在职研究生开题报告-基于4G移动通信基站监控系统设计与实现

1、IIIII-IMINI20 12120268-KT北京邮电大学硕士研究生学位论文开题报告学号：2021120212姓名：陈新定学院：电子工程学院专业领域：电子与通信工程研究方向:导师姓名： 王朝炜攻读学位：工程硕士2021年1月19日论文题目基于4G移动通信基站监控系统设计与实现选题来源论文类型开题日期2021-1-19开题地点东惠州一、立题依据包括研究目的、意义、国内外研究现状和开展趋势,需结合科学研究开展趋 势来论述科学意义；或结合国民经济和社会开展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应 用前景.附主要参考文献目录不少于 800字研究目的：随着中国通信行业的快速开展,通信基站已被布局在各个

2、地域城市,特别是4G移动通信基站的布局,移动运营商对递减基站的综合本钱与运营维护本钱的要求也更加迫切,网络品质是最核心的竞争 力,整个移动网络的根底组成局部是移动通信基站,移动通信网络运行的平安稳定起着很关键的作 用,监控系统是实时检查通信网络正常运行的关键因素,为基站稳定运行提供技术保证.另一方面, 为满足越来越多的通信需求以及能为移动用户提供更好的通信效劳,移动通信基站能源消耗急剧上 升,移动通信基站的空调耗电量占到了及占总耗电量的40% ,所以怎么才能降低移动通信基站空调耗电量成为降低通信行业本钱的关键之一.本文以4G移动通信基站监控系统设计与实现为核心,借鉴远程监控在环境方面的运用,其

3、可以实时各个基站的使用或运行情况,如果基站的设备出现问题,可以 根据监控的报警信息做出正确的处理,并可以及时安排维修人员进行修护,如果有设备停止了工作, 还可以开启备用的设备,这样可以保证4G移动通信网络的正常运作,在总体上也可以递减网络监控的维修资金,实现资源有作用的利用率.近年来 4G移动所架设的通信基站有几个特点,首先基站的工作 运行环境特别糟糕,在平时也没有员工值班；其次是站点的分散化而且数量有很多；最后是基站的数 量很多,单为了节省资金本钱,移动基站的动力系统很简单,数量又少,而且所相应的电力系统不稳 定,所以就非常需要设计移动基站监控系统来保证4G移动网络的平安稳定运行.研究意义：

4、在通信的整个主题行业背景下,4G移动网络是这些年来着重开展的方向,它所采用的分所交换技术保证整个网络冗余量的最小处理化,在数据传输过程中所占据使用的通信通道,现在随 着4G移动网络的开展,远程数据传输会更加的广泛,特别是把远程监视系统技术成为新的研究方向, 而且不仅仅是移动通信基站可以运用这个远程系统,任何有无线覆盖的范畴都能够使用这种监控.本 论文针对出现的4G移动通信基站的现状以及问题,利用计算机技术,移动通信基站网络的开展,开发 关于4G的移动通信基站的远程实时监控系统,利用GPRS作为通信手段,实现对 4G移动通信基站动力力量与环境量的实时远程监控.国内外研究现状：在我国,近年来移动通

5、信得到了很快的开展,在全国范围内出现了大量的移动基站,基站快速成 立就面临着需要维护,需要改变人工监控以及维护检查的模式,所以要设计出实时监控系统是很重要的,设计移动基站智能监控系统的核心主要是,能够实现监控中央对移动通信基站的实时监控,以及 所有设备的工作状态.监控器与传感器对这些设备有着数据采集的作用,然后将采集出来的信息传送 到监控系统的客户端,这样方便客户在限制中央及时的能够看到所有设施的状态,客户端也可以对控 制中央的监控程序进行操控,可以修改监控参数,让监控系统工作保持最好的状态.如果基站发生故 障,那么监控器会进行实时警报,这样运营商能够及时受到报警的信号,从而及时进行维修,这为

6、移 动运营带来了十分平安、便捷的效劳.近年来国内外很多通信基站的厂商推出多种监控系统,比方华为通信股份设计出的动力 设施,还有环境集中的监控系统；香港的丰联集团设计出的空调设施集中监控系统等,这些企业大部 分都是设计集中式的监管系统和报警系统,但这些监控系统的设计上兼容性比较差,不能够实现所有 设施之间的联系,所以存在局限性.另一方面,监控系统存在多种告警信息,比方爱立信企业的监控 系统,可以把报警信息划分为不同层次的等级,对于报警时也会有很多灯光,不同颜色的灯光代表不 同的报警信息,这样会让运营人员方便处理,但是也出现了同一个通信基站有很多不同的监控设备, 由于种类不同,必须要求工作人员牢牢

