用於家庭網絡部署中的診斷和故障排除的方法和系統的製作方法

2023-09-22 07:09:50

用於家庭網絡部署中的診斷和故障排除的方法和系統的製作方法
【專利摘要】用於在遠程伺服器處分析家庭網絡的問題的方法，包括在通過網際網路與家庭網絡連接的遠程伺服器處執行的以下步驟：存儲覆蓋一個頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的參考數據，所述參考數據對應於家庭網絡的常規行為；通過網際網路獲得覆蓋所述頻帶的所述至少一個家庭網絡性能參數的測量數據；將所述測量數據與所述參考數據比較以確定證明問題合格的資格數據。
【專利說明】用於家庭網絡部署中的診斷和故障排除的方法和系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及家庭網絡部署中的診斷和故障排除的領域。更具體地，本發明涉及用於在遠程伺服器處分析家庭網絡的問題的方法和系統。

【背景技術】
[0002]如果在家庭網絡中發生故障，目前僅存在由服務運營商技術人員或客戶自己進行手工故障排除。這種類型的故障排除通常是對客戶的投訴的反應。投訴觸發指派技術人員來調查問題。此類的過程是耗時和高成本的。


【發明內容】

[0003]本發明的實施例的目的是提供一種方法和系統，其允許對於在家庭網絡中發生的問題的更為積極主動的診斷和故障排除方法。
[0004]根據本發明的一個實施例，提供一種用於在遠程伺服器處分析家庭網絡的問題的方法。該方法包括在通過網際網路與家庭網絡連接的遠程伺服器處執行的以下步驟。首先，存儲覆蓋一個頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的參考數據。這些參考數據對應於家庭網絡的常規行為，並且可以例如在預配置步驟期間獲得。在下一步驟中，通過網際網路、優選地使用應用層遠程管理協議獲得覆蓋頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的測量數據。下一步，將測量數據與參考數據比較以確定證明問題合格的資格數據。
[0005]使用該方法，可以基於遠程獲得的測量數據來遠程地檢測和分析問題。此類方法的實施例可以提供一種積極主動的自動故障排除的方法，允許甚至在客戶投訴前檢測問題。
[0006]根據一個優選的實施例，該方法可以特別適合於與一系列的家庭通信裝置/技術一起使用。通過這種方式，可以考慮最常用的家庭通信裝置/技術。對於那些家庭通信裝置/技術，確定一個或多個相關頻帶，即，多於一個的家庭通信裝置可以在其中工作的頻帶。接著，可以存儲/獲得對於覆蓋那些一個或多個相關波段的頻帶的參考數據和測量數據。資格數據的確定可以包括確定測量數據的受影響的頻帶，其中測量數據以至少一個預定的閾值與參考數據不同。該方法可以進一步包括基於資格數據來推薦對於問題的解決方案，並且可以具體包括基於受影響的頻帶將一系列家庭通信裝置的裝置指示為造成幹擾問題的
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[0007]根據優選的實施例，使用用於遠程管理的應用層協議，例如TR-069協議，來獲得測量數據。TR-181公開用於TR-069的裝置數據模型，參見http: //www.broadband-forum.0rg/technical/download/TR-181 Issue-2, pdf ?該文檔通過參考包括在此。也參見數據模型定義，其可以在 http: //www.broadband-forum.0rg/cwpm/tr-181-2-4~0.html 找至丨J 並且其在章節「device, upa.diagnositcs」公開了可以被指示以實施埠管理測試，以便獲得諸如信道頻率響應(CFR)和信噪比(SNR)的網絡參數的網絡測量數據。該公開也通過參考併入在此。
[0008]根據優選的實施例，家庭網絡通過家庭網關連接到網際網路，並且通過家庭網關獲得網絡測量。家庭網關通常是適於獲得至少一個網絡性能參數的測量數據的支持TR-069的裝置。然而，注意，遠程伺服器也可以與家庭網絡的通信裝置直接通信，而不是與家庭網關直接通信。
