专利名称：一种基于gsm双网的基站监控方法
所属领域本发明专利涉及数字移动通信技术，尤其适用于基于无线移动通信双网的基站监控方法及基站监控系统设备。
背景技术：
GSM数字移动通信系统的通信基站是支撑通信网络运行的节点，它们包括通信枢纽、基站、微基站以及直放站等，分布在整个网络需要覆盖的区域，包括繁华的城镇和偏僻的乡村以及岛屿。搞好基站监控和维护工作，提高基站的运行服务质量，是保证移动通信网络畅通的关键环节之一。为此，必须在无线移动通信网络上建立一套基站监控系统。基站监控系统采用一种短信监控方式，在各个基站上安装有短信监控终端设备，基站监控系统是通过安装于各个基站的监控终端，由监控终端内的GSM通信模块与置于无线移动通信营运商值班室的监控中心进行组网，监控中心利用主网短信平台接收各个基站发送的通信环境、动力和监控设备等工作运行情况的开关量和模拟量等检测数据，实现对全网基站的遥测、遥信和遥控，达到基站无人值守的管理目的。
保障GSM数字移动通信网络畅通运行的关键在于所有基站监控终端的监控数据都能与监控中心保持着实时传输，使监控中心的24小时不间断值班的人员，时刻关注并及时掌握所有基站的情况，一旦某个基站发生异常情况，立刻通知有关维护人员快速进行维护和抢修，使基站维护的效率最大化，保证整个移动通信网络的正常运行。
基站短信监控系统是利用GSM网络的辅助信道组网方式，运用GSM网络的短信平台实现基站监控，具有低成本、组网方便、施工维护便捷等优点。随着基站通信设备软硬件管理水平的提高，通信基站传输故障率已大为降低，现有技术运用GSM单网短信平台的基站监控系统对网络的蜂窝式基站来说由于它们信号相互覆盖，具有较好的可靠性，但是，对GSM网络的大量的重要基站或孤岛基站来说，运用GSM单网短信平台的基站监控系统则存在明显的缺陷。
1.当GSM网络中某一条放射状传输干线中断时，断点以下与该干线相联的所有基站都将无法通信，即使有本网网络的覆盖，也无法传输监控信息；或是某个孤基站设备的通信发生故障，孤基站区域网络信号随之消失，基站监控终端发送监控数据的通信也随之中断，网络监控中心对这些基站的监控处于失控状态，成为影响单个GSM网络基站监控系统可靠性的严重问题。
2.监控中心不能及时获得监控中断的故障基站设备的检测、调整、控制的详细数据和告警情况，值班人员不能对维护人员及时下达准确的维护和抢修命令。
3.维护人员在出发前的备件准备处于完全盲目，孤基站离维护大本营距离遥远，维护和抢修条件相对较差，不利于维护人员对故障基站快速进行维护和抢修，耽误抢修时间。
4.网络基站故障导致通信中断和监控中断，而且维护时间又长，必然严重影响用户的使用而损害用户对网络运行商的满意度。
发明内容
根据我国现在GSM网络的特点，运行中的多个移动通信网络独立建站、独立传输、独立组网，而且多个移动通信网络在绝大部分区域同地建立基站。本发明的目的是克服已有技术的缺陷，提出一种基于GSM双网的基站监控方法，对基站监控系统的硬软件作一些改造，在主网和辅网两个GSM移动通信网络短信平台内自动切换，以最少的投资，就能有效改善每个无线移动网络监控系统对孤基站的监控能力，完全弥补由单个网络运行造成的监控短信传输中断的系统缺陷。
技术方案一种基于GSM双网的基站监控方法，在于该方法包括以下步骤步骤一、基于GSM双网的基站监控方法的短信平台前提条件，确认在同一区域同时存在两个以上包括两个GSM无线移动通信网络。
步骤二、在一个GSM无线通信网络重要基站和孤基站的监控终端上安装两块SIM卡座，并插入由两个GSM网营运商发出的两张SIM卡，其中一张为用于主网的主网SIM卡，另一张为用于辅网的辅网SIM卡。
步骤三、对GSM无线通信网络重要基站和孤基站的监控终端的硬软件作下列的改造(1)在GSM无线通信网络基站的监控终端内加装一套两网SIM卡切换电路；当两网SIM卡采用热备份方式时，可不装切换电路；(2)在基站监控终端CPU增加双卡切换管理功能，在其ROM中加载双SIM卡切换管理程序；(3)两网SIM卡切换电路在监控终端CPU的双网SIM卡切换管理程序控制下自动切换，当基站监控终端内的GSM网信道状态监控单元检测到主网信号场强低于通信下限值或无法通信时，CPU自动启动切换电路；(4)基站监控终端的无线短信通信平台从主网SIM卡切换到辅网SIM卡，利用辅网无线短信通信平台，完成基站监控数据向主GSM无线通信网络监控中心的短信传送；(5)当基站监控终端的两网SIM卡采用热备份时，在监控终端内加装一套GSM通信模块，采用多串口的CPU来管理网络通信，主网和辅网两张SIM卡以及两个通信模块均处于加电上网登录状态，监控终端CPU随时检测两网络的通信状态，一个网络出现通信故障，监控终端CPU的切换管理程序自动控制两网络之间的免登录时间的无缝切换；SIM卡采用冷备份时，不加装GSM通信模块；主网短信通信平台出现故障，监控终端CPU的切换管理程序自动把基站监控信息从主网联接的数据串口切换到辅网联接的数据串口，通过辅网无线短信通信平台发送监控信息，实现免登录时间的无缝切换；SIM卡采用冷备份时，不加装GSM通信模块。监控终端CPU随时或定时检测两网络的通信状态，一旦主网短信通信平台恢复正常，CPU的切换管理程序自动切换回到主网短信通信平台发送监控信息。
步骤四、GSM通信网络的基站监控中心的管理软件作相应改造，应具有(1)同时开通使用主网GSM短信通信平台和辅网GSM短信通信平台对主网基站实现有效监控的功能，使监控中心配置有SIM卡，既可以收发主网的短信，也可以收发辅网的短信；(2)监控中心的监控软件中，把每一个基站的主网SIM卡号码作为通信目标，同时，再为每一个基于GSM双网监控的基站开设一个辅网SIM卡号码作为通信的备用目标；(3)当监控中心在接收到某个基站终端通过备用的辅网SIM卡发送的告警信息时，监控中心自动对该基站进入基于辅网短信平台的监控管理，并在监视屏上突显该基站主网通信告警的信息；(4)当监控中心在查询某基站监控终端时，若接收不到该基站终端通过主网短信平台发送监控数据，在等待一定的时间后，启用辅网的SIM卡号码进行查询通信；(5)网络监控中心根据基站监控告警信息和通信故障情况，及时下达对该基站的抢修和维护的指令。
