Система и способ накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи Российский патент 2021 года по МПК H04K3/00 H04B7/05 H04W52/18 

Техническое решение относится к области радиотехники и может быть использовано для накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи (далее БС СПС).

Известен способ локального подавления мобильной связи (см. заявку на изобретение РФ № 2003127794, МПК H04K1/00, опубликован 03.10.2005 г.), включающий усиление принятого широкополосного сигнала мобильного телефона и его переизлучение с манипулированием по фазе по закону низкочастотной псевдослучайной последовательности, в котором манипулирование по фазе производят с принятым и усиленным сигналом в масштабе реального времени, причем спектр переизлучаемого сигнала сохраняют в пределах полосы разрешенных частот мобильного телефона. При этом прием широкополосного сигнала мобильного телефона производят узконаправленной антенной из охраняемой локальной зоны, а переизлучение сигнала осуществляют в любой части зоны базовой станции, принимающей сигнал с указанного мобильного телефона.

Недостатком известного технического решения является прием широкополосного сигнала от мобильных телефонов, его модуляция (искажение), усиление и переизлучение на этих же частотах, то есть от мобильного телефона (МТ) к базовой станции (БС). Такой способ осуществления локального подавления мобильной связи сложен в его настройке, а системы, работающие по этому способу, склонные к самовозбуждению. Кроме того, воздействие сигнала подавления производится на приемник базовой станции (БС) во всей полосе частот, что приводит к нарушению работы сотовой связи не только в локальной зоне, но и на прилегающих территориях. Поэтому известный способ, используя только узконаправленную антенну, не может обеспечить подавление сотовой связи при учете особенностей распространения радиоволн в городских условиях

Известен способ локального подавления сотовой связи (см. патент RU № 2363106, МПК H04K3/00, опубликован 10.03.2005 г.), включающий прием сигнала работающего или входящего в связь мобильного телефона, отличающийся тем, что производят измерение несущей частоты и временного слота принятого сигнала, формируют узкополосный сигнал подавления и излучают его на соответствующем дуплексном частотном канале приема мобильного телефона в моменты времени, отведенные данному телефону для приема от базовой станции в соответствии с измеренным ранее временным слотом, при этом измерение несущей частоты производят в течение 250-300 мкс с фиксированием временного слота, а узкополосный сигнал подавления на несущей частоте соответствующего дуплексного канала формируют из 102 радиоимпульсов с длительностью каждого по 280-300 мкс и периодом следования 4,615 мкс, причем ширина спектра узкополосного сигнала подавления по уровню 20 дБ составляет 6 кГц.

Известный способ позволяет блокировать мобильный телефон абонента, находящегося внутри зоны блокирования, что не позволяет ему вступить в связь внутри заданной зоны. Информацию общего характера мобильный телефон получает сполна и потому остается на обслуживании в сети.

Недостатком известного решения является его узкоспециализированная направленность, то есть полная блокировка исходящей связи от абонента внутри определенной зоны.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога способ многоканального распределения мощности в условиях повышенного спроса на передачу в беспроводной мобильной сети связи (см. патент CN № 108601076, МПК H04W52/24, H04W52/30, опубликован 28.09.2018 г.), включающий следующие этапы:

1) установку индекса очереди данных ThetaD и индекса очереди энергии инверсии ThetaE в соответствии с устойчивой потребностью в передаче и инициализация параметров системы;

2) ввод периода передачи, получение информации о количестве электроэнергии и ограничение максимального значения Mu_max полной мощности передачи на основе последовательности информации о состоянии N каналов;

3) расчет оптимальной полной мощности передачи Mu;

4) распределение оптимальной мощности для каждого канала потребления и порядка ее распределения, и путей независимых потоков данных к приемнику;

5) обновление множителя Лагранжа Lambda;

6) ввод следующего периода передачи и повторение шагов 2) - 5) до завершения передачи.

