GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
一、行業(yè)現(xiàn)狀
隨著CDMA標(biāo)準(zhǔn)的推出,中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)增加了CDMA移動(dòng)用戶服務(wù)。如何在原有的G網(wǎng)(GSM)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)C網(wǎng)(CDMA)的應(yīng)用成為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商必須面對(duì)的問(wèn)題。在我國(guó),目前C網(wǎng)是建立在G網(wǎng)基礎(chǔ)之上,也就是說(shuō),CDMA的基站是通過(guò)GSM的基站來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。而國(guó)外,特別是在韓國(guó)是純C網(wǎng);在美國(guó)有C網(wǎng),也有G網(wǎng);但是,在美國(guó)C網(wǎng)和G網(wǎng)沒(méi)有重復(fù),即有C網(wǎng)的地區(qū)不會(huì)有GSM的基站。所以,國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)還是有很大區(qū)別的,在國(guó)內(nèi)很多領(lǐng)域不能直接使用國(guó)外的通訊設(shè)備。
作為同頻放大設(shè)備的直放站(中繼器),是實(shí)現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標(biāo)的必要手段之一,從傳輸方式來(lái)分有直放式直放站(GSM/CDMA直放站)、光纖傳輸直放站(與基站之間的通信由光纖連接)和移頻傳輸直放站。國(guó)外的直放站在國(guó)內(nèi)不能直接使用:傳送的參數(shù)不一致,必須重新設(shè)計(jì),但原理是一樣的,很多地方可借鑒國(guó)外成熟的技術(shù),特別是韓國(guó)的CDMA直放站。
GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)工作管理圖如圖1所示:監(jiān)控中心通過(guò)PSTN(公共電話網(wǎng))傳輸BSC(基站控制中心)的數(shù)據(jù)信息,BSC通過(guò)BTS(基站)和直放站交換信息(無(wú)線傳輸),數(shù)據(jù)最后以短消息方式傳輸。
圖1 GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)工作原理圖
二、GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)
GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)(監(jiān)控模塊)是監(jiān)控中心與各部件配合工作的核心控制模塊,主要實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控點(diǎn)(直放站)的數(shù)據(jù)采集與傳送。直放站工作原理及監(jiān)控系統(tǒng)原理如圖2、圖3所示。
圖2 直放站工作原理圖
圖3 直放站監(jiān)控系統(tǒng)框圖
三、監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介
監(jiān)控中心軟件運(yùn)行于Windows98/2000/XP平臺(tái),其對(duì)直放站的主要監(jiān)控功能有:
1.直放站遠(yuǎn)程設(shè)置
遠(yuǎn)程設(shè)置功能可讓用戶根據(jù)需要設(shè)置直放站的頻道號(hào)和增益,設(shè)置ALC控制參數(shù),并自動(dòng)顯示頻道號(hào)的上行頻率和下行頻率;
2.直放站狀態(tài)監(jiān)測(cè)
狀態(tài)監(jiān)測(cè)是監(jiān)控軟件的主界面,界面直觀、操作簡(jiǎn)單。按區(qū)域?qū)哟芜x擇直放站,狀態(tài)監(jiān)測(cè)可讓用戶隨時(shí)知道直放站的工作狀態(tài)。
直放站自動(dòng)定時(shí)上報(bào)、監(jiān)控中心,自動(dòng)定時(shí)查詢用戶,并可以選擇直放站的自動(dòng)定時(shí)上報(bào)或監(jiān)控中心自動(dòng)定期查詢方式,并能自由設(shè)定間隔時(shí)間。當(dāng)直放站有告警時(shí),監(jiān)控中心軟件將顯示出相應(yīng)的告警監(jiān)控點(diǎn),并發(fā)出聲音告知。
直放站狀態(tài)監(jiān)測(cè)還包括上下行輸入信號(hào)強(qiáng)度顯示,用于輸入信號(hào)強(qiáng)度的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè),按開始按鈕可顯示信道相應(yīng)的輸入信號(hào)強(qiáng)度。
