【正文】 第1章 緒論。本章首先介紹本系統(tǒng)的背景知識(shí)以及研究意義；然后闡述國(guó)內(nèi)外研究以及開(kāi)發(fā)的最新動(dòng)態(tài)，最后介紹本文的主要內(nèi)容以及組織結(jié)構(gòu)安排。 研究背景與意義本節(jié)主要介紹本文涉及的一些無(wú)線通信知識(shí)，UTRAN系統(tǒng)，RAN系統(tǒng)以及Rbs的知識(shí)，然后詳細(xì)描述本系統(tǒng)在WCDMA系統(tǒng)所處的位置和該系統(tǒng)所需要提供的功能。最后再系統(tǒng)闡述本文的研究意義。 3G無(wú)線通信相關(guān)知識(shí) WCDMA[1]：Wideband Code Division Multiple Access寬帶碼分多址。是一種由碼分多址（CDMA），演變而來(lái)的第三代無(wú)線通信技術(shù)。WCDMA采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址、頻分雙工方式。WCDMA是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網(wǎng)，UTRAN為無(wú)線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。 UTRAN：The UMTS Terrestrial Radio Access Network，陸地?zé)o線接入網(wǎng)。信令網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)在邏輯上分開(kāi)[2]；UTRAN和CN的功能將和傳輸功能完全分開(kāi)；UTRAN和CN使用的尋址方式將和傳輸功能的尋址方式無(wú)關(guān)；宏分級(jí)（FDD模式）的處理完全在UTRAN內(nèi)，RRC的連接的移動(dòng)性完全由UTRAN控制；定義UTRAN接口時(shí)候，通過(guò)接口的功能的劃分應(yīng)有盡量少的可選項(xiàng)；應(yīng)基于此接口控制的實(shí)體的邏輯模型。 UTRAN由一組通過(guò)Iu接口連接到核心網(wǎng)CN的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)RNS組成。一個(gè)RNS由一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）和一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)（Node B）組成。Rbs通過(guò)Iub接口連接到RNC。從圖中可以看出：RNC主要負(fù)責(zé)跟核心網(wǎng)的交互以及與Rbs進(jìn)行交互。Rbs主要負(fù)責(zé)與RNC交互，以及用戶手機(jī)交互。從軟件架構(gòu)的角度，UTRAN主要分為以下3個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)： （1）RNC（Radio Network Controller）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器。RNC主要負(fù)責(zé)跟核心網(wǎng)以及Rbs進(jìn)行交互，并且負(fù)責(zé)管理無(wú)線鏈路。RNC控制通過(guò)Rbs的信息量。RNC同時(shí)負(fù)責(zé)建立信道，處理與UE的連接，控制無(wú)線基站的資源的優(yōu)化。WCDMA的Rbs提供無(wú)線資源以及無(wú)線廣播，并且負(fù)責(zé)接受與發(fā)送UE信號(hào)。 UTRAN系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu) （2）OSSRC (Operation Support SystemRadio and Core) 運(yùn)維支撐系統(tǒng)無(wú)線基站跟核心網(wǎng)。OSSRC主要處理從RNC過(guò)來(lái)的操作管理任務(wù)，比如軟件的安裝與升級(jí)，RAN層的管理配置，告警處理等。 （3）COMINF (Common Operateamp。Manage Infrastructure) 通用操作管理架構(gòu)。COMINF主要管理包括從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到OSSRC所需要攜帶的路由等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。COMINF同時(shí)提供安全性服務(wù)，客戶幫助信息，軟件管理，備份解決方案等服務(wù)。