GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)的應用

一、行業(yè)現(xiàn)狀

　　隨著CDMA標準的推出，中國聯(lián)通、中國移動的移動網(wǎng)絡平臺增加了CDMA移動用戶服務。如何在原有的G網(wǎng)(GSM)基礎上實現(xiàn)C網(wǎng)(CDMA)的應用成為移動運營商必須面對的問題。在我國，目前C網(wǎng)是建立在G網(wǎng)基礎之上，也就是說，CDMA的基站是通過GSM的基站來實現(xiàn)控制的。而國外，特別是在韓國是純C網(wǎng)；在美國有C網(wǎng)，也有G網(wǎng)；但是，在美國C網(wǎng)和G網(wǎng)沒有重復，即有C網(wǎng)的地區(qū)不會有GSM的基站。所以，國內的標準和國外的標準還是有很大區(qū)別的，在國內很多領域不能直接使用國外的通訊設備。

　　作為同頻放大設備的直放站（中繼器），是實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標的必要手段之一，從傳輸方式來分有直放式直放站（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。國外的直放站在國內不能直接使用：傳送的參數(shù)不一致，必須重新設計，但原理是一樣的，很多地方可借鑒國外成熟的技術，特別是韓國的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BTS（基站）和直放站交換信息（無線傳輸），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

　　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，主要實現(xiàn)各監(jiān)控點（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)軟件簡介

　　監(jiān)控中心軟件運行于Windows98/2000/XP平臺，其對直放站的主要監(jiān)控功能有：

　　1.直放站遠程設置

　　遠程設置功能可讓用戶根據(jù)需要設置直放站的頻道號和增益，設置ALC控制參數(shù)，并自動顯示頻道號的上行頻率和下行頻率；

　　2.直放站狀態(tài)監(jiān)測

　　狀態(tài)監(jiān)測是監(jiān)控軟件的主界面，界面直觀、操作簡單。按區(qū)域層次選擇直放站，狀態(tài)監(jiān)測可讓用戶隨時知道直放站的工作狀態(tài)。

　　直放站自動定時上報、監(jiān)控中心，自動定時查詢用戶，并可以選擇直放站的自動定時上報或監(jiān)控中心自動定期查詢方式，并能自由設定間隔時間。當直放站有告警時，監(jiān)控中心軟件將顯示出相應的告警監(jiān)控點，并發(fā)出聲音告知。

　　直放站狀態(tài)監(jiān)測還包括上下行輸入信號強度顯示，用于輸入信號強度的實時性監(jiān)測，按開始按鈕可顯示信道相應的輸入信號強度。

　　所有這些數(shù)據(jù)均從直放站傳送過來，而這些數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、監(jiān)測都必須在直放站的主控模塊支持下才能完成，另外，國內的CDMA標準與國外的標準不一樣，而要符合這些標準，必須對主控模塊硬件/軟件進行重新設計，所以直放站主控模塊的開發(fā)研制在整個系統(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（采集所需數(shù)據(jù)并作出判斷）；自動報警。

　　2.遠程監(jiān)控

　　包括：實現(xiàn)參數(shù)的遠程設置；工作狀態(tài)自動定時上報；接收監(jiān)控中心自動定時查詢。

　　GSM/CDMA直放站主控模塊主要由CPU（微處理系統(tǒng)單元）、無線MODEN和電源等構成。

　　CPU（微處理系統(tǒng)單元）主要由AC2161SC構成，AC2161SC是CHMOS高性能16單片機，內部的EPROM/ROM為16K字節(jié)，內部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”結構使得新增的256字節(jié)RAM通過窗口映射同樣可以作為通用寄存器來訪問；有兩個PWM（脈寬調制）輸出；一個外設事務服務器PTS，大大降低了中斷服務的開銷；兩個定時器可以由外部提供時鐘，內部時鐘周期可為1個狀態(tài)周期或8個狀態(tài)周期，由軟件來選取；可對所有HSO引腳同時尋址；10位的A/D轉換器，可對采樣時間和轉換時間進行選擇；兩個不可擦除的可編程存儲器UPROM，增強了加密手段，16M晶振。AC2161SC上述性能能滿足GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)的設計要求。

　　在該系統(tǒng)中，采用了GAL器件來擴充控制信號，還采用27512存儲數(shù)據(jù)，NVSRAM用來保存初始化參數(shù)及一些較重要數(shù)據(jù)，Z85C30用于連接無線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，主要用于生產車間對直放站的調試、測試等；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)場對直放站進行調試很不方便，使用手操器相對比較安全、便捷。

　　遠程控制：監(jiān)控中心的電腦通過串口連接無線MODEN，該無線MODEN與附近基站進行通信，直放站依靠其內的無線MODEN與附近基站通信，該無線MODEN連至聯(lián)通公司或移動公司開通短消息服務，然后通過PSTN到達監(jiān)控中心。

　　五、關于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監(jiān)控系統(tǒng)的性能。主要的內容有：

　　1.數(shù)據(jù)采集

　　采集直放站的運行參數(shù)，如直放站編號、上下行信道號、上下行衰減、上下行功率、ALC、電源是否工作正常、機箱門是否打開、機箱內的溫度等；

　　2.與PC通信

　　通過與PC的通信，可對直放站的各監(jiān)控參數(shù)進行標定、修改；

　　3.與手操器通信

　　為了施工方便，可對直放站的各監(jiān)控參數(shù)進行修改；

　　4.與無線MODEN通信

　　該部分主要實現(xiàn)遠程控制，就是所謂的網(wǎng)管，通過PSTN，以短消息方式實現(xiàn)；

　　5.系統(tǒng)的自動恢復

　　在很多情況下，可以通過重新啟動直放站來恢復直放站的正常工作，而不需工作人員去現(xiàn)場恢復。