[0009]家屬網絡性能參數通常是家庭網絡的物理層的參數。
[0010]根據優選實施例，至少一個家庭網絡性能參數包括以下至少一個，優選的是以頻率相關矢量的形式:信道頻率響應(CFR)、信噪比(SNR)、誤比特率(BER)、循環冗餘校驗(CRC)、重傳計數器、噪聲級別。取決於服務運營商所需要的信息類型，可以在遠程伺服器請求時測量所述家庭網絡性能參數的一個或多個。根據示例性實施例，可以單獨使用CFR參數，或結合噪聲參數例如SNR。另外，CFR參數也可以與BER和/或CRC和/或重傳計數器參數相組合。替代地，CFR參數也可以與比特分配映射參數相組合。
[0011]根據優選的實施例，獲得測量數據包括獲得用於家庭網絡性能參數的多個矢量。每個矢量包括用於一系列不同頻率的值。
[0012]根據本發明的另一方面，提供一種系統，其適於遠程地分析家庭網絡的問題。該系統包括數據存儲器，該數據存儲器存儲覆蓋一個頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的參考數據，該參考數據與家庭網絡的常規行為對應。該系統進一步包括在遠程伺服器處的數據收集器，其適於通過網際網路請求和接收覆蓋該頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的測量數據。進一步，提供一種處理器，其適於將測量數據與參考數據比較以確定證明問題合格的資格數據。
[0013]該數據收集器優選地適於通過例如TR-069的遠程管理應用層協議通信，以請求和接收測量數據。
[0014]進一步，該系統可以包括推薦裝置，其適於基於資格數據向問題推薦解決方案。
[0015]根據一個優選實施例，該系統適於與家庭網絡一起使用，該家庭網絡包括一系列預定義的家庭通信裝置中的一個或多個。對於該預定義的一系列家庭通信裝置，確定一個或多個相關頻帶。那些相關的頻帶通常與其中一系列家庭通信裝置的多於一個的家庭通信裝置工作的頻帶對應。在該實施例中，數據存儲器存儲用於覆蓋至少一個或多個相關頻帶的參考數據，並且數據收集器適於請求和接收覆蓋至少一個或多個相關頻帶的測量數據。處理器接著優選地適於通過確定測量數據的受影響的頻帶來確定資格數據，其中測量數據以至少一個預定的閾值與參考數據不同。該推薦裝置可以適於基於受影響的頻帶將一系列家庭通信裝置的裝置指示為造成幹擾問題的裝置。
[0016]該系統可以包括支持TR-069的家庭網關，其適於接收針對於至少一個家庭網絡性能參數的測量數據，以獲得測量數據，並且通過網際網路向數據收集器發送測量數據。根據可能的實施例，該系統可以進一步包括使用下面的技術的任意一個的多個家庭網絡:G.hn、HomePlug、UPA、HomeGrid。家庭網絡可以包括例如同軸線和/或電話線和/或電力線。家庭通信裝置的典型例子是電力線適配器。
[0017]數據收集器優選的是支持TR-069的裝置。此類的裝置將允許通過發送合適的TR-069請求消息來通過網際網路收集家庭網絡的測量數據。優選地，數據收集器適於收集以下的至少一個，優選的是以頻率相關矢量的形式:信道頻率響應(CFR)、信噪比(SNR)、誤比特率(BER)、循環冗餘校驗(CRC)、重傳計數器、噪聲級別。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖用於示出本發明的方法、伺服器和系統的當前優選地、非限制性的實施例。本發明的特徵和目的上述和其他優勢將變得更為明顯並且當結合附圖來閱讀時，將從下面的詳細描述更好地理解本發明，其中:
[0019]圖1示意性地示出本發明的系統的第一實施例；
[0020]圖2是示出本發明的方法的實施例的流程圖；
[0021]圖3A和圖3B分別示出針對圖1的實施例的連接的CFR和電力線噪聲；
[0022]圖4示意性地示出本發明的系統的第二實施例；
[0023]圖5A和圖5B示意性地示出具有和不具有幹擾的CFR例子；以及