步骤五、双网的监控中心软件改造和需要采用双网监控的基站监控终端的改造可以同步实施，也可以先对监控中心软件实施升级改造，再对孤基站和重要基站的监控终端实施改造。
步骤六、基于GSM双网的基站监控方法中对GSM双网的描述分为主网和辅网，所述的GSM双网可互为主网和辅网。
所述一种基于GSM双网的基站监控方法，在于基于GSM双网的基站监控短信平台的切换操作包括以下步骤步骤一、开机对基站监控终端CPU作初始化，包括设置通信模块复位次数n值和辅网SIM卡工作定时计数m值，n设置为1～5的整数值，m设置为1～5的整数小时，初始化时可视维护条件和操作权限选择修改设置或默认设置。
步骤二、基站监控终端CPU根据监控数据传输要求，将需要发送的告警数据或全部监控数据或查询数据，送到CPU的通信数据管理器，并向通信模块传送通信信道检测命令。
步骤三、在通信模块CPU的管理下，调用无线信道状态监测单元对基站通信条件检测，对主网信号场强数据和传输状况的检测结果进行判断，并向基站监控终端CPU回传检测结果，如无线信道状态正常，基站监控终端CPU将监控数据送通信模块发送。
步骤四、若检测到无线信道状态不正常，包括通信中断或场强低于协议规定下限值，则(1)先对通信模块进行复位操作，并对复位操作次数计数；(2)如在n次以内复位操作后，通信模块工作正常，将存于CPU的通信数据管理器中的监控数据，送通信模块发送。
步骤五、若对通信模块复位操作次数达到n次，通信模块仍不能正常通信，则(1)基站监控终端CPU控制驱动电子开关切换电路，从主网SIM卡切换到辅网SIM卡，并检测辅网的场强数据和传输状况；(2)如果辅网无线信道状态正常，将基站监控数据送到通信模块，通过同区域的辅网基站短信平台发送信息；(3)从发送监控数据起CPU开始计时，每次辅网SIM卡工作达到m小时，控制电子开关切换电路切换回主网SIM卡，并检测主网的场强数据和传输状况，如果主网无线信道状态正常，将基站监控数据送到通信模块，通过主网短信平台向监控中心发送信息；(4)如果检测主网的场强数据和传输状况后，主网无线信道状态仍然不正常，则再次切换到辅网，并向监控中心发送新的基站监控数据。
步骤六、如果辅网也出现通信信道故障，用辅网SIM卡后，基站监控终端的通信模块在n次复位后还无法发送监控信息，则该基站监控终端在CPU的通信数据处理器中，保存监控短信通信发送失败记录内容和处理意见，以备故障维修排查时，直接提供以下数据(1)监控短信通信发送失败记录的条数；(2)等待发送的监控数据的最新20条记录内容；(3)通信故障的发生时间、场强值和CPU切换SIM卡的时间记录。
所述一种基于GSM双网的基站监控方法，在于监控中心的双GSM网络基站监控管理操作包括以下步骤步骤一、开机后对监控中心系统作系统自检和初始化设置，应包括设置各基站主网SIM卡和相关基站的辅网SIM卡的号码，初始化时可修改设置或默认设定。
步骤二、依据监控中心监控职责，等待接收经GSM双网发来的各基站监控信息并作相应的处理和操作。
步骤三、若收到来自某基站发送的监控信息，则操作如下(1)先判定信息来自主网/辅网通信信道；(2)如来自主网通信信道，建立主网工作标志；(3)如不是来自主网通信信道，则建立辅网工作标志，并作主网通信故障告警。
步骤四、若需要查询所辖某N基站监控信息，则定时或主动发送查询指令(1)先按照主网/辅网工作标志进行查询，并判断监控信息正常与否；
(2)如果查询到主网/辅网工作正常，将返回等待信息操作；(3)如果查询到主网/辅网工作不正常，则在改变主网/辅网SIM卡号码后再查询；(4)再判断改变网络后的基站监控信息正常与否；(5)若辅网工作标志和监控信息正常，立即作相应的工作网络标志，发出某N号基站主网通信故障告警；若辅网切换回主网的工作标志和监控信息正常，则发出主网通信恢复正常提示；(6)若切换后网络工作标志和监控信息仍不正常，立即作发出某N号基站通信故障标志并发出告警；(7)监控中心的双GSM网络基站监控终端SIM切换返回主网等待操作信息。
步骤五、监控中心按照某N号基站通信故障和告警提示，向通信网络维护部门和人员发出维护命令。
所述方法构成的基于GSM双网的基站监控系统，在于系统由主GSM网络1～N号基站监控终端31、主GSM网络监控中心35、主GSM网络通信交换中心及相关基站36、辅GSM网络通信交换中心及相关基站37组成，所述的主GSM网络1～N号基站监控终端31包括通信模块电路板32和基站监控终端主板33，其中通信模块电路板32上安装有通信模块321、双网SIM卡切换电路322、主网SIM卡座323和辅网SIM卡座324，两个SIM卡座中分别插入两GSM网之一的SIM卡，一张为主网SIM卡，另一张为辅网SIM卡。
基站监控终端主板33由基站监控终端CPU331及包括复位电路332、存储器333和监控数据输入端口334的辅助电路组成。
主网SIM卡座323和辅网SIM卡座324分别连接双网SIM卡切换电路322的两组输入端，双网SIM卡切换电路322输出连接通信模块321的SIM联接端，双网SIM卡切换电路322的控制端连接基站监控终端CPU331的切换控制接口，通信模块321的串行口连接基站监控终端CPU331的数据通信串口，通信模块321的复位端连接复位电路332输出端。
基站监控终端主板33的CPU331的复位控制端连接复位电路331输入端，CPU331的数据读写接口连接E2PROM存储器333，CPU331的数据串行口连接监控数据输入端口334，监控数据输入端口334连接基站其他设备34的监控数据采集输出端。
