专利名称：一种无电池的直放站远端掉电告警的系统及方法
技术领域：
本发明涉及移动通信网络覆盖及优化领域，主要是一种无电池的直放站远端掉电告警的系统及方法。
背景技术：
在我国移动通信网络中采用了大量的直放站设备。直放站通过将基站信号放大用以实现对基站信号受限地区的覆盖。与此同时，直放站的引入也增加了网络拓扑的复杂性。为了实现对直放站设备的统一监控、管理与维护，进而确保其在网络中所承担的传输质量，各运营商正在逐步建立针对直放站设备的统一监控网络。其中，告警处理机制是实现对直放站设备有效监控的关键。只有将设备产生的告警及时、准确地上报到网管中心，才能实现问题的快速定位，从而尽早解决可能影响网络质量的问题。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述技术的不足，而提供一种无电池的直放站远端掉电告警的系统及方法，一种成本更低，更为有效的解决方法，保证数字光纤直放站移动信号延伸覆盖网络的稳定性和可靠性。本发明解决其技术问题采用的技术方案这种无电池的直放站远端掉电告警的系统，包括远端机和近端机，近端机接收基站耦合的信号，通过光纤传给远端机，经过放大后发送给移动终端；上行远端机接收移动终端的信号，通过光纤送给近端机，通过馈线送给基站；在远端机上设置有硬件续电电路模块，远端机正常工作时，远端机电源模块给硬件续电电路模块充电，远端机断电时或者电源故障时，硬件续电电路模块作为后备电源给远端机继续供电lOms-lOOms，同时远端机将掉电告警信息通过光纤线传给近端机，近端机得到信息后传给监控中心，从而使得监控中心能够得到远端机的掉电异常状况的信息，采取措施来保障数字光纤直放站的设备仍然能够正常通信。所述的硬件续电电路模块包括大电容Cl，限流电阻Rl、R2，肖特基二极管Dl、D2，12V电源通过限流电阻Rl、R2并联后串接与大电容Cl相连；大电容Cl与肖特基二极管Dl正向串接后，一路与DC/DC模块相连接，另一路反向串接肖特基二极管D2与12V电源相连。本发明所述的这种无电池的直放站远端掉电告警的方法，该方法的步骤如下远端机正常工作时，远端机电源模块给硬件续电电路模块充电，远端机断电时或者电源故障时，用硬件续电电路模块作为后备电源替代蓄电池给远端机继续供电IOms-IOOms ;同时远端机将掉电告警信息通过光纤线传给近端机，近端机得到信息后传给监控中心，保证停电后电源故障告警信息即时上报给监控中心。更进一步的，在远端机断电时或者电源故障后的IO-IOOms的时间内，将远端机电源的掉电告警信息打包到远端机FPGA内部帧中，通过光纤发送给近端机；近端机接收帧后将掉电告警信息存放于一个寄存器中，近端机监控部分去读取这个存放远端机的掉电告警信息的寄存器，得到远端机电源模块信息。
本发明有益的效果是该方法采用了远端机掉电时电容供电的方式将远端掉电告警信息上报给近端机和监控中心，我们利用了电容的储能特性，在远端掉电时利用大电容替代电源模块给远端机器短时供电，使远端机有充足的时间将远端机的掉电告警信息传送给近端机和监控中心。该方法既避免了蓄电池容易漏液的问题，也降低了系统的成本，简化了系统结构。
图I是数字光纤直放站系统示意图；图2本发明的硬件续电电路图；图3直放站级联网络架构图；图4本发明的模块原理图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及举例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I是数字光纤直放站系统框图，该系统包括有近端机和远端机，近端机接收基站耦合的信号，通过光纤传给远端机，经过放大后发送给移动终端。上行远端机接收移动终端的信号，通过光纤送给近端机，通过馈线送给基站。