GSM及各種設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)

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第一部分

基站主體設(shè)備

第1章移動(dòng)通信系統(tǒng)概述

1.1移動(dòng)通信系統(tǒng)概述

1.1.1移動(dòng)通信與特點(diǎn)

移動(dòng)通信是指通信雙方或至少一方是處于移動(dòng)中進(jìn)行信息交互的通信?？梢允且苿?dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之

間的通信，也可以是移動(dòng)臺(tái)與固定用戶之間的通信。由于用戶的移動(dòng)性，其管理技術(shù)要比固定通

信復(fù)雜，同時(shí)，由于移動(dòng)通信網(wǎng)中依靠的是無線電波的傳播，其傳播環(huán)境要比固定網(wǎng)中有線媒質(zhì)

的傳播特性復(fù)雜，因此，移動(dòng)通信有著與固定通信不同的特點(diǎn)。

1、無線電波傳播環(huán)境復(fù)雜。移動(dòng)通信的電波處在特高頻(300M-3000MHZ)頻段，即分米微波

段，傳播的主要方式是空間傳播，又稱視距傳播，電磁波在傳播時(shí)不僅有直射信號(hào)，而且還會(huì)經(jīng)

地面、建筑群或障礙物等產(chǎn)生反射、折射、繞射傳播，從而產(chǎn)生多徑傳播引起的快衰落、陰影效

應(yīng)引起的慢衰落等衰落，以及多卜勒頻移。因此移動(dòng)通信系統(tǒng)要有分集接收等抗衰落措施，才能

保證正常運(yùn)行。

2、噪聲和干擾嚴(yán)重。移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)時(shí)既受到環(huán)境噪聲的干擾，又有系統(tǒng)干擾。由于系統(tǒng)內(nèi)有多

個(gè)用戶和采用頻率復(fù)用技術(shù)，因此，移動(dòng)通信系統(tǒng)有互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾等主要的系

統(tǒng)干擾。這就要求移動(dòng)通信系統(tǒng)需要合理的同頻復(fù)用規(guī)劃和無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等措施。

3、用戶的移動(dòng)性。用戶具有移動(dòng)性和移動(dòng)的不可予知性，因此，系統(tǒng)中要有完善的管理技術(shù)來

對用戶的位置進(jìn)行登記、跟蹤，不因?yàn)槲恢玫母淖兌袛嗤ㄐ拧?/p>

4、有限的頻率資源。無線網(wǎng)絡(luò)頻率資源是有限的，ITU對無線頻率的劃分有嚴(yán)格的規(guī)定，采取

頻率復(fù)用和跳頻技術(shù)等，提高系統(tǒng)的頻率利用率是移動(dòng)通信系統(tǒng)的又一重要特點(diǎn)。

1.1.2移動(dòng)通信多址技術(shù)

在蜂窩通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)是通過基站和其他移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信的，因此必須對移動(dòng)臺(tái)和基站的信

息加以區(qū)別，使基站能區(qū)分是哪個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)來的信號(hào)，而各移動(dòng)價(jià)又能識(shí)別出哪個(gè)信號(hào)是發(fā)給自

己的，要解決這個(gè)問題，就必須給每個(gè)信號(hào)賦以不同的特征，使多用戶共用公共的信道，這就是

多址技術(shù)。當(dāng)把多個(gè)用戶接入一個(gè)公共的傳輸媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)相互間通信時(shí)，需要給每個(gè)用戶的信號(hào)賦

以不同的特征，以區(qū)分不同的用戶，這種技術(shù)稱為多址技術(shù)。移動(dòng)通信中常用的主要有FDMA,

TDMA和CDMA等多址方式。

1、頻分多址(FDMA)。把整個(gè)可分配的頻譜劃分成許多單個(gè)無線載頻，每個(gè)載頻信道可以

傳輸一路話音或控制信息，在通信時(shí)，不同的移動(dòng)臺(tái)占用不同頻率的信道進(jìn)行通信。

2、時(shí)分多址(TDMA)。TDMA是把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時(shí)隙(無論幀或時(shí)

隙都是互不重樣的)，每一個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道。通信時(shí)，給每個(gè)用戶分配一個(gè)時(shí)隙，使各

個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)射信號(hào)。這樣，同一個(gè)頻道就可以供幾個(gè)用戶同時(shí)

進(jìn)行通信。

3、碼分多址(CDMA)。對于時(shí)域上的脈沖信號(hào)，其脈沖寬度越窄，頻譜就越寬。那么，如果用

所需要傳送的信號(hào)信息去調(diào)制很窄的脈沖序列，就可以將信號(hào)的帶寬進(jìn)行擴(kuò)展。所謂擴(kuò)頻調(diào)制，

就是指用所需要傳送的原始信號(hào)去調(diào)制窄脈沖序列，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳原始信號(hào)

本身需要的帶寬。這個(gè)窄脈沖序列稱為擴(kuò)頻碼。由于信號(hào)擴(kuò)展在非常寬的帶寬上，因此來自同一

無線信道的用戶干擾就很小，使得多個(gè)用戶以同時(shí)分享同一無線信道。在通信系統(tǒng)中，如果多

用戶使用相同頻率和時(shí)間上都是重釋的，而采用每個(gè)移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)獨(dú)特的碼序列，與所有別的

碼序列都不相同，用這種不同的正交編碼序列來區(qū)分不同的用戶，在發(fā)送時(shí)，信號(hào)信息和該用戶

的碼序列相乘進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在接收端，接收器使用與發(fā)端同樣的碼序列對寬帶信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，

恢復(fù)出原始信號(hào)，而其他使用不同碼型的信號(hào)因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。

這種靠不同的碼序列來區(qū)分不同的移動(dòng)臺(tái)，稱為碼分多址。

1.1.3移動(dòng)通信的發(fā)展

移動(dòng)通信并不是一項(xiàng)很新的技術(shù)，但卻是發(fā)展非常迅速的技術(shù)。移動(dòng)通信可以說從1897年馬可

尼所完成的無線通信試驗(yàn)之日起就產(chǎn)生了。現(xiàn)代移動(dòng)通信的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代(美國警

察的車載無線電系統(tǒng))，而公用移動(dòng)通信是從20世紀(jì)60年代開始的。公用移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)

展已經(jīng)經(jīng)歷了笫一代(1G)和笫二代(2G),并將繼續(xù)朝著第三代(3G)和第四代(4G)的方向發(fā)展。

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)為模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，以美國的AMPSQS-54)和英國的TACS為代表,

采用頻分雙工、頻分多址制式。由丁采用頻分多址，信道利用率較低，因此通信容量有限；模擬

通信，保密性較差；不能提供非話數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)為數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，以GSM和窄帶CDMA為典型代表。采用了數(shù)