所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控系统，在于基于GSM双网的基站监控终端的双网SIM卡切换电路322是二选一电子开关组，它由主网SIM卡电子开关组3221、辅网SIM卡电子开关组3222和一个反向器3223构成，每一电子开关组有4～6对电子开关，分别连接SIM卡的4～6个引脚，优选4对电子开关，分别连接SIM卡的4个引脚，另外两个引脚中的VPP端悬空，GND端接地；辅网SIM卡的电子开关组3222的控制端连接基站监控终端CPU的切换控制口，主网SIM卡的电子开关组3221的控制端连接反向器3223输出端，基站监控终端CPU331的切换控制口连接反向器3223输入端，主SIM卡与辅SIM卡的VCC、RST、CLK和I/O脚的同脚输出端两两并联，连接通信模块321相应的VCC、RST、CLK和I/O功能驱动端，基站监控终端CPU331的数据通信接口连接TC-35通信模块321的TXD/RXD数据串行口，CPU331的复位控制输出端连接复位电路331输入端，复位电路331输出端连接通信模块321的复位端，CPU331的数据读写接口连接E2PROM333的数据读写口，两网SIM卡中选通一卡接通通信模块321，接通相应的GSM网发送基站监控信息。
所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控终端系统，在于基站监控终端CPU是一块单片机组件，在CPU的ROM中为双网SIM卡切换管理增加存储内容有(1)双网SIM卡切换程序；(2)初始化设置的m值、n值。
所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控终端系统，在于基站监控终端CPU配置有一个存储器E2PROM，CPU的数据读/写串行口连接存储器E2PROM的数据读/写口，在监控终端CPU所接的E2PROM中存储故障信息至少包括(1)记录在主网出现信道故障、切换到辅网通信仍无法发送监控信息的通信失败次数；(2)等待发送的监控数据信息内容，至少保存最新的20条数据；(3)主网和辅网故障的发生时间、场强值和CPU切换SIM卡的时间记录。
所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控系统，在于基于GSM双网的基站监控终端的双网SIM卡切换操作参数包括m和n；m取值范围为1～5小时，m值优选设置为2，视基站维修条件和时效修改设置值；n取值范围为1～5次，n值设置以3为宜。
本发明的实质性效果1.多个GSM移动通信网络已经独立运行，两个GSM移动通信网络同时发生故障的概率极低，在主网某孤基站或网络传输辐射干线断点以下的基站发生通信故障时，监控系统自动从主网短信平台切换至辅网短信平台，及时发送故障基站监控信息，使基站和监控中心的监控数据传输的畅通率得以成倍提高，使网络监控中心对所有孤基站和重要基站实现高可靠性的监控，若主、辅网SIM卡采用热备份的工作方式，则可实现免登录时间的主、辅网无缝切换，从而提升整个移动通信网络监控系统的运行速度和可靠性。
2.在网络监控中心的监控程序作相应的修改，并在其基站地址簿中增加各基站辅网SIM卡地址，硬、软件改造和运行成本较低，辅网仅在主网通信故障时使用短信收发，使用的概率和时间较小，短信收发费用低廉。
3.在基站辅网SIM卡冷备份的监控终端内，增加了一套辅网SIM卡和切换开关，在基站监控终端CPU内嵌入双网SIM卡的切换管理软件，在辅网SIM卡热备份的监控终端内无需加装切换开关，但需增加一块通信模块，切换工作由基站监控终端CPU自动控制完成，实施低成本的改造，确保监控中心对所有基站的有效监控，使值班人员能及时对维护人员下达确切的维护和抢修命令，显著缩短网络基站通信中断的恢复时间。
4.本发明有利于运行中的多个GSM移动通信网络建立互为主网与辅网的新型基站监控系统模式，既可提高全社会移动通信网络监控系统的工作可靠性，又可显著改善用户的满意度，则可实现互利共赢。本发明还可以应用到3G系统、CDMA系统和小灵通及有线通信网络，社会效益十分显著。
图1为本发明基于双GSM网络的通信枢纽和孤岛基站设置示意图；图2为本发明基于双GSM网络基站监控方法的基站监控系统构成示意图；图3为本发明双GSM网络基站监控系统及主网基站监控终端原理框图；图4为本发明双GSM网络基站监控终端实施例电原理框图；图5为本发明基于双GSM网络的基站监控终端双SIM卡切换程序框图；图6为本发明基于双GSM网络基站监控系统的监控中心的双SIM卡网监控管理程序框图；图7为本发明基于双GSM网络基站监控终端的冷备份SIM卡切换电路实施例框图；图8为本发明基于双GSM网络基站监控终端的热备份SIM卡切换电路实施例框图。
具体实施例方式
图1为本发明基于双GSM网络的通信枢纽和孤岛基站设置示意图。我国运行中的多个移动通信网络都是独立建站、独立传输、独立组网，而且多个移动通信网络在绝大部分区域同地建立基站，基于双GSM网络的基站监控系统的双网互为主网与辅网，每个GSM网络的基站包括通信枢纽11和12与它们管理的蜂窝式基站111～11N和121～12N以及主网孤岛基站131～13N和辅网基站141～14N，它为实施本发明基于双GSM网络的基站监控方法，构建基于双GSM网络的基站监控系统，提供现成的双网短信监控信息平台。
图2给出的采用本发明基于双GSM网络基站监控方法的基站监控系统构成示意图。基于双GSM网络基站监控方法的基站监控系统由主GSM网络通信交换中心及相关基站21、主GSM网络监控中心网关或GSM Modem 22、主GSM网络1～N号基站23、辅GSM网络通信交换中心及相关基站24和辅GSM网络1～N号基站25组成，当双网实施基于双GSM网络基站监控方法的基站监控系统而互为主网与辅网时，主网1～N号基站23的监控终端231上配置有SIM主卡2311和辅卡2312。