Способ многоканального распределения мощности, раскрытый в изобретении, подходит для оборудования с ограниченной емкостью кэш-памяти в системе беспроводной связи со сбором энергии, и ограниченной емкости кэш-памяти передатчика и обеспечивает самоадаптивное распределение мощности в системе, соответствующее устойчивому сигналу передачи.

Недостатком известного способа является невозможность его использования для анализа всей совокупности ограничений, накладываемых на БС СПС из различных источников.

Известна принятая в качестве ближайшего аналога мобильная аппаратная сотовой связи (см. патент RU № 2577525, МПК H04B7/26, опубликован 20.03.2016 г.), содержащая станцию спутниковой связи, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенной системы, радиорелейную станцию (РРС) с установленной на телескопической мачте антенной, портативный компьютер автоматизированного рабочего места технологического управления (АРМ ТУ), малогабаритный принтер, абонентские линии прямой связи, соединительные линии от внешней станции (аппаратной), пульт оператора, ультракоротковолновую (УКВ) радиостанцию подвижной связи с подключенной к ней штыревой антенной, и базовую станцию стандарта GSM.

Известная система обеспечивает повышение надежности работы сети сотовой связи и пропускной способности образуемых аппаратной направлений связи, однако не позволяет осуществлять накопление, предварительную обработку и преобразование поступающих ограничений с целью их преобразования в унифицированный вид, что не позволяет эффективно (заранее) создавать объединенные ограничения, и как следствие порождает необходимость переконфигурирования системы управления работой БС СПС, при получении каждого нового ограничения, что снижает эффективность (скорость, производительность, надежность) работы данных систем и создает риск неблагоприятных последствий от взаимного влияния ограничений.

Также, отсутствие процесса предварительной обработки и унификации данных приводит к низкой отказоустойчивости системы управления работой базовых станций в случае поступления данных в неправильном или неподдерживаемом формате (ошибки транспортного формата, ошибки архивирования, ошибки копирования, ошибки структуры данных, ошибки типов данных).

Задачей, решаемой с помощью заявляемого способа и системы, является возможность корреляции друг с другом ограничений по случайному набору характеристик, поступающих в систему управления работой БС СПС в разное время от разных источников.

Технический результат заключается в повышении эффективности применения ограничений на работу БС СПС, за счет накопления (кеширования), предварительной обработки и преобразования поступающих ограничений с целью их преобразования в унифицированный вид, что упрощает как интерпретацию ограничений, так и генерацию объединенных ограничений.

Дополнительным техническим результатом является повышение отказоустойчивости системы управления работой базовых станций, за счет архитектуры системы накопления, обработки и преобразования ограничений и обеспечения унификации хранимых ограничений.

Технические результаты достигаются за счет того, что система накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи содержит подсистему предварительной обработки принятых ограничений для осуществления распознавания пакета ограничений, выделения и обработки матриц предельных уровней эффективной изотропно излучаемой мощности (далее ЭИИМ), и дальнейшей передачей данных в подсистему хранения ограничений, содержащую области накопления и хранения данных и подсистему формирования ограничений.

Технические результаты также достигаются за счет того, что способ накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи включает следующую последовательность действий:

- осуществление идентификации источника ограничений, проверку формата и структуры полученных ограничений и выделение наборов матриц предельных уровней ЭИИМ в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений;

- анализ в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений полученных ограничений с целью выявления данных, аналогичных сохраненным в подсистеме хранения ограничений;

- сортирование в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений матриц предельных уровней ЭИИМ по совокупности основных параметров и осуществление накоплений ограничений в подсистеме хранения ограничений;

- сохранение в подсистеме хранения ограничений каждого из ограничений в виде записи в таблице ограничений и группы связанных записей в таблице матриц предельных уровней ЭИИМ;

- формирование в подсистеме хранения ограничений каталога публикуемых ограничений;

- создание в подсистеме формирования ограничений ограничений единой (унифицированной) структуры;

