移动通信基站培训

GSM基站概述1、GSM技术参数1．频段：上行：（890-915）MHz移动台发下行：（935-960）MHz基站发2．频带宽度：25MHz3．上、下行频率间隔：45MHz4．载频间隔：200KHz5．信道方式：全双工6．信道分配：每载频8时隙，包含8个全速信道，16个半速信道7．每个时隙信道速率：22.8kbit/s8．信道总速率:270kbit/s9．调制方式:GMSK10.接入方式:TDMA11.话音编码:RPE-LPC13kbit/s规则脉冲激励线形预测编码12.分集接收:跳频每秒217跳,交错信道编码,自适应均衡2、基站的有关概念定义1．基站（BaseStation）：它用于向移动台和移动交换机提供无线接口，处理在称做“蜂窝小区”（简称小区）范围内移动台的话务，一个基站能控制一个或几个小区。移动通信的地理覆盖区是由一个个小区组合而成的。由于在移动通信网内存在着大量的基站，故需要对基站和小区进行编号，以便识别和管理。2．小区与位置区：小区是交换机业务区的最小单位，它是基站的一个扇形天线所覆盖的区域，而一个基站所覆盖的所有小区称为基本小区，若干个基本小区组成一个位置区。3．移动台（mobilestation）：即移动用户设备。有车载、便携和手持式三种类型。其中手持式移动台（手机）最为普遍。4．无线覆盖范围：是指移动台从基站接收到的信号强度在给定之上的地理区域。5．无线基站RBS：基站收发信台（BTS）在爱立信的GSM系统中被称为RBS（radiobasestation）。RBS是基站内所有设备的总称，有RBS2000型和RBS200型设备，其主要功能如下：（1）有线-无线间的转换（2）无线信号的测量（3）天线分集（4）加密（5）跳频（6）非连续发射（7）时间调整（8）监测和监视3、基站与移动台之间的通信与固定电话网传统的电话通信相比，移动通信的重要特征是：基站与移动台之间是无线连接。一个无线信道就像固定网交换机中的一条链路（一个时隙），可以为一对用户提供通话路由。无线信道总是成对配置和使用的，一个用于移动台发送信号，称做为“上行”，另一个用于基站发送信号，称做为“下行”。在无线通信中，一定的通信频段被划分成若干个无线载频，每个载频在模拟移动通信中，就相当于一个无线信道，而在GSM移动通信系统中，可以包含若干个无线信道。无线信道有两种：一种是控制信道，用于传递接续所需要的控制信令；另一种是话音信道，用于传递话音和数据。在这里解释一下数字移动通信系统与模拟移动通信系统的区别。这取决于无线信道上传送信号的形式。若无线信道上传送的是模拟信号，我们称之为模拟移动通信，反之则为数字移动通信。4、无线数字信道无线数字信道，是GSM移动台与基站之间的信息通道。每个载频采用TDMA变成8个信道，或称8个时隙，可同时为8个用户服务。与模拟移动通信系统相比，一个GSM载频相当于模拟网中8个载频。由于通信的双工特性，我们将基站发向移动台的频率称为下行频率，把移动台发向基站的频率称为上行频率。信道的概念：无线信道可分为物理信道和逻辑信道两大类：物理信道是指一个载频上，采用TDMA方式变成的8个信道（时隙）。逻辑信道是指从信息内容的性质角度定义划分的。通常我们可以把信道上传递的内容分成业务信息（话音、数据等）和控制信息（控制呼叫进程的信令）两大类。并定义与之相对应的逻辑信道称为业务信道和控制信道，再将不同的信息分别放在相应的逻辑信道上传送。因此，根据所传信息的种类不同，可以定义不同种类的逻辑信道。但要注意，信息在逻辑信道的传送，是一种人为的定义，目的是便于理解。它实际上是放在（影射到）物理信道上传送的。下面我们逐一介绍GSM中的逻辑信道。1．业务信道（TCH）业务信道用于传送编码后的话音或数据信息。系统内绝大多数的载频及其时隙（信道）将用做业务信道，传送业务信息。2．控制信道（CCH）控制信道用于传送信令或同步数据。它可分为三类：广播信道、公共控制信道及专用控制信道。（1）广播信道（BCH）BCH包括FCCH、SCH、BCCH三种信道，其特点是均为下行信道，且为一点对多点方式。1频率校正信道（FCCH）：此信道向移动台传送频率校正信号，使移动台能调到相应的频率上。2同步信道（SCH）：此信道向移动台传送帧同步号和基站识别码。3广播控制信道（BCCH）：该信道向移动台传送其所有小区的通用消息。比如：位置区识别码（LAI），小区内允许的最大输出功率，相邻小区的BCCH载频等等。当移动台获取了BCH的各项信息后。便可与小区的基站取得同步，由于个基站间是不同步的，所以每当移动台进入新的小区时，要通过获得该基站的BCH信息来实现同步。