主GSM网络通信交换中心及相关基站21与主GSM网络监控中心网关或GSM Modem 22用有线或无线方式建立通信连接，主GSM网络1～N号孤基站23与辅GSM网络1～N号孤基站25、辅GSM网络通信交换中心24与辅GSM网络1～N号孤基站25以及主GSM网络通信交换中心21与辅GSM网络通信交换中心24都用无线方式建立通信连接。
当主GSM网络某基站23通信正常时，该基站监控终端231以SIM主卡2311无线登录主GSM网络，通过由主GSM网络通信交换中心及相关基站21构成的主网短信平台向主GSM网络监控中心网关或GSM Modem发送其监控信息；当主GSM网络某基站23通信不正常时，该基站监控终端231控制SIM主卡2311切换到SIM辅卡2312无线登录辅GSM网络，通过由辅GSM网络通信交换中心及相关基站24构成的辅网短信平台，并经主GSM网络通信交换中心及相关基站21向主GSM网络监控中心网关或GSM Modem发送其监控信息。
图3给出了本发明基于双GSM网络的基站监控系统及主网基站监控终端原理框图；基于双GSM网络的基站监控系统由主GSM网络1～N号基站监控终端31、主GSM网络监控中心35、主GSM网络通信交换中心及相关基站36、辅GSM网络通信交换中心及相关基站37组成，而基于双GSM网络的基站监控系统的基站监控终端31包括通信模块电路板32和基站监控终端主板33；通信模块电路板32上安装有通信模块321、双网SIM卡切换电路322以及主网SIM卡323和辅网SIM卡324；基站监控终端主板33包括基站监控终端CPU331、复位电路332、E2PROM存储器333以及监控数据输入端口334。
双网SIM卡切换电路322输入端分别连接主网SIM卡323和辅网SIM卡324的各功能引脚，双网SIM卡切换电路322输出端连接通信模块321的SIM卡联接端，双网SIM卡切换电路322的控制端连接基站监控终端CPU331的切换控制口；基站监控终端主板33上，基站监控终端CPU331的复位控制口连接复位电路332的输入端，CPU331的状态检测口连接通信模块321的通信状态端，CPU331的数据通信口1连接监控数据输入端口334的输出端，CPU331的数据通信口2连接通信模块321的串行口，E2PROM存储器333挂接在基站监控终端CPU331的数据读写口；复位电路332的输出端接在通信模块321的复位端；监控数据输入端口334的多个输入端连接基站其他设备34监控数据采集输出端。
图4为本发明双GSM网络基站监控终端实施例电原理框图；实施例中的通信模块321采用TC-35，双网SIM卡切换电路322采用二选一电子开关，选用2块74HC4066的多路电子开关组件，基站监控终端CPU331采用89C58组件，E2PROM存储器333采用24C256组件。
下面结合附图3～6，对基站监控终端SIM卡切换过程作进一步的详细描述。
图5给出的本发明基于双GSM网络的基站监控终端SIM卡切换程序框图；基站监控终端是24小时工作，首次开机时可默认设置，也可视维护条件和操作权限选择修改设置，对基站监控终端CPU的通信模块复位次数n值和辅网SIM卡工作定时计数m值作初始化设置，n值取1～5的整数，m值取1～5的整数小时；实施例的n值取3，m值取2。
初始化后，基站监控终端CPU331根据监控数据传输要求，检测监控数据输入端口334，将需要发送的告警数据或全部监控数据或查询数据，经数据通信口1送到CPU331的通信数据管理器，并向通信模块传送通信信道检测命令。
在通信模块321的CPU管理下，调用通信模块上的无线信道状态监测单元对基站通信条件进行检测，对主网信号场强数据和传输状况的检测结果进行判断，并向基站监控终端CPU回传检测结果，如无线信道状态正常，将从CPU331的通信数据管理器的数据通信口2取到的基站监控数据，送通信模块321的发信单元经天线发送。
若检测到无线信道状态不正常，包括通信中断或场强低于协议规定下限值，则(1)先对通信模块321进行复位操作，并对复位操作次数进行计数；(2)如在3次以内复位操作后，通信模块321工作正常，将存于CPU331的通信数据管理器的基站监控数据经数据通信口2，送通信模块321的发信单元经天线发送，经主网基站，再经主网通信交换中心36向主网监控中心35发送基站的监控信息；若对通信模块321复位操作次数达到3次，通信模块321仍不能正常通信，则(1)基站监控终端CPU331将切换控制口置“1”，控制驱动双卡切换电路电子开关322的两个74C4066多位电子开关动作，从主网SIM卡323切换到辅网SIM卡324，并调用通信模块上的无线信道状态监测单元对基站辅网的场强数据和传输状况进行检测；(2)如果辅网无线信道状态正常，CPU331将存于通信数据管理器的基站监控数据经数据通信口2，送到通信模块321的发信单元经天线发送，通过同区域的辅网基站短信平台经辅网通信交换中心37和主网通信交换中心36，向主网监控中心35发送基站的监控信息；(3)从发送监控数据起CPU开始计时，每次辅网SIM卡工作达到m小时，控制电子开关切换电路切换回主网SIM卡，并检测主网的场强数据和传输状况，如果主网无线信道状态正常，将主网SIM卡信息和基站监控数据送到通信模块，通过主网基站的短信平台向监控中心发送信息；(4)如果检测主网的场强数据和传输状况后，主网无线信道状态仍然不正常，则再次切换到辅网，并向监控中心31发送新的基站监控数据。
如果用辅网SIM卡324后，辅网通信也出现通信信道故障，基站监控终端的通信模块321在3次复位后仍无法发送监控信息，则该基站监控终端在CPU的通信数据处理器中，保存监控短信通信发送失败记录内容和处理意见，以备故障维修排查时，直接提供以下数据(1)监控短信通信发送失败记录的条数；(2)等待发送的监控数据的最新20条记录内容；(3)通信故障的发生时间、场强值和CPU切换SIM卡的时间记录。
