基站收发信机控制系统的设计与实现

论文摘要

对于现代通信网络,可靠性和稳定性越来越重要,基站收发信机的工作状况给无线网络的服务质量造成最直接的影响。由于无线基站在地理分布上的广泛性和分散性,基站收发信机控制系统的稳定性和健壮性对整个通讯网络意义重大。基站收发信机是一个复杂的分布式嵌入式系统,它由基带和射频部分组成。控制系统作为基站收发信机软件系统的一个部分,完成对基站收发信机硬件系统控制功能,如启动/再启动过程控制、主备倒换控制、通信链路控制、单元电路控制、射频链路发射功率控制等,并对操作维护的告警/告警恢复功能。总之,控制系统从功能上处于整个基站收发信机控制中心的地位。本文针对CDMA2000基站收发信机,设计并实现了一种基站收发信机中的控制系统。控制系统内部的各功能模块之间相对独立,以消息的方式进行藕合,与外部的软件模块以消息的方式或函数调用的方式实现信息交换。受控的CPU单板通过FTP协议从主控单板的Flash下载本板的版本软件,并加载完成单板的启动。设计并完善了一种主备倒换方案,通过增加预处理操作,大大缩短正常倒换的时间,从而减少外围单板需要缓存的消息量,提高了系统的可靠性。针对多载波系统定标控制复杂的问题,采用一种基于多实例进程的自动定标控制方法。并发地调整多条射频链路的发射功率,缩短了自动定标的时间,减少了对业务系统的干扰,完成了无线覆盖的要求。为了使维护人员能更好地监控网络运行情况,提高网络维护的效率,采用轮询和事件上报的方式对系统异常进行检测。提供准确、可靠、实时告警消息,帮助维护人员尽早地发现和定位问题,及时地排除系统出现的故障。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的主要研究工作
• 第二章 CDMA2000基站收发信机工作原理简介
• 2.1 CDMA2000网络结构
• 2.1.1 基站子系统
• 2.1.2 移动台
• 2.1.3 移动交换子系统
• 2.2 CDMA2000基站收发信机硬件结构
• 2.2.1 基带系统
• 2.2.2 射频系统
• 2.2.3 信号处理过程
• 2.3 CDMA2000基站收发信机软件组成
• 2.3.1 运行支撑平台
• 2.3.2 操作维护系统
• 2.3.3 控制系统
• 2.3.4 信令处理系统
• 2.4 本章小结
• 第三章 控制系统设计的关键技术
• 3.1 嵌入式系统及其一般开发方法
• 3.1.1 嵌入式系统
• 3.1.2 VxWorks操作系统
• 3.1.3 VxWorks操作系统的映象
• 3.1.4 Tornado集成开发环境
• 3.2 主备倒换技术
• 3.2.1 主备倒换检测
• 3.2.2 主备倒换处理
• 3.3 定标技术
• 3.3.1 相关概念
• 3.3.2 手动定标
• 3.3.3 自动定标
• 3.4 异常收集与检测技术
• 3.4.1 告警的产生与恢复
• 3.4.2 告警的上报
• 3.5 本章小结
• 第四章 控制系统的需求分析与总体设计
• 4.1 需求分析
• 4.1.1 硬件环境
• 4.1.2 功能性需求
• 4.1.3 其他需求
• 4.2 总体设计
• 4.2.1 模块划分
• 4.2.2 实时性设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 控制系统的详细设计与实现
• 5.1 启动控制模块
• 5.1.1 流程设计
• 5.1.2 看门狗任务设计
• 5.1.3 下载功能的实现
• 5.1.4 加载功能的实现
• 5.1.5 重要数据结构
• 5.2 主控模块
• 5.2.1 主控进程状态分析
• 5.2.2 正常倒换软件状态切换流程
• 5.2.3 正常倒换通信链路切换流程
• 5.2.4 异常倒换流程
• 5.3 射频控制模块
• 5.3.1 受控进程状态分析
• 5.3.2 流程设计
• 5.3.3 算法设计
• 5.3.4 接口实现
• 5.4 异常收集与检测模块
• 5.4.1 异常收集与检测的设计
• 5.4.2 异常收集与检测的实现
• 5.4.3 运行界面
• 5.5 实验与分析
• 5.5.1 功能测试
• 5.5.2 性能测试
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻硕期间取得的成果