CN1179595C - 蜂窝通信系统中的后台软件加载 - Google Patents

Abstract

公开了在蜂窝通信系统中加载软件的方法。该方法允许软件数据在后台进行加载，而同时收发信机设备可以进行话音或数据话务。每个设备包括运行期存储器、备份存储器和设备处理器。数据从移动交换中心发送到指定设备的备份存储器中，同时该设备按运行期存储器操作。在第一实施例中，当设备空闲时，该数据从备份存储器拷贝到运行期存储器中。在第二实施例中，当设备空闲时转换设备操作按备份存储器来运行。随后的软件加载在运行期和备份存储器之间循环。在第三实施例中，单独的存储体包含运行期存储器和备份存储器。备份存储器区域位于存储体中与运行期存储器区域不同的存储单元。该软件数据在后台写入备份存储器区域而不打扰设备话务。当设备空闲时，存储单元指针转换到备份存储器区域以便该设备运行最新加载的软件。本发明的原理允许减少故障时间并对用户透明的高效软件加载。

Description

蜂窝通信系统中的后台软件加载

发明的领域

本发明通常涉及蜂窝通信系统中的软件加载，并且特别适用于在维持话音或数据话务的同时加载后台软件的方法。

发明的背景

在诸如蜂窝通信系统的复杂电子设备的操作中软件加载起着非常重要的作用。在蜂窝系统中，软件加载在几种情况下是必要的。例如现代蜂窝系统的功能在很大程度上受软件的控制。软件加载的一个普通动机是提供以预定软件包的移动释放形式使系统升级。另外，可以增加功能的变换和增强，并由新安装的软件启动。根据示例，利用由新软件启动的相对较小的硬件变更则工作在高级移动电话系统(AMPS)的模拟网络能够升级到数字高级移动电话系统(D-AMPS)。

图1说明在典型蜂窝网络中加载软件的当前方法。用于加载软件的计算机终端10连接到移动交换中心(MSC)12。终端10通常位于MSC 12的同一位置，它允许从中央存储单元加载。MSC 12利用诸如脉冲编码调制(PCM)链路的高速数字连接而接入多个基站。PCM链路是光链路或有线链路，它能够根据规定的标准经过远距离有效地发送数字数据。一个被广泛使用的标准链路是规定以1.544Mb/s传输数据的T1链路。另外，T1标准规定传输24个时隙，其中一个时隙对应一个模拟会话或三个数字模式(D-AMPS)会话。这24个时隙中，23个用于携带话音数据，而一个时隙，时隙9，保留为传输控制信息。希望利用相同的传输链路来传输话音和软件数据以便达到最高效率，因此时隙9用来在加载期间携带软件数据。

T1链路14耦合MSC 12到基站1(BS1)，用于在各部分之间进行有效的高速通信。无论在哪，基站典型地包含8到72个设备，其中每个设备能包括例如发送机和接收机(即收发信机)、位置核实模块(LVM)、射频测试环路(RFTL)、组合调谐控制器(CTC)、或其它配备的微处理器单元。软件加载过程要求每个设备在加载期间脱机或设定在空闲状态。在工业中这通常被称为“阻塞”该设备并且必须在加载之前顺序对每个设备进行这种处理。因为加载每个设备无论如何可能要花费几秒到几十秒，那么很明显软件加载可能花费很多时间。应注意加载速度极大地依赖于所用传输线路的速度和容量。另外，由于典型的蜂窝网络包含多个基站，每个基站在其设备中将以类似的顺序方式拥有加载的软件。在上述示例中，MSC 12经过T1链路17连接到BS2，而BS3经过T1链路19连接到MSC 12。整个网络的完整软件加载会花费几分钟到几小时甚至几天。因此这种方法的主要限制是每个设备在规定的时间段被“强制”停止服务。而停止服务，则设备就不能用做话务因此剥夺蜂窝运营者潜在的收入。此外，当前的方法麻烦、低效和费时因此需要更好的解决方案。

按照上述，本发明的一个目的是提供一种在蜂窝通信网络中有效和经济的软件加载技术，在允许软件加载的同时允许设备进行当前的话务服务。

发明概要

简要地说，根据多个实施例，本发明在蜂窝通信网络后台提供透明地加载软件的技术。该方法包含通过数字传输链路发送软件数据到基站指定设备的诸步骤。每个设备包括运行期存储器、备份存储器和设备处理器。数据在同时相关设备可以提供服务的后台写入备份存储器。在本发明的第一实施例中，当设备空闲时新加载的数据从备份存储器拷贝到运行期存储器中。

在第二实施例中，当软件在后台写入备份存储器之后，处理器转换设备操作以便当设备空闲时从备份存储器运行。此转换能使设备按新的软件来操作。也执行存储器标志的改变，即备份存储器变为当前运行期存储器而先前的运行期存储器变为当前备份存储器。随后的软件加载写入最新指定的备份存储器中并再执行适当的转换。附加的软件加载将继续以此方式循环。