图6为本发明基于双GSM网络基站监控系统的监控中心的双SIM卡网监控管理程序框图。GSM网络基站监控系统的监控中心24小时工作，监控中心主机在初始化设置后，定时对系统进行自检和数据备份，初始化时可修改设置或默认设定，包括设置各基站主网SIM卡和相关基站的辅网SIM卡的号码。
基于双GSM网络基站监控系统的监控中心31的监控职责，就是24小时等待和接收经GSM主网或GSM辅网发来的各基站监控信息并作相应的操作；若监控中心31收到来自某基站发送的监控信息，则(1)先判定监控信息来自主网通信信道还是辅网通信信道；(2)如来自主网通信信道，就建立主网工作标志；(3)如来自辅网通信信道，则建立辅网工作标志，并作主网通信故障告警；若监控中心31需要查询所辖某N基站监控信息，则定时或主动向某N基站的主网SIM卡或辅网SIM卡发送查询监控信息的指令(1)先按照主网或辅网工作标志进行查询，并判断监控信息正常与否；(2)如果查询到主网或辅网工作正常，将返回等待信息操作；(3)如果查询到主网或辅网工作不正常，则在改变该基站的主网或辅网SIM卡号码后再查询；(4)再判断改变网络后的基站监控信息正常与否；(5)若判定辅网工作和监控信息正常，立即作相应的工作网络标志，发出某N号基站主网通信故障告警；若辅网返回主网的工作标志和监控信息正常，则发出主网通信恢复正常提示；(6)若返回后网络工作标志和监控信息仍不正常，立即作发出某N号基站通信故障标志并发出告警；(7)监控中心返回主网等待监控信息与操作；监控中心31按照某N号基站通信故障和告警提示，用短信向GSM网络通信基站维护部门和相关的维修人员发出确切的维护和抢修命令。
网络监控中心对所有需要双GSM网络监控的孤基站的通信模块采用双SIM卡切换的配置管理，监控中心的监控程序对两个GSM网络的SIM卡号码来的信息都可开通接收，系统默认主SIM卡号码为主网基站通信，来自辅SIM卡号码为主网基站通信故障后的辅网通信。
当监控中心接收到来自主网的N基站监控信息时，记录并显示某基站的有关监控信息，作N基站工作正常标志；当监控中心接收到来自辅网信息时，记录并显示N基站的有关监控信息，并在显著位置显示N基站辅网工作标志。
当监控中心需要查询N基站的状态时，向N基站发出查询命令，如果监控中心接收到N基站发回的所需信息，则主网查询成功，作N基站工作正常标志；如果查询不成功，作N基站通信故障标志，监控程序自动通过辅网向N基站辅SIM卡查询，如果辅网查询成功，除记录和显示N基站监控信息外，还在显著位置显示N基站辅网工作标志，表明N基站通信已出故障。监控中心根据通过辅网收到的N基站报警信息，向基站维修部门的抢修人员发出对已出故障的N基站的维修命令。
下面结合附图7～8，对基站监控终端冷备份SIM卡和热备份SIM卡实施例的切换过程作进一步的详细描述。
图7给出的是本发明一个双GSM网络基站监控终端的冷备份SIM卡切换电路实施例框图，通信模块321采用西门子TC-35，承担切换管理任务的基站监控终端CPU采用SST89C58，电子开关3221和3222采用74HC4066。
电子开关322与两张SIM卡323、324及切换管理CPU331连接关系如下二选一电子开关322由两片四位电子开关3221和3222以及一个反向器3223构成，两个四位电子开关的输入端分别连接主SIM卡323与辅SIM卡324的VCC、RST、CLK和I/O引脚，两卡的VPP端都悬空，GND端都直接接入模块的GND端，两个四位电子开关芯片的相同引脚输出端两两并联，分别连接通信模块321的VCC、RST、CLK和I/O引脚，一个四位电子开关3221的4个允许端并联为E端，E端连接一个反向器3223输出端，反向器输入端连接基站监控终端CPU331的一个切换控制信号输出口，另一个四位电子开关3222的4个允许端并联为E’端，E’端直接连接CPU331的切换控制信号输出口。
当某孤基站工作正常时，基站监控终端CPU331切换控制信号输出端Q为低电平，经反向器3223反向，输出端Q1为高电平，加到连接主SIM卡的四位电子开关3221通断控制端E为高电平，四位开关接通，将主SIM卡323的VCC、RST、CLK和I/O引脚与通信模块321的相应引脚接通，通信模块321工作，主SIM卡321登录主网并发送监控信息，而加到连接辅SIM卡的四位电子开关3222通断控制端E’为低电平，则四位开关断开，辅SIM卡324的引脚也与通信模块321的相应引脚断开，则不登录辅网，也不能发送信息。
若基站工作不正常时，基站监控终端CPU331的切换控制信号输出端Q为高电平，经反向器3223反向后，反向器输出端Q1为低电平，加到主网SIM卡的四位电子开关通断控制端E为低电平时，四位开关断开，主网SIM卡323的引脚也与通信模块321的相应引脚断开，则退出主网，停止发送信息。而加到辅网SIM卡的四位电子开关3222通断控制端E’为高电平，四位开关接通，辅网SIM卡322的VCC、RST、CLK和I/O引脚与通信模块321的相应引脚接通，通信模块321工作，则切换为辅网SIM卡322登录辅网并发送监控信息。
在辅网SIM卡工作过程中，基站监控终端CPU331自动计时，当计时值达到2小时的预置定时值，则将切换控制信号输出端Q置为低电平，自动切换返回主网SIM卡，若主网通信不正常，又切换到辅网SIM卡工作，辅网SIM卡工作2小时后，再切换返回主网SIM卡工作，周而复始，直到主网通信经维修恢复正常后，保持在主网SIM卡工作，登录主网并发送监控信息。
基站监控终端CPU331与通信模块321的连接关系如下基站监控终端CPU331的数据串口TXD和RXD连接TC-35通信模块321的串行数据口RXD和TXD，按AT命令的指令协议与通信模块TC-35进行接收RXD和发送TXD的数据交换以及各种控制。基站监控终端CPU331的复位控制端经复位电路332连接通信模块321的复位端。
