【正文】 遠(yuǎn)端射頻信號(hào)不會(huì)增加扇區(qū)內(nèi)擾碼，對(duì)基站 SC 容量和信道板硬件容量無(wú)影響，但可以起到擴(kuò)大覆蓋范圍，補(bǔ)償鏈路損耗，增加鏈路容量的效果。多網(wǎng)平臺(tái)因其所處環(huán)境因素，不便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，因此需要建立監(jiān)控系統(tǒng)以保證整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定和可靠。主從式設(shè)備網(wǎng)管中心終端設(shè)備 1 終端設(shè)備 2主單元從單元 1 從單元 m通信信道圖 監(jiān)控系統(tǒng)基本原理框圖 監(jiān)控終端研究現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外多家企業(yè)生產(chǎn)的直放站設(shè)備監(jiān)控終端的分析，目前業(yè)內(nèi)監(jiān)控終端的構(gòu)架主要有以下兩種。該架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：由于操作系統(tǒng)的引入，外界干擾只能破壞系統(tǒng)若干任務(wù)中的一個(gè)，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，由此提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。(2) 根據(jù)多網(wǎng)平臺(tái)終端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)告警功能的要求，以及實(shí)際應(yīng)用中的需要，提出了一種改進(jìn)的告警處理制和告警主動(dòng)處理策略，并在系統(tǒng)中加以實(shí)現(xiàn)。第六章：在第二章需求分析的基礎(chǔ)上用UML對(duì)配置管理模塊和性能參數(shù)采集模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2227]。遠(yuǎn)程升級(jí)功能要求：可以對(duì)設(shè)備上運(yùn)行的監(jiān)控軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)。(2) 要求監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確反映設(shè)備非正常狀態(tài)，避免誤告警、漏告警和頻繁告警的出現(xiàn)。(2) 由監(jiān)控中心發(fā)起，設(shè)備應(yīng)答。（3）成功設(shè)置了批采數(shù)據(jù)后，設(shè)備根據(jù)設(shè)置的要求，在指定的時(shí)間自動(dòng)開始按每2 秒鐘采樣 1 次的頻率對(duì)批采對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。綜合現(xiàn)有嵌入式操作系統(tǒng)我們選用 Linux，原因如下：(1) 內(nèi)核源碼公開，系統(tǒng)可根據(jù)需要任意可裁剪。ARM968ES 特點(diǎn)包括：面積最小、包含 DSP 增強(qiáng)功能的 ARM9 處理器，針對(duì)低功耗、數(shù)據(jù)密集型嵌入式實(shí)時(shí)應(yīng)用。從 IC 資源角度考慮，需要處理器有如下特性：強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能、低功耗高速率、RTC 、I/O 引腳不少于 90 個(gè)、32MB 的 SDRAM、64MB 的 NandFlash、DEBUG 調(diào)試口等。主單元（MU）監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)口、PS 域、CS 域或短信等通信方式接入到網(wǎng)管監(jiān)控中心（OMC ），通過(guò)光纖與相連的 OE 和遠(yuǎn)端接入單元通信；OE 和遠(yuǎn)端接入單元監(jiān)控系統(tǒng)不直接和 OMC 通信，通過(guò)光口與其相連的設(shè)備通信。首先網(wǎng)管中心與主單元通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)從單元行通信，將包含目標(biāo)設(shè)備信息和操作命令的報(bào)文發(fā)送到主單元；然后主單元監(jiān)控軟件對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析，判斷報(bào)文中包含的設(shè)備信息是否與主單元一致。 Linux 在 AT91SAM9G20EK 上啟動(dòng)簡(jiǎn)介(1) 啟動(dòng)流程Linux內(nèi)核在SAM9 系列芯片上啟動(dòng)需要三級(jí) loader引導(dǎo)最終進(jìn)入Linux系統(tǒng) [34]。 s t r a t i tA T 9 1 B o o t S t r a pS D R A M , C l o c k i n i t i a l i s a t i o n L o a d U B o o t f r o m F L A S H T o S D R A M amp。（2）解壓內(nèi)核源碼包$ tar jxvf 。 圖 內(nèi)核配置主菜單 2) 配置網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)主菜單Networking support Networking options選擇要用的網(wǎng)絡(luò)配置：包括socket編程的支持，TCP/IP協(xié)議等。