を前記インタフェースを用いて受信し、該能力情報に基づき前記新基地局または変更基地局の動作パラメータを特定する構成情報を生成し、該構成情報を前記新基地局または変更基地局へ前記構成情報を前記インタフェースを用いて送信することを特徴とする基地局。
【請求項７】
前記抽象的情報モデルが、前記ソフトウエア及びハードウエアのインフラストラクチャの抽象的情報のオブジェクトと、様々な前記抽象的情報のオブジェクト間の組み合わせ関係とを定義することを特徴とする請求項６に記載の基地局。
【請求項８】
前記抽象的情報モデルが、動作能力を抽象的情報モデルのオブジェクトの属性によって表わすことを特徴とする請求項６に記載の基地局。
【請求項９】
前記属性の情報が、周波数スペクトルの情報、最大出力の情報、及びチャネルタイプの情報を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記オブジェクト間の組合わせ関係が、前記ソフトウェア及びハードウェアのインフラストラクチャ内における、無線接続ユニット、キャリアユニットおよびアンテナユニット間の関係を含むことを特徴とする請求項８に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明はセルラ移動電話システムに関し、特に、そのようなシステムの基地局の設計に関する。
【０００２】
［発明の背景］
セルラ移動電話システムは、地理的領域をセルに分割することによって運用されている。このネットワークは、セル間の干渉が最小となるように構成されている。セルのグループは、割り当てられた基地局によって、当該セルの内部または外部にある他の電話と通信するセル内部の移動電話の無線インタフェースとして働くようにサービスされる。特定のセル内の移動電話が「呼」を発すると、そのセルに割り当てられた基地局に、通信を所望する電話（またはネットワークサーバ）を識別してメッセージが送信される。基地局は、（発信者を所望する他の電話に接続するために）メッセージを移動体ネットワークに通信する、あるいは（発信者を同じタイプのネットワークサービスに接続するために）メッセージを適切なネットワークサーバに通信することができる。
【０００３】
基地局が提供するセルのサイズ及びタイプにはいくつかの要因が影響する。共通の出来事は、セルを提供する基地局の能力をはるかに越えるような、特定のセル内の移動電話密度の劇的な増大である。このような場合、セルが細分割され、より小さな地理的セル領域をサービスするべく追加の基地局が加えられる。今日では、例えば、移動電話ネットワークは３０００の基地局を使用し、１年に５００の新たな基地局の設置が実施されている。他の変更もセルのサービスに影響する。例えば、新規かつ改良された基地局の技術が開発されており、これは特定なセル配置については望ましいものとなる。この場合、セル領域内の既存の基地局を改良された設計の基地局に置き換えることが起こり得る。
【０００４】
特定のセルをサービスしている基地局にそのような変更が起こると、一般的なセルに共通なタスク及び該基地局がサービスするセルに特有のタスクを実施するように基地局を構成する必要がある。この構成の過程では、新たな基地局で使用されるシステムの識別と、これらシステムの特定のアプリケーションへのカスタム化とが通常行われれる。このようなシステムの１つは、本明細書で使用されているように、（基地局のような単一のネットワーク要素を管理する）要素レベル及び（電話ネットワーク全体を管理する）ネットワークレベルの両方に存在し得る、一定の運用及び整備機能に対するアプリケーションを意味する、運用及びサポートシステムである。要素管理という用語は単一のネットワーク要素の運用及び整備を意味し、ネットワーク管理という用語はネットワーク全体の引用及び整備を意味する。本発明に関連する典型的な要素管理活動は、（限定ではなく）単一のネットワーク要素の設置、委任、ハードウェアの監視及びソフトウェアの監視を含む。典型的ネットワーク管理活動は、（限定ではなく）メッセージ経路指定情報の設定、ネットワーク性能の監視、会計情報の収集等を含む。
【０００５】
基地局がトラフィックサービスに組み入れられたあらゆる場合、あるいはハードウェアが既存の基地局から追加、変更または除去されたときには、既存の基地局を使用する移動体ネットワークにおいてある種の再構成を要求する変更が必然的となる。（例えば、基地局の能力に非常に近い状態で運用されているセルに新たな基地局を導入するための）コストは主に、セルの立案、場所の設立、ハードウェア施設、移動体ネットワークの再構成にかかる。本発明は、再構成を起こさせるものとは関係なく、上記で最後に述べた、ネットワークの再構成に対処するものである。