- систематизирование в подсистеме формирования ограничений матриц предельных уровней ЭИИМ по совокупности основных параметров, и далее, объединение совпадающих по упорядочиваемым параметрам наборов матриц предельных уровней ЭИИМ, в единую матрицу;

- систематизирование в подсистеме формирования ограничений в зависимости от накопления ограничений от разных источников и временных параметров применения ограничений, отдельных или объединенных ограничений;

- контролирование в подсистеме формирования ограничений информации о состоянии применения ограничений;

- передача ограничений, хранящихся в подсистеме формирования ограничений в зависимости от регламента применения, в подсистему передачи ограничений.

В тексте данной заявки элементы системы (далее lsaRepository) имеют следующие обозначения:

- подсистема предварительной обработки принятых ограничений (далее lsaAgentR),

- подсистема хранения ограничений (далее lsaDataR),

- подсистема формирования ограничений (далее lsaTaskMngR).

lsaAgentR осуществляет идентификацию источника ограничений, проверку формата и структуры поступивших от источников ограничений, выделение и обработку матриц предельных уровней ЭИИМ, сортировку матриц предельных уровней ЭИИМ по совокупным параметрам, проверку на наличие аналогичных данных и загрузку данных в lsaDataR.

lsaDataR содержит области хранения данных, которые осуществляют структурированное накопление и хранение первичных ограничений, промежуточных данных и публикуемых ограничений, каждое из ограничений хранится в виде записи в таблице ограничений и группы связанных записей в таблице матриц предельных уровней ЭИИМ, для хранени публикуемых ограничений используется специальный каталог.

lsaTaskMngR автоматически отслеживает поступившие lsaDataR ограничения и учитывая временные параметры применения ограничений в зависимости от количества и параметров накопленных ограничений, формирует ограничения единой (унифицированной) структуры выделяя и упорядочивая матрицы предельных уровней ЭИИМ по совокупности основных параметров, по алгоритму согласно которому совпадающие по упорядочиваемым параметрам наборы матриц предельных уровней ЭИИМ объединяются в одну матрицу, при этом в зависимости от количества источников ограничений, формируются отдельные или объединенные ограничения и помещаются каталог публикуемых ограничений.

В частных вариантах реализации изобретения:

- каждое из поступивших от источников ограничений имеет GUID;

- lsaAgentR сортирует матрицы предельных уровней ЭИИМ по совокупности следующих основных параметров: время применения, сектор геопривязки, технология и радиоинтерфейс канала, высота подвеса антенны, тип антенны и осуществляет загрузку ограничений в подсистему lsaDataR;

- lsaDataR накапливает и хранит каждое из ограничений в виде записи в таблице ограничений и группы связанных записей в таблице матриц предельных уровней ЭИИМ;

- lsaDataR хранит информацию о состоянии каждого принятого и переданного ограничения;

- lsaDataR формирует специальный каталог для хранения публикуемых ограничений;

- lsaTaskMngR формирует ограничения единой (унифицированной) структуры из (кешированных) предварительно накопленных ограничений, посредством упорядочивания матриц предельных уровней ЭИИМ по совокупности параметров: время применения, сектор геопривязки, технология и радиоинтерфейс канала, высота подвеса антенны, тип антенны, затем совпадающие по упорядочиваемым параметрам наборы матриц предельных уровней ЭИИМ объединяются в одну матрицу посредством операции взятия минимального значения соответствующих элементов;

- lsaTaskMngR в зависимости от количества источников накопленных ограничений и временных параметров применения ограничений, формирует отдельные или объединенные ограничения;

- lsaTaskMngR отслеживает информацию о состоянии применения ограничений в системах оперативного управления работой БС СПС.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема системы накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи.

Основными функциональными элементами заявленной системы 12 накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи являются: подсистема 15 формирования ограничений lsaTaskMngR, которая взаимодействует с источниками 11 ограничений посредством подсистемы 13 предварительной обработки принятых ограничений lsaAgentR опосредованно через подсистему 14 хранения ограничений lsaDataR, и взаимодействует с системами 16 управления работой БС СПС.