字技術(shù)，多址方式由頻分多址轉(zhuǎn)向時(shí)分多址和碼分多址技術(shù)，雙工技術(shù)仍采用頻分雙工。典型的

數(shù)字移動(dòng)通信制式主要有泛歐的GSM、美國的D-AMPS(IS-136)、日本的JDC(又稱PDC)

和窄帶CDMA系統(tǒng)(IS-95)等。

第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)即IMT-2000,要能高速傳輸支持多媒體業(yè)務(wù)，在車速環(huán)境下144kb/s：步

行環(huán)境384kb/s；室內(nèi)環(huán)境2Mb/s?Fl前有三大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、CDMA2000和

TD-SCDMA。中國提出的TD-SCDMA采用了TDD、智能天線和同步CDMA技術(shù)，具有適

合非對稱數(shù)據(jù)傳輸、容量大、頻段使用靈活等特點(diǎn)。

1.2GSM系統(tǒng)

1.2.1GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

GSM系統(tǒng)由移動(dòng)臺(tái)MS、基站子系統(tǒng)BSS、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS和操作子系統(tǒng)OSS四個(gè)部分組成,

如圖1.1所示。

移動(dòng)臺(tái)是移動(dòng)網(wǎng)中的用戶終端，包括移動(dòng)設(shè)備(ME)和移動(dòng)用戶識(shí)別模塊SIM艮SIM卡上包含

所有與用戶有關(guān)的信息，也含有鑒權(quán)和加密實(shí)現(xiàn)的信息。

基站子系統(tǒng)(BSS)由基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)和基站控制器(BSC)組成;負(fù)責(zé)在一定區(qū)域內(nèi)與移動(dòng)臺(tái)之

間的無線通信。BSC是BSS的控制部分，一個(gè)基站控制器通常控制幾個(gè)基站收發(fā)臺(tái)，主要功能

是進(jìn)行無線信道管理、實(shí)施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，并為本控制區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)越區(qū)切換進(jìn)行

控制等；BTS是BSS的無線部分，實(shí)際是負(fù)責(zé)于某小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備，包括發(fā)射機(jī)、接收

機(jī)、天線、連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)信臺(tái)本身所需要的檢測和控制裝置等，它完成

BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)BTS與MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。

網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由移動(dòng)交換中心(MSC)和操作維護(hù)中心(OMC)以及歸屬位置寄存器(HLR)、訪問位置

寄存器(VLR)、鑒權(quán)認(rèn)證中心(AUC)和設(shè)備標(biāo)志寄存器(EIR)等組成。MSC是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心，

它為本MSC區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)提供所有的交換和信令功能，同時(shí)它在MSC之間完成路由功能，

并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)與其他網(wǎng)的互連。HLR是一種用來存儲(chǔ)本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)包括用

戶識(shí)別號(hào)碼、訪問能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)，也存儲(chǔ)漫游用戶所在MSC區(qū)域的有關(guān)動(dòng)

態(tài)數(shù)據(jù)。VLR是一個(gè)用于存儲(chǔ)進(jìn)入其覆蓋區(qū)已登記的用戶相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫，為建立呼叫接續(xù)

提供必要條件，當(dāng)漫游用戶登記時(shí)還要給該用戶分配一個(gè)新的漫游號(hào)碼(MSRN),用于其HLR

選路，物理上可與MSC合設(shè)記作MSC/VLR。鑒權(quán)中心(AUC)存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰，可

以不斷為提供一組參數(shù)(包括隨機(jī)數(shù)RAND、符號(hào)響應(yīng)SRES和加密鍵Kc三個(gè)參數(shù))，以此來鑒

別用戶身份的合法性，從而只允許有權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)并獲得

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服務(wù)。

操作支持子系統(tǒng)OSS完成移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理和系統(tǒng)的操作與維護(hù)。對全網(wǎng)中每一個(gè)

設(shè)備實(shí)體進(jìn)行監(jiān)控和操作，實(shí)現(xiàn)對GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件的功能監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告、故障診斷、話務(wù)

量的統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)的記錄與傳遞等功能。

圖1.1GSM系統(tǒng)組成

1.2.2GSM系統(tǒng)接口

GSM系統(tǒng)的主要接口有A接口、Abis接口和Um接口等，見圖1.2。

(1)A接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)與基站子系統(tǒng)(BSS)之間的通信接口，從系統(tǒng)的功能實(shí)體來

說，就是移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)與基站控制器(BSC)之間的互連接口，其物理鏈接通過采用標(biāo)

準(zhǔn)的

2.048Mb/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)

性管理和接續(xù)管理等。

(2)Abis接口定義為基站子系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體基站控制器BSC和基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)之間的通

信接口，用于BTS與BSC之間的遠(yuǎn)端互連，物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s或64kb/s

的PCM數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)。

(3)Um接口(空中接口)定義為移動(dòng)臺(tái)MS與基站收發(fā)臺(tái)BTS之間的通信接口，用于移動(dòng)臺(tái)與GSM

系統(tǒng)的固定部分之間的互通，其物理鏈接通過無線方式實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無線資源管

理，移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。此外還有網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)部接口，見圖1.3。B接口：MSC和與

它相關(guān)的VLR之間的內(nèi)部接口。C接口：MSC和HLR之間的接口，物理鏈接方式是標(biāo)準(zhǔn)的

2.048MB/S的PCM數(shù)字傳輸鏈路。D接口：HLR和VLR之間的接口，也是通過MSC與HLR

之間標(biāo)準(zhǔn)的2.048MB/S的PCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)的。E接口：MSC之間的接口；是通過MSC

與MSC之間標(biāo)準(zhǔn)的2.048MB/S的PCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)。G接口：VLR之間的接口；H接

□：HLR和AUC之間的接口。F:MSC-EIR

MSC/VLR

MS

L)m

BSC1

AbisBTS

BSCn

Abis

BTS

Um

MS

GGSN

圖1.2GSM接口

1.2.3GSM無線接口

GSM系統(tǒng)無線接口有嚴(yán)格的頻率規(guī)劃，采用FDD、FDMA/TDMA方式。GSM900上行頻率為

890-915MHz,卜行頻率為935-960MHZ，雙工間隔45MHz，載頻間隔200KHz?DCS1800

上行頻率為1710-1785MHz,下行頻率為1805-1880MHz,雙工間隔95MHz,載頻間隔200

KHz。頻道編號(hào)的方法如下。GSM900頻道編號(hào)：上行F(n)=(890+0.2n)MHz,卜行F(n)