【０００６】
現在は、ネットワークの再構成はマニュアルで行われている。最初に新たな基地局が設置される。次に、設置されたハードウェアの能力を決定するためにネットワーク（セル）が計画される。（あらゆる能力の基地局をあらゆる場所に設置することができ、ネットワークはその基地局を最大限使用するように再構成され得ることに留意せよ。）ネットワーク・オペレータは、新たな基地局または基地局の機器を受け入れ、使用するように移動体ネットワークをマニュアルで予め構成する。次にオペレータは、基地局設置チームに使用した予備構成の詳細を伝え、チームは基地局のサイトにいる要素管理者にそれを知らせる。基地局技術は発展しているので、移動電話ネットワーク全体で使用される数千もの基地局の、基地局設備のタイプ、予備構成のタイプ、ハードウェア及びソフトウェアのタイプ、グレードアップ特性などは、現実的には単純に統一することはできない。発明者らは、移動電話ネットワークにおいて、異なったタイプの基地局及び異なったタイプの基地局設備が使用されることを予期している。従って、多くの異なった種類の基地局及び基地局設備の管理（及び再構成）は避けられない。しかしながら現在では、これら多くの異なったタイプのハードウェアの再構成は、要素管理レベル及びネットワーク管理レベルの両方で実施される必要があり、これは追加のコストをもたらし、これら２つの異なった管理レベルに（一方はネットワーク・オペレータにより、他方は設置チームによって）供給された情報が、例えば、人間のオペレータの入力エラーにより一致しない可能性をもたらす。
【０００７】
［発明の要旨］
本発明は、基地局が加えられたときまたはトラフィック交換から除去されたときに常に移動体ネットワークを再構成するコストを削減することを目的とする。本発明は基地局内のプラグ・アンド・プレイルーチンを使用して、移動体ネットワークに基地局が追加されたときまたは削除されたときに常に生じるマニュアルでの再構成の負荷を少なくする。このようにして、新たな基地局がネットワークに導入されたとき、基地局自身が自己のトラフィック能力を移動体ネットワークに伝える。移動体ネットワークは、能力データを基地局の構成（操作の周波数、制御チャネルなど）用に自動的に処理する。
【０００８】
本発明の別の態様では、あらゆる移動体ネットワークが通信内容を理解できるように、基地局は自己の能力をネットワークに標準フォーマットで通信する。
【０００９】
［好適な実施形態の詳細な説明］
今日の移動電話システムでは、オペレータは多数の異なったタイプ及び構成の基地局を管理しなければならない。特定の領域内で使用する移動電話に変更が生じると、使用される電話をサービスするハードウェア及びソフトウェアにも変更が必要となる。システムに新たな基地局が加えられるとき、例えば、電話会社は、セルの立案、整備、及び設備の拡張が正確かつ迅速に実行されたかを保証する必要がある。実際には、既存の基地局を単にグレードアップしたときにも、このような立案が必要となる。
【００１０】
移動体ネットワークの再構成の一つの態様は、特定の基地局に導入されている設備又はグレードアップに精通している移動体ネットワークを得ることを必要とした。過去においてこれは、コンピュータを介した移動体ネットワークと人間のオペレータとのインタフェースを設けて、ネットワークに基地局で最終的に使用されるかもしれない特定の構成を知らせることで達成された。そして、別の人間のオペレータがコンピュータを介して基地局とインタフェースを取り、移動体ネットワークに提供された情報に従って基地局を構成する。これには３つのステップ、すなわち、ネットワーク制御サイトでの第１の人間によるネットワークの予備構成、第１の人間から基地局サイトの第２の人間への言葉による予備構成データの伝達、そして言葉で伝えられたデータに従った第２の人間の基地局の予備構成、からなる。
【００１１】
