專利名稱：無線通信系統(tǒng)終端軟件自動升級的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)中用戶終端軟件更新的方法，尤指一種終端軟件能夠通過無線傳輸，從基站空中升級的方法。
從近十年來GSM系統(tǒng)的運營和近年來CDMA系統(tǒng)的運營可以看到，控制在運營商手中的通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部分總是在不斷地升級，不斷地提高性能，提供更豐富的功能和服務(wù)。但另一方面，現(xiàn)有用戶如果想要享受更高的服務(wù)質(zhì)量或新的服務(wù)項目，就不得不放棄舊的終端(如手機)設(shè)備，購置新的終端設(shè)備。這對于用戶和運營商來說都會造成損失，用戶要花費額外的錢來更新自己的終端設(shè)備，運營商則有可能由于用戶更新終端時選擇別的運營商而失去用戶。
經(jīng)驗告訴我們，一方面，無線通信技術(shù)的理論和實踐都處在快速發(fā)展的過程中，即使在相同的系統(tǒng)體制下，有時處理算法中部分參數(shù)的調(diào)整或一個算法的改進可以使通信的效果得到很大的提高；另一方面，軟件的設(shè)計和實現(xiàn)難免存在缺陷，而這些缺陷很可能會對用戶和運營商帶來損失。因此，局部更新終端設(shè)備中的數(shù)據(jù)或軟件模塊、算法單元是非常必要的。但是，采用以往的人工更新軟件的方法，用戶必須到運營商指定地點去更新軟件，提高了運營商的運營成本，也浪費了用戶的大量時間和精力。
利用軟件無線電技術(shù)是現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的共同特征，軟件無線電技術(shù)使系統(tǒng)產(chǎn)品在不對硬件作任何改動的情況下，改善系統(tǒng)性能，改進和添加系統(tǒng)功能。例如，對軟件算法(如基帶處理算法、聲碼器算法、睡眠機制等)的改進往往可以大大提高系統(tǒng)的性能，有時甚至只是對個別門限參數(shù)、校準參數(shù)的修正就會起到顯著的效果。對于運營商控制下的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部分的設(shè)備，其軟件升級比較容易做到，但對于數(shù)量巨大的分散在廣大用戶手中的終端設(shè)備，其軟件升級就比較難于操作和實現(xiàn)。
現(xiàn)代無線數(shù)字個人通信系統(tǒng)都具備了很強的數(shù)據(jù)通信能力，因此只要在系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)增加相應(yīng)的處理功能模塊，完全可能通過系統(tǒng)本身的機制，實現(xiàn)對終端設(shè)備的自動軟件升級。
由上可知，現(xiàn)有通訊系統(tǒng)的軟件升級方法存在諸多的缺陷，有進一步改進的必要。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可實現(xiàn)終端軟件空中升級的無線通信系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、基站控制器、基站及每個基站上的多個用戶終端，其中，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理待升級的軟件代碼，該網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將該軟件代碼分發(fā)到各個基站控制器，基站控制器將待升級的軟件代碼轉(zhuǎn)發(fā)到其從屬的基站，基站通過廣播信道將軟件代碼廣播到多個用戶終端上，實現(xiàn)空中自動軟件升級。
如上所述的無線通信系統(tǒng)，其中，該基站軟件的實現(xiàn)包括一升級代碼存儲器，用于存儲由基站控制器傳送來的待升級軟件代碼；一成幀處理模塊，用于形成初始化數(shù)據(jù)幀和將待升級的軟件代碼分割成多個代碼數(shù)據(jù)幀；一幀數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲該成幀處理模塊形成的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)碼幀；
一日期時間設(shè)定控制模塊，用于設(shè)定軟件升級的有效起止日期和廣播升級代碼的時段；一廣播模塊，用于將幀數(shù)據(jù)存儲器中的初始化數(shù)據(jù)幀和多個代碼幀在有效的日期和時段內(nèi)通過廣播信道循環(huán)廣播到該基站覆蓋的小區(qū)。
如上所述的無線通信系統(tǒng)，其中，該初始化數(shù)據(jù)幀包依次括本次軟件升級的代號，終端廠商代號，終端型號，現(xiàn)有終端軟件版本號，升級后的軟件版本號，本次升級的規(guī)模級別，待升級代碼數(shù)據(jù)的長度，超時時間。
如上所述的無線通信系統(tǒng)，其中，該代碼數(shù)據(jù)幀依次包括本次升級的代號，本幀數(shù)據(jù)唯一的序列號，代碼數(shù)據(jù)，CRC校驗碼。