=(935+0.2n)MHz：DCS1800頻道編號(hào)：上行F(n)=1710+0.2(n-511)MHz,飛亍F⑻=1805+0.2

(n-511)MHz?其中n為絕對射頻號(hào)。

每個(gè)載頻再進(jìn)行時(shí)分，分為8個(gè)時(shí)隙，一個(gè)TS就是一個(gè)物理信道，根據(jù)需要分給不同的用戶使

用，或用來傳送控制信息。這些TS按照傳送信息的不同，組成不同的重復(fù)周期，即幀結(jié)構(gòu)。8

個(gè)TS組成一個(gè)TDMA基本幀；TDMA基幀組成復(fù)幀，用于傳送業(yè)務(wù)信息的復(fù)幀由26個(gè)基幀組

成，用于傳送控制信息的復(fù)幀由51個(gè)基幀組成。復(fù)幀再組成超幀，可以是51x26或26*51的

1326個(gè)TDMA基幀。2048個(gè)超幀則組成周期更長的超高幀。

GSM系統(tǒng)無線接口匕依據(jù)物理信道所傳輸?shù)男畔⒉煌?，將邏輯信道分為業(yè)務(wù)信道TCH和控

制信道CCH。業(yè)務(wù)信道傳輸編碼的話音或用戶數(shù)據(jù)，按速率的不同分為全速率'業(yè)務(wù)信道(TCH/F)

和半速率'業(yè)務(wù)信道(TCH/H)?？刂菩诺纻鬏敻鞣N信令信息?？刂菩诺婪譃橐韵氯?。

(1)廣播信道(BCCH)：一種一點(diǎn)到多點(diǎn)的單方向下行控制信道。BS在BCCH中向所有MS

廣播…系列的信息，用于移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)、位置登記和呼叫建立(如同步信息)。包括頻率校正信道、

同步信道和廣播控制信道。SCH傳同步信息和基站識(shí)別碼。

(2)公共控制信道(CCCH)：一種一點(diǎn)對多點(diǎn)的雙向控制信道，用于傳送呼叫接續(xù)階段所必需的

各種信令信息。其中，CCCH又可以分為三種：隨機(jī)接入信道(RACH)、準(zhǔn)予接入信道(AGCH)

和尋呼信道(PCH)。RACH是上行信道，用于移動(dòng)臺(tái)在申請入網(wǎng)時(shí)，向基站發(fā)送入網(wǎng)請求信息。

AGCH是下行信道，用于基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送指配專用控制信道DCCH的信息。PCH是下行信道,

傳送基站對移動(dòng)臺(tái)的尋呼信息。

(3)專用控制信道(DCCH)：一種"點(diǎn)對點(diǎn)”的雙向控制信道，其用途是在呼叫接續(xù)階段和在通信

進(jìn)行當(dāng)中，在移動(dòng)臺(tái)和基站之間傳輸必需的控制信息。包括獨(dú)立專用控制信道SDCCH和隨路

控制信道(FACCH.SACCH)?SDCCH雙向，傳送鑒權(quán)、業(yè)務(wù)信道指配等信息。隨路控制信

道傳送功率控

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制、越區(qū)切換和無線傳輸測量報(bào)告等信息。

?個(gè)基本的邏輯信道應(yīng)用過程如下。MS開機(jī)，在FCCH上接收頻率校正信息，在SCH上接收

同步信號(hào)，在BCCH上接收系統(tǒng)消息，在RACH上接入申請，在AGCH上允許接入并分配

SDCCH,在SDCCH上進(jìn)行鑒權(quán)，在SACCH上功率控制。

GSM無線接口上，每個(gè)用戶是在一個(gè)限定的、不連續(xù)的時(shí)隙中占用載頻發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，這樣的

信號(hào)稱為突發(fā)脈沖串Burst。根據(jù)內(nèi)容不同分為常規(guī)突發(fā)、頻率校正突發(fā)、同步突發(fā)、接入突

發(fā)等，還有空閑突發(fā)。

1.2.4編號(hào)計(jì)劃

GSM系統(tǒng)中，為「確定用戶，有永久性的編號(hào)如MSISDN、IMSI,也有臨時(shí)性的編號(hào)如TMSI、

MSRN等；為了識(shí)別移動(dòng)設(shè)備有IMEI；為了識(shí)別網(wǎng)絡(luò)組件，為MSC、HLR、VLR進(jìn)行了

編號(hào)，基站有CGI、BSIC；為了識(shí)別位置區(qū)有LAI編碼。

MSISDN,移動(dòng)臺(tái)ISDN號(hào)，常稱手機(jī)號(hào)碼。編號(hào)結(jié)構(gòu)為CC+NDC+SN,其中CC為國家碼

(如中國為86),NDC為國內(nèi)地區(qū)碼，SN為用戶號(hào)碼，號(hào)碼總長不超過15位數(shù)字。如

86-139-H1H2H3H4ABCDo

IMSI,國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼，網(wǎng)絡(luò)惟一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的國際通用號(hào)碼，移動(dòng)用戶以此號(hào)碼

發(fā)出入網(wǎng)請求或位置登記，移動(dòng)網(wǎng)據(jù)此查詢用戶數(shù)據(jù)。每個(gè)移動(dòng)用戶可以有多個(gè)MSISDN,但

IMSI只有一個(gè)，移動(dòng)網(wǎng)據(jù)此受理用戶的通信或漫游登記請求，并對用戶計(jì)費(fèi)。IMSI由電信經(jīng)營

部門在用戶開戶時(shí)寫入移動(dòng)臺(tái)的EPROM。當(dāng)任一主叫按MSISDN撥叫某移動(dòng)用戶時(shí),終接MSC

將請求HLR或VLR將其翻譯成IMSI,然后用IMSI在無線信道上尋呼該移動(dòng)用戶。IMSI最大

長度為15位卜進(jìn)制數(shù)字。具體為：MCC+MNC+MSIN。MCC是移動(dòng)國家碼，3位數(shù)字，如中

國的MCC為460；MNC是移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，最多2位數(shù)字，用于識(shí)別歸屬的移動(dòng)通信網(wǎng)，如中國移

動(dòng)00,中國聯(lián)通01；MSIN是移動(dòng)用戶識(shí)別碼，用于識(shí)別移動(dòng)通信網(wǎng)中的移動(dòng)用戶。

IMEI,國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼。

MSRN,移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)。移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入漫游區(qū)時(shí)，被訪地區(qū)的VLR分配系統(tǒng)預(yù)留的號(hào)碼給來訪用

戶一個(gè)臨時(shí)號(hào)碼，并告知原HLR,供主叫交換機(jī)呼叫該移動(dòng)用戶時(shí)路由選擇使用。

TMSI,臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼。為了加強(qiáng)保密性，在VLR內(nèi)分配的與IMSI-—對應(yīng)的號(hào)碼，

只在某一VLR區(qū)域有效。

MSC、VLR的編號(hào)CC+NDC+LSP,CC和NDC同MSISDN中的編號(hào)，LSP為由運(yùn)營

商自己決定的本地標(biāo)記部分。HLR編號(hào)CC+NDC+H0H1H2H3+0000,實(shí)際就是用戶號(hào)為全

0的MSISDN。

LAI是位置區(qū)識(shí)別碼，MCC+MNC+LAC,LAC是2字節(jié)的卜六進(jìn)制碼。檢測位置更新時(shí)要使用

位置區(qū)識(shí)別碼。CGI為全球小區(qū)識(shí)別碼，由LAI+CI(小區(qū)碼)構(gòu)成，CI是2字節(jié)的卜六進(jìn)制碼。

