3G時代的移動通信直放站監(jiān)控技術

隨著3G網絡建設工程的啟動，3G直放站設備的監(jiān)控也納入日程。當前3G移動通信產業(yè)逐步走向商用化階段，直放站設備作為移動通信網絡優(yōu)化的重要設備，在增強信號覆蓋，提高網絡傳播速度，降低網絡運行成本方面的作用越來越顯著，因此其在移動通信網絡覆蓋中的地位已日趨重要。

中國移動已經在部分區(qū)域進行了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種3G模式直放站的實用性試驗和技術跟蹤。與此同時，直放站的監(jiān)控網絡建設也成為運營商和生產廠家所關注的問題。為了做到對所有直放站設備網元進行管理，以實現更好的實時網絡優(yōu)化，中國移動需要對自己轄區(qū)內的所有直放站設備進行統一的、全天候的監(jiān)控管理，增強管理的效率。而且響應的網管監(jiān)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絡中的各類通信設備的正常運行。

直放站監(jiān)控系統依然會向著網絡化、數字化的方向發(fā)展。但是隨著應用場景的日益復雜化，監(jiān)控系統對現場化的要求越來越高。系統工作的可靠性、穩(wěn)定性對于整個通信網絡的意義越來越重要，因此對于直放站的監(jiān)控要求也越來越高，如實時性的要求、監(jiān)控系統的抗干擾技術、數據包發(fā)送可靠性校驗、串口數據的正確性的校驗等。而且隨著當前數字圖像視頻壓縮技術的發(fā)展，通過無線網絡傳輸視頻和音頻成為一種趨勢，利用先進的圖像視頻壓縮算法和無線傳輸網絡的解決方案，通過無線Internet傳輸現場數字圖像視頻數據到監(jiān)控中心，實現遠程監(jiān)控的可視化，從而引導直放站監(jiān)控系統進入新一階段。

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

直放站監(jiān)控中心

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

目前，直放站監(jiān)控中心已經進入了第四代——綜合網管階段。隨著直放站建設規(guī)模的擴大和運營商運營維護模式的發(fā)展，單機操作模式的網管中心已經不能滿足實際運維要求，因此在該階段，監(jiān)控中心的組成結構與功能都發(fā)生了很大變化，由一個單純的單機版軟件演化到由多個相對功能獨立部分組成的綜合系統，并具備了典型的網絡結構。監(jiān)控中心又由PC機和短消息網關(InternetShortMessageGateway，ISMG)組成，運行在PC機上的應用軟件完成對各直放站站點的數據庫管理工作。ISMG是具有短消息轉發(fā)功能的短消息網關。該監(jiān)控中心通過短信網關(ISMG)與短消息業(yè)務中心(Short Message Service Center，SMSC)連接，短消息網關支持標準的SMPP3.3協議和SGI P1.2協議，與直放站通過短信進行控制信息的交互。

通信信道

監(jiān)控中心與監(jiān)控終端的數據通訊是利用通信信道來實現的。通過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(點對點通訊)方式和采用Modem進行收發(fā)短信息(ShortMessageService，SMS)的方式。直接數據通訊方式實時性強、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。短消息通訊方式實時性差，通訊連通速度慢，但是成本最低，不存在占用信道的問題，所以它是目前主要的通訊方式。

目前采用(SMS)方式來實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(jiān)控服務器之間通過無線通信鏈路連接，直放站內置的Modem以短消息的方式和監(jiān)控中心主服務器建立通信聯絡。直放站的主服務器采用SMPP或SGIP協議和短信網關通信，短信網關以短消息的方式和直放站通信。直放站監(jiān)控系統以SP的形式接入短信網關。

(2)無線Modem直接連接直放站

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

(3)無線Modem通過前置設備接直放站

還有一部分直放站，在本地設有自己的監(jiān)控終端，我們稱之為前置機。這類直放站通過其前置機提供上級網管接口，與省中心直放站集中監(jiān)控系統的中心服務器通過無線Modem等方式連接，實現直放站的監(jiān)控和管理。

直放站監(jiān)控終端

直放站監(jiān)控終端是整個直放站監(jiān)控系統中的關鍵部分，基本功能有包括對直放站設備的配置管理、數據實時采樣、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(jiān)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(jiān)控單元軟件由主程序、若干子程序和中斷程序組成，監(jiān)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發(fā)API(應用程序編程接口)等功能函數、運用開發(fā)的API等函數結合操作系統的編程技術完成應用軟件編寫等。

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。定時中斷程序模塊主要完成定時A/D轉換、定時采集告警信息、定時查詢是否有按鍵等功能。隨著軟件的升級，需要完成查詢的參數量越來越多，監(jiān)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。