专利名称：移动通信基站功放监控模块的制作方法
技术领域：
移动通信基站功放监控模块技术领域[0001]本实用新型属于移动通信基站控制技术，具体设计一种移动通信基站功放监控 技术。
背景技术：
[0002]随着移动通信的迅猛发展，移动通信的运营维护力量薄弱和工作量大的矛盾日 趋严重。移动通信基站的站点多且分散，传输资源有限，动力设备数量少，电力网不稳 定，所处环境恶劣，通常都是无人值守，因此，通过远程基站监控系统来降低运行维护 成本有着更为迫切的需求。按照中国移动通信集团公司的《中国移动通信动力及环境集 中监控系统技术规范》开发的移动通信基站监控系统，可分成两级结构，一级是监控中 心，包括系统服务器，网络服务器，监控中心监视器等，二级是现场控制单元，主要包 括基站功放监控模块和通信设备。[0003]传统的现场控制单元——移动通信基站的监控控制模块即环境和设备状态监测 单元与功率放大控制模块是独立的两个系统，其缺点是资源浪费，不能满足现在节约能 源标准，体积大，没有专用的操作系统造成系统运行经常出现死机等故障，经常是跑几 上百公里到达现场就是按一下复位开关，后期维护费用非常高。发明内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种能够实现环境和设备状态监测及功率放大控制 集成的移动通信基站功放监控模块，以克服上述缺陷。[0005]本实用新型的技术方案为移动通信基站功放监控模块，它包括电源电路用 于对模块提供电力；环境和设备状态监测电路用于对移动通信基站的环境参数及设备 运行参数的数据的检测采集及将检测采集的数据传递给微处理器控制单元；收发单元 用于接收微处理器控制单元的数据及对外进行通信；存储单元用于存储微处理器控制 单元输出的数据；它还包括[0006]微处理器控制单元用于对环境和设备状态监测电路输出的数据的处理控制， 控制收发单元的对外通信，输出频率信号给功率控制电路；[0007]功率控制电路输入微处理器控制单元的频率信号，利用PWM转换输出电压 实现对功率放大单元的控制；[0008]反馈电路，对功率放大单元输出信号的进行功率监测，通过ADC转变为数字信 号，提供微处理器控制单元进行处理。[0009]所述微处理器控制单元采用STM32F103ZET6芯片。[0010]所述功率控制电路包括[0011]相位比较器用于输入的微处理器控制单元的频率信号与输出电压反馈转换的 频率信号的比较输出；[0012]低通滤波器对相位比较器的输出信号滤波后输出电压控制信号；[0013]VFC压频转换模块将输出电压控制信号转换为频率信号反馈输出到相位比较ο[0014]本实用新型的微处理器控制单元采用了 32位ARM高速处理器平台 (STM32F103ZET6芯片)，为实现功放与监控功能提供了丰富的系统资源与外部设备资 源，运行速度高达72MHz，在保证系统监控功能实现的同时完成功率放大控制，将监控 与功率放大功能在同一微处理器平台上加以实现，降低了系统成本。并且提供远程程序 更新IAP功能，可通过GPRS、CDMA、GMS等网络远程下载更新应用程序。增加了监 控信号的种类和范围，提高了监控的作用和效率。采用多种专有技术提高了系统的可靠 性，从而降低了设备后期维护费用。采用PWM方式进一步降低了硬件成本。
[0015]图1为移动通信基站监控系统原理框图；[0016]图2PWM转换电路；[0017]图3信号采集电路原理框图；[0018]图4软件程序运行。
具体实施方式
[0019]如图1所示，本实用新型的移动通信基站功放监控模块的构成电源电路4 从市电获得系统所需的各组电源，包括5V@1A，12V@5A，24V@2A, 3.3V@1A， 2.5V@500mA等，以及蓄电池的充电电路及充电保护电路，蓄电池的供电变换电路它是 常规技术，为对模块提供电力；环境和设备状态监测电路3通过多种传感器进行数据采 集，被采集的信号包括环境温度、湿度、门状态、烟雾、是否漏水，通过红外传感器感 知现场是否非法侵入，还有市电电压、电流、功率、频率等，以及基站BS所有设备运 行状态；存储单元2对监测采集数据以日志方式进行存储，最长保持时间为3年，数据 保持不丢失时间大于10年；收发单元5，接收微处理器控制单元的数据，向监控中心 发送数据，提供多种通信方式，包括短信、GPRS、CDMA、WCDMA、CDMA2000、 CDMA-TD等。微处理器控制单元1:运行实时操作系统，对环境和设备状态进行监测， 对功率放大单元进行闭环控制，出现异常状况时向收发单元发送报警信息，对系统状态 进行日志记录；采用采用了 32位ARM高速处理器平台STM32F103ZET6芯片。功率控 制电路6通过PWM信号经频压变换为模拟电压信号对功率放大单元进行控制。反馈电 路7，对功率放大单元输出信号的进行功率监测，通过ADC转变为数字信号，提供微处 理器进行处理。