基于Modbus的基站监控系统的设计与实时性研究

摘要

随着移动通信业务的迅猛发展，移动通信基站和机房设备数量也大幅增加，基站运维力量薄弱和运维工作量大之间的矛盾日益突出，因此对基站监控系统应对基站突发事件的响应速度和处理能力也提出了更高的要求，基站监控系统主要用到现场总线技术，在现场总线中，对网络的实时性和可靠性影响最大的就足MAC协议。基于此，本文设计与实现了一种应用于基站自动化领域的基于Modbus的基站监控系统，同时对基于Modbus的基站监控系统的实时性问题进行更深一步的研究。
　　论文首先对基站监控系统行业现状和现场总线MAC层通信机制的研究现状进行了总结和归纳，详细分析了系统设计时用到的Modbus总线协议;其次，本文阐述了基站监控与管理系统的功能需求与系统总体架构，详细介绍了该系统的智能嵌入式网关、数据采集器以及服务器WEB软件的设计，同时用测试方法验证了所设计的系统满足设计功能和性能要求;最后，研究了基站监控系统MAC层的实时性问题，提出了一种基于负载反馈控制的MAC通信机制。该机制在保证实时性信息优先发送的前提下，通过设置低优先级队列最小处理门限的方法使低优先级队列的信息有处理的机会:同时为了适应高优先级队列负载的变化采用逐级调整令牌周期的方法。通过仿真结果证明改进算法总体性能优于原算法，可以更好的适应高、低优先级队列负载的变化，缓解高、低优先级队列的拥塞，提高总线的带宽利用率，它对于改善基站监控系统的实时性能具有重要参考价值。
　　因此，本文设计的基站监控系统达到了预期的指标，该系统在基站维护方面具有重要的参考价值。

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摘要

列图目录

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缩略词

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题背景与意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 基站监控系统行业现状

1．3．2 现场总线MAC层通信机制的研究现状

1．4 研究内容与设计指标

1．4．1 研究内容

1．4．2 设计指标

1．4．3 本文的创新点

1．5 论文组织

第二章 基于Modbus的基站监控与管理系统(BMMS)的体系结构

2．1 引言

2．2 Modbus的组成

2．3 系统设计所用的Modbus分层协议结构

2．3．1 BMMS系统设计所用物理层

2．3．2 BMMS系统设计所用数据链路层

2．3．3 BMMS系统设计所用应用层

2．4 本章小结

第三章 基于Modbus的基站监控与管理系统(BMMS)的设计

3．1 引言

3．2 系统总体结构设计

3．2．1 BMMS系统功能需求分析

3．2．2 BMMS系统的架构设计

3．3 BMMS系统智能嵌入式网关设计

3．3．1 硬件设计

3．3．2 软件设计

3．4 BMMS系统数据采集器设计

3．4．1 硬件设计

3．4．2 软件设计

3．5 基于B／S的BMMS系统数据中心WEB软件设计

3．6 本章小结

第四章 基于Modbus的基站监控与管理系统(BMMS)的实现与测试

4．1 引言

4．2 BMMS系统网关与数据采集器通信的实现与测试

4．3 BMMS系统网关与远程服务器通信的实现及测试

4．4 BMMS系统WEB软件测试

4．5 本章小结

第五章 基于基站监控系统MAC通信机制的实时性改进

5．1 引言

5．2 基于负载反馈控制MAC机制的实时信息调度方法

5．3 仿真验证与性能分析

5．3．1 仿真环境与参数

5．3．2 仿真结果与分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果