如上所述的無線通訊系統(tǒng)，其中，該用戶終端軟件的實現(xiàn)包括一接收模塊，用于從廣播信道接收由基站廣播的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)據(jù)幀；一本機數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲本機參數(shù)，包括本機軟件版本號，本機產(chǎn)品廠商編號，本機產(chǎn)品信號；一代碼記錄表，用于存儲接收模塊接收到的多個代碼數(shù)據(jù)幀，其數(shù)據(jù)格式為幀序列號、下載標記和代碼數(shù)據(jù)；一升級進程控制表，用于記錄升級進程中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括本次軟件升級代號，本次軟件升級的級別碼，本次軟件升級后的版本號，下載代碼的長度(幀數(shù))，當前軟件升級所處的狀態(tài)，本次升級的超時時間；一分析處理模塊，用于解碼接收到的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)初始化數(shù)據(jù)幀的解碼結(jié)果與該本機數(shù)據(jù)存儲器中的信息進行比較，確認本機是否屬于本次軟件升級的范圍，并負責初始化升級進程控制表和代碼記錄表；一升級控制模塊，用于控制軟件升級的整個過程，將本機軟件代碼升級為代碼記錄表中的待升級代碼，并負責保證這兩部分數(shù)據(jù)之一是完整的。
本發(fā)明還提供了一種無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，用于將升級軟件由基站通過廣播信道空中升級到用戶終端，實現(xiàn)自動空中升級，其中，包括如下步驟基站對待升級的代碼數(shù)據(jù)進行成幀處理；基站發(fā)送該成幀處理形成的多個數(shù)據(jù)幀；
用戶終端接收基站發(fā)送的多個數(shù)據(jù)幀；用戶終端升級處理用戶端軟件。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，在成幀處理步驟之前，還包括如下步驟將升級代碼數(shù)據(jù)導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將該升級代碼數(shù)據(jù)分發(fā)到各個基站控制器；基站控制器將該升級代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所屬的基站。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，成幀處理步驟還進一步包括如下步驟形成初始化數(shù)據(jù)幀，該初始化數(shù)據(jù)幀包依次括本次軟件升級的代號，終端廠商代號，終端型號，現(xiàn)有終端軟件版本號，升級后的軟件版本號，本次升級的規(guī)模級別，待升級代碼數(shù)據(jù)的長度，超時時間；形成代碼數(shù)據(jù)幀，該代碼數(shù)據(jù)幀依次包括本次升級的代號，本幀數(shù)據(jù)唯一的序列號，代碼數(shù)據(jù)，CRC校驗碼。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，在基站發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，還包括如下步驟判斷當前日期和時間是否是有效的升級日期和發(fā)送時段；如果不是有效的升級日期和時間，則復(fù)位存儲單元，結(jié)束升級；如果是有效的升級日期和時間，則基站通過廣播信道發(fā)送所述的初始化幀和多個代碼幀；循環(huán)發(fā)送該初始化數(shù)據(jù)幀和多個代碼幀，直到當前時間超過設(shè)定的發(fā)送時段。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，還包括一用戶終端判斷是否屬于本次升級范圍的步驟，該步驟進一步包括如下步驟解碼初始化數(shù)據(jù)幀；比較解碼得到的升級條件是否于本用戶終端存儲的本機信息一致；如果不屬于本次升級的范圍，則直接退出；如果屬于本次升級的范圍，則初始化升級進程控制表和代碼記錄表；設(shè)置升級進程控制表的進程狀態(tài)為代碼下載狀態(tài)。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，該代碼記錄表用于存儲接收到的多個代碼數(shù)據(jù)幀，其數(shù)據(jù)格式為幀序列號、下載標記和代碼數(shù)據(jù)；該升級進程控制表，用于記錄升級進程中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括本次軟件升級代號，本次軟件升級的級別碼，本次軟件升級后的版本號，下載代碼的長度(幀數(shù))，當前軟件升級所處的狀態(tài)，本次升級的超時時間。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，該用戶終端接收基站發(fā)送的多個數(shù)據(jù)幀的步驟還包括如下詳細步驟處理接收代碼數(shù)據(jù)幀；根據(jù)接收幀的序列號讀取代碼記錄表中的下載標記；如果該下載標記指示該幀已經(jīng)正確接收，則丟棄當前接收到的數(shù)據(jù)；如果該下載標記指示該幀未被接收，則將代碼數(shù)據(jù)寫入代碼記錄表中與該序列號對應(yīng)的代碼數(shù)據(jù)單元中；設(shè)置該序列號對應(yīng)的代碼記錄表中的下載標記為正確讀取標志。