7、记住各个设备不同的操作信息,也会很繁琐让工作效率递减.近年来,在国内市场上也出现很多基站监控系统,但是在功能上有很大的差距,我国的中兴通讯 与国外的艾默生网络能源公司在设计监控方面还是比较早的,而且已被人们运用在日常生活中.国外 的爱默生网络能源对于通信基站也研究出了很多成熟的产品,比方机房空调的设备产品、移 动通信基站开发设计产品等,这些都是经过严密的测试,有着长期稳定的性能特点,使用寿命特别长 久.在我国的大唐电信和中兴、华为等通信公司算是我国的佼佼者,比方中兴通信的集中监控系统, 主要性能是能够实时的监控基站的设备运行状态,对基站各种数据进行分析解决,还具备对现场基站 的动力设施等数据进

8、行远程遥控,还可以对其他监控系统供应透明传输接口,这种监控设备对集中通 信基站环境监控是非常适宜的.近年来我国移动基站监控模式主要有三种,首先是以专业的监控厂家 进行基站监控设计；其次是以无限设施生产厂家提供的网络治理平台；最后是有电源供应商提供的配 套设施监控.而对于这些通用的通信基站有着分布密集,位置偏远无人照看,以及配套的设施一直运 行会出现故障,这种情况已经无法满足目前的网络开展需求了,特别是在农村,如果发生停电的情 况,直接就会造成网络的不稳定,这样也会给农村的用户带来很大不便,所以如果设计出完美的监控 系统,能够及时的实时报告故障,不仅会提升工作效率,而且也提升了用户的满意度,提升

9、了网络的 品质.近年来我国4G移动通信网络技术飞跃开展,4G移动基站的治理体制也是越来越信息化和现代化,并引入了现代化监控模式,这样更好的提升了工作效率,节约了企业维护本钱.其实在2000期间,我国有些移动企业尝试在小的范畴内进行了基站监控进系统,提升了对基站故障维修的效率.现 在来看很多通讯配置都在机房内,而且基站分散化,也没有员工运营看守,很多的基站维护都分给了外包企业,当出现故障时,会通知这些外包人员来维修,这种过程很复杂.综上所述,国内外专家学者都对监控设计进行了不同的研究,也得到了一些成果,但是如何治理 监控基站的各项设施,如何利用现有的资源来降低整个企业本钱,能够让基站健康运作,这

10、是基站运 营公司的核心重点.参考文献1杨家海,任宪坤,王沛瑜.网络治理原理与实现技术M.北京：清华大学出版社.20212吴德本.李慧敏.新编电信技术概论M.北京：人民邮电出版社,20213胡谷雨.现代通信网和计算机网治理M.北京：电子工业出版社,19964戴美泰.吴志忠,邵世祥.移动通信网络优化M.北京：人民邮电出版社.20215Shen C-C , et al. A Network Management Architecture for BattlefieldNetworksM.l997IEEEMOMS.97.6 Alarm system. Operational instruction.B

11、SC R9.1 with APZ 212 20 IOG20 for ACA3.ERICSSON MODULEZ.7移动基站监控系统的开发和应用.上海宇启信息科技8周文安.无线通信原理与应用M.北京：电子工业出版社,20219刘恒臣、夏明.通信网络与信息技术M.沈阳：辽宁科学技术出版社,202110刘韬,楼兴华.SQL Server 2000数据库系统开发实例导航M.北京：人民邮电出版社,200411张作民译.数据库系统原理M.北京：国防工业出版社,202112杨得新.SQL Server数据库系统M.北京：机械工业出版社,202113徐达.本地网电信设备集中监控系统的组网J.计算机与通信,19

12、99.14刘洪峰.本地网电源集中监控系统的架构J.通信电源技术,2021(1).15 :/ yuqitech /link_ web-tel/proj-paper/010.htm.16 Yotsumoto, S.Muroyama and H. Watanabe.Design Considerations of a Distributed PowerSupply System for Telecommunications Network Use Based on Reliability AnalysesJ. TheTransactions of the IEICE , Vol.E 73, No.3

13、 : 395-400.17郑志宏.孟浩.孙尧.通信电源和机房空调集中监控系统的实现.应用技术.2002. (5) .21-2318陈义明.王勇.动力设备及环境集中监控系统,信息技术与信息化 2021,(4),27-28,3119徐小杰.候振义通信电源集中监控系统的现状与开展通信电源技术2021.2 (1) .15-17820李湘.卢庆移动通信动力及环境集中监控系统的实现通讯世界.2021. (8) : 90-9121帅永辉中兴基站电源监控的实现方式移动通信,2003,23(3):13613922刘海.陈高超 动力设备及环境集中监控系统在深圳联通移动通信系统中的应用当代通彳t ,2000,(12

