CN102307365B - 塔顶放大器的供电和监控装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种塔顶放大器的供电和监控装置、系统及方法，本发明的供电和监控装置包括供电输出端；电连接到供电输出端的变压器；对供电输出的电压和/或电流进行检测并输出检测信号的检测单元；与检测单元连接的模数转换器；与模数转换器连接，根据数字化后的所述检测信号对塔顶放大器进行监控处理的主控单元；本发明的系统包括上位机，供电和监控装置和塔顶放大器；上位机将配置数据下发给供电和监控装置，供电和监控装置对供电输出的电压和/或电流进行检测，如判断符合所述告警条件，则向所述上位机发出告警。本发明可解决现有技术中对于不支持AISG接口或者无法拿到私有通信协议的塔顶放大器无法有效监控的问题。

Description

塔顶放大器的供电和监控装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及塔顶放大器的控制领域，具体涉及一种塔顶放大器的供电和监控装置、系统及方法。

背景技术

塔顶放大器(TMA，Tower Mounted Amplifier，)是安装在塔顶部紧靠在接收天线之后的一个低噪声放大器，在接收信号进入馈线之前可将接收信号放大，提高上行链路信号质量，改善基站接收的性能，提高通话可靠性和话音质量，同时扩大基站的通话范围。

塔顶放大器的远程控制可以通过其通信接口来实现，可以分成符合AISG(Antenna Interface Standards Group)协议的标准接口和不符合AISG协议的私有接口。

对于符合AISG协议的塔顶放大器可以通过AISG接口进行塔顶放大器的远程控制。可以由基站系统中的装置通过AISG线缆给协议塔顶放大器供电，实现塔顶放大器功能控制(包括增益监控、版本升级等)及告警检测上报。

对于不符合AISG协议但可以拿到私有通信协议的塔顶放大器，可以用私有通信协议来替代AISG协议进行远程控制。对于这种类型的塔顶放大器可以通过开发私有通信协议远程控制软件，达到给塔顶放大器供电、检测和控制的目的。

对于不符合AISG协议且拿不到私有通信协议的塔顶放大器，虽然可以通过AISG接口供电，但不能应用AISG协议来进行监控和告警，起不到保护塔顶放大器、维护业务的作用。并且使用AISG线缆供电的话也仅会使用AISG线缆中的电源线和地线，用不到其他信号线而产生浪费线缆的现象。

对于没有AISG接口的普通塔顶放大器，绝对是无法支持AISG协议的，无法进行塔顶放大器的供电和监控。

目前普遍使用的塔顶放大器的供电和监控方案有：

1、由基站内的装置支持塔顶放大器的方案。该方案主要适用于AISG塔顶放大器，但是由于塔顶放大器样式繁多，供电电压范围、工作模式、告警范围等不尽相同，而基站内的装置只能给塔顶放大器提供12V和28V供电，且只能通过AISG协议监测塔顶放大器状态，所以该方案的缺点是支持塔顶放大器种类有限，供电单一，告警方式也有限制等。

2、采用厂家的PDU(电源分配单元，Power Distribute Unit)支持普通塔顶放大器的方案。但该方案缺点是：第一、PDU需要单独的供电线缆。第二、PDU成本较高。第三、PDU是一个独立的装置，配置复杂，需要占用机柜空间。第四、PDU供电单一，不可调控，适配不同厂家的塔顶放大器设备有一定难度，且不容易推动，需要投入研发，更改硬件及软件设计。第五、工程进度和时间不容易控制。

综上所述，

1、当利旧塔顶放大器时，对于不支持AISG接口或者无法拿到私有通信协议的塔顶放大器无法由基站内的设备实现塔顶放大器的供电和监控，无法实现利旧。而将此种塔顶放大器更换掉的话将极大增加项目工程成本和延长工程进度。

2、当出现不同型号，不同参数，不同工作模式的塔顶放大器时现有方案很难适配，需要研发投入，更改硬件及软件设计，进度和时间不容易控制，使得利旧复杂，成本增加。

发明内容

本发明要解决现有技术中对于不支持AISG接口或者无法拿到私有通信协议的塔顶放大器无法有效监控的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种塔顶放大器的供电和监控装置，所述供电和监控装置包括：