[0024]圖6A和圖6B示意性地分別示出對於常規比特負載處理(不具有幹擾)和對於有效比特負載處理(具有幹擾)的每子載波分配的比特數目的示圖。

【具體實施方式】
[0025]在圖1中示出本發明的系統的第一實施例。該網絡架構包括遠程伺服器1，其通過網際網路6並且通過接入節點2與家庭網絡3連接。在家庭網絡3中，不同的頻帶可以用於在家庭網絡中使用的不同技術。當前地，不同的標準可以用於支持內部的高數據速率應用通過電力線纜所需的寬帶數據通信。今天最為相關的技術是HomePlug和國際電信聯盟(ITU)，G.hns標準，但還有基於在前UPA聯盟(現在的HomeGrid)的一些產品。由於不同的標準和規範，那些技術使用不同的頻帶。因此，當基於不同的技術的適配器在相同的網絡內工作或在它們的各自頻帶的相鄰區域內工作時，問題可能出現。在重疊波段中的幹擾可以造成嚴重的問題並且應該優選地遠程地檢測和及時地處理。
[0026]現在將參考在家庭網絡中使用的技術的具體例子來說明本發明的實施例，但本領域技術人員將理解本發明也可以應用於工作在相類似的或不同的頻帶的其他現有的或未來的技術。在G.hn標準中，50MHz和10MHz波段用於同軸、電話和電力線。在HomePlug規範中，取決於標準代(例如，HomePlug I或HomePlug AV或HomePlug AV2等),不同的頻帶，例如30MHz和10MHz波段也可以由HomePlug技術來使用。對於UPA裝置，30MHz的波段可以用於電力線通信。鑑於那些頻率範圍，將理解如果適配器彼此相鄰工作，則幹擾可能出現。
[0027]本發明的實施例的基本思想是提出一種方法和系統，用於幹擾裝置的家庭網絡多技術檢測和故障排除和/或用於識別家庭網絡的可能干擾者。具體地，本發明的實施例對於與G.hn/HomePlug/UPA/HomeGrid家庭聯網部署有關的幹擾問題的診斷和故障排除是有價值的。
[0028]在下面示出的示例性實施例中，考慮電力線通信家庭網絡部署，但本領域技術人員理解當使用其他的通信線路時本發明同樣地適用，例如同軸和電話線。
[0029]在圖1的實施例中，遠程伺服器I首先用於通過居民網關4發起不同家庭網絡性能參數的測量，參見箭頭5。居民網關4與家庭網絡裝置通信並且在請求時向遠程伺服器I提供網絡性能參數數據。針對家庭網絡性能參數的獲得的測量數據用於估計外在(alien)幹擾。在電力線適配器的例子中，例如可以獲得家庭網絡的物理層的以下網絡性能參數:
[0030]-以平均衰減或以頻率相關矢量形式的信道頻率響應(CFR)；
[0031]-以平均衰減或以頻率相關矢量形式的信噪比(SNR)；
[0032]-以表形式的誤比特率(BER)或其他CRC或重傳計數器；
[0033]-以平均衰減或以頻率相關矢量形式的噪聲級別；
[0034]-以表形式的比特分配映射。
[0035]圖3A和圖3B分別示出其中從家庭網絡中的電力線適配器獲得CRF矢量和電力線噪聲矢量的例子。
[0036]現在將假設家庭網絡包括多個電力線適配器，其中電力線適配器中的一個電力線適配器基於HomePlug規範來工作，而其他的電力線適配器基於G.hn標準規範來工作。在該例子中，不同的電力線適配器可以被包括在相同的家庭網絡3中，如圖1中所示出，或者可以被包括在不同的相鄰家庭網絡3中，如圖4中所示出。在圖4的例子中，例如網絡C可以包括HomePlug適配器，而網絡A和B可以包括G.hn適配器。注意在圖1的例子中，其中假設不同的適配器位於相同的電力線網絡(網絡C)內，問題可能更為嚴重。
[0037]現在將參考圖2來說明本發明的方法的一個實施例。在第一階段21中，通過使用用於遠程管理的應用層協議例如TR-069協議，從網絡裝置收集至少一個家庭網絡性能參數的測量數據。在上面列出可以收集的家庭網絡性能參數的例子。在該例子中，我們將首先考慮由遠程伺服器來測量和收集作為頻率相關矢量的CFR參數。
