80C196KC在GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

相關(guān)專題: 無線 中國聯(lián)通 中國移動


  一、行業(yè)現(xiàn)狀

  隨著CDMA標(biāo)準(zhǔn)的推出,中國聯(lián)通、中國移動的移動網(wǎng)絡(luò)平臺增加了CDMA移動用戶服務(wù)。如何在原有的G網(wǎng)(GSM)基礎(chǔ)上實現(xiàn)C網(wǎng)(CDMA)的應(yīng)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(chǔ)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(fù),即有C網(wǎng)的地區(qū)不會有GSM的基站。所以,國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)和國外的標(biāo)準(zhǔn)還是有很大區(qū)別的,在國內(nèi)很多領(lǐng)域不能直接使用國外的通訊設(shè)備。

  作為同頻放大設(shè)備的直放站(中繼器),是實現(xiàn)“小容量、大覆蓋”目標(biāo)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(nèi)不能直接使用:傳送的參數(shù)不一致,必須重新設(shè)計,但原理是一樣的,很多地方可借鑒國外成熟的技術(shù),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(yuǎn)程設(shè)置

  遠(yuǎn)程設(shè)置功能可讓用戶根據(jù)需要設(shè)置直放站的頻道號和增益,設(shè)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?qū)哟芜x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(shè)定間隔時間。當(dāng)直放站有告警時,監(jiān)控中心軟件將顯示出相應(yīng)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(qiáng)度顯示,用于輸入信號強(qiáng)度的實時性監(jiān)測,按開始按鈕可顯示信道相應(yīng)的輸入信號強(qiáng)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(nèi)的CDMA標(biāo)準(zhǔn)與國外的標(biāo)準(zhǔn)不一樣,而要符合這些標(biāo)準(zhǔn),必須對主控模塊硬件/軟件進(jìn)行重新設(shè)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(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(采集所需數(shù)據(jù)并作出判斷);自動報警。

  2.遠(yuǎn)程監(jiān)控

  包括:實現(xiàn)參數(shù)的遠(yuǎn)程設(shè)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(gòu)成。

  CPU(微處理系統(tǒng)單元)主要由80C196KC構(gòu)成,80C196KC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。80C196KC中采用了“垂直窗口”結(jié)構(gòu)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(diào)制)輸出;一個外設(shè)事務(wù)服務(wù)器PTS,大大降低了中斷服務(wù)的開銷;兩個定時器可以由外部提供時鐘,內(nèi)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;可對所有HSO引腳同時尋址;10位的A/D轉(zhuǎn)換器,可對采樣時間和轉(zhuǎn)換時間進(jìn)行選擇;兩個不可擦除的可編程存儲器UPROM,增強(qiáng)了加密手段,16M晶振。80C196KC上述性能能滿足GSM/CDMA直放站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計要求。

  在該系統(tǒng)中,采用了GAL器件來擴(kuò)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(chǎn)車間對直放站的調(diào)試、測試等;手操器與CDMA直放站的通信是利用80C196KC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(jìn)行調(diào)試很不方便,使用手操器相對比較安全、便捷。

  遠(yuǎn)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(jìn)行通信,直放站依靠其內(nèi)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(wù),然后通過PSTN到達(dá)監(jiān)控中心。

  五、關(guān)于80C196KC的編程

  80C196KC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(nèi)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(jī)箱門是否打開、機(jī)箱內(nèi)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(jìn)行標(biāo)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(jìn)行修改;

  4.與無線MODEN通信

  該部分主要實現(xiàn)遠(yuǎn)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(fù)

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


----《通信世界》

作者:浙江義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃坤   

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