NOKIA基站基础知识

1、Nokia GSM基站基础知识1 我国GSM网络的工作频段我国陆地蜂窝数字移动通信 网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段: GSM900MHz频段为：890915(移动台发,基站收),935960(基站发,移动台收); DCS1800MHz频段为：17101785(移动台发,基站收),18051880(基站发,移动台收);2GSM 频段规划3多址方式FDMA频分多址TDMA时分多址CDMA码分多址4GSM FDMA 和TDMA5GSM使用TDMA（时分多址）和FDMA（频分多址）。这张幻灯片显示其中一个频段。各频段划分被称为ARFCN（绝对射频信道数）的200kHz频率片。除了

2、划分频率外，ARFCN 也把时间分成8个时隙（TS），各TS依次由同MS使用。8个TS即是一帧。幻灯片示出4个TCH（业务信道）。每一个TCH使用特定的ARFCN和时隙。相同ARFCN上的2个TCH使用同的时隙，另两个在同的ARFCN上。TS数和ARFCN的组合即为物信道。GSM FDMA 和TDMA6频道间隔 相邻两频点间隔为为200kHz，每个频点采用时分多址（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）意味着每个用户占用的频带带宽 200kHz7信道调制方式1.GSM系统采用GMSK(BT=0.3)即高斯最小频移键控2.其实是属于一种相位调制方式3.调制速率为270.833kbit

3、/s4.使用维特比算法进行解调8语音编码由于GSM系统是一种全数字系统，话音和其它信号都要进行数字化处理，因此移动台首先要将语音信号转换成模拟电信号，以及其反变换，移动台再把这模拟电信号转换成13Kbit/s的数字信号，用于无线传输。目前GSM采用的编码方案是13 Kbit/s的RPE-LTP（规则脉冲激励长期预测），其目的是在不增加误码的情况下，以较小的速率优化频谱占用，同时到达与固定电话尽量相接近的语音质量。目前，语音编码可分为全速率，半速率，增强型全速率编码机制在GSM网络中语音编码在MS和TC中实现9信道编码信道编码用于改善传输质量，克服各种干扰因素对信号产生的不良影响，但它是以增加比

4、特降低信息量为代价的。编码的基本原理是在原始数据上附加一些冗余比特信息，增加的这些比特是通过某种约定从原始数据中经计算产生的，接收端的解码过程利用这些冗余的比特来检测误码并尽可能的纠正误码。如果收到的数据经过同样的计算所得的冗余比特同收到不一样时，我们就可以确定传输有误。根据传输模式不同，在无线传输中使用了不同的码型。GSM使用的编码方式主要有块卷积码、纠错循环码（FIRE CODE）、奇偶码（PARITY CODE）。块卷积码主要用于纠错，当解调器采用最大似然估计方法时，可以产生十分有效的纠错结果。纠错循环码主要用于检测和纠正成组出现的误码，通常和块卷积码混合使用，用于捕捉和纠正遗漏的组误差

5、。奇偶码是一种普遍使用的最简单的检测误码的方法。无论如何处理，全速率TCH编码都将在信道编码后,在每20ms内将形成456比特的编码序列。10交织技术移动通信中这种变参的信道上，比特差错经常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。但是，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效，为了解决这一问题，希望找到把一条消息中的相继比特分开的办法，即一条消息的相继比特以非相继的方式被发送，使突发差错信道变为离散信道。这样，即使出现差错，也仅是单个或者很短的比特出现错误，也不会导致整个突发脉冲甚至消息块都无法被解码，这时可再用信道编码的纠错功能来纠正差错，恢复原来的消

6、息。这种方法就是交织技术。交织技术实际上是一种时间分集技术。在实际网络中要考虑交织深度，虽然交织深度越深，交织效果越好，否则将导致较长的时延。11加密在数字传输系统的各种优点中，能提供良好的保密性是很重要的特性之一。GSM通过传输加密提供保密措施。这种加密可以用于语音，用户数据和信令，与数据类型无关，只限于用在常规的突发脉冲之上。加密是通过一个泊松随机序列（由加密钥Kc与帧号通过A5算法产生）和常规突发脉冲之中114个信息比特进行异或操作而得到的。在接收端再产生相同的泊松随机序列，与所收到的加密序列进行同或操作便可得到所需要的数据了。12调制和解调调制和解调是信号处理的最后一步。简单的说GSM