Источниками 11 ограничений являются различные ведомства и организации, обладающие правом формировать ограничения на работу базовых станций сетей подвижной связи.

Исходные ограничения СПС формируются источником 11 в виде набора матриц, содержащих предельные уровни эффективной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ).

Наборы матриц формируются с учетом привязки к территории, и рассчитываются на основе расчетных параметров, таких как высота подвеса антенны, частота передачи базовой станции (БС) или абонентской станции (АС), азимут сектора БС, технология подвижной связи (GSM, LTE, NR и др.), ширина канала, диаграмма направленности антенны сектора (ДНА) и т.д.

При этом ограничения имеют временные рамки применения, как в виде четко фиксированных даты и времени начала и окончания действия, так и виде отсутствующей даты и времени окончания, в этом случае предусматривается отдельная команда на отмену исходного ограничения.

Исходные ограничения поступают на вход системы 12 в виде архивированного файла и передаются в подсистему 13 предварительной обработки принятых ограничений lsaAgentR.

lsaAgentR 13 выполняет идентификацию источника ограничений, верифицирует формат и контрольную сумму полученного файла, извлекает данные из архива, проверяет валидность их структуры, содержания и при положительном результате данные преобразуются в наборы матриц предельного уровня ЭИИМ требуемой структуры и передаются в подсистему 14 хранения ограничений lsaDataR.

lsaDataR 14 представляет собой структурированное хранилище данных, в котором для каждого исходного ограничения хранится информация о сроках и времени начала и окончания действия, данные о состоянии применения, а также выполняется связывание с матрицами предельных уровней ЭИИМ, отсортированными по расчетным параметрам.

lsaTaskMngR 15 представляя собой сервис, обеспечивающий формирование общих ограничений единой (унифицированной) структуры, автоматически отслеживает как появление новых исходных ограничений в lsaDataR 14, так и наступление сроков применения, отмены исходных ограничений, с учетом регламента применения ограничений.

lsaTaskMngR 15 помещает сформированные общие ограничения единой (унифицированной) структуры в lsaDataR 14, где для каждого вновь сформированного общего ограничения хранится информация о сроках и времени начала и окончания действия, данные о состоянии применения, а также выполняется связывание с данными исходных ограничений, на основании которых они были сформированы.

lsaTaskMngR 15 выполняет формирование общих ограничений в несколько этапов. На первом этапе lsaTaskMngR 15 выполняет выборку из lsaDataR 14 исходных ограничений, срок применения которых наступил или наступит исходя из регламента применения ограничений. Если такие ограничения найдены, lsaTaskMngR 15 делает выборку матриц предельного уровня ЭИИМ, связанных с данными исходными ограничениями, и сравнивает их с выборкой матриц предельного уровня ЭИИМ, связанных с актуальным (действующим) общим ограничением. Если имеются различия, то lsaTaskMngR 15 выполняет формирование новой конфигурации общих ограничений, в которой матрицы предельного уровня ЭИИМ отмененных исходных ограничений заполняются «пустыми» значениями, матрицы предельного уровня ЭИИМ действующих исходных ограничений упорядочиваются по совокупности расчетных параметров, таких как время применения, сектор геопривязки, технология и радиоинтерфейс канала, высота подвеса антенны, тип антенны, затем совпадающие по упорядочиваемым параметрам наборы матриц предельных уровней ЭИИМ объединяются в одну матрицу посредством операции, например: взятия минимального значения соответствующих элементов. В lsaTaskMngR 15 из полученных наборов объединенных матриц предельного уровня ЭИИМ формируется общее ограничение.

На втором этапе lsaTaskMngR 15 помещает сформированное общее ограничение в lsaDataR 14 и выставляет ему признак актуального применения.