BSIC是基站識(shí)別色碼，用于移動(dòng)臺(tái)識(shí)別相鄰的、采用相同載頻的、不同的BTS,如不同國家

邊界采用相同載頻的基站。

1.2.5GSM區(qū)域

服務(wù)區(qū)是指移動(dòng)臺(tái)可獲得服務(wù)的區(qū)域，一個(gè)服務(wù)區(qū)以是一個(gè)PLMN的區(qū)域。一個(gè)PLMN的

區(qū)域由若干個(gè)MSC的區(qū)域構(gòu)成。MSC區(qū)域就是交換中心所控制的區(qū)域，可以由若干位置區(qū)構(gòu)

成。位置區(qū)是指移動(dòng)臺(tái)任意移動(dòng)而不需要位置登記的區(qū)域，主呼移動(dòng)臺(tái)時(shí)位置區(qū)內(nèi)的基站一齊呼

叫?；緟^(qū)是一個(gè)站點(diǎn)覆蓋的區(qū)域，可以是一個(gè)或幾個(gè)小區(qū)(扇區(qū))構(gòu)成。小區(qū)是一個(gè)扇區(qū)或一

個(gè)全向的小區(qū)。如圖1.3所示。

圖1.3GSM區(qū)域定義圖

1.3GPRS系統(tǒng)

1.3.1概述

GPRS作為2G的GSM向3G過渡的技術(shù)，是GSMPhase2規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，是一種基于

GSM的移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向用戶提供移動(dòng)分組的IP或者X.25連接。GPRS是在GSM網(wǎng)

絡(luò)上疊加了一個(gè)基于IP的分組交換網(wǎng)絡(luò)，從而得到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率；正是由于GPRS的引

入，使得GSM網(wǎng)絡(luò)在Internet接入上有了革命性的變化，而3G移動(dòng)通信的核心網(wǎng)正是基于IP,

因而使GSM向3G的過渡改動(dòng)更少，使得現(xiàn)代通信向3G的發(fā)展更邁進(jìn)了一步，故GPRS也稱

為是笫2.5代的移動(dòng)通信。

1.3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GPRS采用與原GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及TDMA

幀結(jié)構(gòu)，因此，在以GSM系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時(shí)，GSM中的絕大部分部件都不需要作

硬件改動(dòng)，只需對其軟件進(jìn)行升級(jí)以及添加相應(yīng)的硬件組件即可。構(gòu)建GPRS系統(tǒng)需要向原有

GSM網(wǎng)絡(luò)中引入的三個(gè)主要組件是:GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN,ServingGPRSSupporting

Node)、GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN,GatewayGPRSSupportNode)和分組控制單元(PCU,

PacketControlUnit)。如圖1.4所示。

-8-

電路交換'也務(wù)通道

SGSNGGSN

分組交換業(yè)務(wù)通道

圖1.4GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SGSN和GGSN相當(dāng)于是移動(dòng)數(shù)據(jù)路由器，它們既可以被組合在同一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)中，也可以處

在不同的物理節(jié)點(diǎn)中。SGSN與移動(dòng)交換中心(MSC)處于網(wǎng)絡(luò)體系的同一層，：者功能相似，但

又各司其職:SGSN只針對分組交換，而MSC只針對電路交換。GGSN是GSM網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)

絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)提供與其他GPRS網(wǎng)絡(luò)及其他外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(如IP網(wǎng)、ISDN、PSPDN,

LAN等)的接口。GPRS系統(tǒng)可以繼續(xù)采用GSM的基站，但原有基站必須要進(jìn)行硬件的擴(kuò)展和

軟件的升級(jí)。硬件上需擴(kuò)展?個(gè)新的功能模塊：分組控制單元(PCU,PacketControlUnit),用

來控制分組信道。PCU可以集成在BSC或BTS中，也可以獨(dú)立設(shè)置。

1.4小區(qū)與頻率復(fù)用

隨著移動(dòng)通信用戶數(shù)的不斷擴(kuò)大,頻寬受限正成為移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要問題之一。目前我國GSM

用于900MHzGSM的頻譜為上下行各25MHz(MS—BS：890-915MHz；BS—MS：

935~960MHz),其中中國移動(dòng)擁有低端的19MHz,中國聯(lián)通擁有高端的6MHz,各公司每站

用載頻數(shù)非常有限，在給定帶寬下，頻率復(fù)用因子K和系統(tǒng)容量成為一個(gè)矛盾。因此在GSM

系統(tǒng)中如何采用更加緊密的同頻復(fù)用技術(shù)與跳頻技術(shù)相結(jié)合,成為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的重要手

段。

1.4.1擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)

擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)來源于信息論和抗干擾理論。C.E.Shannon在其信息論中得到如下有關(guān)信

道容量的著名公式：

)

C=Blog2(1+NS其中C為信道容量，單位bps；B為信道帶寬，單位Hz；S為信號(hào)功率，

N為噪聲功率。從該公式可以得出以下重要結(jié)論：對了給定的信道容量C可以用不同的帶寬B

和信噪比S/N的組合來傳輸；若減小帶寬則必須發(fā)送較大的信號(hào)功率；若有較大的傳輸帶寬，

則同樣的信道容量能夠用較小的信號(hào)功率來傳送。這表明寬帶系統(tǒng)有較好的抗干擾性。因此，當(dāng)

S/N太小無法保證通信質(zhì)量時(shí)，常采用增加帶寬(展寬頻譜)來提高信道容量或改善通信質(zhì)量，即

所謂帶寬換功率的措施。Shannon給出的是基帶模型，但也適合丁RF(射頻)信道。擴(kuò)頻通信就

是將信息信號(hào)的頻譜擴(kuò)展再進(jìn)行傳輸，因而提高系統(tǒng)抗干擾能力，使之在強(qiáng)干擾情況下甚至信號(hào)

被噪聲淹沒的情況下，仍然能保持靠的通信。擴(kuò)頻通信技術(shù)常見有下列類型：①直接擴(kuò)頻序

列(DS)：將要傳送的信息數(shù)據(jù)用一高速偽隨機(jī)序列調(diào)制(如模2加)，由于偽隨機(jī)序列的速率(帶

寬)遠(yuǎn)大于信息數(shù)據(jù)速率，因而受調(diào)信號(hào)的頻譜被展寬。②跳頻(FH)：荷載信息的信號(hào)受偽隨機(jī)

序列的控制，在一組預(yù)先指定的頻率上離散地跳變，從而擴(kuò)展了發(fā)射信號(hào)的頻譜。③跳時(shí)(TH)：

信息數(shù)據(jù)受偽隨機(jī)序列的控制隨機(jī)占用發(fā)射時(shí)隙和時(shí)隙的長短，因信號(hào)在時(shí)域中壓縮，相應(yīng)地在