（2）公共控制信道（CCCH）CCCH包括PCH、RACH、AGCH三种信道。1寻呼信道（PCH）：该信道用于在小区内寻呼移动台，是下行信道。PCH含有被叫移动台的号码信息，故只有相应的移动台才会响应。2随机接入信道（RACH）：该信道是点对点的上行信道。当移动台要接入系统时（无论做主叫还是做被叫），首先要通过此信道向系统申请一个供接续用的专用信道SDCCH。3允许接入信道（AGCH）：这是一个点对点的下行信道。当移动台经RACH申请到专用信道后，系统经AGCH将分配给该移动台的专用信道移动台。故AGCH总于RACH成对使用。公共控制信道主要用于寻呼被叫，以及完成移动台所需专用控制信道的申请和分配。所以移动通信的实现不仅要有传递话音的业务信道，而且要相应的控制信道配合才行。（3）专用控制信道（DCCH）DCCH由SDCCH、SACCH、FACCH三种信道组成。1独立专用控制信道（SDCCH）：这是一个点对点的双向信道，其主要功能是在移动台呼叫建立之前（占用TCH之前），传送系统信息，如登记和鉴权均在此信道上进行。2慢速随路控制信道（SACCH）：它与一个业务信道（TCH）或一个独立专用控制信道（SDCCH）相关（周期性的借用以上信道传送本身负责传送的信息），这是一个传送有关连接信息的点对点的双向连接数据信道。如用以传送服务小区的信号强度、移动台功率等级管理等信息。3快速随路控制信道（FACCH）：它与一个TCH信道相关。用于传送速度（实时）要求高的信令信息，它工作于借用模式，每当需要传送该类信息时（如需要完成一次切换），则借用TCH，即当前的一个20ms的话音信息的位置（时隙）来传送。由于话音译码器会重复最后20ms的话音，所以这种中断不会让用户感觉到。DCCH的特点是向特定的呼叫提供专门的信道来传递其专用信令信息，是点对点的双向信道。爱立信RBS2202型基站1、外观组成结构TheRBS2202radiocabinetwithbaseframe,CDUCombiningandDistributionUnit耦合分配单元（有A、C、C+、D四种类型）DXUDistributionSwitchUnit分配交换单元（中心控制单元，连接2兆传输）ECUEnergyControlUnit电源环境控制单元（控制PSU、风扇、温度传感器）IDMInternalDistributionModule内部分配模块单元（给内部的各模块提供电源插头）PSUPowerSupplyUnit电源供应单元（将-48V电源转换成+27V，最大数量4块）TRUTransceiverUnit收发信机单元（信号的编码、解码、调制、放大等无线功能）COWL通风罩BaseFrame固定底座下图为RBS2000基站的功能方块图机架尺寸及安装尺寸要求（单位：mm） RBS2202型机架满配置时 -48V直流 +24v直流 220v交流 最大耗能 2400W 2100W 3200W 正常耗能 2400W 2100W 2400WRBS2202型机架:满配置时重量:226Kg工作温度范围:+5~+40度工作湿度范围:5%~85%2、各功能单元的描述(一)DXU（DistributionSwitchUnit分配交换单元）1、DXU是爱立信RBS机架的中心控制单元，每个RBS配置有一个DXU。在多机架结构中，DXU可以被配置在每一个RBS机架中，也可以DXU只被配置在主机架中，而从属机架中可无需DXU。DXU通过PCM与BSC基站控制器连接，分配给每个TRU收发信机相应的PCM时隙。BSC通过LAPD信令控制DXU的结构。2、DXU的主要功能简要描述如下：（1）分配交换功能（2）时钟单元（RBS的时钟参考是通过从PCM抽取同步信号来获得的，临沂目前采用的方式）（3）可收集最多16个外部告警，如电源告警、温度告警等（4）多级级联的功能（5）RS485本地总线接口功能（6）PCM接口G.703(有传输告警的监测的功能)（7）OMT接口RS232（可通过此接口连接PC机）（8）管理A—bis连接资源（9）集中控制连接（同BSC间的LAPD信令）（10）在非易失内存中存储全部RBS软件（11）维护集成在DXU的安装数据库IDB（IDB包含相关的安装硬件信息，如每一个可替换单元RU的识别码，安装位置和相关的结构参数）3、下图为DXU的外观图4、G.703接口我们用的DXU使用2.048Mbit/s75Ohm和120Ohm接口,每个DXU有G.703-1和G.703-2两个2M接口。