供电输出端；

电压输出端电连接到所述供电输出端的变压器；

对供电输出的电压和/或电流进行检测并输出检测信号的检测单元；

与所述检测单元连接的模数转换器；

与所述模数转换器连接，根据数字化后的所述检测信号对塔顶放大器进行监控处理的主控单元。

所述变压器为可调变压器，所述可调变压器的电压控制端连接到所述主控单元，所述主控单元向所述变压器输出电压控制信号。

进一步地，所述装置还包括连接在所述变压器与供电输出端之间的控制开关，所述控制开关的通断控制端连接到所述主控单元，所述主控单元向所述控制开关输出通断控制信号。

进一步地，所述检测单元包括多个检测回路，每一检测回路对每一路供电输出的电压和/或电流进行检测；所述控制开关为多路开关，所述每一路供电输出的通道上均连接有所述多路开关中的一路开关。

进一步地，所述供电输出端采用SMA接头。

进一步地，所述装置还包括连接在检测单元与模数转换器之间的增益可调的放大器，所述放大器的增益控制端连接到所述主控单元，所述主控单元向所述放大器输出增益控制信号。

进一步地，所述主控单元具有与上位机通信的通信接口。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种塔顶放大器的供电和监控系统，所述供电和监控系统包括上位机、所述的供电和监控装置，及塔顶放大器，所述供电和监控装置中主控单元具有与上位机通信的通信接口，主控单元的通信接口与所述上位机相连，所述供电和监控装置的供电输出端与所述塔顶放大器的电源连接端相连。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于上述供电和监控系统，对塔顶放大器进行供电和监控的方法，所述方法包括：

所述上位机将塔顶放大器的配置数据下发给对应的供电和监控装置，所述配置数据包含告警条件的信息；

所述供电和监控装置为塔顶放大器供电时，对供电输出的电压和/或电流进行检测，得到检测信号；

所述供电和监控装置根据所述检测信号，如判断所述电压或电流符合所述告警条件，则向所述上位机发出告警。

进一步地，所述告警条件为电流超出正常范围或占空比超出正常范围。

进一步地，将所述供电和监控装置中的变压器设置为可调变压器，所述配置数据包含目标电压的信息，所述供电和监控装置根据所述目标电压的信息，将供电输出的电压调节到所述目标电压。

进一步地，在所述供电和监控装置设置连接在所述检测单元与模数转换器之间的增益可调的放大器，所述配置数据包含放大参数，所述供电和监控装置根据所述放大参数对所述放大器的增益进行调节。

进一步地，所述检测信号包括所述电流的大小和/或占空比；所述供电和监控装置将所述电流的大小和/或占空比上报所述上位机。

进一步地，在所述供电和监控装置设置连接在所述变压器与供电输出端之间的供电输出通道上的控制开关，所述配置数据中包含供电输出通道的通断信息，所述供电和监控装置根据所述通断信息控制相应供电输出通道的通断。

上述方案可以实现各种参数配置及实现不同电压输出，由于供电电压及参数设置可变，使用一种供电和监控装置就可以解决支持不同型号、不同供电电压、不同工作模式塔顶放大器的问题，降低了工程成本，加快了工程进度，也使塔顶放大器利旧变的简单。

附图说明

图1是本发明实施例对塔顶放大器供电和监控的原理图。

图2是本发明实施例供电和监控装置的结构框图。

图3是本发明实施例供电和监控方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1示出了本实施例对塔顶放大器供电和监控的原理。由电压转换模块20对输入的直流电压进行转换，产生n路电压输出到塔顶放大器。同时，利用参数配置和检测控制模块10对电压转换模块进行控制和检测。

本实施例塔顶放大器的供电和监控装置的结构如图2所示，本实施例中，该装置为一单板，但并不局限于此，也可以是其他装置或装置组合。

如图所示，该供电和监控装置包括：主控单元1、变压器2、模数转换器3、放大器4、控制开关5、检测单元6、供电输出端7和防护模块8。变压器2的电压输出端电通过控制开关5电连接到供电输出端7。供电输出端7用于为塔顶放大器7提供电源。检测单元6对供电输出的电压和/或电流进行检测并输出检测信号，该检测信号经放大器4、模数转换器3传送到所述主控单元1。本实施例中，主控单元1连接到变压器2的电压控制端、放大器4的增益控制端和控制开关的通断控制端，分别向变压器2输出电压控制信号、向放大器4输出增益控制信号及向控制开关输出通断控制信号。

上述主控单元1、变压器2、模数转换器3、放大器4、控制开关5、检测单元6、供电输出端7等查以固定在外壳内部。在应用于户外时，可以设置防护模块8于外壳的内部或外部，以防雷击、浪涌等。

其中：

检测单元6对塔顶放大器的电压和/或电流进行检测时，可以支持塔顶放大器的“电流工作模式”或“占空比工作模式”。对于“电流工作模式”的塔顶放大器，可通过检测塔顶放大器的工作电流实现对塔顶放大器的监控。对于“占空比工作模式”的塔顶放大器，可以检测实际工作电流的占空比来实现对塔顶放大器的监控。该检测单元6可以包括多个检测回路，每一检测回路对每一路供电输出的电压和/或电流进行检测，互不影响。