頻域中擴(kuò)展了頻譜寬度。④混合擴(kuò)頻。

1.4.2跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)是擴(kuò)頻通信中的一種。GSM系統(tǒng)中使用跳頻技術(shù)，其主要功能是：可以有效地減小傳

播信道對某個(gè)頻率的選擇性衰落；可避免遲到多徑信號(hào)的干擾。跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩

種，基帶跳頻是在不同的時(shí)隙使用不同頻率發(fā)射機(jī)發(fā)射，原理如圖1.5所示。射頻跳頻則是使

用兩個(gè)發(fā)射機(jī)，一個(gè)固定發(fā)射載頻F0（含邏輯信道BCCH）,在BCCH上攜帶跳頻序列信息，

使MS在接收端同步跳頻，保證正確解碼；另一個(gè)發(fā)射機(jī)受一定的偽隨機(jī)序列（如RS編碼中的

某個(gè)5、4、7、0、6、3、1序列）控制，頻率合成器使發(fā)射頻率按序列跳變（如f5、f4、f7、f。、

f6、f3、f1）,原理如圖

1.6所示。

跳頻系統(tǒng)最重要的參數(shù)是跳頻增益G（擴(kuò)頻增益），G=20lg"獷頻帶寬BRF/信息速率Bb",而擴(kuò)

頻帶寬BRF="跳頻數(shù)Nx信息帶寬Bb",所以跳頻處理增益等于選用的跳頻頻率數(shù)。例如一個(gè)具

有可供選用的頻率數(shù)為N=10的跳頻系統(tǒng)，則跳頻增益G=20dB=顯然跳頻的頻點(diǎn)數(shù)越多，增

益越大，但對頻率資源和頻率合成器件就是挑戰(zhàn)。在相同S/N下，跳頻系統(tǒng)可以得到更大的容

量；而在相同的容量下，跳頻系統(tǒng)則可以獲得更高的信息質(zhì)量。

圖1.5基帶跳頻與射頻跳頻

1.4.3頻率復(fù)用技術(shù)

無線頻率是一種寶貴的、有限的資源。移動(dòng)通信系統(tǒng)中為提高頻率利用率，在相隔一定距離后，

信號(hào)較弱的地理區(qū)域重新使用相同的頻率組，這種同頻復(fù)用且進(jìn)行頻率分組可以提高頻率利用

率，但這種頻率利用率的提高和同頻干擾C/I之間又產(chǎn)生了矛盾。因此覆蓋區(qū)須規(guī)劃最基本的同

頻復(fù)用圖樣-單位無線區(qū)群，根據(jù)GSM體制，一般無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃采用4x3,但也可采用更緊密

的復(fù)用方式，如3x3、1x3、2x3、2x6,以及普通小區(qū)再分層等技術(shù)。

跳頻與同頻復(fù)用的結(jié)合

1.4x3頻率復(fù)用方式

4個(gè)基站區(qū)（每個(gè)基站分為3個(gè)1200或6個(gè)600扇區(qū)）12個(gè)扇區(qū)為一小區(qū)群，在這12個(gè)小

區(qū)使用12組不同的頻率（如圖1.6所示），然后在另一個(gè)復(fù)用單位中使用與之相同的頻率組，達(dá)

到同頻復(fù)用。如以我國聯(lián)通使用的GSM6MHz帶寬為例，共有30個(gè)載頻（6MHz/0.2MHz=30）,

其頻道序號(hào)為96724（為保護(hù)使用相鄰頻段的其它無線業(yè)務(wù)或運(yùn)營商，通?？梢圆皇褂脙啥诵?/p>

號(hào)的頻道）。其中n載頻頻率計(jì)算公式如下：

f上行=（890+0.2n）MHz；f下行=（f上行+45）MHz

對頻道分組如表所示：

-10-

頻949596979899

道100101102103104105106107108109110111

號(hào)112113114115116117118119120121122123

124

按照跳頻原理，4x3復(fù)用方式中，12個(gè)小區(qū)將占用12個(gè)頻道作為廣播控制信道（BCCH）,且

不參加跳頻；余下的18（或17）個(gè)頻道作為業(yè)務(wù)信道（TCH）,其中12個(gè)平均分配到各小區(qū)；剩余

的6個(gè)頻道按話務(wù)密度選擇性分配到各小區(qū)。因此?個(gè)基站的載頻配置為322或332。4x3復(fù)

用方式基站收信機(jī)TCH/FS在同頻道干擾保護(hù)比C/l=9dB,動(dòng)態(tài)V=3Km/h時(shí)：不跳頻幀刪除率

FER、殘余誤bit率RBER符合技術(shù)參數(shù)要求，如果采用跳頻則可在同等C/I條件下獲得更小的

誤碼率。

圖1.64x3頻率復(fù)用

2.3x3頻率復(fù)用方式

3x3復(fù)用是以3基站9扇區(qū)為單位進(jìn)行頻率復(fù)用，這種復(fù)用方式控制信道仍然采用4x3且不參

加跳頻。同樣以96~124的6MHz為例，BCCH占用12個(gè)頻道，余下18個(gè)為TCH分配到9

扇區(qū)中，則個(gè)基站的載頻配置為333。該方式可以提高頻率利用率，不須增加基站就能提高容

量，但要達(dá)到同頻干擾保護(hù)比的要求，需要使用跳頻技術(shù)，且參與跳頻的頻率數(shù)要求大于3。所

以要求要有足夠的帶寬，至少大于6MHz以保證跳頻效果（跳頻增益）。

3.1x3頻率復(fù)用方式

1*3是最為緊密的復(fù)用方式，它用一個(gè)基站的3個(gè)小區(qū)作為復(fù)用單位，相鄰基站區(qū)使用相同的頻

率，由于復(fù)用距離縮小，同頻載干比C/I比4x3大約下降10dB,因此必須采用跳頻及其它（如動(dòng)

態(tài)功控、不連續(xù)發(fā)射、天線分集等）抗干擾技術(shù)。采用1x3復(fù)用方式，BCCH發(fā)信機(jī)由于攜帶小

區(qū)特征信息而一直處于發(fā)射狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)小區(qū)間干擾的幾率最大，所以要將公共控制信道按