基站监控终端CPU331在双网切换程序管理下，当CPU331得到通信模块321传回的信道状况和数据发送失败信息时，启动复位程序，在复位控制端输出一个对通信模块的复位控制信号，管理复位电路332对通信模块321的复位操作，复位电路332对通信模块321进行复位，并对复位计数，设定复位计数初始值为3次，当复位3次后，CPU331得到通信模块321传回的仍是信道状况和数据发送失败信息时，CPU331进行SIM卡的切换管理，CPU将切换控制端Q置“1”，控制电子开关3221和3222的通断，电子开关3222接通辅网SIM卡的选择切换，实现从主网SIM卡到辅网SIM卡连接通信模块321的网络短信平台切换。
在主网短信平台切换到辅网短信平台后，CPU先检测辅网的信道状况，如果传回信道状况和数据发送正常信息，发送监控数据和辅网工作的标志，同时，CPU对辅网SIM卡的工作时间进行计时，设定计时初始值为2小时，当在辅网工作达到2小时，CPU双网切换程序控制从辅网SIM卡定时切换回主网SIM卡，接通信模块321，先检测主网的通信状态，并对通信模块321进行复位操作，如果主网正常，则以主网SIM卡用主网短信平台发送监控数据和主网工作标志。
若辅网SIM卡定时2小时切换回主网SIM卡后，先检测主网的通信状态，并对通信模块321进行复位操作，如果主网通信仍是失败，CPU再次启动切换程序，从主SIM卡切换到辅SIM卡，仍通过辅网短信平台发送监控数据。
在主网短信平台切换到辅网短信平台后，CPU先检测辅网的信道状况，如果传回信道状况和数据发送也是失败信息，CPU控制对通信模块321进行复位，并对复位次数计数，设定复位计数初始值为3次，3次复位后辅网还不能通信，CPU判定为通信失败，作通信失败标志，CPU把待发送的信息、SIM卡切换情况和相关的时间，通过数据读写串口存入E2PROM存储器333，保存备查，为故障维修提供依据。
图8给出的是本发明一个双GSM网络基站监控终端的热备份SIM卡切换电路实施例框图。
主网TC-35通信模块821的I/O、CLK、RST、VCC和GND引脚直接与主网SIM卡823相应引脚相连，辅网TC-35通信模块822的I/O、CLK、RST、VCC和GND引脚直接与辅网SIM卡824相应引脚相连，两卡的VPP端都悬空，基站监控终端CPU831的复位控制1口和复位控制2口分别经过复位电路832和复位电路835与通信模块821和通信模块822相连接，基站监控终端CPU831的一个I2C串口连接一块SC16IS752串口扩展组件836，串口扩展组件836输出为2个数据串口，2个数据串口分别连接主网TC-35通信模块821和辅网TC-35通信模块822的TXD/RXD串行口，基站监控终端CPU831的数据串行口1挂接监控数据输入端口834，基站监控终端CPU831的另一个I2C串口为数据读写口挂接E2PROM存储器833。
孤基站的主网SIM卡823接通主网TC-35通信模块821，以主网SIM卡登录主网，辅网SIM卡824接通辅网TC-35通信模块822，以辅网SIM卡824登录辅网，两网SIM卡均处于加电登录状态，CPU中的通信管理程序随时检测主网和辅网的通信信道状况，两网都处于待命发送基站监控数据和接受监控中心指令的状态。
当某基站需要发送监控数据时，基站监控终端CPU831启动双网切换管理程序，查询主网信道状态，如CPU831得到通信模块821传回的信道状况正常信息时，便将监控数据由I2C串口经过串口扩展组件836的一个数据串行口送到主网TC-35通信模块821，通信模块821发送基站监控数据信息。
如CPU831得到通信模块821传回的信道状况不良导致通信失败信息时，双网切换的管理程序，先启动复位程序，在复位控制端输出一个对通信模块821的复位控制信号，管理复位电路832对通信模块821的复位操作，并对复位次数计数，设定复位计数初始值为3次，当复位3次后，CPU831得到通信模块821传回的仍是信道状况和数据发送失败信息时，CPU831进行网络的切换管理，自动把监控信息从主网连接的数据串口切换到辅网连接的数据串口，通过辅网无线短信通信平台发送基站监控信息，实现基站监控的免登录时间无缝切换的监控信息发送。
在CPU831控制切换到辅网发送基站监控信息后，CPU831的网络切换管理程序定时在检测主网通信状态，当CPU831得到通信模块821传回的信道状况和数据发送正常信息时，进行网络的切换管理，则自动将监控信息从辅网连接的数据串口切换到主网连接的数据串口，通过主网无线短信通信平台发送基站监控信息。
权利要求
1.一种基于GSM双网的基站监控方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、基于GSM双网的基站监控方法的短信平台前提条件，确认在同一区域同时存在两个以上包括两个GSM无线移动通信网络；步骤二、在一个GSM无线通信网络重要基站和孤基站的监控终端上安装两块SIM卡座，并插入由两个GSM网营运商发出的两张SIM卡，其中一张为用于主网的主网SIM卡，另一张为用于辅网的辅网SIM卡；步骤三、对GSM无线通信网络重要基站和孤基站的监控终端的硬软件作下列的改造(1)在GSM无线通信网络基站的监控终端内加装一套两网SIM卡切换电路；当两网SIM卡采用热备份方式时，可不装切换电路；(2)在基站监控终端CPU增加双卡切换管理功能，在其ROM中加载双SIM卡切换管理程序；(3)两网SIM卡切换电路在监控终端CPU的双网SIM卡切换管理程序控制下自动切换，当基站监控终端内的GSM网信道状态监控单元检测到主网信号场强低于通信下限值或无法通信时，CPU自动启动切换电路；(4)基站监控终端的无线短信通信平台从主网SIM卡切换到辅网SIM卡，利用辅网无线短信通信平台，完成基站监控数据向主GSM无线通信网络监控中心的短信传送；(5)当基站监控终端的两网SIM卡采用热备份时，