如上所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其中，用戶終端升級處理用戶端軟件步驟還包括如下詳細步驟判斷所有代碼數(shù)據(jù)是否接收完畢；如果所有代碼數(shù)據(jù)沒有接收完畢，則返回代碼接收步驟繼續(xù)接收代碼數(shù)據(jù)；如果所有代碼數(shù)據(jù)接收完畢，則將升級狀態(tài)控制表中的進程狀態(tài)設(shè)置為內(nèi)部處理狀態(tài)；內(nèi)部升級處理，將待升級代碼替換原軟件代碼；將升級狀態(tài)控制表中的進程狀態(tài)設(shè)置為復(fù)位狀態(tài)；復(fù)位進程控制表和代碼記錄表；將升級狀態(tài)控制表中的進程狀態(tài)設(shè)置為初始化狀態(tài)。
本發(fā)明的有益效果是解決了現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)中，由于終端數(shù)目龐大、分散，而無法實現(xiàn)對終端軟件實現(xiàn)升級，提升系統(tǒng)性能和改進服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明所設(shè)計的空中加載自動軟件升級的基本方法，從安全性、可靠性和可操作性、有效性等方面保證了在無線個人通信系統(tǒng)中實現(xiàn)空中升級軟件自動升級的可能性。
本發(fā)明基于軟件無線電的概念和現(xiàn)代無線數(shù)字個人通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送功能，提出了對無線個人通信系統(tǒng)終端軟件實現(xiàn)空中自動升級的思想，并設(shè)計了一種安全、可靠的實現(xiàn)方法，包括基本處理流程和協(xié)議框架。在不改變終端硬件的情況下，通過升級終端的軟件，達到提升系統(tǒng)性能、改進或添加系統(tǒng)功能的目的。該方法利用無線數(shù)字個人通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)部分的數(shù)據(jù)傳送信道和無線接口部分的廣播信道，并在空中加載時采用分幀校驗、序列號接收控制、周期循環(huán)廣播等步驟，來保證下載數(shù)據(jù)的完整性；在終端通過一個基于非易失性存儲器(如FLASH)存儲的專用軟件升級管理線程來保證升級的安全性。
本發(fā)明關(guān)于無線個人通信系統(tǒng)中終端軟件的空中升級方法，基于該方法的對個人移動通信終端的軟件模塊、算法單元、關(guān)鍵參數(shù)的升級手段，解決了在現(xiàn)有的個人移動通信系統(tǒng)無法利用軟件無線電的思想，從終端的角度來提升系統(tǒng)的功能，對已經(jīng)發(fā)布的終端軟件缺陷只能聽之任之的局面，從而給用戶和運營商都帶來了利益。本方法所設(shè)計的基本協(xié)議結(jié)構(gòu)和流程，有效地解決了無線個人通信系統(tǒng)中終端軟件自動、安全升級的可能性。特別是針對個人移動通信終端普遍存在的切換、出服務(wù)區(qū)、關(guān)機、掉電等情況，該方法所設(shè)計的機制仍能有效、可靠地實現(xiàn)軟件的自動升級。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。
(1)、終端軟件的自動升級通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)11來操作和控制，維護人員將升級代碼數(shù)據(jù)導(dǎo)入NMS系統(tǒng)，配置相應(yīng)的流程參數(shù)，然后啟動軟件升級流程。
(2)、NMS將升級軟件代碼加載到各個基站控制器(BSC)12。
(3)、BSC將待加載的軟件代碼轉(zhuǎn)發(fā)到其從屬的基站(BTS)13。
(4)、BTS啟動一個終端軟件加載的任務(wù)，該任務(wù)首先對待加載的代碼數(shù)據(jù)進行成幀處理，然后在設(shè)定的時間段內(nèi)周期性循環(huán)地向其覆蓋的小區(qū)內(nèi)的用戶廣播待加載的數(shù)據(jù)幀序列。廣播數(shù)據(jù)幀序列中包括兩種基本數(shù)據(jù)幀初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)據(jù)幀。
(5)、終端14對廣播信道上接收到的數(shù)據(jù)幀進行分析，通過接收到的初始化數(shù)據(jù)幀分析其終端型號(包括生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品系列等)、軟件版本號，確定該升級任務(wù)是否適合于本終端。
(6)、確認本終端屬于本次軟件升級的對象范圍后，根據(jù)初始化幀接收到的信息初始化軟件升級流程，包括在非易失性存儲器空間中配置升級進程控制表和配置代碼記錄表，然后進入數(shù)據(jù)接收過程。