4*3復(fù)用進(jìn)行規(guī)劃，且不參加跳頻；然后將余下頻道分配到3個(gè)扇區(qū)。如仍以6MHz帶寬為例

則（30-12）/3=6,每個(gè)小區(qū)除開BCCH載頻還可再分配到6個(gè)：但實(shí)際應(yīng)用中為避免不同基站扇

區(qū)間的同頻跳到一起產(chǎn)生很大的同頻干擾，所以每個(gè)扇區(qū)跳頻的收發(fā)信機(jī)數(shù)小于分配到每扇區(qū)的

頻道數(shù)，一般收發(fā)信機(jī)（TRX）數(shù)與頻道數(shù)的比例按跳頻算法決定，最大為50%,且不同扇區(qū)使用

不同的跳頻隨機(jī)序列；因此個(gè)基站的載頻配置可以做到433或444。這樣相對于4x3方式，

基站容量提高了[(4+3+3>(3+2+2)]/(3+2+2)=40%；而帶來的C/I增益約為4.2dB；要彌補(bǔ)降低的

10dB還須采用其它抗干擾技術(shù)。1x3復(fù)用方式更適合于帶寬小、容量比較集中、不需很多基站

的地區(qū)。在實(shí)際應(yīng)用中，如重慶聯(lián)通主城區(qū)，使用CH113~CH124為BCCH的12個(gè)頻點(diǎn)，三

個(gè)小區(qū)TCH使用的跳頻組各5個(gè)頻點(diǎn)共15個(gè)，還保留2個(gè)頻點(diǎn)用于微蜂窩基站。

4.其它復(fù)用方式

多重復(fù)用就是把頻帶劃分為幾部分，每部分頻率采用不同的頻率復(fù)用系數(shù)，就是說在同一網(wǎng)絡(luò)中

采用不同的頻率復(fù)用方式。仍以6MHz帶寬為例，30個(gè)載頻其中控制信道載頻仍采用4*3=12

個(gè)扇區(qū)為一復(fù)用群；而TCH載頻則分別以9、6扇區(qū)為復(fù)用群；剩余3個(gè)載頻可用于微蜂窩。

這時(shí)MRP(12、9、6b基站的載頻配置達(dá)到333：并可釋放部分頻點(diǎn)用于微蜂窩，以滿足高話務(wù)

量地區(qū)的覆蓋。小區(qū)中業(yè)務(wù)載頻的復(fù)用度較高，是因?yàn)椴捎锰l技術(shù)，將不同區(qū)載頻干擾進(jìn)行了

平均，當(dāng)然為保證較高通話質(zhì)量，還可采用動(dòng)態(tài)功控、不連續(xù)發(fā)射等抗干擾手段。

同心圓就是將普通的小區(qū)分為兩個(gè)區(qū)域：外層和內(nèi)層，又稱頂層(Overlay)和底層(Underlay)。外

層的覆蓋范圍是傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)，而內(nèi)層的覆蓋范圍主要集中在基站附近。內(nèi)外層采用不同的頻

率復(fù)用方式，外層一般采用傳統(tǒng)的4x3,而內(nèi)層則采用更緊密的復(fù)用方式，如1*3。因此所有載

頻信道被分為兩組，一組用于外層，一組用于內(nèi)層。這種結(jié)構(gòu)不同于一般意義的多層網(wǎng)(如宏蜂

窩穆加微蜂窩)，是因?yàn)橥膱A技術(shù)內(nèi)外層共站址、共用一套天線系統(tǒng)、共用BCCH。但公共控

制信道屬于外層信道組，也就是說通話的建立必須在外層信道上進(jìn)行。根據(jù)同心圓的實(shí)現(xiàn)方式不

同，可分為普通同心圓和智能雙層網(wǎng)(InteligentUnderlayOverlay)。普通同心圓內(nèi)層發(fā)射功

率低丁外層，從而減小覆蓋范圍，提高內(nèi)層不同無線區(qū)群距離，保證C/I要求；內(nèi)外層間的切換

基于功率和距離；內(nèi)層功率低，不易吸收室內(nèi)話務(wù)量，因此比4*3容量提高不大，約10-30%。

IU0的內(nèi)層(超級(jí)層)與外層(常規(guī)層)發(fā)射功率相同，其切換算法基于C/I進(jìn)行，即：首先通話

在外層建立，然后基站控制器(BSC)不斷監(jiān)視此通話下行鏈路內(nèi)層信道的C/I值，當(dāng)達(dá)到可用門

限時(shí)，便將通話信道從外層切換到內(nèi)層；同時(shí)繼續(xù)監(jiān)視此內(nèi)層通話信道的C/I,如果變壞到一定

門限，便切換到常規(guī)層信道上；IU。由了內(nèi)外層功率不變、吸收話務(wù)量高，因此比4x3容量提

高稍大，從溫州地區(qū)使用統(tǒng)計(jì)看，容量提高約20-40%。

下表是6MHz帶寬下采用幾種復(fù)用方式后可以實(shí)現(xiàn)的基站配置、平均每站容量對比?？梢姴捎?/p>

1x3方式具有較高的容量比，但要保證小區(qū)間的C/l>9dB,必須引入跳頻技術(shù)以及其它技術(shù)來補(bǔ)

償C/I,才能在提高容量的同時(shí)滿足網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

復(fù)用方式基站配置平均每站容量(戶)容量比(與4*3相比)備注

4x33/2/2或3/3/214401平均每站容量：站內(nèi)載頻數(shù)x8為信道數(shù)n；呼損率2%；A為

0.025Erl/用戶

3x33/3/317881.24

1x34/4/426401.83

MRP（12、9、6）3/3/317881.24

1.5移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

全國GSM移動(dòng)通信網(wǎng)是多級(jí)結(jié)構(gòu)的曳合型網(wǎng)絡(luò)。為了在網(wǎng)絡(luò)中均勻負(fù)荷，合理利用資源，避免

在某些方向上產(chǎn)生的話務(wù)擁塞，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置移動(dòng)匯接中心TMSC。全國GSM移動(dòng)電話網(wǎng)按大

區(qū)設(shè)立一級(jí)匯接中心TMSC1、各省內(nèi)設(shè)立二級(jí)匯接中心TMSC2、移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立移動(dòng)端

局MSC,構(gòu)成三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成了個(gè)完全獨(dú)立的數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)網(wǎng)

和固定網(wǎng)之間的通信是通過移動(dòng)關(guān)口局GMSC來進(jìn)行轉(zhuǎn)接的。

中國移動(dòng)的GSM網(wǎng)設(shè)置8個(gè)一級(jí)移動(dòng)匯接中心，分別設(shè)于北京、沈陽、南京、上海、西安、成

都、廣州、武漢，一級(jí)匯接中心為獨(dú)立的匯接局（即不帶客戶，只有至基站的接口，只作匯接），

相互之間以網(wǎng)狀網(wǎng)相連。

省內(nèi)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)由省內(nèi)的各移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)構(gòu)成，省內(nèi)設(shè)若干個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)匯接中心，匯接

中心之間為網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，匯接中心與移動(dòng)端局之間成星狀網(wǎng)。根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小，二級(jí)匯接中心

可以是單獨(dú)設(shè)置的匯接中心，也可兼作移動(dòng)端局（與基站相連，可帶客戶）。移動(dòng)端局應(yīng)與省內(nèi)二

級(jí)匯接中心相連。

全國可劃分為若干個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)。每個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)中應(yīng)設(shè)立一個(gè)HLR。移動(dòng)業(yè)務(wù)本地