同时，远端机将各种监控状态通过光纤传送给近端机，近端机将各种监控的信息通过有线和无线的方式上报给监控中心。图2是本发明的硬件续电电路图，R1，R2为限流电阻，它的作用是在远端机电源模块给大电容Cl充电时限流。Dl，D2为肖特基二极管，压降O. 3V左右，Dl作用是保证电容充电过程通过两个限流电阻对其进行充电，防止直接由D2通路对Cl充电导致短路。D2的作用是防止在电容放电时对电路上其他使用12V的模块反灌，保证大电容单独对DC/DC模块供电。该电路工作原理为I、远端电源正常工作时，电源模块12V输出给DC/DC供电，同时通过限流电阻Rl，R2给大电容Cl充电。2、当远端机电源故障时，12V断路，DC/DC输入端电压变为0V，此时，Dl两端产生压差，大电容Cl开始给DC/DC供电。电容上电量开始减少，一直到输出电压低于DC/DC模块的最小电压转换值5V，则电容的总储能为W= / 5121/2*CV2=0. 375W，DC/DC模块单位能耗P为7. 6W/秒左右，所以放电时间T=W/P=50mS左右。实际示波器测试远端机掉电后电容能够持续供电70mS左右。在直放站系统使用中，一台近端机经常需要级联很多级远端，图3是直放站的级联网络架构图，一台近端机4个光口，最多级联32台远端机。每台远端机都有一个设备编号且不能相同。初始化的时候，通过上位机，对每台远端机进行设备编号的设置。远端机将设备编号存放在CPRI协议帧结构的特定位置处。此应用中的CPRI协议是由4096字节组成的巾贞结构(定义为超巾贞)，每个字节为16bits,每个16字节组成一个基巾贞(一个超巾贞由256个基帧组成)。每个基帧的第一个字节是控制字，剩余15个字节是数据。因此一个超帧共有256个控制字，定义为0-255 (超帧的第一个控制字为定义为O)。设计中将设备编号存放在218、219、220、221这4个控制字(近端机的每个光纤接口最多级联8个远端机，每个设备编号是8bits)。其次，每台远端机都有一个输出路由地址，如图3，值为2-9。路由地址为2的远端机的设备编号存放到218的高8位，路由地址为3的远端机的设备编号存放到218的低8位，根据这样的排序，将8台远端机的设备编号根据各自输出的路由地址存到相应的控制字。图4是本发明的模块原理图，正常工作时远端机的电源模块给远端机供电，同时一直给续电电路模块供电，大电容一直处于充满电的状态。当远端机断电时，电容开始放电，替换电源模块给DC/DC模块供电，使得远端机可以在短时间内正常工作。远端机上的FPGA芯片管脚检测到电源模块的掉电指示管脚DC OK被拉高(高电平电源掉电告警，低电平正常)，将该信息进行一种简单的编码，即将高电平扩展到4位的数据4’ blOlO，低电平扩展到4位的数据4’ bOlOl，通过CPRI协议帧组包。因为一台近端机最多可以连接8台远端机，所以掉电告警信息需要4*8=32bits，将掉电告警信息存放在208、209这2个控制字(共32bits)，值为2的远端机的掉电告警存放到208的高4位，值为3的远端机的掉电告警存放到208的第9-12位，值为4的远端机的掉电告警存放到208的第5_8位，8台远端机按照路由地址依次存放。最后，实时的将电源信息与设备编号通过光纤传给近端机。 近端机软件接收模块接收到CPRI协议帧的帧头信息后，要进行解帧处理。电源掉电告警信息的解包，需要近端机与远端机同步稳定(同步超过2秒视为同步稳定)后，再进行解包操作，只接收5 (4’b0101，低电平，远端电源供电正常)与A (4’bl010，高电平，远端掉电告警)这两个数据。设备编号的解包也需要近端机与远端机同步稳定后再进行解包操作，且解包出的数据在4个超帧的时间内保持不变，才确定是其中一个远端机的设备编号。最后，将相应的电源告警信息与设备编号相互对应，需要一个深度为256,宽度为28的RAM，将值保存起来。