本発明者らは、新たな基地局設備を構成する処理及びグレードアップの処理を、ネットワークに自身の能力を知らせて基地局自身をネットワークに紹介するように基地局を予備プログラミングすることによってより簡単に達成できることを発見した。ネットワークは基地局の能力を検討し、新たな基地局の能力を含む要素ノード全ての能力に従って、トラフィックパラメータ及び特性を再設計する。最後に、再設計に基づいて、ネットワークは予備構成データを基地局へ通信し、基地局はこのデータをロードしその通常の動作で使用する。
【００１２】
基地局とネットワーク両方の自動化された予備構成では、基地局とネットワークを同時に予備構成する人間のオペレータを必要とせずに、基地局のサイトに新たな設備が紹介される。
【００１３】
図１から３は、通信する基地局と移動体ネットワークとの例を示す図である。各基地局１０は、セルラ電話ＭＳ１からＭＳｎなどのいくつかの異なった移動局をサービスする。移動局は、他の移動局または他のネットワーク構成要素へのメッセージを送受信して基地局１０と通信する。
【００１４】
図２に示されているように、電話ネットワーク１２は、基地局コントローラ１６と電気的に通信する無線基地局１４を含む基地局システム１０を含んでいる。基地局システム１０は、基地局コントローラ１６及び移動体サービス交換局２２を通して交換システム１８と通信する。一般的に、交換システム１８はいくつかの異なった基地局システム１０をサービスし、そのためいくつかの異なった基地局コントローラ１６からのメッセージを受信する。交換システムは、自身がサービスする基地局１０とは物理的に分離しており離間している。電話ネットワーク１２には、交換システム１８に物理的に近接しているあるいは分離した施設である、運用及びサポートシステム２０も含まれている。
【００１５】
交換システム１８は通常、呼の処理及び加入者サービスを受け持つ。そして、移動局が通常滞在するセル、あらゆる所与の呼の間に移動局が物理的に位置する場所、及び移動局が使用を認められた加入者機能を識別するデータベースを保持している。交換システム１８は、ＩＳＤＮサービスや外国との接続などの外部ネットワークへのアクセスも提供する。基地局システム１０は、自身と通信する移動局２４に対する無線に関連する全ての機能を実行する。基地局システム１０は、セル構成データ及び基地局システム１０に対するチャネル割り当てを扱う基地局コントローラ１６を含んでいる。最後に、運用及びサポートシステムは、ネットワーク上でのエラーを扱い、交換システム及び基地局システムコントローラを構成する。
【００１６】
図３は、基地局コントローラ１６と運用及びサポートシステム２０とのいくつかの関連する態様を詳細に示した図である。基地局コントローラ１６は、運用及びサポートシステム２０内にある割り当てられた運用及び整備システム５０を介して運用及びサポートシステム２０と通信する。運用及びサポートシステム２０は、一般的に（だが必須ではない）運用及びサポートシステム２０がメンテナンスする基地局コントローラと１対１の割合で、５０〜５２のように運用及び整備システムを複数複数含んでいる。
【００１７】
基地局コントローラの例として図示した、図３の基地局コントローラ１６は、グループ交換３０、チャネル交換３２、トラフィック制御３４、無線の運用及び整備３６、及び無線制御４０を含む、いくつかのハードウェア及びソフトウェアの下位システムを含んでいる。基地局コントローラ内では他のあるいは異なる下位システムが使用されてもよく、従って図３のの例は特定の基地局のアプリケーションで用いられるサービス及びハードウェアにし応じて変更され得る。グループ交換の下位システム３０は、信号経路の選択、接続及び切断を受け持つソフトウェア及びハードウェアである。チャネル交換の下位システム３２は、メッセージの信号送信及び経路指定を受け持つ。トラフィック制御の下位システム３４は、呼の設定及び監視を受け持つ。無線制御システム４０は、無線ネットワークを管理する。無線の運用及び整備の下位システム３６は、内部の運用及び整備を受け持つ。本発明の目的を達成するのに重要なのは、基地局コントローラ１６内での受け持ち部分のタイプや分割ではなく、基地局システム１０内の下位システムの動作特性値を構成するオペレーティングシステム３８のいくつかのタイプに依存する、コントローラ内のどこかにある内部コントローラである。
【００１８】