14、):37.4023贾继伟.蔡仁治.杜眠.汪海荣通信电源的科学治理与集中监控人民邮电出版社,2004年,第1版:108-11624何霞,张庆设备和环境集中监控系统的应用电信工程技术与标准化,2006,(3):64-6725陈燕昌,张树治.通信电源监控系统开展情况及假设干问题的探讨.电信科学1999,15(8),13-1626于明、动力环境集中监控系统在移动通信网维护治理中的应用通信电源技术.2021,(3),22-2527侯少丽,郭伟,王坤黑龙江省移动基站动力及环境集中监控系统通信电源技术,2021,(4):20-2428王志波,基站的动力设备及环境监控系统:电子科技大学硕士学位论文成都：电子科

15、技大学,2000:30-4729贾继伟,蔡仁治,杜眠,汪海荣通信电源的科学治理与集中监控人民邮电出版社,2004年,第1版:108-11630高健动力环境集中监控系统的应用和开展电信工程技术与标准化2006,(6):60-6431何霞,张庆动力设备和环境集中监控系统的应用电信工程技术与标准化,2021,(3):64-6732陈燕昌,张树治.通信电源监控系统开展情况及假设干问题的探讨.电信科学1999,15(8),13-1633于明、动力环境集中监控系统在移动通信网维护治理中的应用通信电源技术.2021,(3),22-2534高健环境集中监控系统的应用和开展电信工程技术与标准化2006,(6):

16、60-64二、研究内容和目标说明课题的具体研究内容,研究目标和效果,以及拟解决的关键科学问题.此局部为重点阐述内容不少于 2500字1、课题具体研究内容本论文的主要研究内容是设计完整体系的移动通信基站的监控系统,然后根据问题进行分析, 终能实现提升工作效率、实时报警和没有人值班及时监管等作用,并对目前的网络监控系统技术 M行分析,对目前所存在的问题进行建议,对基站监控系统的整体进行设计,对网络结构、数据流 程等进行分析.通过本文论题,为我国4G移动通信基站的现状发现问题并提出解决举措,从而保证4G移动基站健康开展,论文的研究内容和组织架构如下：首先对移动基站环境监控系统做个简介,了解移动基站环

17、境监控系统是一个网络化的集成系 k以及了解基站环境监控系统的开展背景以及环境监控系统的组成,还有通信基站的环境监控系 ,技术的组成,比方数据采集技术或传输技术上的理解.接下来主要是对通信基站监控系统研究的目的和意义,比方对通信基站环境监控系统的可行 生；接下来在对移动通信基站环境监控系统的架构进行介绍分析；在对通信基站监控系统的实现原 “进行分析,进而了解监控系统的实现远离概述以及系统框图；再对监控系统功能进行实时数据监 M分析,声光报警提示功能和实时报警功能分析；其次在对监控系统的架构组成进行分析,比方监 H系统组成分析介绍,然后在对移动基站监控对象及内容,包括了动力和环境两大类来进行介绍.

18、由于移动通信本身的特点,决定了网络覆盖规模较大,基站数量多且平时无人职守,系统维护 和维护人员根本在交换局,被监控设备类型较多缺乏一致性,监控方式及实现手段复杂,系统性 ,和运行稳定性要求高,根据监控系统的设计进行论证：把规模和网络架构的设计、数据处理方 "、传输方式的解决和应用、远端现场采集技术进行分析；其次再进行涉及论证,移动通信基站环 M监控系统的构成有很详细的分析,根据移动通信网络对基站的环境监控需求,表达检测系统的实 “原理和架构.移动基站监控系统的设计研究,包括了环境监控系统的设计和工程实现的过程；先介绍环境监 H的主要构成以及功能,比方监控机柜接受从采集器和各种智能设备

19、上报的数据,处理后送往效劳 ,数据库中,还有它的性能特点；在针对监控系统的其它设备进行分析；最后分析监控系统的实现 M程,按严格设计需求选购设备及标准施工,从而满足监控系统工程各个环节的质量要求；质量标 M的流程分析,比方模块位置的选择、安装高度等流程分析；在对红外微波双肩探测器以及烟雾探 测器、水浸传感器、门磁传感器、电量变送器/灯控箱/空调限制器/配电箱流程进行阐述；然后对综 ,电量测量仪等进行流程分析；智能门禁流程,比方读卡器安装、门禁限制器安装、门锁等安装以 "质量标准阐述；组合式可调摄像机、球型摄像机、灯控等流程进行安装.主要表达了系统的流程 ,计,包含了平台设施的选型及功

