基于AISG20协议的电调天线远程控制单元的设计实现

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1、基于AISG2.0协议的电调天线远程控制单元(RET)的设计实现吕炎炎,刘伟时间：2010年03月05II字体:关键词:摘要：电调天线远程控制单元(RCU)是进行天线下倾角调节和天线状态远程实时监控的核心部件。本文从实际应用出发，阐述了RCU的硬件设计和相关软件模块的实现，并对RCU与基站对接过程中容易被忽视的问题进行了简要概述。关键词：电调天线远程控制单元；ATSG；移和器；HDLC通过调节天线下倾角，可以有效地增强和优化网络覆盖。机械调节下倾角虽然可以在一定程度上改善覆盖，但是存在机械调节方式耗费人力物力过多、不能实时调节和优化且卞倾角调节范围有限等缺点。电调下倾角天

2、线相对于机械下倾天线，在有效增强小区径向近处覆盖的同时，还可以减少对同站邻区的十扰，从而解决过覆盖、软切换区域过大或过小、导频污染等造成的掉话、容量卜•降、通话质量下降等问题。电调天线远程控制单元(RCU)具有接收基站控制命令、楮确调节天线下倾角和及吋向基站报告天线工作状态等功能，是电调下倾角系统中的控制核心。ATSG2.0协议是ATSG组织于2006年制定的天线相关设备(ALD)与基站系统对接的标准接口，丿IJ于实现电调天线的远程控制和状态监测，实现不同厂家的天线和基站系统Z间的无缝对接。为了满足国际天线市场的需求，开发基于AISG2.0协议的电调天线远程控制单元尤为重

3、要。1系统总体结构电调天线远程控制单元的主要功能包括天线倾如控制、天线参数配置、远程固件更新、告警上报等。其系统总体结构如图1所示。天线数据ATIONOFAISG通信单元图1系统总体站构图2系统硬件实现2.1通信模块A1SG2.0协议物理层的底层通信介质支持RS485和Modem通信方式。RS485通信方式采用多芯屏蔽电缆在RET与某站Z间建立连接。Modem方式则是通信控制信号和射频信号共用射频电缆，将控制信号调制到射频信号上，然后接收方再解调得到控制信号。这两种连接方式对于上层协议都是透明的。从目前的应用來看，RCU中大都是使用RS485方式，Modem方式多用于塔顶

4、放大器等和射频信号相关的ALD设备。木系统屮的AISG通信接口电路如图2所示。由于天线一般都分布在相对较高而且空旷的地带，因而RCU通信接口的防雷功能必不可少。本通信接口电路的防雷部分包括气体放电管、PTC和TVS三部分。气体放电管构成第一道防雷保护，PTC和TVS作为第二道防线，进一步保证了通信接口的防雷性能。考虑到所有的RET控制器都是挂在空中，最后通过基站单点接到大地，不存在大地电位差，因而采用了非隔离的方案。8765485-BR0REXZVCCDEU3TXD11~>SN65IBC184RXDl莊ngDGNDRKn10kilQPTO6I1ICPGNDTVST80-A

5、90XSMDN485-AuTVSPGNDPTO6<)图2AISG通信接口电路2.2电机控制模块电机控制驱动模块的核心是Allegro公司的步进电机驱动芯片A3977o该芯片具有1/2、1/4及1/8等微步模式。木系统中通过软件配置使MSI为高电平、MS2为低电平，电机工作在半步模式，MCU每发400个脉冲电机转动一圈。A3977输出驱动器容量为35V、2.5A,内部包括一个固定停机时间电流稳压器，该稳压器可在低、快或混合衰减模式下工作，从而可以有效降低电机噪音，增加步进精确度并减少功率耗散。2.3存储模块存储模块主要包括天线相关的参数存储和RCU固件存储。天线参数存储采用

6、恢电存储器FM24LC16,其小包括产品序列号、天线参数、天线配置数据和移相器配置数据等。选用铁电存储器的主要原因是：AISG协议屮规定，RCU收到基站的命令后，必须在10ms之内发出

7、叫应帧，否则就认为通信超时，这就要求向存储器屮写入大线参数的命令必须在10ms内完成;考虑到执行程序的时间消耗，在天线数据鮫多的情况下，普通的EEPROM无法满足耍求；铁电存储器相比于EEPROM写入速度快，写入过程无盂等待，可以满足这一要求。RCU固件存储则采用TuPSD单片机的内部Flasho利用PPSD单片机内部特有的Flash结构,将正在执行的固件和更新的固件都存储在单片机的片内F

8、lash中，从而省去了外部存储器，既节省TB0M成本，乂捉高了产品的可靠性和安全性。2.4电源模块AISG2.0协议规定供电电压范围为10V〜30V。由于木设计中电调天线移相器需要较大的扭矩，因而选用了供电电压为12V的步进电机，这就对系统供电提出一个挑战，即当供电电压高于12V时需要降压，当供电电压低于12V时需要电源电路升压。本设计采用了先降压后升压的电路结构，先将输入电压降到8V,再升压至12V,为步进电机供电。系统供电则从8V再经过一级LDO转化为3.3Vo电源电路结构如图3所示。电源模块设计中需婆注意以下问题：(1)