(7)、終端對接收到的數(shù)據(jù)通過完整性校驗檢查后，啟動基于非易失性存儲器的正式代碼的修改流程。
(8)、終端代碼修改完成后，更新相應(yīng)的軟件版本號，復(fù)位相關(guān)的存儲器單元。
(9)、本次軟件升級完成。
在上述步驟中，為了保證升級的快速安全可靠，本發(fā)明采用了下述關(guān)于無線通信系統(tǒng)空中軟件自動升級的詳細實現(xiàn)方法1.在升級之前，首先要對升級規(guī)模進行劃分。為了提高軟件升級空中加載的效率，應(yīng)該盡量減少升級代碼的傳輸數(shù)據(jù)量。因此，可以將軟件升級的規(guī)模劃分為以下三級(1)功能模塊升級，如基帶處理模塊、聲碼器模塊、人機界面模塊(MMI)、短消息處理模塊等；(2)算法單元模塊升級，指對某一個單元處理算法的更新；(3)局部功能參數(shù)的更新，如修改指定地址的參數(shù)值。不同級別的升級任務(wù)中，下載的代碼可以采用不同的格式，以便于終端軟件的處理。
2.基于無線單向廣播信道的數(shù)據(jù)傳送。
由于無線通信系統(tǒng)中的終端數(shù)量巨大，采用廣播的方式可以大大地提高傳送效率?；驹谠O(shè)定的時間范圍內(nèi)，通過廣播信道向其覆蓋范圍內(nèi)的所有終端設(shè)備發(fā)送軟件加載升級的代碼數(shù)據(jù)。
3.數(shù)據(jù)正確性和完整性的保證。
由于空中信道的不確定性和用戶終端存在的各種不確定性，本發(fā)明采用下述方法來保證數(shù)據(jù)傳送的正確性和完整性(1)分幀傳送，采用短幀數(shù)據(jù)冗余校驗(CRC)的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。
如果待加載代碼數(shù)據(jù)長度為X字節(jié)，每幀發(fā)送的有效數(shù)據(jù)長度為N字節(jié)，則可以將代碼數(shù)據(jù)拆分成M幀，然后按照一定的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)成發(fā)送幀。終端分別接收、校驗和存儲每一個代碼幀，而不要求正確幀的連續(xù)性。任何一個正確接收的代碼幀都可以補充到代碼記錄表中，當檢測到所有幀都被正確接收后，停止代碼接收并進入內(nèi)部升級處理狀態(tài)。其中，幀數(shù)M由下式計算 (2)采用幀序列號來保證數(shù)據(jù)的完整性，在一次軟件升級代碼的加載過程中，保證所有幀的序列號互不相同。接收端通過代碼記錄表中的代碼幀接收標記來記錄未正確接收的代碼幀，并在以后的重復(fù)廣播過程中進行補充。從而保證即使在代碼接收過程中，由于用戶呼叫、關(guān)機、意外掉電、出服務(wù)區(qū)等各種原因?qū)е碌南螺d中斷都能在以前的基礎(chǔ)上繼續(xù)進行。
(3)周期性循環(huán)廣播發(fā)送，確保終端設(shè)備有足夠的機會來接收、補充完整的下載代碼。
4.終端采用一個專用的軟件升級管理模塊來管理軟件的可升級性。
該軟件管理升級模塊具備以下特性(1)該模塊本身是不可升級的；(2)任何時候終端設(shè)備開機時都能激活該模塊，包括由于異常中斷，內(nèi)部升級處理狀態(tài)下，升級處理進程破壞了原來的程序數(shù)據(jù)的情況下，該模塊仍能正常啟動和運行；(3)該模塊控制軟件升級的整個過程，記錄升級過程中的狀態(tài)進度，保證在任何情況下發(fā)生的中斷都能從中斷所處的狀態(tài)繼續(xù)；(4)該模塊同時管理升級前的代碼數(shù)據(jù)和待升級的代碼數(shù)據(jù)，并保證這兩部分數(shù)據(jù)之一一定是完整的。在進入內(nèi)部升級處理狀態(tài)之前，升級前的代碼數(shù)據(jù)一定是完整的，在進入內(nèi)部升級處理狀態(tài)之后，待升級的代碼數(shù)據(jù)一定是完整的。只有當升級處理完成后，才將下載的更新代碼清除。
5.小區(qū)切換、用戶關(guān)機、異常掉電等處理方法。
由于小區(qū)切換、用戶關(guān)機、掉電等事件隨時可能出現(xiàn)在終端軟件升級的進程，因此，本發(fā)明提供了一個安全的管理方法。這一方法包括如下步驟(1)代碼接收過程化整為零的分幀處理步驟；終端設(shè)備在非易失性的存儲器(如FLASH)中，根據(jù)初始化幀信息建立一個接收代碼記錄表，表中用一個標識Flag來標記對應(yīng)的幀是否已經(jīng)被正確接收。這樣，任何時候接收到一個正確的代碼幀，只要記錄表中的標記為0，都將記錄到該表中，而無需連續(xù)地接收正確地數(shù)據(jù)幀。通過不斷補充正確幀，直到所有的幀接收標記置為1，表示代碼已經(jīng)完整地下載，如表1所示表1代碼記錄表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