在第三实施例中，包含运行期存储器和备份存储器的单独存储体(bank)用来代替分离的诸存储体。该备份存储器的开始存储单元由位于运行期存储器足够后的指针表示。类似地，软件写入后台的备份存储器以便避免打扰可能的设备话务。当设备空闲时，处理器将代码执行转换到备份存储器的开始位置。然后设备按新的软件操作并且执行存储器标志的转换。在后来的软件加载中，数据写入后台的前运行期存储器区域中。设备处理器再次执行适当的指针转换。附加加载按需要重复进行加载和指针转换。

本发明公开的诸实施例提供了有效、经济和对用户透明的加载软件方法。该方法实质上消除了故障时间和由于软件加载造成对蜂窝运营者的收入损失。当阅读以下详细说明书和学习各个附图时，本发明的这些和其他的优点将变得更明显。

附图简述

本发明连同其它目的和优点可以参考以下说明书并结合附图理解，其中：

图1表示在蜂窝通信系统中加载软件的现有技术；

图2说明根据本发明的第一实施例的后台软件加载方法；

图3说明根据本发明的第二实施例的后台软件加载方法；

图4说明根据本发明的第三实施例的后台软件加载方法。

优选实施例的详细说明

在基本蜂窝通信系统中，移动交换中心(MSC)通过数字传输链路连接到多个基站。这些基站在地理上分散以形成该系统的覆盖区。每个基站被指定覆盖规定区域或网孔，其中话音或数据的双向无线电通信可以在移动站和相关网孔内的基站之间进行。软件加载程序在MSC开始，软件数据分配到各个基站。下面是根据本发明的软件加载方法的描述。

在示范程序中，软件加载不打扰基站中的任何现用设备的操作。这种情况的发生是因为运行该设备的当前驻留软件在加载处理期间不进行改写。图2说明根据第一实施例的软件加载方法。为简单起见，只描述基站(BS)中一个设备的软件加载示例。MSC 22利用T1链路26连接到BS24。在软件加载程序中，指定软件加载的设备由MSC选择。软件数据随后通过T1链路在时隙9发送到BS24并送到指定设备。T1链路规范的时隙9被保留为发送控制信号并用来在加载期间携带软件数据。本领域技术人员知道在加载期间用于携带软件数据的时隙可以根据所用的标准而改变，例如，在E1链路规范中时隙16用于这种数据传输。另外，可以使用其它协议来指定软件数据在多个时隙中发送，以便更快、更有效的加载。

与基站中的每个设备有关的成分包括运行期存储器(rtm)27、备份存储器(bpm)28和处理器30。该设备按存储在包含操作软件当前版本的rtm27中的代码运行。软件加载过程可以在设备操作中即处理话音或数据话务中完成。这将通过将新软件写入与设备操作隔离的bpm28来产生。这个动作在后台发生，由此使得在加载期间设备不受打扰。处理器30设定和监视数据传送到bpm28，并且当设备变为空闲时引导数据从bmp28传送到rtm27。将数据拷贝到rtm27的过程以微秒方式在更新的时间间隔32内发生。从bpm28到rtm27的拷贝可以按从MBC 22传送来的信号开始进行，以便保证该动作不打扰进行中的话务。涉及处理话务的时间临界任务可以由MSC给出比涉及软件加载的时间临界任务更高的优先权。因此MSC警告处理器：设备正在运行中，并延迟拷贝该数据以便保证维持话务。

为了允许根据本实施例进行操作对现存设备的修改也是必要的。例如可以需要给每个设备增加和配置附加的备份存储体(bpm28)以便接收发送的软件。许多现存设备包含阻塞该设备的处理器，用于软件加载和维持等等。可以对驻留软件部分进行修改以便允许处理器管理这两个存储体。另外，可以进行MSC的操作软件的修改以便实施该后台软件加载功能。

图3说明按照本发明的第二实施例的后台软件加载技术。该实施例对实施例1而言稍有变化，它基本包括rtm27、bpm28的相同设备部分和设备处理器30`。类似地，MSC 22通过T1链路在时隙9发送软件数据到指定基站设备24`的bpm28。另外，通过在后台将软件数据写入bpm28在该设备着手启动的同时可进行软件加载。处理器30`管理后台活动并当该设备变为空闲时由MSC 22警告。当感应到空闲状态时，处理器30`具有立即转换从rtm27到bpm28运行期操作的可能性。也就是说bpm变成当前rtm，反之依然，以致于保证设备将按新软件操作。或者，MSC能够引导处理器延迟直到所有的设备在转换到新软件之前已经更新为止。