G.703连接头(母头9针)的针对应 针号 功能 1 75Ohm发，芯 2 75Ohm发，皮 3 地 4 75Ohm收，芯 5 75Ohm收，皮 6 120Ohm发 7 120Ohm发 8 120Ohm收 9 120Ohm收4、DXU面板的指示灯及按钮（1）面板上有两个按钮，CPURESET和LOCAL/REMOTEA、CPURESET可对整个机架（或基站）进行复位，B、LOCAL/REMOTE可将整个机架（或基站）置于LOCAL本地操作维护状态，以便于进行一些操作，此时BSC失去对其的控制。（2）面板上指示灯的颜色显示及含义A、仅OPERATIONAL绿灯亮，基站工作正常，且无任何告警B、OPERATIONAL绿灯亮、BSFAULT表示基站虽然能正常工作，但存在告警C、OPERATIONAL绿灯亮、EXTERNALALARM表示基站虽然能正常工作，但存在外部告警D、OPERATIONAL绿灯亮、LOCAL/REMOTE黄灯亮、BSFAULT黄灯亮表示机架（或基站）处于LOCAL本地操作维护状态，BSC失去对其的控制E、有FAULT红灯亮，表示DXU可能已坏F、FAULT红灯和OPERATIONAL绿灯交替闪烁，同时伴随有LOCAL/REMOTE黄灯和BSFAULT黄灯常亮，表示DXU正在进行DXU基站软件的下载更新，大约需要15分钟左右G、所有的指示灯全亮，表示DXU正在进行重新起站的过程中，仅持续较短的时间（二）TRU（TransceiverUnit收发信机单元）1、TRU是一发射、接收和信号处理单元，能够和手机进行双工无线通信。一块TRU能够支持8个全速率双工信道或者16个半速率信道，它有一个发射天线接口，两个接收接口，支持分集接收功能。分集接收可增强接收质量，是通过两个或更多的独立的接收路径来获得的。2、TRU两种版本的外观图3、TRU的功能简要描述（1）无线发射，包括GMSK高斯滤波调制、射频信号产生、功率放大（2）无线接收，包括基带跳频、合成器跳频、分集接收（3）空中接口信号处理（4）TRX收发信令管理4、TRU面板的指示灯和按钮（1）面板上有三个按钮，CPURESET、LOCAL/REMOTE、TESTCALLA、CPURESET可对单个TRU进行复位，B、LOCAL/REMOTE可将单个TRU置于LOCAL本地操作维护状态，以便于进行一些操作，此时BSC和DXU失去对其的控制。C、TESTCALL是工厂测试专用的（2）面板上指示灯的颜色显示及含义A、仅OPERATIONAL绿灯亮，此TRU工作正常，且无任何告警B、OPERATIONAL绿灯亮、TXNOTENABLED黄灯亮表示TRU虽然不存在故障，但不能正常工作，无法进行发射C、仅TXNOTENABLEDE黄灯亮，表示暂时无法进行发射D、OPERATIONAL绿灯亮、LOCAL/REMOTE黄灯亮、TXNOTENABLED黄灯亮，表示此TRU处于本地操作维护状态E、FAULT红灯亮，表示TRU可能已坏F、FAULT红灯和OPERATIONAL绿灯交替闪烁，同时伴随有LOCAL/REMOTE黄灯和TXNOTENABLED黄灯常亮，表示TRU正在进行本身软件的更新，大约需要15分钟左右G、指示灯全亮，表示TRU正在进行复位，仅持续较短的时间（三）CDU（CombiningandDistributionUnit耦合分配单元）1、CDU是TRU与天馈线系统之间的接口部分，可耦合若干个TRU的射频信号到一个天线上，CDU的型号不同，能够耦合的TRU的个数也不同。为了支持不同的基站结构配置，CDU类型A、C、C+、D便被开发出来。CDU是设计基站结构的关键因素，1/1/1、2/2/2、3/3/3、4/4/4、6/6/6、8/8/8等各种小区类型，选择的CDU型号是不一样的。（2/2/2的含义是此基站有三个小区，每个小区有两个载频，其他类型类似）2、CDU类型的简要介绍A、CDUA能够连接1-2个TRU，但每根天线只能连接一个TRU，天线利用率低。CDUA对射频信号几乎没有衰耗，能够以最大的功率将信号发射出去。用CDUA配置的基站容量低，用于低话务量、大覆盖区的基站。B、CDUC和CDUC+能够连接1-2个TRU，可将两个TRU的射频信号耦合到一根天线上发射，但对射频信号有3dB的衰耗，CDU的耦合输出射频信号功率比输入射频信号相比减少一半。C、CDUD能够连接1-6个TRU，可将6个TRU的射频信号耦合到一根天线上发射，但对射频信号有4dB的衰耗。3、CDUA、CDUC、CDUC+、CDUD的外观图下图为CDUD4、CDU面板指示灯A、FAULT红灯亮，表示CDU可能已坏，也可能是因所连接的TRU故障所引起的B、OPERATIONAL绿灯亮，表示工作正常（四）ECU（EnergyControlUnit电源环境控制单元）1、ECU控制和监测电源转换模块PSU、风扇FANs、温度传感器TEMPERATURESENSOR。