網(wǎng)通過二級(jí)匯接中心接入省內(nèi)GSM移動(dòng)網(wǎng)，從而接入GSM全國移動(dòng)網(wǎng)。

-12-

圖1.7移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

思考題

1.移動(dòng)通信有哪些基本特點(diǎn)？

2.常見的移動(dòng)通信多址技術(shù)有哪些？

3.GSM移動(dòng)通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。組成有哪些？

4.簡介GSM無線接口的物理信道、邏輯信道劃分？

5.簡介GPRS系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)的區(qū)別？

6.解釋跳頻技術(shù)、同頻復(fù)用技術(shù)。

7.簡介移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.2MOTOROLA基站設(shè)備

2.2.1概述

MOTOROLA基站分為宏蜂窩和微蜂窩兩種類型?，F(xiàn)階段宏蜂窩基站主要有MCELL、Horizon

macrofilHorizonH,共3大類。MCELL機(jī)柜分為：M-CELL2.M-CELL6,M-Cellcityand

M-Cellcity+、M-Cellaccess。Horizon機(jī)柜宏蜂窩基站有HorizonmacroIndoor,Horizonmacro

Outdoor,Horizonoffice

類型。HorizonII的機(jī)柜類型和Horizon的分類類型一樣。Horizon機(jī)柜微蜂窩基站有Horizon

micro,Horizoncompact,Horizonmicrocity?

-34-

2.2.2M-cell6硬件結(jié)構(gòu)

M-cell基站系列主要有兩種類型M-cell6和M-cell2?

M-cell6是目前摩托羅拉基站子系統(tǒng)中宏蜂窩基站的主導(dǎo)設(shè)備，主要應(yīng)用于城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等話務(wù)

密集的地區(qū)。如視具體情況站距從500米至數(shù)公里不等，單機(jī)可容納6載頻，最大可擴(kuò)容至4

機(jī)架24載頻（配置為SECT8/8/8）,支持分集接收，跳頻，菊花鏈傳輸。M-cell2主要應(yīng)用于話

務(wù)量大，地或較廣的邊遠(yuǎn)地區(qū)，也可用作微蜂窩設(shè)備。其主要技術(shù)指標(biāo)和性能和M-cell6一致,

采用基本相同的控制和數(shù)字處理結(jié)構(gòu)，其數(shù)字板和載頻單元通用。和M—cell6相比主要考慮其

經(jīng)濟(jì)性和L程維護(hù)方便。單機(jī)架可容納2載頻,最大可擴(kuò)容至3機(jī)架6載頻（配置為SECT2/2/2）,

支持分集接收，跳頻，菊花鏈傳輸。

1.M-Cell6機(jī)柜

M-Cell6室內(nèi)機(jī)柜可支持交流/直流輸入，由六部分構(gòu)成。機(jī)架結(jié)構(gòu)見下圖。一頂板，包括射頻

設(shè)備、直流電源輸入、E1線接口一風(fēng)扇，位于頂板下方一告警板（AB6）,位于TCU上方一

收發(fā)信機(jī)框，最多六個(gè)收發(fā)信單元（TCU）一數(shù)字控制機(jī)框，兩個(gè)數(shù)字單元框（|JBCU）一電

源分配單元PDU，位于兩個(gè)pBCU之間

2.M-CELL6BTS柜頂

M-CELL6柜頂分為兩部分：射頻部件、電源和信號(hào)連接。射頻部件：支持3個(gè)CBF或2個(gè)

CCB；支持3個(gè)DLNB；支持3個(gè)雙工器M—DUP

電源和信號(hào)連接：直流電源和交流電源輸入；用戶定義設(shè)備告警輸入/輸出；收發(fā)天線信號(hào)；

2.048MBPS線的接口；光纖通道。

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3.數(shù)字控制單元框⑴BCU）

□BCU包括一個(gè)背板，兩個(gè)全尺寸數(shù)字板和六個(gè)半尺寸板的槽位。全尺寸板：主控制單元MCU

和光纖擴(kuò)展板FOX。半尺寸板：1塊電源模塊BPSM；2塊網(wǎng)絡(luò)接口單元NIU：3塊光纖多路復(fù)

用器FMUXo

4.M-CELL6告警板及擴(kuò)展板

告警板監(jiān)視告警并能將告警傳送到上級(jí)控制器，同時(shí)接收以下故障信號(hào)：

-BTS機(jī)柜冷卻風(fēng)扇

一機(jī)柜柜門

一低電壓斷開

-APSM輸入和輸出故障

-BTS機(jī)柜過溫

一熔絲斷路

M-CELL6告警板的主要功能：一電源模塊一基站告警輸入緩沖器

一機(jī)柜告警輸入緩沖器及發(fā)光二極管LED一時(shí)鐘與邏輯告警發(fā)生電路一告警數(shù)據(jù)多路復(fù)用及輸

出到TCU-pBCU接口與基站繼電器控制輸出

告警擴(kuò)展板：告警擴(kuò)展板將用戶自定義告警從8個(gè)擴(kuò)展到最多16個(gè)。

5.主控制單元MCU板

主要功能：信令處理控制和管理功能；從NIU板讀取時(shí)鐘，產(chǎn)生并提供基站需要；參考時(shí)鐘；

進(jìn)行千端交換；從系統(tǒng)下載軟件，提供存貯作用。配置：MCU板是全尺寸板，通過背板能控制

24個(gè)；TCU,每個(gè)SITE配置2塊MCU,冗余

配置。MCU的面板如下：一四個(gè)光纖輸入輸出口，連接二個(gè)TCU一維護(hù)測試口

-MCU狀態(tài)指示燈

-PCM卡接口，用于裝載軟件一軟件工程師使用的DUBUG口一軟件、硬件復(fù)位開關(guān)

