專利名稱：移動通信基站功放監控模塊的制作方法
技術領域：
移動通信基站功放監控模塊技術領域[0001]本實用新型屬于移動通信基站控制技術，具體設計一種移動通信基站功放監控 技術。
背景技術：
[0002]隨著移動通信的迅猛發展，移動通信的運營維護力量薄弱和工作量大的矛盾日 趨嚴重。移動通信基站的站點多且分散，傳輸資源有限，動力設備數量少，電力網不穩 定，所處環境惡劣，通常都是無人值守，因此，通過遠程基站監控系統來降低運行維護 成本有著更為迫切的需求。按照中國移動通信集團公司的《中國移動通信動力及環境集 中監控系統技術規范》開發的移動通信基站監控系統，可分成兩級結構，一級是監控中 心，包括系統服務器，網絡服務器，監控中心監視器等，二級是現場控制單元，主要包 括基站功放監控模塊和通信設備。[0003]傳統的現場控制單元——移動通信基站的監控控制模塊即環境和設備狀態監測 單元與功率放大控制模塊是獨立的兩個系統，其缺點是資源浪費，不能滿足現在節約能 源標準，體積大，沒有專用的操作系統造成系統運行經常出現死機等故障，經常是跑幾 上百公里到達現場就是按一下復位開關，后期維護費用非常高。發明內容[0004]本實用新型的目的在于提供一種能夠實現環境和設備狀態監測及功率放大控制 集成的移動通信基站功放監控模塊，以克服上述缺陷。[0005]本實用新型的技術方案為移動通信基站功放監控模塊，它包括電源電路用 于對模塊提供電力；環境和設備狀態監測電路用于對移動通信基站的環境參數及設備 運行參數的數據的檢測采集及將檢測采集的數據傳遞給微處理器控制單元；收發單元 用于接收微處理器控制單元的數據及對外進行通信；存儲單元用于存儲微處理器控制 單元輸出的數據；它還包括[0006]微處理器控制單元用于對環境和設備狀態監測電路輸出的數據的處理控制， 控制收發單元的對外通信，輸出頻率信號給功率控制電路；[0007]功率控制電路輸入微處理器控制單元的頻率信號，利用PWM轉換輸出電壓 實現對功率放大單元的控制；[0008]反饋電路，對功率放大單元輸出信號的進行功率監測，通過ADC轉變為數字信 號，提供微處理器控制單元進行處理。[0009]所述微處理器控制單元采用STM32F103ZET6芯片。[0010]所述功率控制電路包括[0011]相位比較器用于輸入的微處理器控制單元的頻率信號與輸出電壓反饋轉換的 頻率信號的比較輸出；[0012]低通濾波器對相位比較器的輸出信號濾波后輸出電壓控制信號；[0013]VFC壓頻轉換模塊將輸出電壓控制信號轉換為頻率信號反饋輸出到相位比較ο[0014]本實用新型的微處理器控制單元采用了 32位ARM高速處理器平臺 (STM32F103ZET6芯片)，為實現功放與監控功能提供了豐富的系統資源與外部設備資 源，運行速度高達72MHz，在保證系統監控功能實現的同時完成功率放大控制，將監控 與功率放大功能在同一微處理器平臺上加以實現，降低了系統成本。并且提供遠程程序 更新IAP功能，可通過GPRS、CDMA、GMS等網絡遠程下載更新應用程序。增加了監 控信號的種類和范圍，提高了監控的作用和效率。采用多種專有技術提高了系統的可靠 性，從而降低了設備后期維護費用。采用PWM方式進一步降低了硬件成本。
[0015]圖1為移動通信基站監控系統原理框圖；[0016]圖2PWM轉換電路；[0017]圖3信號采集電路原理框圖；[0018]圖4軟件程序運行。
具體實施方式
[0019]如圖1所示，本實用新型的移動通信基站功放監控模塊的構成電源電路4 從市電獲得系統所需的各組電源，包括5V@1A，12V@5A，24V@2A, 3.3V@1A， 2.5V@500mA等，以及蓄電池的充電電路及充電保護電路，蓄電池的供電變換電路它是 常規技術，為對模塊提供電力；環境和設備狀態監測電路3通過多種傳感器進行數據采 集，被采集的信號包括環境溫度、濕度、門狀態、煙霧、是否漏水，通過紅外傳感器感 知現場是否非法侵入，還有市電電壓、電流、功率、頻率等，以及基站BS所有設備運 行狀態；存儲單元2對監測采集數據以日志方式進行存儲，最長保持時間為3年，數據 保持不丟失時間大于10年；收發單元5，接收微處理器控制單元的數據，向監控中心 發送數據，提供多種通信方式，包括短信、GPRS、CDMA、WCDMA、CDMA2000、 CDMA-TD等。微處理器控制單元1:運行實時操作系統，對環境和設備狀態進行監測， 對功率放大單元進行閉環控制，出現異常狀況時向收發單元發送報警信息，對系統狀態 進行日志記錄；采用采用了 32位ARM高速處理器平臺STM32F103ZET6芯片。功率控 制電路6通過PWM信號經頻壓變換為模擬電壓信號對功率放大單元進行控制。反饋電 路7，對功率放大單元輸出信號的進行功率監測，通過ADC轉變為數字信號，提供微處 理器進行處理。