在随后的软件加载中，数据写入前rtm并且经历如前所述的适当转换。附加的软件加载将在当前指定的rtm和bpm之间前后循环。处理器30`的驻留软件包括用于保持存储体包含当前rtm代码的跟踪的一个措施。对于现存设备来说，执行驻留处理器软件的相对简单修改，以包括这个功能。本实施例的主要优点是一旦完成后台软件加载，那么设备实质上能够同时转换到新软件上。

图4说明根据本发明的第三实施例的后台软件加载技术。类似地，MSC 22经过T1链路26在时隙9发送软件数据到基站设备24``的bpm28`。该实施例包括单独的存储器29，它具有足够的容量来包含具有相应开始地址A1和A2的两个rtm27`和bpm28`。处理器30``引导后台加载到与bpm28`有关的开始地址A2。同时，设备按存储在rtm27`中的软件操作并在软件加载到bpm28`期间未受到干扰的。当设备变为空闲时，处理器30``将指针地址从A1改为A2以便能执行新加载的软件。在随后的加载中，软件写入先前rtm27`的空间，此rtm27`然后变为当前bpm。不需要修改存储器配置，由此只要求对驻留设备软件作相对小地改变，以便能使处理器保持对当前存储器标志和当前rtm和bpm的开始指针地址的跟踪。

本发明公开在后台方便地加载软件的技术，它提供了在蜂窝网络中加载、修改或替代软件的能力而不打扰现用设备。该描述的方法还通过消除高成本的故障时间而提供了对软件加载的有效和经济的解决方案。另一个优点是由于以相同的方式继续使用标准T1链路，那么就不要求对软件发送的标准方法的修改。

本领域技术人员将意识到可以对上述实施例进行修改而不脱离本发明的原理。特别是，该发明原理可以用到根据例如码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)或个人数字蜂窝(PDC)工作的蜂窝系统中。应理解本发明不局限于公开的特定实施例，而是希望覆盖在所附权利要求定义的本发明的精神和范畴内的修改。

Claims (12)

1.在通信系统中加载软件的一种方法，其中所述通信系统包含移动交换中心和利用数字传输链路与移动交换中心通信的基站，其中所述基站包括提供与移动基站进行无线通信的多个收发信机设备，而其中每个所述设备又包括一个运行期存储器，一个备份存储器和一个设备处理器，该方法包含以下步骤：

经过数字传输链路从移动交换中心发送软件数据到与基站中的一个收发信机设备有关的备份存储器；

当所述软件数据正加载到所述备份存储器时，在所述运行期存储器中继续完全支持通信服务软件，其中对通信服务软件的支持仍然不被该软件数据的加载所中断；

检测有关的收发信机设备处于空闲状态；以及

执行已经加载到备份存储器中的软件数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行步骤包括：在收发信机设备正处于空闲状态时从备份存储器拷贝软件数据到运行期存储器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中从备份存储器拷贝软件数据到运行期存储器是在该设备处理器检测收发信机设备处于空闲状态时由该设备处理器引导的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行步骤包括：在一个更新时间间隔期间拷贝该软件数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中经过数字传输链路传输软件数据的步骤包括：在T1链路标准分配的时隙9中传输该数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其中经过数字传输链路传输软件数据的步骤包括：在T1链路标准分配的多个时隙中传输该数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行步骤包括：通过由设备处理器从运行期存储器到备份存储器的转换操作，为此导致有关的收发信机设备的操作根据最新加载的软件数据来运行。

8.根据权利要求1所述的方法，其中运行期存储器和备份存储器包含在一个单独存储体中，以及其中所述执行步骤包括：通过把来自运行期存储器的某个存储单元指针改变到备份存储器，由此导致有关的收发信机设备的操作根据最新加载的软件数据来运行。

9.一个通信系统，包含：

包括了提供与多个移动基站无线通信的多个收发信机设备的基站，其中每个所述收发信机设备包括一个运行期存储体、一个备份存储体和一个设备处理器，而在软件数据正被加载进备份存储体时，所述设备处理器通过访问运行期存储体来被配置成继续所述收发信机设备完整而不中断的操作；以及

经过数字传输链路与该基站进行通信的移动交换中心，所述移动交换中心在该数字传输链路上把该软件数据传输到在该基站内多个收发信机设备之一的备份存储体中，其中当所述收发信机设备为空闲时，所述设备处理器把来自备份存储体中的数据拷贝到运行期存储体。

10.根据权利要求9所述的通信系统，其中所述数字传输链路是T1光链路。

11.根据权利要求9所述的通信系统，其中该设备处理器被配置成有选择地访问运行期存储体或者备份存储体，以及当移动交换中心发送信号时，该设备处理器从运行期存储体向备份存储体转换设备操作并且执行最新加载的软件数据。

12.根据权利要求9所述的通信系统，其中该运行期存储器和该备份存储器包含一个单独的存储体，使得给该备份存储器被分配到与运行期存储器不同的开始地址，并且其中处理器从运行期存储器转换设备操作以按备份存储器运行，使得通过改变指针到所述不同的开始地址来执行最新加载的软件。

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