20、能连线配置,着重介绍主要设施的安装步骤和质量监控,作为工 "工程这一点非常重要也是后期系统联调成功的保证.总结4G移动通信基站监控系统设计的开展,需要树立高效率、稳定的监控系统,来解决基站监控不完善的弊端,并提出一种新的基站监控设计理念,通过监控治理和报警及时的目的,为提升4GM信网络运行,减去工作和维护的本钱的设计方案.随着移动通信用户的不断增加及网络规模的不断扩大,网络质量和网络平安成为移动运营商重点关注的两大方面,而网络性能实时监控是监测网 ,运行状况的有效手段,也是分析和解决网络故障、辅助网络优化、提升网络运行质量的有效方法 一.面对成倍增长的网络性能数据,依靠人工干预的监控

21、方法已经不能满足网络及用户开展需 求,因此非常有必要开发基站性能自动监控系统,以提升系统分析规模、分析速度及分析及时性,为网络的优化及资源的再配置提供依据,本论文以移动4G基站为研究对象,遵循移动通信系统的设十和开发例程,以细致的系统分析、完善的总体设计该系统,使得对于性能数据的分析及处理根本 &到自动化,大幅度提升工作效率,降低人力投入.2、研究目标和效果(1)课题研究目标由于4G移动通信基站监控系统的设计完善决定了基站监控系统的目的和意义,也决定了此次设十的使用方向,基站监控系统的目的和意义是对网络运营体质监测治理的早期预警,所以监控系统 M重要的是能及时故障报警和及时检测,让设计

22、出的监控体统能够及时、稳定、可靠实时的进行监 k 一个不完善的监控系统会影响整个网络基站的运行,所以主要目标是研究出监控系统,从而达 “基站稳定运行,减少人工本钱,安心使用.(2)课题研究效果进一步提升实时性,首先是系统对监控对象各种状态的响应效率.然后是操作人员发出的限制旨令时,被监控设备的响应速度,用于监控单元的计算机必需具有较强的实时性,在顺序执行各种 ,集、限制操作时速度要快,反响时间要尽可能短,并有自身的综合判断水平；提升可靠性,监控 ,统作为设备监控,直接对生产设备的工作情况进行监督操作,所以必须要有很高的可靠性,要不 ,会造成经济损失,可靠的指标设计监控系统,就要考虑结构的合理性

23、以及平安防护等问题；然后 扩充性和维护性,由于通信电源产品更新换代非常快,所以设计监控系统要跟着实际需求来变 k所以在设计时尽量采用模块化结构,这样设备在运行时不受影响；设计监控系统要个加关注其生能和功能,符合开展趋势,进一步满足客户要求.通过设计基站监控系统研究,完善基站环境的实时监控,可以保证基站发生故障的及时性,结 ,全文数据分析,对出现的故障进行总结和分析,为流程优化和配套性能提升的方面给出建议,通 过被监控系统的设计和应用,最大程度上减少故障发生,最有效率的调开工作维修人员,保证4G移"通信的稳定开展.(3)拟解决的关键科学问题首先是基站系统监控器的电池供电,治理的分布式；

24、实时的监控；技术的使用要成熟,正本要 氐；其次是监控系统的功能性要求,显示属性定制的属性,比方定制基站收发信机属性、定制基站 H制中央属性,然后是对模板治理、状态提示,基站的实时性能监控问题进行研究完善.1） 4G移动通信基站监控系统设计考虑的问题系统设计原那么和 BPM2.0指标：精确度：电压和有功测量精度不低于1级；电流和务工测量精度不低于2级始终误差： 3s/d功率消耗：V 4W抗电强度：2KV电磁兼容：静电IEC10004-2中规定4级接触放点 8KV,空气放电15KV高频电磁场抗扰度：按 IEC1000-4-3中规定3级80-1000Hz10V/m电快速脉冲群；IEC1000-4-4

25、中规定3级2KV浪涌：IEC10004-5 规定 4 级4kv无线电骚扰限：GB9254-1998规定A级谐波影响：受3至5此谐波干扰时,误差小于 2%电压跌落和短时中断影响：GB/T18618中4.2.6的规定进行1分钟测试可靠性：MTBF5000h2系统整体功能问题上,基站由市电供电,所以可以认为的启动蓄电池后背直流电源进行自 佥,如果后背电源工作正常,退出自检过程,如果不能正常工作那么立即发出报警信息,提示工作人 员进行维修.但基站市电AC220V电源断电时,可立即启动蓄电池后备直流电源为本系统供电, “时柴油发电机组启动,为基站其它设备供电,当市电回复时,可重新切换到市电供电；系统可以