在监控终端内加装一套GSM通信模块，采用多串口的CPU来管理网络通信，主网和辅网两张SIM卡以及两个通信模块均处于加电上网登录状态，监控终端CPU随时检测两网络的通信状态，一个网络出现通信故障，监控终端CPU的切换管理程序自动控制两网络之间的免登录时间的无缝切换；SIM卡采用冷备份时，不加装GSM通信模块；步骤四、GSM无线通信网络的基站监控中心的管理软件作相应改造，应具有(1)同时开通使用主网无线短信通信平台和辅网无线短信通信平台对主网基站实现有效监控的功能，使监控中心配置有的SIM卡，既可以收发主网的短信，也可以收发辅网的短信；(2)监控中心的监控软件中，把每一个基站的主网SIM卡号码作为通信目标，同时，再为每一个基于GSM双网监控的基站开设一个辅网SIM卡号码作为通信的备用目标；(3)当监控中心在接收到某个基站终端通过备用的辅网SIM卡发送的告警信息时，监控中心自动对该基站进入基于辅网短信平台的监控管理，并在监视屏上突显该基站主网通信告警的信息；(4)当监控中心在查询某基站监控终端时，若接收不到该基站终端通过主网短信平台发送监控数据，在等待一定的时间后，启用辅网的SIM卡号码进行查询通信；(5)网络监控中心根据基站监控告警信息和通信故障情况，及时下达对该基站的抢修和维护的指令；步骤五、双网的监控中心软件改造和需要采用双网监控的基站监控终端的改造可以同步实施，也可以先对监控中心软件实施升级改造，再对孤基站和重要基站监控终端实施改造；步骤六、基于GSM双网的基站监控方法中对GSM双网的描述分为主网和辅网，所述的GSM双网可互为主网和辅网。
2.根据权利要求1所述一种基于GSM双网的基站监控方法，其特征在于基于GSM双网的基站监控短信平台的切换操作包括以下步骤步骤一、开机对基站监控终端CPU作初始化，包括设置通信模块复位次数n值和辅网SIM卡工作定时计数m值，n设置为1～5的整数值，m设置为1～5的整数小时，初始化时可视维护条件和操作权限选择修改设置或默认设置；步骤二、基站监控终端CPU根据监控数据传输要求，将需要发送的告警数据或全部监控数据或查询数据，送到CPU的通信数据管理器，并向通信模块传送通信信道检测命令；步骤三、在通信模块CPU的管理下，调用无线信道状态监测单元对基站通信条件检测，对主网信号场强数据和传输状况的检测结果进行判断，并向基站监控终端CPU回传检测结果，如无线信道状态正常，基站监控终端CPU将监控数据送通信模块发送；步骤四、若检测到无线信道状态不正常，包括通信中断或场强低于协议规定下限值，则(1)先对通信模块进行复位操作，并对复位操作次数计数；(2)如在n次以内复位操作后，通信模块工作正常，将存于CPU的通信数据管理器中的监控数据，送通信模块发送；步骤五、若对通信模块复位操作次数达到n次，通信模块仍不能正常通信，则(1)基站监控终端CPU控制驱动电子开关切换电路，从主网SIM卡切换到辅网SIM卡，并检测辅网的场强数据和传输状况；(2)如果辅网无线信道状态正常，将基站监控数据送到通信模块，通过同区域的辅网基站短信平台发送信息；(3)从发送监控数据起CPU开始计时，每次辅网SIM卡工作达到m小时，控制电子开关切换电路切换回主网SIM卡，并检测主网的场强数据和传输状况，如果主网无线信道状态正常，将基站监控数据送到通信模块，通过主网短信平台向监控中心发送信息；(4)如果检测主网的场强数据和传输状况后，主网无线信道状态仍然不正常，则再次切换到辅网，并向监控中心发送新的基站监控数据；步骤六、如果辅网也出现通信信道故障，用辅网SIM卡后，基站监控终端的通信模块在n次复位后还无法发送监控信息，则该基站监控终端在CPU的通信数据处理器中，保存监控短信通信发送失败记录内容和处理意见，以备故障维修排查时，直接提供以下数据(1)监控短信通信发送失败记录的条数；(2)等待发送的监控数据的最新20条记录内容；(3)通信故障的发生时间、场强值和CPU切换SIM卡的时间记录。
3.根据权利要求1所述一种基于GSM双网的基站监控方法，其特征在于监控中心的双GSM网络基站监控管理操作包括以下步骤步骤一、开机后对监控中心系统作系统自检和初始化设置，应包括设置各基站主网SIM卡和相关基站的辅网SIM卡的号码，初始化时可修改设置或默认设定；步骤二、依据监控中心监控职责，等待接收经GSM双网发来的各基站监控信息并作相应的处理和操作；步骤三、若收到来自某基站发送的监控信息，则操作如下(1)先判定信息来自主网/辅网通信信道；(2)如来自主网通信信道，建立主网工作标志；(3)如不是来自主网通信信道，则建立辅网工作标志，并作主网通信故障告警；步骤四、若需要查询所辖某N基站监控信息，则定时或主动发送查询指令(1)先按照主网/辅网工作标志进行查询，并判断监控信息正常与否；(2)如果查询到主网/辅网工作正常，将返回等待信息操作；(3)如果查询到主网/辅网工作不正常，则在改变主网/辅网SIM卡号码后再查询；(4)再判断改变网络后的基站监控信息正常与否；(5)若辅网工作标志和监控信息正常，立即作相应的工作网络标志，发出某N号基站主网通信故障告警；若辅网切换回主网的工作标志和监控信息正常，则发出主网通信恢复正常提示；(6)若切换后网络工作标志和监控信息仍不正常，立即作发出某N号基站通信故障标志并发出告警；(7)监控中心的双GSM网络基站监控终端SIM切换返回主网等待操作信息；步骤五、监控中心按照某N号基站通信故障和告警提示，向通信网络维护部门和人员发出维护命令。
