基于AISG的电调天线文献综述

1、0场銘丿A字题专班学毕业设计（文献综述）目：基于AISG的电调天线业：级：生：指导教师：2012年春季学期基于AISG的电调天线的控制一、文献综述的引言：本次毕业设计是以已学的单片机知识，再配合为学习西，即AISG协议和电调天线使用，因此为了能够顺利的完成学校交的的任务，必需要在已有的知识的情况下来了解未解的专业知识。其中，查看大量的文献综述，在原来已有的基础上来实现创新。参阅文献可以给我们在陌生的领域上指引我们朝着正确的方向走下去，不至于走弯路，而且大量的文献参阅可以让我们再很多的地方少出现错误。文献的参考范围是有关本次课程设计而进行的，不需要看与其无关的知识，但是涉及的知识必需我们掌握，例

2、如基于AISG的电调天线的控制中，不仅需要知道什么是AISG，而且电调天线的使用方法也是必需熟悉的，其中控制系统控制步进电机的过程也是必需的，所以在参考文献的时候我们应该抓住侧重点，这样对我们的毕设设计的进程是有很大的帮助的。就比如说，基于AISG的电调天线的控制系统中，从标题上需要知道的东西是AISG和电调天线。AISG，不同厂家的电调天线设备主要是电调天线远程控制单元(RCU)与控制设备或软件的互操作性，并实现对RCU设备的远程监控。电调天线，指使用电子调整下倾角度的移动天线,通过电子下倾,改变天线的相位、水平分量、垂直分量幅值等参数，从而达到改变覆盖面积的作用。因此，这次的文献综述也是通

3、过上述的情况而看开评论的。二、文献综述的正文：(1)该课题的研究背景及发展方向移动通信天线的技术发展很快,早期我国主要使用的定向和全向型移动天线,后来普遍使用机械天线,现很多省市的移动网已经趋向于使用电调天线和双极化移动天线。随着移动通信特别是3G网络普及和应用深入，电调天线设备的应用越来越普遍，但是问题也由此产生。例如，如何对基站设备惊醒同意的监管和管理，如何整合不同厂家的产品构建一个电调系统以实现最高的性价比，如何解决不同厂家的产品兼容性和操作性等。基于上述情况，世界几大厂商成立了AISG(antennainterfacestandardsgroup)组织，并于2004年成立了AISG协议

4、。之后，3GPP组织以AISG.1为蓝本，开发了3GPP关于电调天线的相关规范，并定义了对电调天线设备的操作luant接口，其是个3层的协议模型，包括物理层，数据链路和应用层。2006年ASIG2.0出现，从而修正了前版本的错误,增加了对TMA的支持，并充分考虑协议的可扩展性。Aisg2.0的出现，世界一些天线设备厂商如Kathrein、Argus、Andrew等都开始了符合AISG的电调天线设备的研发工作，但是由于AISG只是一个协议文本，并没有提出具体的实现方法,而除了AISG协议和3GPP相关规范外，相关的文献并不多见，以致不同的厂商对于AISG的理解存在一些细微的差异，常常造成不同厂商

5、的设备和系统并不能够做到真正的兼容和互操作。2007年开始，我们和国内某知名天线设备厂商合作，及时跟踪电调天线技术和AISG协议发展，综合运用嵌入式技术开发了面向3G移动通信的、符合AISG2.0和3GPP规范的RCU、TMA、ALD手持控制器等电调天线设备9-10，并开发了相应电调天线设备控制系统(ALDsControlSystem，ACS)。2007年我们和国内某知名天线设备厂商合作，及时跟踪电调天线技术和AISG协议发展,综合运用嵌入式技术开发了面向3G移动通信的、符合AISG2.0和3GPP规范的RCU、TMA、ALD手持控制器等电调天线设备线设备控制系统（ALDsControlSys