：（節(jié)點(diǎn)跟接口在下圖中僅僅是一個(gè)邏輯插圖，跟實(shí)際情況不一定完全吻合。比如Mub和Iub接口可能承載相同的媒體，WRbs也可能以級(jí)聯(lián)拓?fù)涞男问竭B接）Rbs[3]（Radio Base Station）：WCDMA中的Rbs就是UTRAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中基站的特有名稱(chēng)。Node B是一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)發(fā)送，接收從UE過(guò)來(lái)的信道。Rbs節(jié)點(diǎn)除了處理最基本的功能以外，同時(shí)還控制與監(jiān)管天線設(shè)備。Rbs通過(guò)luant接口或者其他一些專(zhuān)有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制與監(jiān)管TMA、RET等天線設(shè)備。Rbs Element Manager：基站管理軟件，并不是UTRAN系統(tǒng)中的一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，但是他是Rbs系統(tǒng)的一部分，EM一般運(yùn)行在PC端口，控制了包含一系列操作管理應(yīng)用軟件的安裝。Rbs Cabinet Viewer：機(jī)箱機(jī)柜查看器，是部署在OSSRC上的一個(gè)應(yīng)用程序，但是他仍然屬于Rbs系統(tǒng)的一部分。機(jī)箱機(jī)柜查看器提供了一個(gè)可視化視圖，并且提供了一個(gè)工具來(lái)處理由事件干擾引起的錯(cuò)誤。 UTRAN系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： Rbs與RNC、OSSRC的關(guān)系從圖上可以看出：Rbs主要通過(guò)Mub接口與OSSRC交互，通過(guò)lub接口與RNC交互，通過(guò)Uu接口與UE交互。管理軟件EM在OSSRC節(jié)點(diǎn)上，負(fù)責(zé)管理與配置Rbs[4]。： Rbs的外部接口Mub：Mub接口是由Rbs所提供的，由管理軟件EM，機(jī)箱機(jī)柜查看器，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)使用。Iub：連接RNC跟Rbs的相關(guān)接口。GUI：（Graphic User Interface）由管理軟件EM或者機(jī)箱機(jī)柜查看器提供，提供了一種用戶友好型的圖形化界面給基站操作人員操作和維護(hù)Rbs。VMI： （Visual and Mechanical Interface），主要提供給基站站點(diǎn)操作人員使用。VMI主要包括可視化指示器（LED燈），手動(dòng)的可操作的開(kāi)關(guān)/按鈕（復(fù)位鍵）和傳入的外部電源等。另外，裝配的電纜螺絲等都屬于這個(gè)接口。 基站管理軟件功能ITUT TMN: Telemunications Management Network standard from the ITUT) 國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部，電信管理網(wǎng)絡(luò)。由于該軟件系統(tǒng)緊緊負(fù)責(zé)基站的管理與配置，暫時(shí)不考慮traffic事件部分，僅考慮操作管理部分。TMN操作管理部分策略主要由：216。 代理模式的使用，比如OSSRC作為管理人，Rbs EM作為代理。216。 使用管理對(duì)象（Managed Object，MO）模型，即管理一系列抽象或者物理或者邏輯上的資源。216。 管理信息庫(kù)（Management Information Base，MIB）的使用，即一個(gè)存儲(chǔ)了TMN中所有MO的信息庫(kù)。216。 管理信息模型（Management Information Model，MIM）的使用，即抽象出一個(gè)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言來(lái)抽象規(guī)定MO的定義，定義MO數(shù)據(jù)的基本操作。 ： TMN管理部分邏輯架構(gòu)模型，從TMN管理部分的架構(gòu)邏輯模型上來(lái)看，該系統(tǒng)處于架構(gòu)的在表現(xiàn)層。