[0038]在第二階段22中，基於收集的測量數據來估計外在幹擾。在其中測量CFR參數的例子中，可以分割頻率相關CFR矢量以便關注於相關的頻帶，即在不同技術的頻帶的重疊區域。例如，30MHz波段用於HomePlug和G.hn裝置二者中，從而幹擾可能出現在該波段中。這在圖5A和圖5B中示出，該圖5A和圖5B分別示出對於10MHz具有和不具有幹擾的CFR參數。圖5B示出發生在30MHz頻帶中的幹擾。在圖5A和圖5B的例子中，為了簡化，並不考慮噪聲的影響。然而，技術人員將理解也可以考慮噪聲。
[0039]現在將描述一種算法的例子，該算法可以使用測量的CFR數據確定證明幹擾問題合格的資格數據。該算法基於將測量的CFR與存儲在資料庫中的參考CFR的比較。對於每個頻率，可以計算測量的CFR的平均功率電平並且與參考功率電平進行比較。對於每個頻率重複以檢測受影響的頻帶AB。根據可能的實現，可以對於每個頻率計算測量信號和參考信號之間的標準偏差。如果整個可用頻帶受到比預定義的閾值更大的影響，則確定幹擾不僅由於外在電力線系統，並且該方法前進到階段23。如果整個可用頻帶的一部分正具有相對高的標準偏差，則確定檢測到幹擾，並且該方法進行到階段23。
[0040]在上面的例子中，基於CFR矢量完成階段22的幹擾估計。現在將給出另一個例子，其中幹擾估計基於測量的比特-分配映射參數。在家庭網絡中使用的每個技術正在使用比特分配算法，其向系統中使用的每個子載波分配比特。比特分配表被保持在系統的存儲器中並且如果必要則用於重新同步。通過收集家庭網絡中的比特分配映射參數的測量數據，可以如下檢測幹擾。對於相關頻帶中的每個子載波，「新」測量的比特分配表的調製級別與「舊」參考比特分配表比較。這在圖6A和圖6B中示出。
[0041]如果與比特分配表的舊參考級別相比針對與特定子載波的新測量的級別受到大於預定義閾值的影響，則確定該子載波受到影響。如果整個可用頻帶受到比閾值更大的影響，則確定幹擾不僅來自於外在技術，並且該方法前進到階段23。如果確定頻帶的一部分受到大於預定閾值的影響，則檢測幹擾並且該方法前進到階段23。
[0042]在上面的段落中，已經使用CFR矢量或比特分配映射來示出兩個例子。實際中，典型地，幹擾估計可以基於下面的參數或參數的組合:
[0043]-自己的信道頻率響應(CFR)；
[0044]-與SNR組合的CFR，並且可選地與比特分配映射或BER或另一個CRC或重傳計數器組合；
[0045]-CFR與比特分配映射或BER或CRC或重傳計數器組合。
[0046]在階段23中，向服務運營商給出推薦。鑑於客戶的投訴,可以在服務運營商請求時給出推薦，但也可以在客戶投訴前以潛在的警報的形式來給出推薦。可以在遠程伺服器處針對對應於特定服務運營商的所有家庭網絡來持續地執行本發明的方法，並且服務運營商可以由被檢測到的任意幹擾問題來持續地更新。推薦接著可以由服務運營商用於識別外在裝置或用於確定如何重新配置裝置，並且具體地用於將頻帶改變到不受影響的位置。
[0047]參考數據存儲在由遠程伺服器可訪問的資料庫中。參考數據可以在預配置步驟期間被確定性地存儲，其中家庭網絡在常規執行時被測量。根據可替代的實施例，通過在連接到運營商網絡的所有網絡裝置上執行家庭網絡性能參數測量，可以持續地更新參考數據。
[0048]由於大多數的網絡通信裝置是支持TR-069的裝置，本發明的實施例將通常不需要在終端用戶的家庭網絡裝置處的任何硬體修改。本發明的伺服器的實施例可以被實現在服務運營商的管理中心內並且可以用作更為複雜的監視工具的一部分。
[0049]儘管已經在上面結合特定的實施例陳述了本發明的原理，將理解該描述僅僅通過例子來做出，並且不用作由所附權利要求所確定的保護範圍的限制。
【權利要求】
1.一種用於在遠程伺服器處分析家庭網絡的問題的方法，所述方法包括在通過網際網路與家庭網絡連接的所述遠程伺服器處執行的以下步驟: -存儲覆蓋一個頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的參考數據，所述參考數據與所述家庭網絡的常規行為相對應； -通過所述網際網路獲得覆蓋所述頻帶的所述至少一個家庭網絡性能參數的測量數據； -將所述測量數據與所述參考數據比較以確定證明問題合格的資格數據。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括基於所述資格數據來推薦對於所述問題的解決方案。