(2)保證下載的代碼數(shù)據(jù)完整地記錄在非易失性的存儲器(如FLASH)中的步驟如圖2所示，在步驟21中，只要接收到一個完整且校驗正確的代碼幀，就按照圖中所示的方法記錄在該表格中，這時，在步驟22中，首先根據(jù)接收幀的序列號讀取記錄表中的Flag，如果該Flag值為零，說明該幀沒有被記錄在記錄表中，這時，轉(zhuǎn)入步驟23，將代碼數(shù)據(jù)寫入代碼記錄表中與該序列號對應(yīng)的存儲單元中，然后在步驟24中將Flag值修改為1；如果該Flag本來就是1，說明記錄表已經(jīng)將該幀代碼完整地記錄在了記錄表中，這時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入步驟25，直接將該幀接收到的數(shù)據(jù)丟棄。由于Flag是在數(shù)據(jù)記錄完成后才被置為1，這樣如果在代碼存儲過程中程序被中斷，該幀將被視為沒有正確接收，從而保證了表中記錄的每一幀數(shù)據(jù)都是完整的。當所有幀的正確接收標記都置為1時，表明已經(jīng)正確接收到完整的代碼，可以進入內(nèi)部升級處理流程。
(3)保證任務(wù)的進程記錄完整地記錄在非易失性的存儲器中的步驟。
如圖3所示，軟件升級任務(wù)的進程控制記錄表將包括下述基本內(nèi)容本次軟件升級的代號，本次軟件升級的級別碼，本次軟件升級后的版本號，下載代碼的長度(幀數(shù))，當前進程所處的狀態(tài)，本次升級的超時時間等，而當前進程所處的狀態(tài)包括初始化狀態(tài)31、代碼下載狀態(tài)32、內(nèi)部處理狀態(tài)33和復(fù)位狀態(tài)34。
為了保證任何中斷都不會破壞進程的繼續(xù)執(zhí)行，該升級進程控制表必須保存在非易失性的存儲器中。并且必須在上一個狀態(tài)的工作完全完成后，才更新狀態(tài)標志，進入下一個狀態(tài)。如果在設(shè)定的時間(從初始化幀中得到)范圍內(nèi)，沒有正確地接收到升級代碼數(shù)據(jù)，則放棄本次升級流程，進入復(fù)位狀態(tài)，這時可以將該失敗信息通過LCD顯示提示用戶，并利用信令消息或短消息等機制發(fā)送到系統(tǒng)的網(wǎng)管中心。
狀態(tài)的轉(zhuǎn)移是確保處理進程正確進行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如，在初始化狀態(tài)下，收到一個正確的初始化幀并判斷適合于本終端的升級任務(wù)后，開始初始化進程記錄表，完成記錄寫入操作后才更新狀態(tài)標志，進入代碼下載狀態(tài)。如果在記錄寫入過程中，進程被中斷，則本次收到的初始化幀無效。當下次進程啟動后，必須收到一個新的初始化幀，重新修改進程記錄表。這樣，就保證了當狀態(tài)進入到代碼下載時，記錄表中的數(shù)據(jù)是完整且可靠的。
6.初始化幀基本構(gòu)成初始化幀用于終端用戶識別本機是否屬于本次升級的范圍，并提供本次升級的基本信息，便于終端升級管理任務(wù)初始化一個升級流程。初始化幀中將攜帶下述信息本次軟件升級的代號，終端廠商代號，終端型號，現(xiàn)有終端軟件版本號，升級后的軟件版本號，本次升級的規(guī)模級別，待升級代碼數(shù)據(jù)的長度(即幀數(shù))，超時時間等。
7.代碼數(shù)據(jù)幀的基本結(jié)構(gòu)基站將來自網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)NMS的升級代碼數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)已經(jīng)按照對應(yīng)的升級規(guī)模級別所定義的格式結(jié)構(gòu)化)進行分幀處理，參考幀結(jié)構(gòu)如下

8.基站任務(wù)流程圖和終端設(shè)備任務(wù)流程如圖4所示，是基站端的升級任務(wù)流程圖，其中基站(BTS)接收到基站控制器(BSC)發(fā)送下來的升級代碼下載數(shù)據(jù)后，啟動一個終端軟件升級模塊，該模塊的處理流程如圖4所示。首先，在步驟41中對升級任務(wù)進行初始化，初始化處理主要包括，(1)構(gòu)成下發(fā)的初始化幀；(2)分幀處理，將長度為X的代碼數(shù)據(jù)才分成長度分別為N的M幀；(3)按照代碼數(shù)據(jù)幀的格式，對每一個代碼數(shù)據(jù)幀添加本次軟件升級的代號和各幀唯一的序列號，并計算包括代碼號、序列號和代碼數(shù)據(jù)在內(nèi)的CRC校驗碼，附在該幀的最后。
然后，在步驟42中，任務(wù)將通過判斷當前時間與設(shè)置的有效升級時段來確定是否廣播發(fā)送數(shù)據(jù)。時間設(shè)置可以包括軟件升級的起止日期，每天廣播的時段(一般選擇在業(yè)務(wù)量比較小的時段，如凌晨)。如果是在有效日期的設(shè)定時段內(nèi)，則在步驟43中首先發(fā)送初始化幀，然后在步驟44和45中將所有代碼數(shù)據(jù)幀發(fā)送完畢；并且在有效的日期和發(fā)送時段內(nèi)循環(huán)發(fā)送；如果是在有效日期的設(shè)定時間段以外或當前日期超出設(shè)定的日期后，在步驟46中，進程退出并復(fù)位相關(guān)的存儲單元。
如圖5所示，是本發(fā)明的終端流程圖，其中在步驟51中，當終端接收到來自廣播信道的一個軟件升級初始化幀后，在步驟52中，通過解碼該初始化幀得到本次軟件升級的條件，包括產(chǎn)品廠商編號、產(chǎn)品型號、軟件版本號等，并在步驟53中確定是否屬于本終端升級的范圍，當這些條件與本機存儲的信息相符時，則本機屬于本次軟件升級的范圍，并在步驟54中，開始初始化升級進程(即初始化進程控制表和代碼記錄表)，然后在步驟55中設(shè)置進程控制表的當前狀態(tài)為代碼下載狀態(tài)。