6、tem,ACS）。（2）文献中了解的大体内容:A、题目：基于AISG协议的手持电调天线控制1，Aisg协议要求使用rs-485总线，采用主从方式对多个天线设备进行远程控制，非常适合小型网控制。除此之外，aisg协议相当于osi7层模式的简化版本，包括了第1，2，7层的描述，为总线，天线设备，接口等物理层定制了严格的电气特性的参数；对数据链路层的传输数据封装和功能进行了充分的描述；对应用层的各种天线设备控制命令进行了详细的解说，从而提高灵活性和安全性。图一是手持式电调天线控制器的整机原理框图（图一）控制芯片采用avr的megal6，其他核心电路模块包括电源电路，镍福电池组充电保护电路，jtag调

7、试及程序下载模块，液晶显示模块，rs-485收发器及其保护电路和siag天线接口的7个部分，当使用12镍福电池组工作时，通过专用升压芯片为天线接口提供12v和24v的直流电压，驱动总线上各个天线驱动器,并为控制器提供工作电源。芯片控制器提供工作电源。控制芯片获得从矩阵键盘输入的控制信息，通过rs-485收发器发送到连接在总线上的某个驱动器，并通过液晶显示模块输出控制信息，同时，总线上的某个驱动器也可以通过rs-485收发器与控制器通信，反馈天线的各种状态信息。当电量不足时，可以外接15v稳压电源对系统供电，电池组供电通路被切断，同时还可以对电池进行充电。2，数据链路层的描述：Aisg的数据链路

8、层对命令或者是数据帧的封装分为主机和从机俩种。这里只对主机的封装进行说明。主机的命令帧分为6种，见表表1主机命令帧封装类型类型IRRSNRMDISCjXIDAisg设备地址应该存储于非易失性的存数设备中，每当上电就能读取。从机将比较从主机总线上接受到祯地址域，若和主机的地址符合，将恢复主机。在aisg中有俩个保留的地址，分别是0 x00和Oxff。地址0 x00是广播地址，所有的从机都可以接受还有地址的信息帧。主机与总线上的从机建立连接前必须配置连接在总线上的从机地址。从机接收到该地址配置命令后先检查第一个pv域，判断是否与本机的厂商ID或序列码相同，若相同则将本机的地址值改为第二个pv域中的

9、地址，然回复一个ua祯。若从机发现第一个pv域中的id值与本机不符，但从机已使用第二个pv域中的地址值，则强置本机地址值为0，从而使自己与总线断开连接。是为了避免多个设备用同一个地址。若俩个pv域中的值都与本机不符，则从机不作任何应答(注：当设置好地址后，从机将处于非连接状态)。某些情况下，总线上的设备厂商id或序列码是不知道的或是错误记录，此时可以使用设备扫描命令来确认连接的设备。该命令使用xid帧格式每个接收到该命令的从机将用屏蔽码屏蔽自己的厂商id，若屏蔽后的id值和命令中的唯一id值相同，则从机应答(注：建议每个从机在应答时加上随机延时，从而最大地避免主机同时收到多方应答的情况)。SN

10、RM-frame用于建立连接。主机向某一从机发送SNRM帧信息,从机回复一个UA祯，当主机收到从机的UA祯后，相应的从机即与主机建立了连接。DISC-frame用于断开连接。主机向某一从机发送DISC祯信息，从机回复一个UA祯，并附带断开状态，当主机收到从机的UA祯后，相应的从机即断开了连接。RR-frame是接收准备好命令祯。Ulframe是用于普通广播的命令。3，文献总结上述主要介绍了一种基于AISG协议的便携式电调天线控制器的一些基本的设计思路。正常工作时，负载电流可以达到350mA，可以驱动大多数的电调天线。操作简易，携带方便，非常适合网友人员的随身携带进行基站维护和调控。利用手持便携

11、式的控制器可以让工作人员就地解决实际中的问题以及实时的控制系统的运转状况，但是这种控制的范围有限。应用：采用CTSD技术的高速ADC瞄准便携式医疗设备及工业成像系统。电调天线远程控制单元中AISG协议的控制：以电调天线远程控制器为背景,从协议结构分析,协议各层的实现思路等方面介绍了AISG2.0协议的体系结构和设计思路。AISG2.0,实现电调天线的远程控制和监测、实现天线和相关控制设备的互操作。ET控制系统主要功能是实现对电调倾角天线(RET)的远程控制，便于维护人员对整个网络中的天线倾角进行统一控制和调整,从而极大地改变整个网络优化的操作流程和劳动强度。RCS系统包括电调天线(RET)、R