通常，配站工程師會(huì)在軟件中對(duì)基站進(jìn)行配置，該軟件系統(tǒng)將用戶配置基站的數(shù)據(jù)信息收集起來(lái)，通過(guò)MO攜帶數(shù)據(jù)，通過(guò)COBRA等公共協(xié)議與指定基站進(jìn)行通信，向下層傳送管理和配置的信息，將所需配置信息發(fā)送到指定基站的中央處理單元，而在基站端，通常會(huì)有一個(gè)類(lèi)似于接口的子系統(tǒng)，對(duì)發(fā)送過(guò)來(lái)的消息進(jìn)行解析并處理，并將配置信息進(jìn)行反饋。這樣就可以做到基站的安裝跟配置分開(kāi)進(jìn)行，并且還可以隨時(shí)對(duì)基站進(jìn)行調(diào)控容量，監(jiān)視基站中設(shè)備的狀態(tài)等操作。: 基站通信結(jié)構(gòu)：功能特點(diǎn)：1，IT資源可視化，輕松讀懂各種IT數(shù)據(jù)2，業(yè)務(wù)拓?fù)湟晥D，直觀展現(xiàn)出業(yè)務(wù)與IT的關(guān)系3，IT資產(chǎn)管理與IT監(jiān)控管理、運(yùn)維流程管理等無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)以虛擬化和云計(jì)算為核心支撐的IT體系綜合管控。4，完善的IT網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理體系，依托統(tǒng)一的服務(wù)支持平臺(tái)，形成自動(dòng)化、流程化的服務(wù)支持。技術(shù)特點(diǎn)：1，運(yùn)行環(huán)境安裝配置方便(.NetFramework,,IIS)2，技術(shù)成熟，主流技術(shù)，配套技術(shù)文檔完善，眾多開(kāi)源或免費(fèi)的文檔或項(xiàng)目可供參考3，擁有眾多新技術(shù)，方便構(gòu)建企業(yè)級(jí)應(yīng)用4，開(kāi)發(fā)部署工具功能強(qiáng)大5，能與Windows平臺(tái)緊密結(jié)合，最大限度利用系統(tǒng)功能 研究意義 隨著中興，華為等新興無(wú)線通信公司的崛起，無(wú)線通信行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，各大公司紛紛推出了新產(chǎn)品，軟硬件更新速度日益加快，而市場(chǎng)上也出現(xiàn)了基站類(lèi)型新舊各異，功能各異的復(fù)雜情況，即使是同一站型，也會(huì)因?yàn)樾枨蟮淖儎?dòng)而導(dǎo)致硬件不同，或者設(shè)備參數(shù)不同等問(wèn)題。將原有硬件進(jìn)行整合，升級(jí)改造，已經(jīng)成為了當(dāng)前3G基站發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)。這樣不僅僅可以節(jié)約成本，復(fù)用原有的硬件設(shè)備，提高利用率，同時(shí)可以在更好的兼容基站的原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，達(dá)到硬件微小改動(dòng)，功能大大提升，基站大不一樣的特點(diǎn)。目前市場(chǎng)上的一些基站管理配置系統(tǒng)，由于需求已經(jīng)隨著市場(chǎng)的變化而發(fā)生了重大改變，從原有的固定不變，幾乎很少改動(dòng)的硬件架構(gòu)，變成當(dāng)前這種需求隨著市場(chǎng)的變化而迅速變化的情況。以市場(chǎng)為導(dǎo)向的新需求，使得軟件層次的架構(gòu)的變動(dòng)勢(shì)在必行。原有的架構(gòu)層次過(guò)于簡(jiǎn)單，在新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)了架構(gòu)兼容性不夠，代碼耦合度過(guò)強(qiáng)等問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)難以維護(hù)，升級(jí)，一旦有新需求變化，總會(huì)進(jìn)行大幅修改，顯然已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品的不斷更新的新要求。如何設(shè)計(jì)出一個(gè)通用的基站管理系統(tǒng)，滿足需求經(jīng)常變動(dòng)的特點(diǎn)，成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，也是本文的主要研究目的。 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)向 愛(ài)立信：愛(ài)立信的基站管理系統(tǒng)采用了CI/RI（Configuration Item/Resource Item）的架構(gòu)。