3G時(shí)代的移動(dòng)通信直放站監控技術(shù)

隨著(zhù)3G網(wǎng)絡(luò )建設工程的啟動(dòng)，3G直放站設備的監控也納入日程。當前3G移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)逐步走向商用化階段，直放站設備作為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的重要設備，在增強信號覆蓋，提高網(wǎng)絡(luò )傳播速度，降低網(wǎng)絡(luò )運行成本方面的作用越來(lái)越顯著(zhù)，因此其在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋中的地位已日趨重要。

中國移動(dòng)已經(jīng)在部分區域進(jìn)行了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種3G模式直放站的實(shí)用性試驗和技術(shù)跟蹤。與此同時(shí)，直放站的監控網(wǎng)絡(luò )建設也成為運營(yíng)商和生產(chǎn)廠(chǎng)家所關(guān)注的問(wèn)題。為了做到對所有直放站設備網(wǎng)元進(jìn)行管理，以實(shí)現更好的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化，中國移動(dòng)需要對自己轄區內的所有直放站設備進(jìn)行統一的、全天候的監控管理，增強管理的效率。而且響應的網(wǎng)管監控系統必須作為一套獨立的系統與直放站設備系統并行存在，其操作必須不影響網(wǎng)絡(luò )中的各類(lèi)通信設備的正常運行。

直放站監控系統依然會(huì )向著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化、數字化的方向發(fā)展。但是隨著(zhù)應用場(chǎng)景的日益復雜化，監控系統對現場(chǎng)化的要求越來(lái)越高。系統工作的可靠性、穩定性對于整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )的意義越來(lái)越重要，因此對于直放站的監控要求也越來(lái)越高，如實(shí)時(shí)性的要求、監控系統的抗干擾技術(shù)、數據包發(fā)送可靠性校驗、串口數據的正確性的校驗等。而且隨著(zhù)當前數字圖像視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸視頻和音頻成為一種趨勢，利用先進(jìn)的圖像視頻壓縮算法和無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )的解決方案，通過(guò)無(wú)線(xiàn)Internet傳輸現場(chǎng)數字圖像視頻數據到監控中心，實(shí)現遠程監控的可視化，從而引導直放站監控系統進(jìn)入新一階段。

直放站監控系統主要由三部分組成，包括直放站監控中心(上位機)、通信信道和直放站監控終端(下位機)。

直放站監控中心

第一代的監控中心是為滿(mǎn)足生產(chǎn)調測、網(wǎng)絡(luò )現場(chǎng)開(kāi)通的需要而設計。由于越來(lái)越多直放站的工程開(kāi)通，這就需要一種有效的管理方式實(shí)現遠程參數調測與報警接收，第二代的監控中心應運而生。此時(shí)的監控中心可以實(shí)現基本的遠程監控。2001年底，中國聯(lián)通CDMA直放站開(kāi)始大規模建設，在大量使用直放站的同時(shí)，由于維護成本的日益增加，對直放站的日常維護管理也開(kāi)始引起運營(yíng)商關(guān)注，集中監控也日趨必要。以國人通信為代表的一些直放站廠(chǎng)家開(kāi)始關(guān)注統一網(wǎng)管系統，其目的是為運營(yíng)商提供集中式解決方案，將眾多廠(chǎng)家的設備在同一個(gè)平臺上集中監控，第三代監控中心隨之產(chǎn)生，該系統實(shí)現了統一網(wǎng)管。

目前，直放站監控中心已經(jīng)進(jìn)入了第四代——綜合網(wǎng)管階段。隨著(zhù)直放站建設規模的擴大和運營(yíng)商運營(yíng)維護模式的發(fā)展，單機操作模式的網(wǎng)管中心已經(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際運維要求，因此在該階段，監控中心的組成結構與功能都發(fā)生了很大變化，由一個(gè)單純的單機版軟件演化到由多個(gè)相對功能獨立部分組成的綜合系統，并具備了典型的網(wǎng)絡(luò )結構。監控中心又由PC機和短消息網(wǎng)關(guān)(InternetShortMessageGateway，ISMG)組成，運行在PC機上的應用軟件完成對各直放站站點(diǎn)的數據庫管理工作。ISMG是具有短消息轉發(fā)功能的短消息網(wǎng)關(guān)。該監控中心通過(guò)短信網(wǎng)關(guān)(ISMG)與短消息業(yè)務(wù)中心(Short Message Service Center，SMSC)連接，短消息網(wǎng)關(guān)支持標準的SMPP3.3協(xié)議和SGI P1.2協(xié)議，與直放站通過(guò)短信進(jìn)行控制信息的交互。