在步驟56的代碼下載狀態(tài)中，終端分析接收每一個代碼幀，當接收幀正確時，通過幀序列號檢查該幀在代碼記錄表中是否已經(jīng)存在，如果還沒有，則將該幀寫入記錄表，并置對應(yīng)的Flag為1；如果該幀代碼已經(jīng)正確記錄在代碼表中，則拋棄接收的數(shù)據(jù)，進入接收下一幀。當所有代碼幀都接收正確后，在步驟57中將進程控制表的當前狀態(tài)設(shè)置為內(nèi)部處理狀態(tài)。
在步驟58的內(nèi)部升級處理步驟中，實現(xiàn)軟件的真正升級，即軟件升級管理模塊利用下載的代碼覆蓋原來的代碼，或者添加到原來的代碼中。如果在升級操作的中間，進程被中斷，則在下一次進程啟動時，重新執(zhí)行覆蓋或添加操作，而不管上一次操作被中斷的位置。當升級處理順利完成后，將軟件版本號更新為當前的版本號，進入復(fù)位狀態(tài)。
在步驟59的復(fù)位步驟里，進程將清除并釋放下載代碼記錄表，將進程控制表復(fù)位，回到初始化狀態(tài)，等待下一次滿足條件的升級任務(wù)。
本發(fā)明還提供了一種可實現(xiàn)終端軟件空中升級的無線通信系統(tǒng)，如

圖1所示，包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)11、基站控制器12、基站13及每個基站上的多個用戶終端14，其中，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理待升級的軟件代碼，該網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將該軟件代碼升級到各個基站控制器，基站控制器將待升級的軟件代碼轉(zhuǎn)發(fā)到其從屬的基站，基站通過廣播信道將軟件代碼廣播到多個用戶終端上，實現(xiàn)空中自動軟件升級。
如圖6所示，本發(fā)明的基站端包括一升級代碼存儲器61，用于存儲由基站控制器傳送來的待升級軟件代碼；一成幀處理模塊62，用于形成初始化數(shù)據(jù)幀和將待升級的軟件代碼分割成多個代碼數(shù)據(jù)幀；一幀數(shù)據(jù)存儲器63，用于存儲該成幀處理模塊形成的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)碼幀；一日期時間設(shè)定控制模塊64，用于設(shè)定軟件升級的有效起止日期和廣播升級代碼的時段；一廣播模塊，用于將幀數(shù)據(jù)存儲器中的初始化數(shù)據(jù)幀和多個代碼幀在有效的日期和時段內(nèi)通過廣播信道循環(huán)廣播到該基站覆蓋的小區(qū)。
如圖7所示，本發(fā)明的無線用戶終端包括一接收模塊71，用于從廣播信道接收由基站廣播的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)據(jù)幀；一本機數(shù)據(jù)存儲器73，用于存儲本機參數(shù)，包括本機軟件版本號，本機產(chǎn)品廠商編號，本機產(chǎn)品信號；一代碼記錄表74，用于存儲接收模塊接收到的多個代碼數(shù)據(jù)幀，其數(shù)據(jù)格式為幀序列號、下載標記和代碼數(shù)據(jù)；一升級進程控制表75，用于記錄升級進程中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括本次軟件升級代號，本次軟件升級的級別碼，本次軟件升級后的版本號，下載代碼的長度(幀數(shù))，當前軟件升級所處的狀態(tài)，本次升級的超時時間；一分析處理模塊72，用于解碼接收到的初始化數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)解碼結(jié)果與該本機數(shù)據(jù)存儲器中的信息進行比較，確認本機是否屬于本次軟件升級的范圍，并負責初始化升級進程控制表75和代碼記錄表74；一升級控制模塊76，用于控制軟件升級的整個過程，將本機軟件代碼升級為代碼記錄表中的待升級代碼，并負責保證這兩部分數(shù)據(jù)之一是完整的。
由上所述，本發(fā)明的終端軟件空中升級的方法和系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明所提出的基于空中升級的終端軟件自動升級思想，可以解決現(xiàn)有無線個人通信系統(tǒng)中，由于終端數(shù)目龐大、分散，而無法實現(xiàn)對終端軟件實現(xiàn)升級，提升系統(tǒng)性能，改進服務(wù)質(zhì)量的目的，從而充分發(fā)揮軟件無線電在數(shù)字無線通信系統(tǒng)中的作用；2.本發(fā)明所設(shè)計的軟件升級分級處理，可以提高軟件自動升級控制的靈活性和效率；3.本發(fā)明所設(shè)計的各個基站采用空中廣播信道分別周期性地循環(huán)發(fā)送升級代碼數(shù)據(jù)的方法，既能提高效率，又能有效地支持對終端狀態(tài)的不確定性的處理策略；4.本發(fā)明所設(shè)計的分幀校驗、無序接收機制和對終端狀態(tài)的不確定性處理策略，實現(xiàn)了空中代碼升級的有效性和完整性保證。