На третьем этапе lsaTaskMngR 15 публикует общее ограничение в виде архивированных файлов в каталог публикуемых ограничений, и затем формирует команду на передачу общих ограничений в систему оперативного управления работой БС СПС.

Представленные материалы заявки раскрывают предпочтительные примеры реализации технического решения и не должны трактоваться как ограничивающие иные, частные примеры его воплощения, не выходящие за пределы испрашиваемой правовой охраны, которые являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.

Заявляемое техническое решение обеспечивает получение актуальных данных о параметрах ограничений системами управления работой базовых станций сетей подвижной связи в режиме реального времени.

Техническое решение относится к области радиотехники и может быть использовано для накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи. Технический результат достигается за счет того, что способ накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи включает следующие этапы: идентификация источника ограничений, проверка формата и структуры полученных ограничений и выделение наборов матриц предельных уровней эффективной изотропно излучаемой мощности (ЭИИМ) в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений; анализ принятых ограничений полученных ограничений с целью выявления данных, аналогичных сохраненным в подсистеме хранения ограничений; сортирование принятых ограничений матриц предельных уровней ЭИИМ по совокупности основных параметров и осуществление накоплений ограничений в подсистеме хранения ограничений; сохранение в подсистеме хранения ограничений каждого из ограничений в виде записи в таблице ограничений и группы связанных записей в таблице матриц предельных уровней ЭИИМ; формирование в подсистеме хранения ограничений каталога публикуемых ограничений и создание ограничений единой структуры; систематизирование в подсистеме формирования ограничений матриц предельных уровней ЭИИМ по совокупности основных параметров и, далее, объединение совпадающих по упорядочиваемым параметрам наборов матриц предельных уровней ЭИИМ в единую матрицу; систематизирование в подсистеме формирования ограничений в зависимости от накопления ограничений от разных источников и временных параметров применения ограничений, отдельных или объединенных ограничений; контролирование в подсистеме формирования ограничений информации о состоянии применения ограничений; передача ограничений, хранящихся в подсистеме формирования ограничений в зависимости от регламента применения, в подсистему передачи ограничений. Заявляемое техническое решение обеспечивает получение актуальных данных о параметрах ограничений системами управления работой базовых станций сетей подвижной связи в режиме реального времени. 1 ил.

Способ накопления, обработки и преобразования ограничений на работу базовых станций сетей подвижной связи, включающий следующую последовательность действий:

- осуществление идентификации источника ограничений, проверку формата и структуры полученных ограничений и выделение наборов матриц предельных уровней эффективной изотропно-излучаемой мощности в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений;

- анализ в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений полученных ограничений с целью выявления данных, аналогичных сохраненным в подсистеме хранения ограничений;

- сортирование в подсистеме предварительной обработки принятых ограничений матриц предельных уровней эффективной изотропно-излучаемой мощности по совокупности основных параметров и осуществление накоплений ограничений в подсистеме хранения ограничений;

- сохранение в подсистеме хранения ограничений каждого из ограничений в виде записи в таблице ограничений и группы связанных записей в таблице матриц предельных уровней эффективной изотропно-излучаемой мощности;

- формирование в подсистеме хранения ограничений каталога публикуемых ограничений;

- создание в подсистеме формирования ограничений ограничений унифицированной структуры;

- систематизирование в подсистеме формирования ограничений матриц предельных уровней эффективной изотропно-излучаемой мощности по совокупности основных параметров и, далее, объединение совпадающих по упорядочиваемым параметрам наборов матриц предельных уровней эффективной изотропно-излучаемой мощности в единую матрицу;

- систематизирование в подсистеме формирования ограничений в зависимости от накопления ограничений от разных источников и временных параметров применения ограничений, отдельных или объединенных ограничений;

- контролирование в подсистеме формирования ограничений информации о состоянии применения ограничений;

- передачу ограничений, хранящихся в подсистеме формирования ограничений в зависимости от регламента применения, в подсистему передачи ограничений.