通信信道

監控中心與監控終端的數據通訊是利用通信信道來(lái)實(shí)現的。通過(guò)通信信道完成通訊的方式分為采用RS232串口直相連的直接數據通訊(點(diǎn)對點(diǎn)通訊)方式和采用Modem進(jìn)行收發(fā)短信息(ShortMessageService，SMS)的方式。直接數據通訊方式實(shí)時(shí)性強、傳送速度快，但其通訊成本高;SMS方式則是首先將信息發(fā)送到短信息中心(ShortMessage Service Center，SMSC)，然后再由短信中心排隊依次發(fā)送到各自目標地。短消息通訊方式實(shí)時(shí)性差，通訊連通速度慢，但是成本最低，不存在占用信道的問(wèn)題，所以它是目前主要的通訊方式。

目前采用(SMS)方式來(lái)實(shí)現數據通信的方式有以下三種。

(1)短消息方式接入

直放站和監控服務(wù)器之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信鏈路連接，直放站內置的Modem以短消息的方式和監控中心主服務(wù)器建立通信聯(lián)絡(luò )。直放站的主服務(wù)器采用SMPP或SGIP協(xié)議和短信網(wǎng)關(guān)通信，短信網(wǎng)關(guān)以短消息的方式和直放站通信。直放站監控系統以SP的形式接入短信網(wǎng)關(guān)。

(2)無(wú)線(xiàn)Modem直接連接直放站

在早期的直放站設備中，存在部分無(wú)線(xiàn)數據傳輸方式通信的直放站設備。此類(lèi)設備通過(guò)直放站集中監控系統的中心服務(wù)器和直放站設備側的無(wú)線(xiàn)Modem交互數據，在數據采集或監控維護時(shí)，向直放站側無(wú)線(xiàn)拔號，建立無(wú)線(xiàn)通信連接，實(shí)現信息的交互。當直放站設備側發(fā)生故障，則由直放站側Modem向網(wǎng)管中心拔號，將告警信息發(fā)送到網(wǎng)管中心。

(3)無(wú)線(xiàn)Modem通過(guò)前置設備接直放站

還有一部分直放站，在本地設有自己的監控終端，我們稱(chēng)之為前置機。這類(lèi)直放站通過(guò)其前置機提供上級網(wǎng)管接口，與省中心直放站集中監控系統的中心服務(wù)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)Modem等方式連接，實(shí)現直放站的監控和管理。

直放站監控終端

直放站監控終端是整個(gè)直放站監控系統中的關(guān)鍵部分，基本功能有包括對直放站設備的配置管理、數據實(shí)時(shí)采樣、故障告警管理和遠程通信等。其主要分為系統硬件部分和系統軟件部分。直放站監控終端的硬件部分主要由核心單片機處理器部分、電源部分、外部接口部分、外部擴展部分、選頻電路部分組成。硬件部分采用模塊化結構，主要包括多通道A/D采樣模塊、鍵盤(pán)模塊、直放站選頻部分(本振)控制模塊、告警狀態(tài)指示模塊、通信模塊、運行狀態(tài)顯示模塊、存儲器模塊、電源模塊等。

監控單元軟件由主程序、若干子程序和中斷程序組成，監控單元軟件功能主要包括在微處理器上移植嵌入式操作系統、在構建的軟件平臺上開(kāi)發(fā)API(應用程序編程接口)等功能函數、運用開(kāi)發(fā)的API等函數結合操作系統的編程技術(shù)完成應用軟件編寫(xiě)等。

下位機主程序主要完成串口初始化、Modem的初始化、液晶顯示模塊的初始化。定時(shí)中斷程序模塊主要完成定時(shí)A/D轉換、定時(shí)采集告警信息、定時(shí)查詢(xún)是否有按鍵等功能。隨著(zhù)軟件的升級，需要完成查詢(xún)的參數量越來(lái)越多，監控單元的軟件功能也逐漸由單一化轉向多元化，并逐漸完善，達到更高的要求和水準。