動作特性値は各基地局で独自であり、これにはハードウェア及びソフトウェアの能力の情報、セル構成の地理的情報、基地局識別コード、基地局のサービスエリア内のセルに割り当てられた無線チャネル番号、セル毎の最大出力パワーレベル、隣接するセルの周波数等を含んでいる。基地局がネットワークに追加又は変更されたとき、セルが再構成される際、あるいは動作の周波数が再割り当てされる際に、これらの動作得聖地が変更される。変更に適応するため、基地局システム１０には、変更及び再構成が通知されなければならない。更に、運用及びサポートシステム２０内の運用及び整備システム５０にも同様に、変更が通知され構成される必要がある。
【００１９】
運用及びサポートシステム２０は、自身がサービスする基地局１０の全ての動作特性値を知っている必要があり、これによりネットワーク・マネジャー５４を介して移動体ネットワーク全体を適切に管理することができる。ネットワーク・マネジャー５４は、構成マネジャー５５を介したネットワーク全体の構成を受け持つ。ネットワークの運用及び性能も、ネットワーク運用マネジャー５６及び性能マネジャー５７で監視される。図３から解るように、ネットワーク・マネジャー５４は（数千にも及ぶことがある）様々な基地局システム１０で基地局コントローラ１６の性能に応じて動作しなければならないので、基地局コントローラ１６は、ネットワーク・マネジャー５４が期待するのと全く同じように構成される必要がある。基地局はハードウェア及びソフトウェアに関して、容量及び能力について一定の限界があり、ネットワーク・マネジャー５４は基地局によってサービスされるセル内で送信される移動局２４のメッセージを処理するために、基地局に対して一定の要求を持っている。運用及びサポートシステム２０、基地局コントローラ１６および基地局は、ネットワーク全体に対して適切なやり方で、能力を使用する方法についての同意を得るために、情報を交換する必要がある。
【００２０】
本発明では、基地局が動作開始、変更またはサービスされるときに、基地局がネットワーク・マネジャー５４に自身の有する能力を（基地局コントローラ１６と運用及び管理システム５０との通信を介して）通知する。能力情報はオペレータによって基地局サイトでマニュアル入力されても良いが、より好適には基地局内部の処理によって自動的に生成される。基地局にこの能力情報を転送するために、基地局とネットワーク・マネジャーとの間には共通の理解が必要である。本発明の実施形態の例によれば、この共通の理解は、移動体ネットワークおよび特にネットワーク・マネジャー５４に送達される、（基地局の能力を反映した）抽象的リソース情報モデル（abstract resource information model）によって提供される。
【００２１】
情報モデルを受信すると、移動体ネットワークは基地局の基本的能力を知ることができ、この共通モデル言語を、基地局、更に必要ならネットワークの隣接部分を構成するのに使用することができる。このようにして、基地局はネットワーク・マネジャー５４に、構成マネジャー５５が新たな（または変更された）基地局を受け入れて、基地局が使用する動作の周波数、制御チャネルなどを送信することができるようにするために必要な、能力情報を供給する。
【００２２】
図４は、本発明による情報モデルを使用する基地局管理アーキテクチャの例を示している。最初に、基地局の実現特定部分がインフラストラクチャ管理層に分離される。このインフラストラクチャ管理層は、基地局の実現およびバージョンに特有であり、自身の要素管理オペレーティング・システムを必要とする。インフラストラクチャ管理層は、例えば、転送ネットワーク機能などのネットワーク要素のいくつかの異なったアプリケーションに共通とすることができる。
【００２３】
基地局は、移動体ネットワーク基地局の能力を検討するのに使用され、移動体ネットワークからの基地局構成を受信するのに使用される、抽象的リソース情報モデルを含む抽象的リソース管理層を分離する。抽象的リソース情報モデルは、基地局のハードウェア及びソフトウェアの実施形態からは独立している。このようにしてこの層は、ベンダー（vendor）やバージョンとは関係なくあらゆる基地局を表わすことができる情報モデルを提供する。
【００２４】
抽象的リソース情報モデルの例を図５に示す。これはＣＤＭＡの基地局のみに対応した例である。この例は、本発明のアプリケーションの可能性を示すだけの目的で示したものである。本発明は、多くの他の異なった基地局のアプリケーションにも等しく適用できる。図５では、基地局サイトは、移動体ネットワークの制御に関連する基地局の機能の点から物理的基地局サイトを表わしている。通常基地局サイトは、サイトＩＤおよび地理的位置などの属性を含んでいる。基地局サイトはまた、サイトに含まれる無線リソースに関する情報を含んでいる。