[0020]如圖2所示，功率控制電路6包括相位比較器6.1 用于輸入的微處理器控制單 元的頻率信號與輸出電壓反饋轉換的頻率信號的比較輸出；低通濾波器6.2:對相位比較 器的輸出信號濾波后輸出電壓控制信號；VFC壓頻轉換模塊6.3:將輸出電壓控制信號轉 換為頻率信號反饋輸出到相位比較器。[0021]采用芯片STM32F103ZET6芯片內部定時器產生四路PWM波形輸出，16位精度。頻壓變換電路，含有壓控振蕩器的VCO壓頻轉換模塊VFC占空比調節可達到14位 精度。以前使用高速的DAC變換器件，最高12位精度，成本非常高。軟件PWM輸出代替DAC電路的另一個好處是方便設計，使用靈活，在用戶需要有調整的時候不用更改 電路，僅需要修改程序就可以實現新的功能。[0022]PWM(脈沖寬度調制)輸出模擬電壓信號對功放模塊進行控制，功率放大單元 是標準的獨立設備，具體工作原理在此不作贅述。[0023]如圖3所示環境和設備狀態監測電路3的信號采集監控功能的環境變量監測、 系統狀態，功放反饋(反饋電路7)等輸入信號均為模擬信號或數字信號，模擬信號全部 使用STM32內部的三個ADC模塊實現，精度為12位，每個模塊的最多ADC輸入通道可 多達21路，數字信號則直接使用STM32的I/O實現，為提高系統響應速度，沒有采用傳 統的I/O查詢方式，而是使用STM32特別提供的中斷模式，可以對輸入信號的上跳沿、 下跳沿、脈沖等不同模式，最多可達19路外部事件進行監測。本實用新型實現模擬信號 轉換共20路，反饋信號最多4路，數字信號監測共I2路。[0024]如圖4所示，系統啟動工作后，按照程序進行運行，系統首先硬件自檢，通過 后檢測是否需要IAP更新程序，沒有需要更新程序時啟動實時操作系統，操作系統成功 后分別加載各項任務，圖中未列出所有任務，如系統時鐘、中斷服務、等操作系統的服 務程序。[0025]本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。[0026]本實用新型在不改變原監控系統的整體布局情況下，使用高性能的32位ARM 處理器，運行專門開發的實時操作系統，支持獨立的多任務運行，系統可靠性提高了兩 個數量級。因處理器資源非常豐富，把功放模塊的功能也加以合并，在同一微處理器平 臺下加以實現，同時使用微處理的PWM模塊輸出四路PWM信號，由于系統運行的速度 高達72MHz，提供的PWM定時最高達到32位，實現PWM的輸出精度超12位DAC， 使用調整運算放大器進行頻壓轉換，對功率放大單進行控制。[0027]本實用新型提供的監控功能提高到四類12種，多達36路信號，為遠程報警與 故障診斷提供的必要有信息，可以定位到非常準確的位置，由于本模塊電路采用了冗余 硬件電路設計方案，簡單的問題完全可以通過程序更新下載遠程解決，無需人員到達現 場。
權利要求1.一種移動通信基站功放監控模塊，它包括電源電路用于對模塊提供電力；環境 和設備狀態監測電路用于對移動通信基站的環境參數及設備運行參數的數據的檢測采 集及將檢測采集的數據傳遞給微處理器控制單元；收發單元用于接收微處理器控制單 元的數據及對外進行通信；存儲單元用于存儲微處理器控制單元輸出的數據；其特征 在于它還包括微處理器控制單元用于對環境和設備狀態監測電路輸出的數據的處理控制，控制 收發單元的對外通信，輸出頻率信號給功率控制電路；功率控制電路輸入微處理器控制單元的頻率信號，利用PWM轉換輸出電壓實現 對功率放大單元的控制；反饋電路，對功率放大單元輸出信號的進行功率監測，通過ADC轉變為數字信號， 提供微處理器控制單元進行處理。
2.如權利要求1所述移動通信基站功放監控模塊，其特征在于所述微處理器控制單元 采用 STM32F103ZET6 芯片。
3.如權利要求1所述移動通信基站功放監控模塊，其特征在于所述功率控制電路包括 相位比較器用于輸入的微處理器控制單元的頻率信號與輸出電壓反饋轉換的頻率信號的比較輸出；低通濾波器對相位比較器的輸出信號濾波后輸出電壓控制信號；VFC壓頻轉換模塊將輸出電壓控制信號轉換為頻率信號反饋輸出到相位比較器。
專利摘要本實用新型公開了一種移動通信基站功放監控模塊，它包括電源電路；環境和設備狀態監測電路；收發單元；存儲單元；微處理器控制單元用于對環境和設備狀態監測電路輸出的數據的處理控制，控制收發單元的對外通信，輸出頻率信號給功率控制電路；功率控制電路輸入微處理器控制單元的頻率信號，利用PWM轉換輸出電壓實現對功率放大單元的控制；反饋電路，對功率放大單元輸出信號的進行功率監測，通過ADC轉變為數字信號，提供微處理器控制單元進行處理。本實用新型將監控與功率放大功能在同一微處理器平臺上加以實現，降低了系統成本。
文檔編號H04W88/08GK201813541SQ20102028904
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月11日 優先權日2010年8月11日
發明者孫述印 申請人:武漢力源信息技術股份有限公司