5.本發(fā)明所提供的終端軟件升級管理模塊的設(shè)計思路，能有效地確保終端軟件的安全升級；6.發(fā)明所設(shè)計的初始化幀和代碼數(shù)據(jù)幀基本結(jié)構(gòu)，可以有效地控制處于同一無線個人通信系統(tǒng)的不同廠商、不同系列、不同版本的終端軟件升級。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，所有依本發(fā)明內(nèi)容所作出的等效變換，均包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可實現(xiàn)終端軟件自動升級的無線通信系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、基站控制器、基站及每個基站上的多個用戶終端，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理待升級的軟件代碼，該網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將該軟件代碼分發(fā)到各個基站控制器，基站控制器將待升級的軟件代碼轉(zhuǎn)發(fā)到其從屬的基站，基站通過廣播信道將軟件代碼廣播到多個用戶終端上，實現(xiàn)空中自動軟件升級。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，該基站包括一升級代碼存儲器，用于存儲由基站控制器傳送來的待升級軟件代碼；一成幀處理模塊，用于形成初始化數(shù)據(jù)幀和將待升級的軟件代碼分割成多個代碼數(shù)據(jù)幀；一幀數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲該成幀處理模塊形成的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)碼幀；一日期時間設(shè)定控制模塊，用于設(shè)定軟件升級的有效起止日期和廣播升級代碼的時段；一廣播模塊，用于將幀數(shù)據(jù)存儲器中的初始化數(shù)據(jù)幀和多個代碼幀在有效的日期和時段內(nèi)通過廣播信道循環(huán)廣播到該基站覆蓋的小區(qū)。
3.如權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，該初始化數(shù)據(jù)幀依次包括本次軟件升級的代號，終端廠商代號，終端型號，現(xiàn)有終端軟件版本號，升級后的軟件版本號，本次升級的規(guī)模級別，待升級代碼數(shù)據(jù)的長度，超時時間。
4.如權(quán)利要求2所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，該代碼數(shù)據(jù)幀依次包括本次升級的代號，本幀數(shù)據(jù)唯一的序列號，代碼數(shù)據(jù)，CRC校驗碼。
5.如權(quán)利要求1所述的無線通訊系統(tǒng)，其特征在于，該用戶終端包括一接收模塊，用于從廣播信道接收由基站廣播的初始化數(shù)據(jù)幀和代碼數(shù)據(jù)幀；一本機數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲本機參數(shù)，包括本機軟件版本號，本機產(chǎn)品廠商編號，本機產(chǎn)品信號；一代碼記錄表，用于存儲接收模塊接收到的多個代碼數(shù)據(jù)幀，其數(shù)據(jù)格式為幀序列號、下載標記和代碼數(shù)據(jù)；一升級進程控制表，用于記錄升級進程中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括本次軟件升級代號，本次軟件升級的級別碼，本次軟件升級后的版本號，下載代碼的長度(幀數(shù))，當前軟件升級所處的狀態(tài)，本次升級的超時時間；一分析處理模塊，用于解碼接收到的初始化數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)解碼結(jié)果與該本機數(shù)據(jù)存儲器中的信息進行比較，確認本機是否屬于本次軟件升級的范圍，并負責初始化升級進程控制表和代碼記錄表；一升級控制模塊，用于控制軟件升級的整個過程，將本機軟件代碼升級為代碼記錄表中的待升級代碼，并負責保證這兩部分數(shù)據(jù)之一是完整的。
6.一種無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，用于將升級軟件由基站通過廣播信道空中升級到用戶終端，實現(xiàn)自動空中升級，其特征在于，包括如下步驟基站對待升級的代碼數(shù)據(jù)進行成幀處理；基站發(fā)送該成幀處理形成多個數(shù)據(jù)幀；用戶終端接收基站發(fā)送的多個數(shù)據(jù)幀；用戶終端升級處理用戶端軟件。
7.如權(quán)利要求6所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，在成幀處理步驟之前，還包括如下步驟將升級代碼數(shù)據(jù)導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將該升級代碼數(shù)據(jù)分發(fā)到各個基站控制器；基站控制器將該升級代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所述的基站。
