基站动力与环境监控中的通信系统设计与实现

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1、Ａ击种成丈著ＨＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＰＣＬＥＣＴｆｔＯＮｌＣｓｃｉ巨ＮＣＥＡＭＤｔＥＣＨＨＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ‘游Ｔ＼－藥；雜＾＾！．矜釀妻與Ｉ？批…＇Ｉ论支题目基站动力与环境监擅中的通信系统设计与实现学科专业电气工程－学曼２０１３２１１７０１０５作者姓名李巧阳指导教师侯晓荣教授一Ｉ独剑性声明本人声明所站交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏究工作。及取得的研究成果掘我所知，除了文中特别加臥标注和致谢的地方外，论文中

2、不包含其他人ｄ绝发裝或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科巧人学或其它教巧机构的学位或证书而使川过的材料。与我－同Ｔ作的同志对本研究所做的任何贡献巧己化论文中作了明确的说明并农非谢息。－签名含哥和作巧：口巧］：年＾月止口子论义使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，化权保留并向国家巧关部ｎ或机构送义论文的楚印件和磁撫，允许论文被爸閒和借闊。木人授权电子科技大学可＾＜将学位论义的全部或部分内容编入巧关数扼库进行检索，可采用影印、缩印或扫拙等复制手段保谷＾汇编学位论文。（保密的学化论文在解密后应遵守

3、此规定）气节細每化：导师签知备签名立处口：年巧］巧ｎ谷分类号密级注1UDC学位论文基站动力与环境监控中的通信系统设计与实现（题名和副题名）李开阳（作者姓名）指导教师侯晓荣教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电气工程提交论文日期2016.3.15论文答辩日期2016.5.17学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人TheDesignandRealizationoftheCommunicationSystemofPowerandEnvironmentSupervisionForBaseStationsAMas

4、terThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectricEngineeringAuthor:KaiyangLiSupervisor:ProfessorXiaorongHouSchool:SchoolofEnergyScienceandEngineering摘要摘要移动通信基站作为移动通信系统中提供无线功能的模块给移动终端提供系统接口，是通信系统的重要组成部分。近年来，随着移动通信技术的飞速发展,特别是第三代移动通信网络投入使用，移动基站的数量大幅增长。而我国的移动基站

5、具有分布分散、所处环境恶劣、电力网不稳定等特点。为适应移动通信事业的发展以及信息化社会建设需要，对基站的动力与环境进行实时监控就尤为重要。基站动力与环境监控依靠现场监控单元、监控中心和通信系统三部分协同工作。其中通信系统作为基站动环监控系统的子系统将各现场监控单元监测数据传输到监控中心，并将监控中心的监控命令下达到现场监控单元，是监测系统正常运行的关键。但是传统的基站监控通信系统由于目标用户单一和采用技术陈旧已经不能很好地满足当前需求。本文根据传统通信网络的不足，针对新的用户群体，采用更为先进的技术设计了一种新的基站动环监控通信系统。首先，与传统的使用2M专线组网不同，本文采

6、用3G网络组网，大大降低了通信网络建设成本。其次本文将传输数据分为快、慢两种数据，需要实时上传的告警信息为快数据，现场监控单元检测到告警信息后及时主动上传；监测点最新的检测值为慢数据，只有监控中心询问现场监控单元时，后者才上传最新的监控结果。该设计降低了传输数据量，减轻了监控中心服务器负载。传统的通信系统将传输数据封装在自定义格式的数据帧中，通过socket发送数据帧，本文则使用WebService技术传输封装在XML格式的数据报中的数据。使用WebService传输数据提高了系统的封装性、容错性和开发人员的工作效率，使用XML格式通信报文，传输数据的可解释性更强，通信系统也

7、可以更灵活的应对功能扩展。传统的基站动环监控通信系统并没有考虑通信网络安全，本文则使用L2TP/IPSecVPN验证通信两端身份，给传输数据加密，并验证传输数据的完整性。最后，为了通信系统可以稳定运行和便于扩展升级，本文还设计了自动重连和自动升级功能模块。本文利用树莓派ARM开发板作为现场监控单元的核心运算模块，使用openswan和xl2tpd配置IPSec和L2TP的服务器和客户端，编写WebService接口和调用程序，实现了一种新的基站监控通信系统。实验证明这种新的通信系统可以经济、稳定、安全的