【００２５】
図５の無線接続ユニットは、異なったタイプの空中インタフェースを実現するのに使用され得る。無線接続ユニットは、移動体ネットワーク用の転送アクセスポイントとして働く。無線接続ユニットの一般的な属性は、チャネルタイプ、リンクアドレス、およびチャネルタイプごとにチャネルに特有の属性である。
【００２６】
図５のキャリア・ユニットは、「無線近接部分」の機器を表わしている。これらユニットの一般的属性は、周波数割り当て、最大放射電力などである。
【００２７】
図５の具体例のより詳細な例が図７に示されており、ここでは基地局サイトは１２個の無線接続を同時に使用する能力を有している。６個の無線接続からなる２つのグループはそれぞれ、３つの専用キャリア・ユニット（移動体接続が１つ以上の空中の「脚部（legs）」からなる場合にＣＤＭＡのソフト・ハンドオフで有用である）にアクセスできる。この例のモデルは、いくつかの能力の限定を示している。例えば、６個の第１の接続は、上記３個のキャリア・ユニットで設定されるＣＤＭＡ周波数を使用するエアインタフェースにのみアクセスできる。下側の６個の接続についても同じ限定が存在する。この能力情報は、図７のモデルを介して移動体ネットワークに通信される。
【００２８】
図７のモデルは、オブジェクトの能力の組合わせと各オブジェクトの能力との両方を示している。能力の一般的属性は上述の通りであり、例えば、許可された周波数スペクトル、キャリア・ユニット毎の最大放射パワーなどを含んでいる。
【００２９】
図５のオブジェクトの組合わせは、バージョンおよびベンダーとは独立した能力識別のモデルおよび基地局の構成情報を提供する。基地局がその能力情報をモデルを介してネットワークに「プラグ・アンド・プレイ」方式で通信する、本発明の次の態様を達成するために、図６の具体例が使用され得る。図６に示されたように、情報モデル（図の下側）を、基地局のインフラストラクチャ情報から変換する必要がある。サイト能力アプリケーションが、この変換を実行するのに使用される。特に、サイト能力アプリケーションは、基地局にインストールされたインフラストラクチャを認識し、そこから抽象的情報モデルを組み立てる。もちろん、サイト能力アプリケーションは、基地局での性能低下（故障ユニット、除去部品等）および基地局でのグレードアップ（インストールしたユニット）も検出し、これらの変更を抽象的モデルを介して移動体ネットワークと通信する。
【００３０】
上記のようなモデルをサイトのインフラストラクチャ情報をモデルに変換するサイト能力アプリケーションと共に使用して、基地局の能力情報はネットワーク・マネジャーに「プラグ・アンド・プレイ」方式でかつベンダーおよびバージョンと無関係な方法で通信される。このサイト能力アプリケーションは、インフラストラクチャ管理層に依存するので、非常にベンダー（及びバージョン）に特有である。物理的サイトの人間による管理、および要素とネットワーク要素との間の正しくないデータ入力によって生じる人間のエラーがこのように減少される。
【００３１】
本発明を現在最も現実的で好ましいと考えられる実施形態に関して説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、それとは逆に、特許請求の範囲で規定される要旨および範囲内に包含される様々な変更や等価な構成もカバーするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で使用することができる移動局および基地局の例を示す図である。
【図２】  本発明の実施形態で使用される基地局、交換システム、および運用システムの例を示すブロック図である。
【図３】  図２の実施形態の下位システムの詳細を示すブロック図である。
【図４】  本発明の一つの態様による基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】  本発明による情報モデルの例を示す図である。
【図６】  本発明のプラグ・アンド・プレイ能力の例を示す図である。
【図７】  本発明による情報モデルの例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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