ECU观察PSU、FANs、TEMPERATURESENSOR的告警信息，以便使RBS设备有一个稳定的、长寿命的运行使用环境，防止设备的过度使用或损坏。ECU能在停电和寒冷环境下冷启动时保护基站设备。2、ECU的简要功能描述（1）控制和监测电源转换模块PSU、风扇FANs、温度传感器TEMPERATURESENSOR（2）在寒冷的环境中启动时，能启动加热设备，使RBS在正常的温度范围内启动，主要是指微蜂窝、室外型基站，RBS2202型没有（3）从所监测的设备中进行告警的收集和处理（4）处理模拟传感器信号（5）通过LOCALBUS本地总线同DXU通信3、ECU的外观图4、面板的指示灯和按钮（1）板上有CPURESET按钮，用于ECU的单独复位。（2）板上指示灯的颜色显示及含义A、FAULT红灯亮表示ECU可能已坏B、FAULT红灯、OPERATIONAL绿灯交替闪烁表示ECU正在进行本身软件的更新C、所有的灯均亮表示ECU正在进行重起，持续较短时间D、BATTERYMODE黄灯、DCDISCONNECT黄灯、ACFAULT黄灯之中有一个或几个亮，对我们使用的RBS2202型基站来说，可能是ECU损坏，因RBS2202未连接相应的设备，不可能出现此类告警。（五）PSUPowerSupplyUnit电源供应单元1、PSU有两种版本，一种是PSU230和PSU–48PSU230是将230V交流电转换成机架内部使用的+24V的电源供应模块PSU–48V是将-48V直流电转换成机架内部使用的+24V的电源供应模块我们目前只使用PSU–48V模块2、PSU–48V的简要功能描述（1）经过光纤与ECU进行通信，接收ECU的监测和控制（2）处理告警（3）多个PSU并联，负载共享（4）检测输出电压（5）有功率限制功能3、面板指示灯的颜色及含义A、FAULT红灯亮，表示PSU可能已坏或光纤通信错误B、OPERATIONAL绿灯亮表示处于正常工作状态4、PSU–48外观图（六）IDM（InternalDistributionModule内部分配模块单元）1、我们使用的RBS机架的IDM类型有两种，一种是早期的RBS2202型的保险丝FUSE的IDM，此类型基站较少，另一种是电路断路器型的IDM，此类型基站占大多数。这两种的作用是一样的。2、下面的两个图，分别表出了风扇FANs、温度传感器TEMPERATURESENSOR、保险丝FUSEs或电路断路器CIRCUITBREAKERS的对应位置。A、风扇在我们使用的RBS2202中，总共数量为4个，上面2个，下面2个。图中的FAN5的位置上实际上是可放资料的托架。B、传感器共2个，TMP1、TEMP2分别位于最上方和最下方的位置其中图中TEMP1指出两个可选位置，一般安装在左边位置C、在上方最右侧有SYSTEMVOLTAGEMONITOR机架+24V电压测试插孔，不管机架的外接电源是-48V还是+24V，此孔电压均为+24V(七)TRU与各种CDU类型的连接1、TRU与CDUA的连接2、TRU与CDUC的连接TRU位置1和3的连接图TRU位置2和4的连接图TRU位置5和6的连接图对均为CDUC类型的两个机架连接在一起构成基站，TRU与CDUC的连接方法不同于以上所说，应参考下面TRU与CDUC+的连接图中TRU位置1-4的连接图下面是均为CDUC类型的两个机架HL-OUT和HL-IN的连接图A、MASTERCABINET主机架的CDU1和CDU2所连接的TRU构成第1小区B、MASTERCABINET主机架的CDU3与EXTENSIONCABINET扩展机架的CDU所连接的TRU构成第2小区，这两个CDU与TRU的连接方法同第1小区C、EXTENSIONCABINET扩展机架的CDU2和CDU3所连接的TRU构成第3小区下图为两个机架之间的EXTENSIONCABLES扩展射频电缆的连接示意图3、TRU与CDUC+的连接图（下图为TRU的位置1到4）TRU1TRU2TRU3TRU4下图为上图中X、Y射频线的连接示意图TRU位置5和6的连接图4、TRU与CDUD的连接图（八）介绍机架的其他的内部的或外部的有关线的连接图1、ECU和PSU之间光纤的连接示意图2、CDUA、CDUC、CDUC+与天线连接的机架内部射频线走线图3、CDUD与天线连接的机架内部射频线走线图4、DXU面板上G.703-1和G.703-2到架顶的内部走线图5、+24V机架架顶区域分布图-48V机架架顶区域分布图第13页共33页