中國移動多媒體廣播智能網絡監測系統的設計與實現

摘要：為測試CMMB網絡的覆蓋情況，文中設計了基于處理器STM32及GPRS無線通信方案的CMMB智能網絡監測系統。處理器通過解調模塊和GPS模塊采集信號質量的相關參數和地理位置信息，并通過GPRS模塊將信息發送給服務器，同時接收服務器端的命令，完成終端與服務器的雙向通信。終端利用太陽能供電，使其可長期工作在缺少電源、無人監管的狀態下。經測試，系統工作性能穩定。
關鍵詞：CMMB；無線通信；GPRS；遠程控制

中國移動多媒體廣播(CMMB)是我國自主研發的、具有完全自主知識產權的移動多媒體廣播標準。目前，全國各大城市的CMMB網絡正在建設和完善當中，而CMMB信號的覆蓋測試為網絡優化和調整提供了重要的數據依據。數字電視廣播網絡的建設是一個長期復雜的過程，需要經過不斷地調整和優化才能達到一個理想的效果。而只有有效、精確的網絡覆蓋測試才能為調整、優化提供可靠的依據。一個成熟穩定的CMMB網絡覆蓋測試系統，對于CMMB的發展具有重大意義。因此，有必要設計一款針對CMMB網絡的覆蓋測試系統。
本設計基于高性能單片機STM32和GPRS無線通信方案實現了對測試點CMMB網絡覆蓋情況的實時監測，并利用GPS接收器將測試終端的地理位子信息上傳到服務器端，完成了對監測終端的精準定位。
終端板卡供電方式采用太陽能供電系統，保障其在無電源和人員看守的情況下長期穩定的工作。最后通過綜合測試，能實現所有要求的功能，完全滿足本次設計的要求。

1 測試需求分析
為了對測試點進行實時準確的信息監測，需要做好以下幾點。測試地點的地理位置，包括經度、緯度，至少每秒統計一次；終端板卡供電蓄電池電量實時更新；8 M信號帶寬內的平均功率，單位為dBm，每秒統計一次，測量精度達到±1 dBm；CMMB信號解碼LDPC誤包率、RS誤包率，每秒統計一次；服務器端可以隨時更改信息上報時間間隔，并能對終端調諧器、解調器配置參數進行更改，以適應不同地區解調參數的不同。

2 總體設計
本系統分為測試終端和服務器端，服務器端只需要一臺性能良好的個人計算機，而測試終端主要由以下幾個模塊構成：射頻前端模塊模塊、功率測量與存儲模塊、GPS接收器、太陽能供電模塊、處理器模塊及GPRS無線通信模塊。各個模塊主要是通過STM32微處理器的GPIO口連接與通信。處理器需要對射頻前端的調諧器和解調器進行調諧頻道和解調參數設置，并對RS誤包率、LDPC誤包率等信息進行讀取。CMMB信號調諧器主要是對從天線接收的高頻信號進行調諧輸出中頻信號；CMMB調諧解調模塊主要是對信號進行解調和信道解碼；功率的測量與存儲模塊負責將信號功率轉換為電平信號送給STM32的ADC和將系統設置參數進行存儲，GPS接收器用于獲取監測點地理位子信息，最后處理器通過GPRS無線模塊將信息發送至服務器端并從服務器接收控制命令。系統整體結構如圖1所示。

3 系統硬件設計
3．1 射頻前端模塊
射頻前端模塊包括調諧單元和解調單元。
本系統中RF射頻信號的調諧模塊采用MXL5007，芯片能夠通過天線或有線接收從44～885 MHz連續頻段信號，并將輸入的RF射頻信號進行調諧輸出4～44 MHz的中頻信號；此芯片還具有對原始的RF射頻信號無損耗的環出功能，這使得芯片再輸出中頻信號給功率測量模塊的同時，還能無損耗的環出一路CMMB信號到后級的解調模塊，是本系統調諧器的理想選擇。
調諧解調模塊選用了創毅視訊公司的IF206型號的芯片，IF206芯片支持CMMB廣播信道標準和復用標準；可同時接收衛星信號和地面信號；低功耗、低成本、對前端后端設備無特殊要求。
3．2 GPRS無線通信模塊
本系統選用GPRS無線通信方案，采用Fibocom的G600模塊，支持Dual 900／1800或850／1900雙頻。G600模塊外觀小巧，功耗低，GPRS數據連接可靠，內置TCP／IP協議棧，G600模塊采用串口通信。