8.如權(quán)利要求6所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，成幀處理步驟還進一步包括如下步驟形成初始化數(shù)據(jù)幀，該初始化數(shù)據(jù)幀依次包括本次軟件升級的代號，終端廠商代號，終端型號，現(xiàn)有終端軟件版本號，升級后的軟件版本號，本次升級的規(guī)模級別，待升級代碼數(shù)據(jù)的長度，超時時間；形成代碼數(shù)據(jù)幀，該代碼數(shù)據(jù)幀依次包括本次升級的代號，本幀數(shù)據(jù)唯一的序列號，代碼數(shù)據(jù)，CRC校驗碼。
9.如權(quán)利要求8所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，在基站發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，還包括如下步驟判斷當前日期和時間是否是有效的升級日期和發(fā)送時段；如果不是有效的升級日期和時間，則復(fù)位存儲單元，結(jié)束升級；如果是有效的升級日期和時間，則基站通過廣播信道發(fā)送所述的初始化幀和多個代碼幀；循環(huán)發(fā)送該初始化數(shù)據(jù)幀和多個代碼幀，直到當前時間超過設(shè)定的發(fā)送時段。
10.如權(quán)利要求8所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，還包括一用戶終端判斷是否屬于本次升級范圍的步驟，該步驟進一步包括如下步驟解碼初始化數(shù)據(jù)幀；比較解碼得到的升級條件是否于本用戶終端存儲的本機信息一致；如果不屬于本次升級的范圍，則直接退出；如果屬于本次升級的范圍，則初始化升級進程控制表和代碼記錄表；設(shè)置升級進程控制表的進程狀態(tài)為代碼下載狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，該代碼記錄表用于存儲接收到的多個代碼數(shù)據(jù)幀，其數(shù)據(jù)格式為幀序列號、下載標記和代碼數(shù)據(jù)；該升級進程控制表，用于記錄升級進程中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括本次軟件升級代號，本次軟件升級的級別碼，本次軟件升級后的版本號，下載代碼的長度，當前軟件升級所處的狀態(tài)，本次升級的超時時間。
12.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，該用戶終端接收基站發(fā)送的多個數(shù)據(jù)幀的步驟還包括如下詳細步驟處理接收代碼數(shù)據(jù)幀；根據(jù)接收幀的序列號讀取代碼記錄表中的下載標記；如果該下載標記指示該幀已經(jīng)正確接收，則丟棄當前接收到的數(shù)據(jù)；如果該下載標記指示該幀未被接收，則將代碼數(shù)據(jù)寫入代碼記錄表中與該序列號對應(yīng)的代碼數(shù)據(jù)單元中；設(shè)置該序列號對應(yīng)的代碼記錄表中的下載標記為正確讀取標志。
13.如權(quán)利要求12所述的無線通信系統(tǒng)中終端軟件空中升級的方法，其特征在于，用戶終端升級處理用戶端軟件步驟還包括如下詳細步驟判斷所有代碼數(shù)據(jù)是否接收完畢；如果所有代碼數(shù)據(jù)沒有接收完畢，則返回代碼接收步驟繼續(xù)接收代碼數(shù)據(jù)；如果所有代碼數(shù)據(jù)接收完畢，則將升級狀態(tài)控制表中的進程狀態(tài)設(shè)置為內(nèi)部處理狀態(tài)；內(nèi)部升級處理，將待升級代碼替換原軟件代碼；將升級狀態(tài)控制表中的進程狀態(tài)設(shè)置為復(fù)位狀態(tài)；復(fù)位進程控制表和代碼記錄表；將升級狀態(tài)控制表中的進程狀態(tài)設(shè)置為初始化狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實現(xiàn)終端軟件空中升級的無線通信系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、基站控制器、基站及每個基站上的多個用戶終端，其中，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)管理待升級的軟件代碼，該網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將該軟件代碼分發(fā)到各個基站控制器，基站控制器將待升級的軟件代碼轉(zhuǎn)發(fā)到其從屬的基站，基站通過廣播信道將軟件代碼廣播到多個用戶終端上，實現(xiàn)自動軟件升級。
文檔編號H04W88/18GK1457201SQ02160289
公開日2003年11月19日 申請日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者王正強, 李國強, 袁進, 溫斌, 林波 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司