无线接入设备泛型化调测维护平台的研究

黄 灿

(武汉邮电科学研究院,430074;武汉虹信软件有限责任公司，武汉,430074)

0 引言

现存的调测软件都是针对特定类型的无线接入设备，为了使无线接入设备的调测维护软件有更好的通用性和灵活性，提高软件利用率，本文采用C++语言和VC6.0开发环境，运用泛型化的设计思想和泛型编程的方法，将无线接入设备的类型参数化，使直放站和基站设备的调测维护软件集成到了统一的平台加以实现，操作时根据用户所选设备类型便可适配出相应设备类型的调测系统。

1 泛型程序设计的思想及泛型编程

泛型程序设计的思想和继承不同,继承只是单纯的抽象。而泛型程序设计则是定义抽象的概念，并根据抽象的概念来编写算法和数据结构，才是泛型程序设计的本质。

泛型编程就是以独立于任何类型的形式编写代码，使用泛型时，需要具体程序实例提供使用的类型或值。泛型编程的代表作品STL即标准模板库，是一种高效、泛型、可交互操作的软件组件。它蕴涵着一种新的程序设计思想–泛型化设计。

2 系统体系结构及功能

2.1 体系结构

无线接入设备泛型化调测维护平台总体分为用户层、协议适配层和通信层。

用户层主要负责处理用户界面实物，是程序与用户交互的接口，接收用户的各种输入，处理后返回结果显示给用户。协议适配层主要完成泛型平台的实例化以及所有与协议相关的工作。通信层负责完成所有与通信相关的功能。

2.2 功能

调测维护平台的主要完成的功能有适配功能、通信功能、交互信息显示功能、设备调测功能等。设备调测功能具体内容包括：配置功能和告警功能。

配置功能又包括直放站设备配置参数查询和设置、基站设备命令操作和配置文件的导入和导出。告警功能包括多种上报功能，可分为：开站上报、巡检上报、配置变更上报及告警上报等。

3 设计方案

3.1 层次间处理流程

在界面上选择要监控的设备类型，界面层会根据所显示的界面动态将数据更新到设备的参数对象中，交给协议适配层。协议适配层根据所选的设备类型从本地目录中获得设备的监控协议、配置文件、数据库文件等，并传给界面层进行显示。与设备间的数据收发由通信层来完成。协议适配层根据帧头，帧尾和协议版本号可判断所要解析的协议，从通信层得到协议帧后对协议帧进行解析，协议帧的组帧工作由协议适配层完成，若需要发送协议帧，只需将协议帧组好交给通信层即可。

3.2 协议适配层的设计

协议适配层完成了泛型化调测维护平台最重要的工作——泛型化平台的适配。泛型化平台的适配是指根据用户选择的设备类型，运行相应设备类型的调测维护平台。

在本层的设计中结合泛型化的设计思想，采用泛型编程的方法，将设备数据CUserData定义为类模板，使它支持不同设备类型的对象CRepeater直放站类或者CBaseStation基站类。在本地目录中，根据设备类型的不同，在不同的路径存储相应设备类型的的配置文件、监控协议和数据库文件等。用户在界面选择要调测的设备类型，系统根据输入的设备类型分别调用加载配置文件接口、加载数据库文件接口和加载协议文件接口，获取相应的配置文件、数据库文件和监控协议等数据以调用初始化设备接口初始化设备数据DevData，并将它输出到界面层。

另外本层还负责完成所有与协议相关的工作——协议解析和协议组帧。本层的设计目标是使监控系统在协议适配层形成一个透明调用和访问的统一接口。协议适配层采用面向对象的设计思想，将数据和操作分离。不同的监控协议设计成相应的类，分别继承监控协议类共同组成的一个通用协议类CProtocol，在运行时根据派生协议类对象调用相应的组帧和解帧的实现方法。监控协议类中含有设备的监控参数对象，监控参数对象与监控协议中的监控参数一一对应。用户进行不同的操作，只需对不同的监控量进行赋值，然后调用协议适配层的成员函数，由协议适配层来完成所有与协议相关工作。

3.3 界面层的设计

VC里面有众多的控件，为界面的实现提供了便捷，多样的实现方式。本系统界面分为系统初始主界面和选择设备类型后适配出的调测界面。结合公司现有的直放站本地调测软件和基站本地调测软件，分析两者在界面布局上的共同之处，将本泛型化调测平台的调测界面大致分为菜单栏、工具栏、设备管理树、参量显示、操作信息框、状态栏等7个区域。当用户在主界面选择设备类型，点击启动按钮后，界面层接收从协议适配层传入的设备数据DevData分别调用菜单栏显示接口、设备管理树显示接口、设备参量显示区显示接口、操作信息框显示接口、状态栏显示接口和工具栏显示接口实现各个区域的更新显示，以启动相应设备类型的调测维护平台。

3.4 通信层的设计

本调测系统支持的通信方式有三种，分别为串口通信、有线网口通信和PS域通信。

设计中将串口通信方式封装成串口类，使用串口RS232。根据通信端口的关联性，将有线网口通信方式和PS域通信方式封装在一个类中，它们均使用了Socket类。

有线网口通信方式使用UDP协议，而PS域通信方式使用TCP协议。在PS域通信方式下，调测系统与调测维护平台的接入方式有通过Internet接入和虚拟专用网络接入两种方式。本项目采用的是Internet接入方式，调测维护平台使用固定的IP地址，设备端被动态分配IP地址。这种接入方式使用的是TCP/IP协议，此时由设备端发起连接请求，设备自动连接上PS域网，登录到调测维护平台上，调测维护平台确认后开始通信。设备为了确保GPRS链路是连通状态，每隔一定时间向调测维护平台发送心跳包，调测维护平台收到心跳包之后做出回应。

4 结语

本文结合泛型化的设计思想，采用泛型编程的方法，对无线接入设备泛型化调测维护平台进行了研究。详细阐述了平台的体系结构和功能，并给出了具体的设计方案。本研究有助于提高软件的通用性和灵活性，降低软件开发成本，并能显著提高软件利用率和操作人员的工作效率。

[1] 李师贤,蒋爱军,梅晓勇,林瑛.C++ Primer中文版[M].北京：人民邮电出版社,2006.

[2] 奥斯滕.泛型编程与STL[M].北京：中国电力出版社,2003.

[3] 罗莉琴,詹祖桥.Windows网络编程[M].北京：人民邮电出版社,2011.

[4] 刘海鹏.直放站操作维护管理系统的研究[D].北京：北京交通大学,2008.

[5] 甄云恒.基站告警监控系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学,2013.