$ sudo aptget install ncursesdev$ make menuconfig彈出如圖 所示內(nèi)核配置界面。I N T E R N A LF L A S H *0 x 0 A T 9 1 B o o t s t r a p *N A N D F L A S H0 x 00 x 4 0 0 0 0 0L i n u x K e r n e lU B o o tU B o o t E n vA T 9 1 B o o t s t r a p *0 x 2 0 0 0 0 00 x 6 0 0 0 00 x 2 0 0 0 0R o o t F S ( j f f s 2 ) Linux4SAM NandFlash 啟動(dòng)資源分配 編譯 Linux 內(nèi)核編譯Linux內(nèi)核需進(jìn)行以下步驟：（1）在atmel官網(wǎng)可以下載官方提供的Linux內(nèi)核和最新的補(bǔ)丁文件。根文件系統(tǒng)：其中包含應(yīng)用程序和系統(tǒng)運(yùn)行所需要的必要文件。在 AT91SAM9G20 芯片資料中有關(guān)于Linux 移植的 UBoot 等資料，這里只介紹根據(jù)課題的需要，對(duì)內(nèi)核與文件系統(tǒng)進(jìn)行再編譯。鏈路經(jīng)由 FPGA 時(shí)，F(xiàn)PGA 會(huì)獲取通信包的 MAC 地址與所在設(shè)備的 MAC 地址進(jìn)行比較，若相同表明該通信包的目的設(shè)備為該設(shè)備，則將通信包截獲并交由設(shè)備MCU 進(jìn)行處理；若 MAC 地址不同，則將通信包以廣播包方式發(fā)到各光口。 監(jiān)控終端 CPU 架構(gòu)硬件框圖嵌入式系統(tǒng)構(gòu)架如圖 所示，由 MCU、外部通信接口（USB 和 UART） 、外部存儲(chǔ)系統(tǒng)、AD/DA 轉(zhuǎn)換電路、RF 電路、FPGA 接口及電源模塊等組成。Samsung 公司 ARM 系列芯片沒(méi)有工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，顯然該系列的處理器不太適合。ARM9 系列包括三種處理器 [33]：ARM926EJS ，ARM946ES 和 ARM968ES。嵌入式硬件選型主要是對(duì)系統(tǒng)的微控制器 MCU 進(jìn)行選擇，微控制器的選擇主要依據(jù)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)器件性能、存儲(chǔ)資源數(shù)量、操作系統(tǒng)支持、供貨、價(jià)格等幾個(gè)方面考慮；操作系統(tǒng)的選擇主要根據(jù)系統(tǒng)可移植性、網(wǎng)絡(luò)功能、可裁剪性、成本以及應(yīng)用軟件開發(fā)難易程度等方面進(jìn)行選擇。性能參數(shù)采集應(yīng)該滿足如下約束條件：（1）性能參數(shù)采集面向網(wǎng)管中心。(3) 設(shè)置設(shè)備的配置參數(shù)。(4) 檢測(cè)到告警產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)提供相應(yīng)處理。監(jiān)控中心能啟動(dòng)、停止設(shè)備的批量采集功能（簡(jiǎn)稱：批采功能），將采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。多網(wǎng)接入平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范見(jiàn)表 。第五章：根據(jù)告警基本功能以及實(shí)際應(yīng)用中對(duì)告警實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性等的要求，提出了相關(guān)的告警處理機(jī)制及告警主動(dòng)處理策略。(4) 整個(gè)監(jiān)控終端軟件設(shè)計(jì)過(guò)程遵循軟件工程思想，用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)和C語(yǔ)言結(jié)合的分析與設(shè)計(jì)方法，以提升C語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔性、易讀性和重復(fù)使用性，進(jìn)而提升嵌入式系統(tǒng)分析及架構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)能力。 嵌入式 ARM+μC/OSⅡ的架構(gòu)該架構(gòu)增強(qiáng)了軟件設(shè)計(jì)的靈活性，系統(tǒng)可移植性好 [8]。監(jiān)控終端是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，本文主要對(duì)多網(wǎng)平臺(tái)監(jiān)控終端進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。利用這一點(diǎn)可以設(shè)計(jì) RRU 和數(shù)字光纖直放站共用的主單元 MU（Main Unit） ，在其中集成多種網(wǎng)絡(luò)，解決 GSM/TDSCDMA/TDLTE 等網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)覆蓋，同時(shí)提供寬帶接入到桌面 RRU 模式接入。數(shù)字光纖遠(yuǎn)端機(jī) 1數(shù)字光纖遠(yuǎn)端機(jī) 2數(shù)字光纖遠(yuǎn)端機(jī) 3光分路器數(shù)字光纖近端機(jī)重發(fā)天線圖 光纖直放站覆蓋方式 RRU 同數(shù)字光纖直放站的分析比較相同點(diǎn)：（1）兩者都可以實(shí)現(xiàn)將基帶信號(hào)拉遠(yuǎn)到需要覆蓋的區(qū)域，達(dá)到既實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸又不損耗信號(hào)能量的目的。