3.根據權利要求2所述的方法，其中定義了工作在多個頻帶中的多個家庭通信裝置，所述多個頻帶包括一個或多個重疊波段；其中針對覆蓋至少所述一個或多個重疊波段的頻帶來獲得所述參考數據和所述測量數據； 其中確定資格數據包括:確定所述測量數據的受影響的頻帶，其中所述測量數據以至少一個預定的閾值與所述參考數據不同；以及 其中推薦一種解決方案包括:基於所述受影響的頻帶將所述多個家庭通信裝置中的一個裝置指示為造成幹擾問題的裝置。
4.根據前述權利要求的任意一項所述的方法，其中獲得測量數據包括:使用用於遠程管理的應用層協議來請求和接收所述測量數據。
5.根據權利要求4所述的方法，其中用於遠程管理的所述應用層協議是TR-069協議。
6.根據前述權利要求的任意一項所述的方法，其中所述至少一個家庭網絡性能參數包括以下的至少一個，優選的是以頻率相關矢量的形式:信道頻率響應(CFR)、信噪比(SNR)、誤比特率(BER)、循環冗餘校驗(CRC)、重傳計數器、噪聲級別。
7.根據前述權利要求的任意一項所述的方法，其中通過在問題發生前測量覆蓋所述頻帶的所述至少一個家庭網絡性能參數來獲得所述參考數據。
8.根據前述權利要求的任意一項所述的方法，其中所述家庭網絡通過家庭網關連接到所述網際網路，並且所述網絡測量通過所述家庭網關來獲得。
9.一種適於遠程地分析家庭網絡的問題的系統，包括: -數據存儲器，所述數據存儲器存儲覆蓋一個頻帶的至少一個家庭網絡性能參數的參考數據，所述參考數據與所述家庭網絡的常規行為相對應； -數據採集器，所述數據採集器適於通過所述網際網路來請求和接收覆蓋所述頻帶的所述至少一個家庭網絡性能參數的測量數據； -處理器，所述處理器適於將所述測量數據與所述參考數據比較以確定證明問題合格的資格數據。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述數據採集器是支持TR-069的裝置，所述支持TR-069的裝置適於使用用於遠程管理的應用層協議來從家庭網關或所述家庭網絡中的裝置請求和接收所述測量數據。
11.根據權利要求9或10所述的系統，進一步包括推薦器，所述推薦器適於基於所述資格數據推薦對於所述問題的解決方案。
12.根據權利要求11所述的系統，其中定義了工作在多個頻帶中的多個家庭通信裝置，所述多個頻帶包括重疊波段；其中所述數據存儲器存儲針對至少覆蓋所述重疊波段的頻帶的參考數據；並且所述數據採集器適於請求和接收至少覆蓋所述重疊波段的測量數據； 其中所述處理器適於通過確定所述測量數據的受影響的頻帶來確定資格數據，其中所述測量數據以至少一個預定的閾值與所述參考數據不同；以及 其中所述推薦器適於基於所述受影響的頻帶將所述多個家庭通信裝置的一個裝置指示為造成幹擾問題的裝置，來推薦解決方案。
13.根據權利要求9-12的任意一項所述的系統，其中所述至少一個家庭網絡性能參數包括以下的至少一個，優選的是以頻率相關矢量的形式:信道頻率響應(CFR)、信噪比(SNR)、誤比特率(BER)、循環冗餘校驗(CRC)、重傳計數器、噪聲級別。
14.根據權利要求9-13的任意一項所述的系統，進一步包括家庭網關，所述數據採集器通過所述網際網路和所述家庭網關連接到所述家庭網絡，其中所述家庭網關是支持TR-069的裝置，其適於接收針對至少一個家庭網絡性能參數的所述測量數據的請求，適於獲得所述至少一個家庭網絡性能參數的測量數據，以及適於通過所述網際網路向所述數據採集器發送所述網絡測量數據。
15.根據權利要求9-14的任意一項所述的系統，進一步包括使用以下技術中的任一項的多個家庭網絡:G.hn、HomePlug、UPA、HomeGrid，所述家庭網絡優選地包括以下中的任意一項或多項:同軸線、電話線、電力線。
【文檔編號】H04M3/00GK104170289SQ201380013627
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月11日 優先權日:2012年3月15日
【發明者】H·加卡寧 申請人:阿爾卡特朗訊