4.根据权利要求1所述方法构成的基于GSM双网的基站监控系统，其特征在于系统由主GSM网络1～N号基站监控终端(31)、主GSM网络监控中心(35)、主GSM网络通信交换中心及相关基站(36)、辅GSM网络通信交换中心及相关基站(37)组成，所述的主GSM网络1～N号基站监控终端(31)包括通信模块电路板(32)和基站监控终端主板(33)，其中通信模块电路板(32)上安装有通信模块(321)、双网SIM卡切换电路(322)、主网SIM卡座(323)和辅网SIM卡座(324)，两个SIM卡座中分别插入两GSM网之一的SIM卡，一张为主网SIM卡，另一张为辅网SIM卡；基站监控终端主板(33)由基站监控终端CPU(331)及包括复位电路(332)、存储器(333)和监控数据输入端口(334)的辅助电路组成；主网SIM卡座(323)和辅网SIM卡座(324)分别连接双网SIM卡切换电路(322)的两组输入端，双网SIM卡切换电路(322)输出连接通信模块(321)的SIM联接端，双网SIM卡切换电路(322)的控制端连接基站监控终端CPU(331)的切换控制接口，通信模块(321)的串行口连接基站监控终端CPU(331)的数据通信串口，通信模块(321)的复位端连接复位电路(332)输出端；基站监控终端主板(33)的CPU(331)的复位控制端连接复位电路(332)输入端，CPU(331)的数据读写接口连接E2PROM存储器(333)，CPU(331)的数据串行口连接监控数据输入端口(334)，监控数据输入端口(334)连接基站其他设备(34)的监控数据采集输出端。
5.根据权利要求4所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控系统，其特征在于基于GSM双网的基站监控终端的双网SIM卡切换电路(322)是二选一电子开关组，它由主网SIM卡电子开关组(3221)、辅网SIM卡电子开关组(3222)和一个反向器(3223)构成，每一电子开关组有4～6对电子开关，分别连接SIM卡的4～6个引脚，优选4对电子开关，分别连接SIM卡的4个引脚，辅网SIM卡的电子开关组(3222)的控制端连接基站监控终端CPU的切换控制口，主网SIM卡的电子开关组(3221)的控制端连接反向器(3223)输出端，基站监控终端CPU(331)的切换控制口连接反向器(3223)输入端，主SIM卡与辅SIM卡的VCC、RST、CLK和I/O脚的同脚输出端两两并联，连接通信模块(321)相应的VCC、RST、CLK和I/O功能驱动端，基站监控终端CPU(331)的数据通信接口连接TC-35通信模块(321)的TXD/RXD数据串行口，CPU(331)的复位控制输出端连接复位电路(332)输入端，复位电路(332)输出端连接通信模块(321)的复位端，CPU(331)的数据读写接口连接E2PROM(333)的数据读写口，两网SIM卡中选通一卡接通通信模块(321)，接通相应的GSM网发送基站监控信息。
6.根据权利要求4或5所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控终端系统，其特征在于基站监控终端CPU是一块单片机组件，在CPU的ROM中为双网SIM卡切换管理增加存储内容有(1)双网SIM卡切换程序；(2)初始化设置的m值、n值。
7.根据权利要求4或5所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控终端系统，其特征在于基站监控终端CPU配置有一个存储器E2PROM，CPU的数据读/写串行口连接存储器E2PROM的数据读/写口，在监控终端CPU所接的E2PROM中存储故障信息至少包括(1)记录在主网出现信道故障、切换到辅网通信仍无法发送监控信息的通信失败次数；(2)等待发送的监控数据信息内容，至少保存最新的20条数据；(3)主网和辅网故障的发生时间、场强值和CPU切换SIM卡的时间记录。
8.根据权利要求6所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控终端系统，其特征在于基站监控终端CPU配置有一个存储器E2PROM，CPU的数据读/写串行口连接存储器E2PROM的数据读/写口，在监控终端CPU所接的E2PROM中存储故障信息至少包括(1)记录在主网出现信道故障、切换到辅网通信仍无法发送监控信息的通信失败次数；(2)等待发送的监控数据信息内容，至少保存最新的20条数据；(3)主网和辅网故障的发生时间、场强值和CPU切换SIM卡的时间记录。
9.根据权利要求4或5所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控系统，其特征在于基于GSM双网的基站监控终端的双网SIM卡切换操作参数包括m和n；m取值范围为1～5小时，m值优选设置为2，视基站维修条件和时效修改设置值；n取值范围为1～5次，n值设置以3为宜。
10.根据权利要求7所述方法构成的的基于GSM双网的基站监控终端系统，其特征在于基于GSM双网的基站监控终端的双网SIM卡切换操作参数包括m和n；m取值范围为1～5小时，m值优选设置为2，视基站维修条件和时效修改设置值；n取值范围为1～5次，n值设置以3为宜。
全文摘要
本发明涉及数字移动通信技术，尤其适用于基于无线移动通信双网的基站监控方法及基站监控系统设备。本发明的目的是克服已有技术的缺陷，提出一种基于GSM双网的基站监控方法，对基站监控系统的硬、软件作低成本改造，利用同一区域存在多个GSM移动通信网基站的现成条件，在基站监控终端管理下，在主网和辅网两个GSM网络监控短信平台之间自动切换，有效地改善移动通信网络监控系统对重要基站和孤基站的监控能力，主、辅网SIM卡采用热备份，则可实现免登录时间的主辅网无缝切换，显著地提升整个移动通信网络监控系统的可靠性。本发明有利于多个GSM网络建立互为主网与辅网的新型基站监控系统模式，实现互利共赢。本发明还可应用到3G、CDMA系统类网络和有线台站的监控，社会效益显著。
文档编号H04W88/08GK1829369SQ20061005029
公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者姜宏伟 申请人:姜宏伟