將基站資源抽象為一系列Resource Item，將一組相近的資源以聚集的形式構(gòu)成Configuration Item，構(gòu)建出一個(gè)邏輯上的Rbs進(jìn)行配置。該管理系統(tǒng)使用了MVC，Java Bean，SAX等技術(shù)，提供了一個(gè)用戶友好型界面，通過(guò)一個(gè)通用平臺(tái)CPP與基站端進(jìn)行通信?？蛻舳说交径说耐ㄐ攀褂昧薈OBRA的技術(shù)處理并發(fā)。[5]。 愛(ài)立信主流基站及新硬件設(shè)備 華為[6]：提供了一個(gè)基于JAVA Web的網(wǎng)頁(yè)版基站軟件管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)使用了J2EE架構(gòu)，并且使用了Struts+Hibernate+Spring等比較流行的框架。 華為在WCDMA市場(chǎng)上的主流基站 本文主要內(nèi)容 本文一共分為五章，下面從分章節(jié)的角度詳細(xì)闡述本文將要論述的主要內(nèi)容： 第一章：首先介紹了本系統(tǒng)所需要的無(wú)線通信的背景知識(shí)，該系統(tǒng)在UTRAN系統(tǒng)中所處的位置以及該系統(tǒng)所擔(dān)當(dāng)?shù)穆毮艿龋浯谓榻B了國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)，本章最后介紹了本文的主要內(nèi)容。 第二章：主要介紹了本系統(tǒng)的需求分析以及詳細(xì)架構(gòu)設(shè)計(jì)。在需求分析中使用了ADMENS矩陣分析法。架構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候先介紹系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，再分層分別介紹每一層的設(shè)計(jì)。在介紹的時(shí)候不僅僅介紹了設(shè)計(jì)的思路，同時(shí)從設(shè)計(jì)模式的角度給出了實(shí)現(xiàn)策略。 第三章：根據(jù)上一章設(shè)計(jì)出的架構(gòu)，分架構(gòu)層次，依次詳細(xì)闡述了每一層的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要以詳細(xì)的UML類(lèi)圖以及時(shí)序圖為例進(jìn)行闡述，同時(shí)將設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的設(shè)計(jì)模式串聯(lián)起來(lái)。 第四章：描述了系統(tǒng)測(cè)試的主要方法，以及本系統(tǒng)測(cè)試的步驟，最后展示了部分測(cè)試用例，同時(shí)總結(jié)了測(cè)試結(jié)果。第五章：總結(jié)了本論文的主要工作，分析系統(tǒng)中一些值得改進(jìn)的地方，并且提出了后續(xù)研究的一些展望。58第2章 基站管理配置軟件系統(tǒng)的需求分析以及設(shè)計(jì)第2章 本章詳細(xì)描述了基站管理系統(tǒng)的需求分析與架構(gòu)設(shè)計(jì)。在需求分析中應(yīng)用了ADMENS矩陣分析法進(jìn)行分析，架構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候體現(xiàn)了分層的思想，同時(shí)為了更好的局部結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)模式在本系統(tǒng)中得到了充分的應(yīng)用。 系統(tǒng)的需求分析，針對(duì)不同種類(lèi)的基站進(jìn)行配置，同時(shí)提供了對(duì)基站的配置進(jìn)行修改，刪除，以及導(dǎo)入導(dǎo)出配置腳本等功能。在進(jìn)行本文的需求分析的時(shí)候會(huì)借助ADMENS矩陣進(jìn)行分析。ADMENS矩陣[7]（Architectural Design Method has been Extended to Method System，架構(gòu)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)擴(kuò)展到方法體系），又稱(chēng)為“需求層次需求方面矩陣”。該矩陣分析法可以幫助架構(gòu)師告別需求列表的陳舊方式，順利過(guò)渡到二維需求觀，借此避免遺漏需求、并進(jìn)一步清理需求間關(guān)系和發(fā)現(xiàn)衍生需求。ADMENS二維矩陣進(jìn)行需求分析的“四步法”主要由以下4個(gè)角度分析：需求結(jié)構(gòu)化，分析約束影響，確定關(guān)鍵質(zhì)量以及確定關(guān)鍵功能。