[发明专利]新型无线接入切换中实现数据传输的方法

说明书

 [0001] 新型无线接入切换中实现数据传输的方法属于通讯信息领域。

控制器

控制器通过其提供的与交换机、基站和操作维护中心的接口与这些功能实体相连接。

控制器的主要功能是处理用户的呼叫（包括呼叫建立、拆线等）、对基站进行管理，通过基站进行无线信道控制、基站监测和对固定用户单元及移动终端进行监视和管理。

操作维护中心

操作维护中心负责整个无线接入系统的操作和维护，其主要功能是对整个系统进行配置管理，对各个网络单元的软件及各种配置数据进行操作：在系统运转过程中对系统的各个部分进行监测和数据采集；对系统运行中出现的故障进行记录并告警。除此之外，还可以对系统的性能进行测试。

基站通过无线收发信机提供与固定终接设备和移动终端之间的无线信道，并通过无线信道完成话音呼叫和数据的传递。

控制器通过基站对无线信道进行管理。

基站与固定终接设备和移动终端之间的无线接口可以使用不同技术，并决定整个系统的特点，包括所使用的无线频率及其一定的适用范围。

固定终接设备为用户提供电话、传真、数据调制解调器等用户终端的标准接口--Z接口。它与基站通过无线接口相接。并向终端用户透明地传送交换机所能提供的业务和功能。

固定终接设备可以采用定向天线或无方向性天线，采用定向天线直接指向基站方向可以提高无线接口中信号的传输质量、增加基站的覆盖范围。根据所能连接的用户终端数量的多少；固定终接设备可分为单用户单元和多用户单元。

单用户单元（SSU）只能连接一个用户终端；适用于用户密度低、用户之间距离较远的情况；多用户单元则可以支持多个用户终端，一般较常见的有支持4个、8个、16个和32个用户的多用户单元，多用户单元在用户之间距离很近的情况下（比如一个楼上的用户）比较经济。

移动终端从功能上可以看作是将固定终接设备和用户终端合并构成的一个物理实体。

由于它具备一定的移动性，因此支持移动终端的无线接入系统除了应具备固定无线接入系统所具有的功能外，还要具备一定的移动性管理等蜂窝移动通信系统所具有的功能。

如果在价格上有所突破，移动终端会更受用户及运营商的欢迎。

装置主要分为两个部分：

a.电量采集发射单元，包含电压、电流互感器，单片机和无线发射单元。

b.无线接收单元和用于显示数据的监测计算机。

设计的数据采集系统工作原理是：

在线路上需要数据采集的位置点安装电量采集发射单元，通过其中的电压电流互感器采集模拟信号，单片机把采集到的模拟信号进行AD转换，得到的数字信号通过单片机的SPI接口传输给无线发射芯片nRF2401进行数据的发射；在接收端，无线接收芯片收到有效数据后传送给单片机，单片机通过USB接口与监测计算机进行数据通信，用户可以在监测计算机的用户界面上看到数据及波形。

无线通信器件的选型。

无线通信方案有多种，其中由于应用环境和距离等因素的作用，使得蓝牙技术与射频技术显得更加适合本设计方案。

通过比较，射频芯片具有许多优越的特征，集成了内部的基带处理器，备调试容易，且速率也较蓝牙高，通信距离长，成本相对较低，

因此在满足本系统各方面要求的提下，决定采用nRF2401 射频芯片作为本系统的通信模块。

单片机器件的选型。

系统的数据采集部分是以微控制器为核心，对整个系统的各种操作通常都是由微控制器来完成的，对于本系统来说，微控制器的选择以单片机为主，AVR、PIC等单片机无论在功能还是速度上都可满足本系统的要求。

但PIC单片机采用精简指令集，编程比较简单，同时具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。

数据采集模块部分的硬件设计。由于单片机内部A/D转换只能接受正电平，所以从互感器输出的模拟波形需使用运算放大器抬升电平。

在放大器的硬件设计中，设置了两路输入，分别利用放大器的两通道进行电平抬升。

抬升后的电压从OUTI和OUTZ口输出。

无线通信模块部分的硬件设计。PIC16LF818 单片机的同步串行接口模块有SPI和I2C两种模式，而nRF2401 用的是DRI，CLK和DATA三线传输。

考虑到速率的因素，单片机和nRF2401 的连接准备用SPI（SerialPeripheralInterface，串行外设接口） 接口实现。