7、所使用的调制是BT=0.3的GMSK技术，其调制速率是270.833Kbit/s，使用的是Viterbi（维特比）算法进行的解调。调制的功能就是按照一定的规则把某种特性强加到的电磁波上，这个特性就是我们要发射的数据。GSM系统中承载信息的是电磁场的相位，即调相方式。解调的功能是接收信号，从一个受调的电磁波中还原发送的数据。从发送角度来看，首先要完成二进制数据到一个低频调制信号的变换，然后再进一步把它变到电磁波的形式。解调过程是一个调制的逆过程。13GSM网络拓扑结构14 GSM 架构ACEIRBTSOMCMSCVLRHLRBSCBTSBTSBTSBTSBSCBSS - Base Station

8、SubsystemNSS - Network SubsystemNMS - Network Management SystemMSAbisAirAIWFSCPSPDNPSTNISDNTranscoder15 GSM 架构的诺基亚实现BTSBTSBTSBTSBTSBSS - Base StationSubsystemNSS - Network SubsystemNMS / 2000Network ManagementSystemAbisAirAPSPDNPSTNISDNSMSCDX 200MSC/VLRDX 200HLR/AC/EIRDX 200BSCDX 200TCSMNSS Site16BS

9、S in the GSM network17BSS in the GSM networkNSS：网络交换子系统BSS：基站子系统OMC：操作维护中心Control flow：控制流User data flow：用户数据流PSTN：公众交换电话网PSPDN：包交换公众数据网PLMN：公众陆地移动网CSPDN：电路交换公众数据网ISDN：集成业务数字网18网络交换子系统（NSS） NSS系统主要完成话路的交换功能、和BSS等其他网络或网元的信令连接、用户数据与移动性管理、安全性管理等功能。 NSS 主要包括：MSC（移动业务交换中心）、VLR（访问位置登记器）、HLR（归属位置登记器）、AUC（鉴

10、权中心）、EIR（设备识别器）。19操作维护中心（OMC） OMC是NMS的一部分，主要是与BSS连接，存储着所有BSC以及BTS方面的网络参数，主要功能是对BSS进行网络监控、配置管理、测量统计所有关于BSS方面数据等等。 20基站子系统（BSS） BSS系统在网络中的主要功能：无线资源的分配与管理（包括无线信道分配、切换、功率控制等）、无线网的监控（包括话音质量、接收电平等）、提供NSS与MS之间的链路连接（A接口和ABIS接口的话务和信令连接）、无线资源数据的统计等。 主要包括码型转换器（TC）、基站控制器（BSC）和基站（BTS） 21TC的功能话音编码话务信道速率转换（64K16K)

11、话音激活检测将来自MSC的多条2M PCM压缩成一条2M PCM给BSC提供与MSC/BSC的接口22BSC功能BSC是BSS系统的核心单元，主要包括以下功能：无线资源的配置和管理无线链路监控跳频管理寻呼对BTS和MS进行功率控制切换管理信令管理呼叫控制处理测量和观察处理23BTS提供空中接口时间提前量的计算执行跳频信道编码/解码以及交织加密调制/解调制收集空闲信道的质量报告维持BTS与MS的同步连接侦听RACH执行功率控制负责空中接口信令24BSS系统接口25A接口A接口定义为网络子系统NSS与基站子系统BSS间的通信接口。从系统上来讲就是移动交换中心MSC与基站控制器BSC之间的接口。 物

12、理链路采用标准的2.048Mb/s的数字传输链路。实现此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。A接口使用七号信令协议A接口属一种开放的接口26Abis接口 Abis接口定义了基站子系统BSS中基站控制器BSC和基站收发信台BTS 之间的通信标准，用于远端互连方式。图示中的BS接口是Abis接口的特例，用于定义基站控制器BSC与基站收发信台BTS间距离小于10米时的标准。BSC与BTS之间采用标准的2.048Mb/sPCM数字链路来实现，此接口支持所有面向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。 Abis接口采用lapd信令协议 Abis接口是非开

