基站动力与环境监控中的通信系统设计与实现探究
时间：2022-09-09 14:50:05 来源：千叶帆 本文已影响人
[摘 要]在移动通信网络的迅猛发展下，移动基站的数量逐年增加，运营商需要保障移动基站的稳定运行，来确保整个移动通信网络的稳定。基于此，运营商需要提高对移动基站的重视，加强对移动基站动力与环境的监控，本文提出一种4G网络组网方案，构建自动化动力与环境监控通信系统，并对该通信系统进行应用实验，实验结果表明，本文设计的基站动力与环境监控通信系统可以满足移动基站的通信需求。
[关键词]基站；环境监测；通信系统
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0150-01
前言
就目前的移动通信网络而言，其移动基站具备运行环境恶劣以及分布式建设等特征，很容易在运行过程中出现故障。与此同时，移动通信业务的多元化对移动网络稳定性提出了更高的要求，使得移动基站运维人员的工作强度不断增加。再加上移动基站的数量规模大，呈现分散式分布，进一步加重了运维人员的工作压力。因此，为了降低运维人员的工作强度，提升移动通信网络的稳定性，运营商需要进行移动基站动力与环境监控通信系统的构建。
一、基站动力与环境监控中的通信系统的设计
在基站动力与环境监控通信系统的设计过程中，技术人员需要从基站的实际状况及其对动力与环境监测的通信需求入手，确保通信系统的各项功能满足要求，保障基站的稳定运行。
（一）硬件架构设计
在传统通信系统中，技术人员通过2M专线完成FSU和SC之间的组网，这种组网方式的传输速度较慢，不满足基站动力与环境监控的要求。因此，本文选择4G组网方式，进行通信系统的网络硬件架构设计。具体的网络硬件架构如图1所示，在4G组网方案中，FSU将ARM芯片作为运算中心，通过Linux的运行实现芯片与4G网卡、Flash闪存数据库及监控系统的有效连接；监控系统采集到的数据信息会存储于Flash闪存数据库中，利用软件设施将存储的数据封装于VPN数据包中，通过4G网络进行VPN数据包的传输。4G网络传输的数据包由SC中的VPN服务器负责接收，再通过WEB服务器的处理，最终存储于数据库服务器中。
（二）软件设施设计
在上述硬件架构的基础上，技术人员需要为通信系统配备相应的软件设施，保障通信系统的稳定运行。具体而言，技术人员需要在FSU以及SC两部分配置相应的WEB服务器，并在WEB服务器中安装Web Service程序，确保FSU和SC能够通过程序接口完成数据包的传输；在FSU部分，技术人员还需要配置FTP服务器以及L2TP/IP Sec VPN客户端；在SC部分，技术人员还需要配置L2TP/IP Sec VPN服务器以及FTP协议，确保SC能接收并升级FSU传输的文件与视频。
（三）自动重连功能设计
因为本文设计的通信系统采用4G组网方案，在运行过程中可能会出现网络连接断开问题，导致移动基站的动力与环境监控出现中断，不利于移动基站的有效监管。所以，本文在通信系统中设计了自动重连功能，以此保障通信系统的稳定运行。首先，自动重连功能模块会对FSU端的VPN分配进行分析，如果分配到VPN的私网IP地址，就表明4G网络连接正常；然后，通过特定站点的访问对4G网卡的运行状况进行分析，如果不能进行特定站点的访问，就表明4G网卡出现问题，该模块会重新进行4G网卡拨号，直到能够访问特定站点，实现自动重连。如果4G网卡拨号不能重新连接网络，就表明VPN服务器出现问题，会重新启动L2TP/IP Sec VPN服务器，实现自动重连[1]。
二、基站动力与环境监控中的通信系统的实现
（一）FSU的实现
针对移动基站部位安装的监控硬件设备，本文选用某高校研发的基站智能监控设备，该智能监控设备中安装博通公司生产的BCM2836 SoC，并搭载了ARM Cortex-A7四核900MHz处理器，可以支持FSU模块的所有通信功能。由于处理器的内存为1G，所以笔者在智能监控设备中插入了8G的mini SD存储卡，提升智能监控设备的存储量。为了实现4G组网方案，笔者在智能监控设备的USB接口中连接了4G网卡，实现4G组网方案。
针对移动基站部位安装的监控软件设施，本文在FSU硬件设施的Linux系统中配置了SQLite数据库、x12tp软件、nginx Web服务器以及openswan。其中，openswan主要用来登录VPN，保障VPN数据包的有效传输。
（二）SC的实现
针对移动基站SC端的硬件设备，笔者为其配备了四台Intel Core i5处理器，该处理器具有8G内存，能够有效运行Windows Server2012系统。其中两台处理器负责慢数据及相应控制指令的传输；一台处理器配置IIS Web服务器，负责接收FSU的相关数据信息；一台处理器配置SQL Server，负责数据的存储，用作数据库服务器。针对移動基站SC端的软件设施，笔者为Linux系统中配置了x12tp软件以及openswan，这两个软件主要用作L2TP/IP Sec VPN服务器。在实际的通信系统运行过程中，上述服务器均处于同一局域网中，局域网内部配置了相应的端口映射路由器以及防火墙，均与运营商网络进行连接，可以有效实现4G组网方案下的通信。
（三）通信系统的实验测试
为了明确本文设计通信系统的有效性，笔者应用仿真软件进行了移动基站实际运行场景的模拟，对通信系统的传输速率及传输稳定性进行实验测试。在测试过程中，分别将FSU机箱安放于不同的部位，每个机箱都能够连接4G网络，SC端每五分钟进行FSU传输慢数据的轮询；每12小时进行FSU最新监控视频的轮询。实验检测的内容为数据传输的容量、数据传输的速度以及通信系统的响应时间。其中，响应时间是指Web Server请求发送和Web Server请求接收之间的时间间隔。实验数据表明，在慢数据传输中，通信系统的响应时间低于2s，满足基站对监控通信系统的需求；在文件传输中，通信系统的传输时间低于五分钟，满足监控视频文件的传输需求。在为期十天的通信系统实验测试中，共有两个测试点出现了网络断线问题，共断线五次。但是由于本文设计的通信系统具备自动断线重连功能，在断线之后可以立即连接4G网络，稳定性有一定的保障[2]。
结论
综上所述，移动基站需要设置监控通信系统，保障其稳定运行。通过本文的分析可知，技术人员需要根据移动基站的实际监控通信需求，应用4G组网方案，进行科学合理的硬件设施及软件设施设计，并设计自动重连功能，保障通信系统的稳定运行。
参考文献
[1]陈圆. 基站动力与环境现场监控单元系统的设计与实现[D].重庆邮电大学，2017.
[2]孙晨晨. 通信基站动环系统远程监控技术研究与实现[D].西安电子科技大学，2015. 相关热词搜索：基站，探究，通信系统，监控，动力，