從“需求定義了直接還是間接目標(biāo)”的角度，把需求劃分為3種類(lèi)型：1. 功能需求：直接體現(xiàn)出各個(gè)需求的目標(biāo)要求。2. 質(zhì)量屬性：由運(yùn)行期質(zhì)量和開(kāi)發(fā)期質(zhì)量組成。3. 約束需求：由業(yè)務(wù)環(huán)境因素，使用環(huán)境因素以及技術(shù)環(huán)境因素組成。從業(yè)務(wù)級(jí)需求，用戶級(jí)需求，開(kāi)發(fā)級(jí)需求三個(gè)角度對(duì)本系統(tǒng)的需求進(jìn)行具體分析，形成一個(gè)二維需求分析矩陣?？偨Y(jié)成下表： ADMENS矩陣廣義功能質(zhì)量約束業(yè)務(wù)級(jí)需求業(yè)務(wù)目標(biāo)快、好、省技術(shù)性約束法規(guī)性約束技術(shù)趨勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)因素與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遺留系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)性約束分批實(shí)施用戶級(jí)需求用戶需求運(yùn)行期質(zhì)量用戶群特點(diǎn)用戶水平多國(guó)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)級(jí)需求行為需求開(kāi)發(fā)期質(zhì)量開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)技術(shù)水平開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)磨合程度開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)分布情況開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)業(yè)務(wù)知識(shí)管理：保密要求管理：產(chǎn)品規(guī)劃安裝、維護(hù) 業(yè)務(wù)級(jí)需求的分析本段主要依據(jù)：包含客戶或者出資者要達(dá)到的業(yè)務(wù)目標(biāo)、所需要的預(yù)期投入資金、項(xiàng)目的工期進(jìn)度要求，以及要符合哪些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、對(duì)哪些遺留的系統(tǒng)進(jìn)行整合改造等約束條件，對(duì)論文中闡述的系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)級(jí)需求分析。下面詳細(xì)闡述本系統(tǒng)需要主要考慮的約束條件。 (1) 客戶的業(yè)務(wù)目標(biāo)以及業(yè)務(wù)愿景。1. 軟件定位：基站管理軟件 2. 提供服務(wù)：提供一個(gè)通用的管理配置平臺(tái)，對(duì)同一家公司不同類(lèi)型，不同硬件的基站進(jìn)行配置。 (2) 客戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量 1. 兼容新老基站。由于技術(shù)的改革，軟件必須兼容各種各樣的新老基站，在滿足新基站的配置要求的同時(shí)要做到向后兼容。特別是基站硬件的更新，各大無(wú)線通信公司目前都在做整合的研發(fā)，將老基站幾塊硬件板子的功能集成到一塊硬件上的創(chuàng)新研究，軟件變更需要跟硬件的變更同步化，滿足硬件變更所帶來(lái)的配置變更。 2. 易于變更配置。同一款基站，很有可能會(huì)配置不同的射頻單元，或者有扇區(qū)變動(dòng)配置的需求，需要提供一個(gè)簡(jiǎn)潔而又實(shí)用的向?qū)?lái)滿足配置的變更，同一種硬件配置也需要能夠方便的修改承載能力等，以達(dá)到資源的利用合理化。 (3) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3GPP，以及各大廠商自己制定的標(biāo)準(zhǔn)。 (4) 對(duì)哪些遺留系統(tǒng)進(jìn)行整合 基站零部件種類(lèi)繁多，各種型號(hào)的基站之間硬件配置有較大區(qū)別，需要一個(gè)擴(kuò)展性很強(qiáng)的系統(tǒng)來(lái)代替原有系統(tǒng)，以便將來(lái)產(chǎn)品進(jìn)一步更新?lián)Q代。 用戶級(jí)需求