13、放的接口27Um接口空中接口定义为移动台与基站收发信台BTS 之间的通信接口。用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通。 物理链路是无线链路，此接口传递的信息主要包括无线资源管理信息、移动性管理信息和接续管理信息等。Um接口采用lapdm信令协议Um接口是开放性接口28BTS配置类型全向 BTSf1,f2, f33 扇区 BTS2 扇区 BTSf2f1, f2f5, f6f1f3, f429系统组网方式 星型链型环形混合型30GSM 蜂窝小区规划组网结构与频率复用大区制小区制高速公路多层网双频网31大区制*可加上塔放32小区制33高速公路34全向小区与扇形小区O型站点： 全向性小区。S型站点

14、： 扇区性小区。35 扇形小区组网36BTS主要分为基带部分射频部分37基带部分做什么？信源编码（RPE-LTP语音编码，13kb/s)信道编码（块编码，卷积编码）加密交织帧形成38射频部分做什么？射频单元包括发射部分和接收部分；主要功能是将TDMA帧基带信号调制到载频上，并发射出去，以及从收信前端电路接收高频调制信号并解调出基带信号。39基站的跳频跳频是指载波频率在某一频率范围内按照某种图案进行跳变。基站调频能够起到频率分集和干扰源分集的作用。GSM系统中，每秒跳频217次，属于慢跳频。40基带跳频和射频跳频基带跳频 1，基带跳频中每个载频的频点不变，时隙在各个载频之间跳变。 2，BCCH所

15、在时隙不参加调频（但BCCH所在的频点的其它时隙可以参加跳频） 3，RTC, RT, AFE，都支持基带跳频射频跳频 1，射频跳频中载频的频点随时间不断跳变 2，BCCH所在的频点不参加跳频 3，AFE支持射频跳频， RTC, RT不支持射频跳频。41基站的分集技术应用空间分集 天线分集接收时间分集 交织频率分集 跳频42基站类型二代站 DE21/DF21三代站 DE34/DF34 Intratalk（室内大站），Citytalk （室外大站）Flexitalk（mini站）DE45/DF45 Primesite（微蜂窝）UltrasiteMetrositeConnectsite43二代站组成

16、主架和扩展架传输单元接口单元SUPA/XUPAOMUMCLXFQHURTCRFTETRANSCEIVER DSPU,FUCC,TXUA,RXUA44DE34 Intratalk基站组成BCFATRUARTCCAFEXRMUJTRXA/TRXDCSUAPSUA/PSUBCCFX机架（主机架和扩展机架）及各种连线45DE34 MINI基站组成PSUA/PSUBBCFATRUATRXAAFEJ机架及各种连线46Primesite组成一各单元集成整个基站的功能一个基站只有一个频点可以用几个Primesite串接构成包含多个频点的基站47Ultrasite组成BOI控制及操作维护单元TSG载频射频单元B

17、B2载频基带单元M2L2路接收耦合单元M6L6路接收耦合单元RTJ远端调谐合路单元WCG宽带合路单元DVJ2路双工滤波单元PWSA交流供电单元PWSB直流供电单元机架，背板及各种连线48Metrosite组成机框和背板及连线电源单元接口单元VIF传输单元（VXT,FC-STM等）载频单元（最多4个载频）风扇单元49BCF的显示0001 初始化0002 连接到abis0003 用户测试0004 执行BCF-TRUA环路测试0005 等待lapd link的建立0006 下载软件，硬件数据库0007 配置0008 okBcfa ok，但是之前有故障发生过50TRX的显示INIT 初始化00 频点号

18、HOP 跳频模式LOOP 环路测试POFF 发射功率失败00- POFF 没有激活51TRX LOOP TEST步骤Block基站中断传输Reset siteUse current sw packetSend bcch carrierTrx loop testStop bcch carrier52基站传输类型（按传输介质分）光缆 SDH设备 PDH设备微波HDSL53基站传输类型（按传输阻抗分类）75欧姆120欧姆54基站的软件构成基站运行软件包基站硬件数据库55基站开通步骤(DE34)硬件安装检查无误后通电(拔掉传输）编辑硬件数据库并下载到基站传输参数设置（包括2M端口设置，Branching Table表设置等）下载基站运行软件包基站（可以从本地下载，也可以从BSC下载）重启基站进行本机调测连接传输并解开基站进行