基帶傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口如圖 所示，圖中 CN 即Century Net，RNC 即 Radio Net Control。 移動(dòng)通信覆蓋增強(qiáng)技術(shù)概述覆蓋是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要目的，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，運(yùn)營(yíng)商要提高覆蓋的廣度和深度就需要大量投入，而覆蓋增強(qiáng)技術(shù)可以在一定程度上解決投資與覆蓋的矛盾。系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)監(jiān)控需求對(duì)未處理其進(jìn)行選型及其外圍器件的設(shè)計(jì)。2G 網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用與 3G 網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及，2G與 3G 共存的現(xiàn)實(shí)使得擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋變得更加繁雜 [1]。從試運(yùn)行的七天時(shí)間看，沒(méi)有發(fā)生過(guò)告警誤報(bào)和漏報(bào)的情況，初步證明了該告警機(jī)制的有效性。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√” ）作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日√摘 要多網(wǎng)接入平臺(tái)支持 GSM/TDSCDMA/TDLTE 等多網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，同時(shí)提供寬帶接入到桌面 RRU（Remote Radio Unit：射頻拉遠(yuǎn)單元）模式接入，其硬件結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的直放站，因此現(xiàn)有直放站監(jiān)控系統(tǒng)不能滿足該多網(wǎng)平臺(tái)監(jiān)控的需要，為此，研發(fā)本監(jiān)控系統(tǒng)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。為保證軟件質(zhì)量，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件分析與設(shè)計(jì)遵循軟件工程的思想。 embedded system。解決單一基站機(jī)房覆蓋區(qū)內(nèi)多種業(yè)務(wù)接入和延伸的問(wèn)題，滿足不同網(wǎng)絡(luò)用戶的需要。因此本系統(tǒng)采用文獻(xiàn)[5]介紹的方法，使用 UML 進(jìn)行軟件分析與設(shè)計(jì)，而使用 C 語(yǔ)言進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)，以提高 C 語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔性、易讀性和重復(fù)使用性，進(jìn)而提升嵌入式系統(tǒng)分析以及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。RRU 將大容量的基站集中放在機(jī)房中，基帶信號(hào)集中進(jìn)行處理，然后用光纖將射頻模塊拉遠(yuǎn)到遠(yuǎn)端 [2]。其工作原理是 [2]：近端機(jī)將下行信號(hào)進(jìn)行耦合、下變頻、基帶處理后，變?yōu)榈椭蓄l信號(hào)或 I/Q 信號(hào)，然后打包成字節(jié)流數(shù)據(jù)，最后通過(guò)光纖傳送到遠(yuǎn)端設(shè)備。（2）RRU 擁有硬件容量和新的 SC 和 SCH，大量采用會(huì)增加扇區(qū)內(nèi)擾碼量和鄰區(qū)列表，引起導(dǎo)頻污染、軟切換增加，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)須注意防范 [2]。監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控中心、通信信道和監(jiān)控終端三個(gè)部分組成 [6]。 單片機(jī)＋總線通信的架構(gòu)這種架構(gòu)的原理是將復(fù)雜的監(jiān)控任務(wù)劃分為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立且功能相對(duì)簡(jiǎn)單的任務(wù)模塊，然后分別實(shí)現(xiàn) [7]。該架構(gòu)的缺點(diǎn)：(1)由于μC/OSⅡ僅是一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，提供給用戶的只是一些API函數(shù)接口，用戶應(yīng)用程序開發(fā)難度大；(2)μC/OSⅡ?qū)W(wǎng)絡(luò)的支持性不足。 本文章節(jié)安排本文具體章節(jié)安排如下：第一章：首先分析課題的研究背景、目前移動(dòng)通信的幾種覆蓋增強(qiáng)技術(shù)的特點(diǎn)；然后分析本課題提出的原因及意義；最后是本文所做的工作和創(chuàng)新點(diǎn)，以及后續(xù)章節(jié)的安排。