[0020]如图2所示，功率控制电路6包括相位比较器6.1 用于输入的微处理器控制单 元的频率信号与输出电压反馈转换的频率信号的比较输出；低通滤波器6.2:对相位比较 器的输出信号滤波后输出电压控制信号；VFC压频转换模块6.3:将输出电压控制信号转 换为频率信号反馈输出到相位比较器。[0021]采用芯片STM32F103ZET6芯片内部定时器产生四路PWM波形输出，16位精度。频压变换电路，含有压控振荡器的VCO压频转换模块VFC占空比调节可达到14位 精度。以前使用高速的DAC变换器件，最高12位精度，成本非常高。软件PWM输出代替DAC电路的另一个好处是方便设计，使用灵活，在用户需要有调整的时候不用更改 电路，仅需要修改程序就可以实现新的功能。[0022]PWM(脉冲宽度调制)输出模拟电压信号对功放模块进行控制，功率放大单元 是标准的独立设备，具体工作原理在此不作赘述。[0023]如图3所示环境和设备状态监测电路3的信号采集监控功能的环境变量监测、 系统状态，功放反馈(反馈电路7)等输入信号均为模拟信号或数字信号，模拟信号全部 使用STM32内部的三个ADC模块实现，精度为12位，每个模块的最多ADC输入通道可 多达21路，数字信号则直接使用STM32的I/O实现，为提高系统响应速度，没有采用传 统的I/O查询方式，而是使用STM32特别提供的中断模式，可以对输入信号的上跳沿、 下跳沿、脉冲等不同模式，最多可达19路外部事件进行监测。本实用新型实现模拟信号 转换共20路，反馈信号最多4路，数字信号监测共I2路。[0024]如图4所示，系统启动工作后，按照程序进行运行，系统首先硬件自检，通过 后检测是否需要IAP更新程序，没有需要更新程序时启动实时操作系统，操作系统成功 后分别加载各项任务，图中未列出所有任务，如系统时钟、中断服务、等操作系统的服 务程序。[0025]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。[0026]本实用新型在不改变原监控系统的整体布局情况下，使用高性能的32位ARM 处理器，运行专门开发的实时操作系统，支持独立的多任务运行，系统可靠性提高了两 个数量级。因处理器资源非常丰富，把功放模块的功能也加以合并，在同一微处理器平 台下加以实现，同时使用微处理的PWM模块输出四路PWM信号，由于系统运行的速度 高达72MHz，提供的PWM定时最高达到32位，实现PWM的输出精度超12位DAC， 使用调整运算放大器进行频压转换，对功率放大单进行控制。[0027]本实用新型提供的监控功能提高到四类12种，多达36路信号，为远程报警与 故障诊断提供的必要有信息，可以定位到非常准确的位置，由于本模块电路采用了冗余 硬件电路设计方案，简单的问题完全可以通过程序更新下载远程解决，无需人员到达现 场。
权利要求1.一种移动通信基站功放监控模块，它包括电源电路用于对模块提供电力；环境 和设备状态监测电路用于对移动通信基站的环境参数及设备运行参数的数据的检测采 集及将检测采集的数据传递给微处理器控制单元；收发单元用于接收微处理器控制单 元的数据及对外进行通信；存储单元用于存储微处理器控制单元输出的数据；其特征 在于它还包括微处理器控制单元用于对环境和设备状态监测电路输出的数据的处理控制，控制 收发单元的对外通信，输出频率信号给功率控制电路；功率控制电路输入微处理器控制单元的频率信号，利用PWM转换输出电压实现 对功率放大单元的控制；反馈电路，对功率放大单元输出信号的进行功率监测，通过ADC转变为数字信号， 提供微处理器控制单元进行处理。
2.如权利要求1所述移动通信基站功放监控模块，其特征在于所述微处理器控制单元 采用 STM32F103ZET6 芯片。
3.如权利要求1所述移动通信基站功放监控模块，其特征在于所述功率控制电路包括 相位比较器用于输入的微处理器控制单元的频率信号与输出电压反馈转换的频率信号的比较输出；低通滤波器对相位比较器的输出信号滤波后输出电压控制信号；VFC压频转换模块将输出电压控制信号转换为频率信号反馈输出到相位比较器。
专利摘要本实用新型公开了一种移动通信基站功放监控模块，它包括电源电路；环境和设备状态监测电路；收发单元；存储单元；微处理器控制单元用于对环境和设备状态监测电路输出的数据的处理控制，控制收发单元的对外通信，输出频率信号给功率控制电路；功率控制电路输入微处理器控制单元的频率信号，利用PWM转换输出电压实现对功率放大单元的控制；反馈电路，对功率放大单元输出信号的进行功率监测，通过ADC转变为数字信号，提供微处理器控制单元进行处理。本实用新型将监控与功率放大功能在同一微处理器平台上加以实现，降低了系统成本。
文档编号H04W88/08GK201813541SQ20102028904
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者孙述印 申请人:武汉力源信息技术股份有限公司