中国移动多媒体广播智能网络监测系统的设计与实现

摘要：为测试CMMB网络的覆盖情况，文中设计了基于处理器STM32及GPRS无线通信方案的CMMB智能网络监测系统。处理器通过解调模块和GPS模块采集信号质量的相关参数和地理位置信息，并通过GPRS模块将信息发送给服务器，同时接收服务器端的命令，完成终端与服务器的双向通信。终端利用太阳能供电，使其可长期工作在缺少电源、无人监管的状态下。经测试，系统工作性能稳定。
关键词：CMMB；无线通信；GPRS；远程控制

中国移动多媒体广播(CMMB)是我国自主研发的、具有完全自主知识产权的移动多媒体广播标准。目前，全国各大城市的CMMB网络正在建设和完善当中，而CMMB信号的覆盖测试为网络优化和调整提供了重要的数据依据。数字电视广播网络的建设是一个长期复杂的过程，需要经过不断地调整和优化才能达到一个理想的效果。而只有有效、精确的网络覆盖测试才能为调整、优化提供可靠的依据。一个成熟稳定的CMMB网络覆盖测试系统，对于CMMB的发展具有重大意义。因此，有必要设计一款针对CMMB网络的覆盖测试系统。
本设计基于高性能单片机STM32和GPRS无线通信方案实现了对测试点CMMB网络覆盖情况的实时监测，并利用GPS接收器将测试终端的地理位子信息上传到服务器端，完成了对监测终端的精准定位。
终端板卡供电方式采用太阳能供电系统，保障其在无电源和人员看守的情况下长期稳定的工作。最后通过综合测试，能实现所有要求的功能，完全满足本次设计的要求。

1 测试需求分析
为了对测试点进行实时准确的信息监测，需要做好以下几点。测试地点的地理位置，包括经度、纬度，至少每秒统计一次；终端板卡供电蓄电池电量实时更新；8 M信号带宽内的平均功率，单位为dBm，每秒统计一次，测量精度达到±1 dBm；CMMB信号解码LDPC误包率、RS误包率，每秒统计一次；服务器端可以随时更改信息上报时间间隔，并能对终端调谐器、解调器配置参数进行更改，以适应不同地区解调参数的不同。

2 总体设计
本系统分为测试终端和服务器端，服务器端只需要一台性能良好的个人计算机，而测试终端主要由以下几个模块构成：射频前端模块模块、功率测量与存储模块、GPS接收器、太阳能供电模块、处理器模块及GPRS无线通信模块。各个模块主要是通过STM32微处理器的GPIO口连接与通信。处理器需要对射频前端的调谐器和解调器进行调谐频道和解调参数设置，并对RS误包率、LDPC误包率等信息进行读取。CMMB信号调谐器主要是对从天线接收的高频信号进行调谐输出中频信号；CMMB调谐解调模块主要是对信号进行解调和信道解码；功率的测量与存储模块负责将信号功率转换为电平信号送给STM32的ADC和将系统设置参数进行存储，GPS接收器用于获取监测点地理位子信息，最后处理器通过GPRS无线模块将信息发送至服务器端并从服务器接收控制命令。系统整体结构如图1所示。

3 系统硬件设计
3．1 射频前端模块
射频前端模块包括调谐单元和解调单元。
本系统中RF射频信号的调谐模块采用MXL5007，芯片能够通过天线或有线接收从44～885 MHz连续频段信号，并将输入的RF射频信号进行调谐输出4～44 MHz的中频信号；此芯片还具有对原始的RF射频信号无损耗的环出功能，这使得芯片再输出中频信号给功率测量模块的同时，还能无损耗的环出一路CMMB信号到后级的解调模块，是本系统调谐器的理想选择。
调谐解调模块选用了创毅视讯公司的IF206型号的芯片，IF206芯片支持CMMB广播信道标准和复用标准；可同时接收卫星信号和地面信号；低功耗、低成本、对前端后端设备无特殊要求。
3．2 GPRS无线通信模块
本系统选用GPRS无线通信方案，采用Fibocom的G600模块，支持Dual 900／1800或850／1900双频。G600模块外观小巧，功耗低，GPRS数据连接可靠，内置TCP／IP协议栈，G600模块采用串口通信。