12、ET远程控制单元(RemoteControlUnit，RCU)、RET中心控制单元(CentralControlUnit，CCU）、基于PC机的RCU控制软件、手持控制器等几个部分组成。其中RET控制器主要负责接收基站发来的AISG控制命令,据此调节天线的下倾角和相关的控制参数。RET远程控制单元的整体结构RCU7|4r咤译图IRCU整体结构图RET远程控制单元的主要功能包括电调倾角控制、天线参数配置、远程固件更新、告警上报等。其主要结构如图1所示,主要包括:AISG通信协议栈、天线下倾角控制部分、天线参数存储单元和RCU固件存储模块。其中AISG协议是RET远程控制单元中最主要的部分。AIS

13、G2.0协议结构大体分析AISG2.0协议共包括3层，对应到OSI模型分别是物理层、数据链路层和应用层。物理层：电气上可采用RS485标准或者共用射频馈线的Modem方式，都为半双工通信；数据链路层：AISG2.0协议的第二层是HDLC协议的一个子集；应用层：应用层根据不同的设备有不同的功能，目前该协议支持的设备包括RET和TMA，因而应用层的功能函数都与这些设备的具体功能密切相关。4，文献摘要：本文以电调天线远程控制器为背景，从协议结构分析，协议各层的实现思路等方面介绍了AISG2.0协议的体系结构和设计思路，这种方法成本比第一种的大，设计起来也是比较复杂的，但是这种控制系统是非常优越的，利

14、用远处的计算机的设备来控制，加大了效率。AISG协议的文献：1,课题中AISG协议的掌握程度直接影响课题的中间进行，因此了解的这一协议是至关重要的。AISG2.0协议物理层的底层通信介质支持两种：RS485方式和Modem方式。RS485通讯方式采用多芯屏蔽电缆在RET与基站之间建立连接oModem方式则是通讯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，然后在接收方解调得到控制信号。这两种连接方式对于上层协议都是透明的。目前对于RET都是采用RS485方式，对于TMA大都采用Modem方式。默认支持的波特率是9.6kbps,也支持38.4kbps和115.2kbps（只针对于R

15、S485方式）。2，HDLC协议：AISG2.0协议中的数据链路层采用了HDLC协议的一个子集：UNC1，15.1TWA。其中：U表示非平衡操作模式，即网络是主从结构，通信的启动和结束由主站控制，从站只是被动的响应主站的查询;N表示响应方式为正常响应方式，即数据帧中包含发送和接收序号,默认情况下滑动窗口大小为1;15.1表示采用有发送/停止位的透明传输方式；TWA表示半双工通信方式。表1AM协议帧格式F题1OCADR1fcdContig1ocfethR)Nin：割古CRC2UelirbsFhg1octet0 x7EDevAddreiisCcntmolbin(musluhijiilrndiofa

16、l74Kjteb)CRC10(CRC2h砂0 x7E通信数据帧格式如表1所示，前导和结束标记分别为0 x7E,有效字段包括从站地址、控制字、信息字段和两字节的CRC校验。帧的组织和通信采用小端模式:低字节在前,高字节在后的顺序。由帧的结构可知,帧长度是可变的,最大不能超过78字节。帧的头尾都用0 x7E做为标记,也就是说在帧数据中不能包含数字0 x7E,如果帧数据中包含0 x7E,就用0 x7D0 x5E代替,相应的0 x7D则用0 x7D0 x5D代替,实现透明传输。AISG2.0协议帧结构中的CRC校验采用CRC-CCITT标准，多项式为x6+x2+x“5+1,由于AISG帧传输采用小端模