26、 巴显示和限制借口实时监控系统工作状态,查询基站局站号、供电数对数、总电压、总电流和各单 ,电流值以及系统相关等,并能对局站号,供电线对数,峰值电流等系统重要参数进行设置；设备 运行时,系统经过 GPRS各基站用电量数据等数据信息以及故障信息等上传效劳器端,实现远程及时 ,控.通信基站系统空气的电池供电,为了让网络稳定工作,在安装电池作为后备电源,电池可以对 ,站监控器提供电量.治理的分布式,很多台计算机进行监控报警,其在监控中央内有多台客户端与一台效劳器组 k这样的设计可以及时查看报警信息,也有益于监控效劳器的数据.实时的监控,这就要求基站监控系统把不同的报警信息及时的传输到监控中央,方便维

27、护人员 "时修缮,让发生问题尽快得到解决.技术的使用要成熟,本钱要低,为了提升系统运行的稳定,所以必须考率运用成熟的技术,这样不仅降低本钱,还能减少大量的人力无力,降低本钱是必然要求.3监控系统的信息传递方式监控系统的搭建需要网络媒介进行信息的传递,需要在监控系统组件中使用有线网和无线网结 ,的方式组成符合的通信联系,在一个区域内的监控系统中监控设备和数据采集中央使用以太网进 亍连接,数据采集中央通过以太网将信号传送给限制中央平台,不同区域的监控中央直接通过无线 “络的链接进行信息传递,限制中央通过数据业务将信号以无线网络为载体进行传送,这样的监控 ,统功能提供了便利,而且这种监控系

28、统功能可以实现不用员工看守的功能,还能为报警提供及时 ,效保证,最后还可以突破远距离的信息传递本钱问题.；、研究方案设计及可行性分析包括：研究方法,技术路线,理论分析、计算、实验方法和步骤及其 可行性等不少于 800字1、研究方法本课题主要运用文献参考法、调查研究法、实验分析法、可行性研究等研究方法开展研究.文献参考法：依靠阅读大量的相关领域的文献,总结出国内外前人已有的成功经验与缺乏之处,并进行研讨和分析.调查研究法：本论文通过对国内现有的移动听信基站分析后设计一种新的移动基站监控系统, “计出最正确方案该技术方案主要组成局部为基准监控中央提供整个系统限制层、监控器层提供最底 U的数据采集端

29、和效劳器端进行数据库的存储,这之间通过标准的借口进行数据链接,数据信息传 M通过现有的无线网络资源,也就是使用了移动现有的传输网络和局域网传输数据,最后设计应用 “件的实现方案,完成实时监控报警信息功能.实验分析法：利用文献的方法对4G移动通信基站监控系统需求现状进行分析,通过对文献的分找出需要完善的解决问题方法,为通信基地的监控设施提供好的建议.可行性研究：通过方案列举、方案设计、方案分析等多维度的研究,确定可行性分析研究,并确定最终框架,从通信基地监控系统设计方案、设计流程、监控系统限制软件的设计等方面提出4GM信基地监控系统体系设计的建议.2、技术路线文献阅读一现状分析一监控系统设计方案

30、一相关理论支持一方案论证一可行性研究一撰写论文3、理论分析步骤及其可行性理论分析,分析移动通信中所基于的理论情况,在理论的支持和指导下,对移动通信基地监控,统设计进行技术理论及搭建框架.1课题准备阶段成立课题组,搜集有关通信基地监控技术的文献资料,总结通信监控技术已有经验以及存在的可题,完成课题设计方案.®l北京?本大律根据收集的文献资料,学习移动通信监控技术等有关的理论,积极与导师开展理论学习与研 k 熟悉移动通信监控系统技术在通信基地中的应用.收集相关的影像、影视资料,加深学习.(2)研究课题开题本课题正式立项后,将重点进行 4G移动通信基地监控设计方案研究,进一步明确研究方向、理 青研究内容、调整研究方案,查阅已有的研究成果,以上述几各方面开展研究,论证并确定候选方 k做好开题工作.4、研究实践阶段按方案和方案开展调查研究,同时进一步增强理论学习,以完善相关理论技术的储藏,并对方案进行可行性研究,并搭建一套平安信息平台,以4G移动通信基地监控系统中,探究应用的具体情k发现实际应用过程中存在的问题,并进行论文写作,在研究过程中,及时总结,积累资料,进亍阶段性总结.5、总结阶段系统分析整理资料,总