主控单元1作为单板的控制核心，可以用CPU实现，用于根据数字化后的所述检测信号对塔顶放大器进行监控和处理。如，实现目标电压控制、放大参数选择控制、电流检测上报、占空比检测上报、控制通道开关、与上位机通信等功能中和一个或多个。主控单元1的通信端可以与上位机的通信端相连，与上位机通讯，以获得塔顶放大器的配置参数可以实现单板配置、告警上报、参数下发等功能。其中，如塔顶放大器配置为电流工作模式，主控单元可根据塔顶放大器数据手册的参数设定工作电流范围，当检测到的实际工作电流高于或低于该运行范围时可立刻做出反应，根据参数配置的要求实现各种告警上报及通道开关控制，准确定位故障，及时保护塔顶放大器不受损坏。如塔顶放大器配置为“占空比工作模式”，主控单元可以根据塔顶放大器数据手册的参数设定占空比范围，当检测到实际工作电流的占空比超出正常工作范围时，就可以根据检测到的占空比值来判断是哪个塔顶放大器或塔顶放大器的哪一个分支故障，并上报告警，及时控制故障分支的上下电。

变压器2可以为可调变压器，该可调变压器的电压控制端连接到主控单元1，主控单元1向该可调变压器输出电压控制信号。

放大器4的放大参数可以是可调的，与目标电压对应，放大器4采用不同放大参数，使电流检测更精确，也能确保检测电压放大后不会超过模数转换器3的检测范围。

模数转换器3用于实现模数转换，将检测到的值以数字形式传给主控单元1，模数转换器3采用的AD芯片的位数决定了检测的精度。

控制开关5可以为多路开关，每一路供电输出的通道上均连接有该多路开关中的一路开关，控制开关5的通断控制端连接到主控单元1，主控单元1向控制开关5输出通断控制信号。

供电输出端7可以采用普通SMA接头(SMA接头的全称是Small AType接头，是一种典型的微波高频连接器。)，通过普通T型头从主集和分集馈线实现对塔顶放大器供电，包括不支持AISG接口或者无法拿到私有通信协议的塔顶放大器。

需要说明的是，上述部件中的放大器4、控制开关5和防护模块8是可选的。

本实施例的供电和监控系统包括上位机、上述供电和监控装置，及塔顶放大器，供电和监控装置中主控单元1的通信接口与上位机相连，供电和监控装置的供电输出端与塔顶放大器的电源连接端相连。上位机与主控单元1的通讯模式可以有多种选择，如IPMB通讯模式等。

基于上述供电和监控系统，请参见图3，本实施例对塔顶放大器进行供电和监控的方法包括：

步骤101：数据下发，即根据外接塔顶放大器的数据手册，将配置数据通过上位机下发给主控单元1；

所述配置数据可以包括以下数据中的一种或多种：告警条件、目标电压、放大器4的放大参数、塔顶放大器的工作模式、塔顶放大器的告警参数，所述塔顶放大器的工作模式为电流工作模式或者占空比工作模式，所述告警参数为相应工作模式下的工作电流范围或者占空比范围，所述监控数据为相应工作模式下的工作电流或者工作电流的占空比。

步骤102：参数配置，即主控单元1根据配置数据产生电压控制信号，发送至变压器2，由变压器2产生相应电压传递至控制开关5；主控单元1将放大器4的放大参数下发至放大器4；以及，主控单元1产生有效使能信号使得控制开关5闭合为塔顶放大器供电，塔顶放大器工作；

步骤103：电压和/或电流检测，即检测单元6检测塔顶放大器的电压和/或电流信号，并将检测信号发送至放大器4，放大器4将信号放大相应倍数后经模数转换器3转换为数字信号发送至主控单元1；

步骤104：判断工作是否正常？如不正常，转入步骤105，如正常，转入步骤106；

主控单元1将接收到的塔顶放大器监控信号与配置数据比较，判断塔顶放大器是否工作正常。

步骤105：上报告警和/或关断输出，当监控信号超出配置数据的正常范围时，主控单元1将告警上报至上位机，和/或产生无效使能信号控制关闭检测控制开关5，停止为塔顶放大器供电。