所有這些數(shù)據(jù)均從直放站傳送過(guò)來(lái),而這些數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、監(jiān)測(cè)都必須在直放站的主控模塊支持下才能完成,另外,國(guó)內(nèi)的CDMA標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)不一樣,而要符合這些標(biāo)準(zhǔn),必須對(duì)主控模塊硬件/軟件進(jìn)行重新設(shè)計(jì),所以直放站主控模塊的開發(fā)研制在整個(gè)系統(tǒng)中起著核心作用。
四、GSM/CDMA直放站主控模塊的功能及構(gòu)成
主控模塊的主要功能:
1. 本地監(jiān)控
工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)(采集所需數(shù)據(jù)并作出判斷);自動(dòng)報(bào)警。
2.遠(yuǎn)程監(jiān)控
包括:實(shí)現(xiàn)參數(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)置;工作狀態(tài)自動(dòng)定時(shí)上報(bào);接收監(jiān)控中心自動(dòng)定時(shí)查詢。
GSM/CDMA直放站主控模塊主要由CPU(微處理系統(tǒng)單元)、無(wú)線MODEN和電源等構(gòu)成。
CPU(微處理系統(tǒng)單元)主要由AC2161SC構(gòu)成,AC2161SC是CHMOS高性能16單片機(jī),內(nèi)部的EPROM/ROM為16K字節(jié),內(nèi)部RAM為488字節(jié),都可以作為通用寄存器,另外還有24字節(jié)專用寄存器。AC2161SC中采用了“垂直窗口”結(jié)構(gòu)使得新增的256字節(jié)RAM通過(guò)窗口映射同樣可以作為通用寄存器來(lái)訪問(wèn);有兩個(gè)PWM(脈寬調(diào)制)輸出;一個(gè)外設(shè)事務(wù)服務(wù)器PTS,大大降低了中斷服務(wù)的開銷;兩個(gè)定時(shí)器可以由外部提供時(shí)鐘,內(nèi)部時(shí)鐘周期可為1個(gè)狀態(tài)周期或8個(gè)狀態(tài)周期,由軟件來(lái)選取;可對(duì)所有HSO引腳同時(shí)尋址;10位的A/D轉(zhuǎn)換器,可對(duì)采樣時(shí)間和轉(zhuǎn)換時(shí)間進(jìn)行選擇;兩個(gè)不可擦除的可編程存儲(chǔ)器UPROM,增強(qiáng)了加密手段,16M晶振。AC2161SC上述性能能滿足GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。
在該系統(tǒng)中,采用了GAL器件來(lái)擴(kuò)充控制信號(hào),還采用27512存儲(chǔ)數(shù)據(jù),NVSRAM用來(lái)保存初始化參數(shù)及一些較重要數(shù)據(jù),Z85C30用于連接無(wú)線MODEN,如圖4所示。
圖4 主控單元原理圖
本地監(jiān)控:CDMA直放站與電腦的通信是全雙功異步串口通信,主要用于生產(chǎn)車間對(duì)直放站的調(diào)試、測(cè)試等;手操器與CDMA直放站的通信是利用AC2161SC的HSO方式傳輸數(shù)據(jù)。由于直放站安裝在野外高處的鐵塔上,地理環(huán)境很惡劣,使用筆記本電腦在事故現(xiàn)場(chǎng)對(duì)直放站進(jìn)行調(diào)試很不方便,使用手操器相對(duì)比較安全、便捷。
遠(yuǎn)程控制:監(jiān)控中心的電腦通過(guò)串口連接無(wú)線MODEN,該無(wú)線MODEN與附近基站進(jìn)行通信,直放站依靠其內(nèi)的無(wú)線MODEN與附近基站通信,該無(wú)線MODEN連至聯(lián)通公司或移動(dòng)公司開通短消息服務(wù),然后通過(guò)PSTN到達(dá)監(jiān)控中心。
五、關(guān)于AC2161SC的編程
AC2161SC的編程在該系統(tǒng)中占有非常重要的地位,所有的數(shù)據(jù)處理都由它控制完成,其效率好壞直接影響整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的性能。主要的內(nèi)容有:
1.數(shù)據(jù)采集
采集直放站的運(yùn)行參數(shù),如直放站編號(hào)、上下行信道號(hào)、上下行衰減、上下行功率、ALC、電源是否工作正常、機(jī)箱門是否打開、機(jī)箱內(nèi)的溫度等;
2.與PC通信
通過(guò)與PC的通信,可對(duì)直放站的各監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定、修改;
3.與手操器通信
為了施工方便,可對(duì)直放站的各監(jiān)控參數(shù)進(jìn)行修改;
4.與無(wú)線MODEN通信
該部分主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,就是所謂的網(wǎng)管,通過(guò)PSTN,以短消息方式實(shí)現(xiàn);
5.系統(tǒng)的自動(dòng)恢復(fù)
在很多情況下,可以通過(guò)重新啟動(dòng)直放站來(lái)恢復(fù)直放站的正常工作,而不需工作人員去現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)。
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