并介紹了功能模塊設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)協(xié)議處理功能的實(shí)現(xiàn)和SMS通信的實(shí)現(xiàn) 。表 多網(wǎng)平臺(tái)終端監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范文件名稱 版本號(hào) 說(shuō)明900/1800MHz TDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)數(shù)字直放站設(shè)備網(wǎng)管接口技術(shù)要求20220713 通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)gsm 數(shù)字光纖直放站監(jiān)控技術(shù)要求 20220728 通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)移動(dòng)直放站監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范 軟件監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)移動(dòng)直放站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備驗(yàn)收規(guī)范 軟件監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)2GHz WCDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)直放站設(shè)備網(wǎng)管接口技術(shù)要求 通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 監(jiān)控系統(tǒng)功能需求分析終端監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)提供對(duì)設(shè)備的配置管理、告警管理、性能參數(shù)采集和遠(yuǎn)程升級(jí)等功能。即監(jiān)控中心選定設(shè)備，通過(guò)遠(yuǎn)程下載監(jiān)控軟件的方式進(jìn)行升級(jí)。(3) 告警需要具有高度可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性與智能性。(3) 在收到應(yīng)答之前，通信的發(fā)起端設(shè)置保護(hù)定時(shí)器。（4）批采到達(dá)指定的時(shí)長(zhǎng)后，設(shè)備自動(dòng)停止采樣，并關(guān)閉批采功能，然后用“批采結(jié)束上報(bào)”的方式通知監(jiān)控中心。(2) Linux 環(huán)境應(yīng)用軟件遵循 GPL，開源且免費(fèi)。ARM946ES 具有 MPU 的 DSP 增強(qiáng)高速緩存處理器，針對(duì)運(yùn)行 RTOS 的實(shí)時(shí)應(yīng)用。PHILIPS 公司生產(chǎn)的基于 ARM926EJS 內(nèi)核的 ARM9 處理器主要有 LPC3100 系列和 LPC3200 系列；ATMEL 公司生產(chǎn)的基于 ARM926EJS 內(nèi)核的 ARM9 處理器主要有AT91SAM926X 系列和 AT91SAM9GXX 系列。本地調(diào)試能夠通過(guò) RS232 或 USB 等接口方式對(duì)終端監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本地控制。當(dāng)判定報(bào)文命令不是對(duì)主單元進(jìn)行操作時(shí)，監(jiān)控軟件根據(jù)設(shè)備信息查詢與設(shè)備相關(guān)的 MAC 地址等信息，并將 MAC 地址信息與操作命令重新組包發(fā)送到 FPGA。 s t a r t i tU B o o tL o a d k e r n e l i m a g e F r o m F L A S H t o S D R A M amp。（3）為內(nèi)核打上補(bǔ)丁文件。退回到主菜單：Device Drivers Network device support Ether(10 or 100Mbit)選擇設(shè)備所采用的網(wǎng)卡Atmel MACB support, 選擇Exit退出。$ cp arch/arm/configs/at91sam9f20ek_defconfig ./清除原有配置： $ make distclean配置為默認(rèn)配置：$ make at91sam9f20ek_defconfig 詳細(xì)配置注： 系統(tǒng)，運(yùn)行make menuconfi前需要安裝ncurses文件，因此先安裝該文件。AT91SAM9G20 無(wú)片內(nèi) Flash。Linux kernel：操作系統(tǒng)內(nèi)核。本節(jié)首先討論 Linux 在 AT91SAM9G20 芯片上的啟動(dòng)順序，然后根據(jù)課題的需要對(duì) Linux 內(nèi)核進(jìn)行裁剪與編譯；最后介紹如何創(chuàng)建文件系統(tǒng)。在通過(guò)光口進(jìn)行 TCP/IP 通信過(guò)程中，鏈路先經(jīng)過(guò) FPGA 然后再通過(guò)光口傳輸。綜合以上比較，考慮到所設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)功能復(fù)雜、協(xié)議類型多、程序空間預(yù)計(jì)使用量大，最終決定選用 ATMEL 公司的 AT91SAM9G20 作為嵌入式處理器。從性能角度考慮，多網(wǎng)平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的終端設(shè)備多位于惡劣的環(huán)