步骤106：输出电压，当监控信号在配置数据的正常范围时，主控单元1产生相应的通断控制信号使控制开关5导通输出电压，本步骤后返回步骤103。

通过上述流程，完成对不同型号，不同参数塔放供电和监控。当同时对多个外接塔顶放大器进行供电和监控时，与上述工作过程类似，区别在于主控单元1产生使能信号能够独立的控制多路开关中各个通道的通断，不同的检测回路对每一路供电输出的电压和/或电流进行检测，并分别发送至主控单元1，主控单元1将监控数据相应的塔顶放大的配置数据比较，判断各个塔顶放大器是否工作正常，如果正常则持续供电，如果不正常，则判断哪一个塔顶放大器故障，并作出相应处理。

本发明的有益效果在于：

1.采用普通SMA接头(SMA接头的全称是Small A Type接头，是一种典型的微波高频连接器。)通过普通T型头从主集和分集馈线实现对塔顶放大器供电，包括不支持AISG接口或者无法拿到私有通信协议的塔顶放大器；

2.采用常用接口多路供电输出，各路输出之间相互独立检测和保护，互不影响；

3.供电电压可变，控制方法简单，避免多次更换单板；

4.对应于不同供电电压采用不同的放大参数，可以实现供电电流的精确检测；

5.可实时监测塔顶放大器工作状态，上报告警，反应迅速，可以很好的保护塔顶放大器不受损坏；

6.可以支持不同型号、不同供电电压、不同工作模式的普通塔顶放大器，应用范围广；

7.本单板采用插板结构，不需要单独供电，配置灵活，体积小，适用于各种应用场景；

8.本发明对器件要求不高，可以使用常规器件，单板成本较低。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (12)

1.一种塔顶放大器的供电和监控装置，其特征在于：包括

供电输出端；

电压输出端电连接到所述供电输出端的变压器；

对供电输出的电压和/或电流进行检测并输出检测信号的检测单元；

与所述检测单元连接的模数转换器；

与所述模数转换器连接，根据数字化后的所述检测信号对塔顶放大器进行监控处理的主控单元；

所述装置还包括连接在所述变压器与供电输出端之间的控制开关，所述控制开关的通断控制端连接到所述主控单元，所述主控单元向所述控制开关输出通断控制信号。

2.如权利要求1所述的供电和监控装置，其特征在于：

所述变压器为可调变压器，所述可调变压器的电压控制端连接到所述主控单元，所述主控单元向所述变压器输出电压控制信号。

3.如权利要求1所述的供电和监控装置，其特征在于：

所述检测单元包括多个检测回路，每一检测回路对每一路供电输出的电压和/或电流进行检测；

所述控制开关为多路开关，所述每一路供电输出的通道上均连接有所述多路开关中的一路开关。

4.如权利要求1所述的供电和监控装置，其特征在于：所述供电输出端采用SMA接头。

5.如权利要求1所述的供电和监控装置，其特征在于：

所述装置还包括连接在检测单元与模数转换器之间的增益可调的放大器，所述放大器的增益控制端连接到所述主控单元，所述主控单元向所述放大器输出增益控制信号。

6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的供电和监控装置，其特征在于：所述主控单元具有与上位机通信的通信接口。

7.一种塔顶放大器的供电和监控系统，其特征在于：所述供电和监控系统包括上位机、如权利要求6所述的供电和监控装置，及塔顶放大器，所述供电和监控装置中主控单元的通信接口与所述上位机相连，所述供电和监控装置的供电输出端与所述塔顶放大器的电源连接端相连。

8.一种对塔顶放大器进行供电和监控的方法，应用于权利要求7所述的系统，所述方法包括：

所述上位机将塔顶放大器的配置数据下发给对应的供电和监控装置，所述配置数据包含告警条件的信息；

所述供电和监控装置为塔顶放大器供电时，对供电输出的电压和/或电流进行检测，得到检测信号；

所述供电和监控装置根据所述检测信号，如判断所述电压或电流符合所述告警条件，则向所述上位机发出告警；

在所述供电和监控装置设置连接在变压器与供电输出端之间的供电输出通道上的控制开关，所述配置数据中包含供电输出通道的通断信息，所述供电和监控装置根据所述通断信息控制相应供电输出通道的通断。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述告警条件为电流超出正常范围或占空比超出正常范围。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

将所述供电和监控装置中的变压器设置为可调变压器，所述配置数据包含目标电压的信息；所述供电和监控装置根据所述目标电压的信息，将供电输出的电压调节到所述目标电压。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

在所述供电和监控装置设置连接在所述检测单元与模数转换器之间的增益可调的放大器，所述配置数据包含放大参数，所述供电和监控装置根据所述放大参数对所述放大器的增益进行调节。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述检测信号包括所述电流的大小和/或占空比；所述供电和监控装置将所述电流的大小和/或占空比上报所述上位机。