17、式,低字节在前,高字节在后，因而实际的CRC校验多项式为1+x“5+x12+x16。所以在查找表的生成、检验算法方面都与标准CRC-CCITT有所不同。CRC校验不包括填充字符,这就要求在发送过程中,应先计算CRC再进行字节填充；在接收过程中,先剔除填充字节,再进行CRC校验。3,文献摘要：本文主要了解了AISG协议的使用方法以及HDLC协议，由信息帧格式来控制和使用AISG协议，从而达到我们要求的指标。电调天线设备控制系统的设计与实现1，ACS系统拓扑结构和设备状态模型ACSPortableACSClientConvertorCCUIInternet二上位机OMC图F电调天线设备控制系统拓扑

18、结构图本文以实际项目为背景,从主从设备之间的通信方式、软件体系结构、软件具体实现方法等讨论电调天线设备控制系统ACS的设计与开发。ACS可以运行在手持控制器上,也可以运行在PC机上,它通过485线缆、射频馈线和USB-485转换器与RCU、TMA等天线设备相连接,天线设备之间按照AISG规定通过485电缆以菊花链连接,其拓扑结构如图1所示,其中虚线表示上位机与下位机的分界线,上位机和下位机之间通过HDLC帧进行通信,采取的是半双工的通信方式2，电调天线设备状态模型ACS（主设备）必须与电调天线设备（从设备）建立连接之后,才能对它们进行远程监控。从设备连接状态主要包括无地址状态、已赋地址状态、已

19、连接状态,用于改变连接状态的操作主要包括配置地址、链路建立、链路断开、链路超时。根据AISG协议规定,从设备连接状态模型可以用图2表示。融匂位系统礎盘粧路超时;无地址状态配置她址主设崙发送血戦从设备冋应ID帧旌路断开主说备发送DISC帧从设备回应UA帧已赋地址状恚主设备发SSKRM帧从设备回应UA1虬/已连接狀态链路建立图2电调天线设备连接状态模型图Fig.2ConnectionstalemodelofALDs从设备在系统复位或系统初始化后进入无地址状态,此时从设备仅对扫描、配置地址操作以及其它一些不需要回应的广播消息起作用,这时候主设备和从设备之间以XID帧进行通信,扫描挂接在菊花链总线的天

20、线设备,并对扫描所得的从设备进行赋地址操作。已赋地址从设备收到主设备发送的SNRM帧后进入连接状态,进入连接状态后,主设备才可以对它们进行远程控制操作。当从设备收到主设备发送的DISC帧或指定时间内没有收到主设备发过来的帧,则又回到无地址状态。3，HDLC帧主设备与从设备之间所有的通信消息以HDLC帧的形式进行传输的，HDLC帧格式如表1所示主要包括帧定界标记、HDLC地址、控制、数据域CRC校验等字段。表1HDLC帧格式TableIFormalofHDLCframeHeadHag（字F丨*piADRa字节）CTRL（1字节）INK）（N字节）CRC（2字节）lailHag（1字节帧首标记0

21、x7E从设备地址控制字段HDLC帧数据域CRCCRC校验校验低字高字节位节位帧部标记0 x7EHDLC帧的帧首标记为0 x7E，标志一帧的开始,HDLC帧的帧尾标记同样为0 x7E,标志一帧的结束。HDLC帧中的地址字段用于指明要发往的目的设备地址,可取0到255之间任意值,其中0表示无地址,255表示广播地址。HDLC帧中的控制字段主要表示帧的类型，或者记录轮询标志以及发送和接收帧的序号。当帧的类型为I帧或RR帧时，控制字段记录轮询标志以及发送和接收的序号。控制字段为OxBF时表示IN2FO域中封装的数据为XID帧。控制字段值为0 x53、0 x73、0 x93时，分别指明HDLC帧具体类型为DISC帧、UA帧、SNRM帧，这个时候HDLC帧的INFO域为空。HDLC帧的数据域字段用于封装主设备与从设备的通信消息，该字段的长度根据通信消息的不同而不同。HDLC帧中的CRC字段值采用16位循环校验算法获得，在发送过程中该字段值，计的是从帧首标记之后到INFO域为止的所有字节。在接收过程中该字段值