当近端机与远端机同步稳定后，启动一个计数器，其值的范围在0-255之间，而设备编号值的范围在1-254之间。这样用这个计数器就可以扫描出近端机接收到的设备编号。当扫描到时，需要设置使能，由这个使能作为RAM的写使能。一台近端机共有4个光口，轮询扫描4个光口的设备编号。以A光口为例，当A光口接收到一个设备编号，根据接收的是218、219、220、221的其中一个的高8位或低8位来设置对应RAM位置的写使能，因此一个光口就有8种使能。由于一台近端机最多可以级联32台远端机，所以最多有32种使能。根据32种使能，将扫描到的设备编号与相应的电源告警信息存入RAM，实时的更新RAM表中的信息。存入信息需要上报给CPU，CPU和FPGA之间通过IIC通信，CPU定时将读RAM的地址传输给FPGA，CPU发送过来的读地址就是在网络内的远端机的设备编号，FPGA根据接收到的读地址，将掉电告警信息送给CPU。从而实现远端机掉电告警的功能。以上所述是仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无电池的直放站远端掉电告警的系统，包括远端机和近端机，近端机接收基站耦合的信号，通过光纤传给远端机，经过放大后发送给移动终端；上行远端机接收移动终端的信号，通过光纤送给近端机，通过馈线送给基站；其特征在于在远端机上设置有硬件续电电路模块，远端机正常工作时，远端机电源模块给硬件续电电路模块充电，远端机断电时或者电源故障时，硬件续电电路模块作为后备电源给远端机继续供电lOms-lOOms，同时远端机将掉电告警信息通过光纤线传给近端机，近端机得到信息后传给监控中心。
2.根据权利要求I所述的无电池的直放站远端掉电告警的系统，其特征在于所述的硬件续电电路模块包括大电容Cl，限流电阻R1、R2，肖特基二极管D1、D2，12V电源通过限流电阻R1、R2并联后串接与大电容Cl相连；大电容Cl与肖特基二极管Dl正向串接后，一路与DC/DC模块相连接，另一路反向串接肖特基二极管D2与12V电源相连。
3.一种无电池的直放站远端掉电告警的方法，其特征在于该方法的步骤如下远端机正常工作时，远端机电源模块给硬件续电电路模块充电，远端机断电时或者电源故障时，用硬件续电电路模块作为后备电源替代蓄电池给远端机继续供电lOms-lOOms ;同时远端机将掉电告警信息通过光纤线传给近端机，近端机得到信息后传给监控中心。
4.根据权利要求3所述的无电池的直放站远端掉电告警的方法，其特征在于在远端机断电时或者电源故障后的IO-IOOms的时间内，将远端机电源的掉电告警信息打包到远端机FPGA内部巾贞中,通过光纤发送给近端机；近端机接收巾贞后将掉电告警信息存放于一个寄存器中，近端机监控部分去读取这个存放远端机的掉电告警信息的寄存器，得到远端机电源模块信息。
全文摘要
本发明提供了一种无电池的直放站远端掉电告警的系统及方法，在远端机上设置有硬件续电电路模块，远端机正常工作时，远端机电源模块给硬件续电电路模块充电，远端机断电时或者电源故障时，硬件续电电路模块作为后备电源给远端机继续供电10ms-100ms，同时远端机将掉电告警信息通过光纤线传给近端机，近端机得到信息后传给监控中心。本发明有益的效果是该方法采用了远端机掉电时电容供电的方式将远端掉电告警信息上报给近端机和监控中心，在远端掉电时利用大电容替代电源模块给远端机器短时供电，使远端机有充足的时间将远端机的掉电告警信息传送给近端机和监控中心。该方法既避免了蓄电池容易漏液的问题，也降低了系统的成本，简化了系统结构。
文档编号H04L12/24GK102905293SQ20121036390
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者李胜朝, 潘礼, 褚如龙, 王利强, 金淮东 申请人:浙江三维无线科技有限公司