6.光纖擴(kuò)展板FOX板

FOX板是全尺寸板。主要功能：MCU板通過FOX板能控制六個(gè)TCU板。配置：每個(gè)機(jī)柜最

多能配置2塊FOX板，冗余配置。面板：FOX板前端有12個(gè)光纖口，支持6個(gè)TCU。

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7.網(wǎng)絡(luò)接口單元NIU板

NIU板的主要功能：連接2個(gè)E1線接口；處理2條RSL鏈路LAPD的編碼解碼；從E1線

提取時(shí)鐘。

配置：NIU板是半尺寸板，每個(gè)機(jī)柜（有MCU的機(jī)柜）配置4塊NIU板，冗余配置，但是連

接6個(gè)E1線（MCELL6）。MCELL2配置2塊NIU板，冗余配置，連接4個(gè)E1線。

8.FMUX板

FMUX板子是半尺寸板，只適用于M-CELL6機(jī)柜…BCU機(jī)框能配置三塊FMUX板，MCU

板子通過3塊FMUX板子能控制24個(gè)TCU,接收擴(kuò)展的FMUX板子，位于FMUXO槽位。

9.天線統(tǒng)?吩配單元IADU板

IADU只適用于GSM900MCELL6站型，每個(gè)BTS機(jī)柜都配置1塊。主要功能一每塊IADU能

支持3個(gè)DLNB,并將DLNB的輸入分離成六路，輸出給本機(jī)柜的TCU；一通過IADU板

的擴(kuò)展板把收信信號(hào)擴(kuò)展到其它機(jī)柜。

10.合路器CBF

主要作用：CBF通過HC將2路信號(hào)合成1路信號(hào)，并通過發(fā)信帶通濾波器濾波，送至發(fā)信

天線，功率損耗大約有3dB。配置：CBF只適用于GSM900BTS,MCELL6支持2個(gè)CBF,

MCELL2支持2個(gè)CBF,一般CBF不支持多極連接。CBF的外觀、功能框圖如下：

3輸入CBF：

-40-

11.雙工器M-DUP原理：通過2個(gè)帶通濾波器，在一根天線上分別收信和發(fā)信。

配置：中功率雙工器M—DUP適用于GSM900BTS,裝在CBF合路之后，支持2個(gè)TCU。

高功率雙工器H-DUP支持2個(gè)以I二的TCU。

12.雙路低噪聲放大模塊DLNB原理：收信信號(hào)通過2個(gè)帶通濾波器濾波和2個(gè)低噪聲放大器

放大，將兩路輸入信號(hào)重新分配

給2個(gè)TCU?配置：只適用丁GSM900BTS,M-CELL6支持3個(gè)DLNB,M-CELL2支

持一個(gè)DLNB?

13.M-Cell6射頻連接圖M-Cell6射頻連接圖(EGSM9004/4/4)

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2.2.3Horizonmacro硬件結(jié)構(gòu)

機(jī)柜尺寸（高x寬x深）：最小87x70x43cm；最大204x70x43cm

1.CTU

CTU接收作用

以時(shí)隙為單位將接收器諧調(diào)到任何接收信道頻率；接收信道信號(hào)的解調(diào)與修正；對收到的信號(hào)強(qiáng)

度指示和信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行測量；對從被解調(diào)的無線信道接收到的數(shù)據(jù)作恢復(fù)；對以收到的數(shù)據(jù)作信

道解碼并對被恢笑的信號(hào)作處理。將話務(wù)數(shù)據(jù)送到MCUF,以便傳送到MSC；接入SURF模

塊的數(shù)字接口，可控制來自相應(yīng)天線各接收信號(hào)的SURF開關(guān)的選擇。對來自第二個(gè)天線輸入

的條附加接收路徑進(jìn)行比較和處理，以對分集提供支持。輸出功率(架頂)：16W(1800),20W

(900).o

CTU發(fā)射作用為任何發(fā)射信道RF頻率的生成，以時(shí)隙為單位作發(fā)射諧調(diào)對發(fā)射數(shù)據(jù)輸出進(jìn)

行的編碼將發(fā)射數(shù)據(jù)數(shù)字調(diào)制到發(fā)射無線信道信號(hào)上發(fā)射無線信道RF信號(hào)的最終RF功率

放大和輸出功率水平控制當(dāng)使用CCB時(shí)，得到至CCB的控制數(shù)據(jù)的輸出對待發(fā)射數(shù)據(jù)，交

織信號(hào)和話務(wù)信道數(shù)據(jù)按ETSI定義進(jìn)行信道編碼輸出功率(架頂)：16W(1800),20W(900).

2.SURFModule

作用：

提供天線和CTU間RF接收信號(hào)的前端濾波、放大和矩陣控制

?三對接收天線輸入端

?兩個(gè)小區(qū)機(jī)柜間擴(kuò)展的輸出端口

擴(kuò)展端口固定連接與0A,0B端口

RE

210210BA

3.DCFBlock

DuplexedCombiningFilter.M-Cellequivalent:CBF+Duplexer.使每一天線對于TX和RX兩

者都服務(wù)于兩個(gè)CTU發(fā)射路徑功率損耗大約4.5dB.

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4.DDFBlock

Dual-stageDuplexedFilter.M-Cellequivalent:3-inputCBF+Duplexer,具有一個(gè)第二級(jí)合成可

使第三個(gè)CTUTX輸入.發(fā)射路徑功率損耗大約7.5dB

5.HCUBlock

?HybridCombinerUnit.

M-Cellequivalent:900Hybrid.合成兩個(gè)載頻的輸出為一路需要配合DDF使用.發(fā)射路徑

功率損耗大約3dB.

6.FeedthroughPlateAssy

DDF配合使用，將第三個(gè)載頻的輸出連接到DDF的TX端口M-Cellequivalent:

Non-Hybrid.發(fā)射路徑功率損耗大約OdB.

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7.TDFBlock

TwinDuplexedFilter.M-Cellequivalent:TBF+2xDuplexer.Twocompletelyseparate

transmit/receivepaths.Permitsverylowlosssingle-radiosectorstobe

configured.Transmitlossapprox.1.5dB.

8.MCUF

維護(hù)和操作/控制處理呼叫處理（例如：資源管理和基帶調(diào)頻數(shù)據(jù)的交換）話務(wù)和控制信

息的交換時(shí)間基準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)/BTS主時(shí)鐘同步兩個(gè)FMUX的功能可支持24個(gè)載頻支持

6條E1/T1提供PCMCIA卡支持CSFP功能Size:260x250x50mmWeight:

0.5kgOrderNo.:SWLN5227

9.Horizon射頻連接圖

S2/2/2發(fā)射/接收連接示意圖

S4/4/4發(fā)射/接收連接示意圖

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2.2.4HorizonII硬件結(jié)構(gòu)

?支持EGSM900和GSM1800及EDGE

?容量：每個(gè)BTS機(jī)柜最多可擴(kuò)到12載頻；采用兩個(gè)HorizonII機(jī)柜支持24載波的

站型

?輸出功率(1/1/1)：900MHz:63W；1800MHz:50W

?尺寸和重量:750mm(H)x700mm(W)x430mm(D),135kg

?體積:532Liters；22.15Liters/TRX(24channels)

1.CTU2

CTU2-CompactTransceiverUnit-50-

TxOutConnecot--thefunctionisTransmitterRFoutput.TTYInterface--Testaccessto

processorTestandVCATInterfaceisusedforfactory.

注意事項(xiàng)：CTU2安裝于Horizonmacro機(jī)柜時(shí)，Horizonmacro機(jī)柜必須配置3個(gè)PSUs,并

且不再有PSU作為冗余如果Horizonmacro機(jī)柜的某個(gè)PSU損壞將導(dǎo)致安裝于

Horizonmacro機(jī)柜的CTU2退服。&Horizonmacro安裝CUT2,Horizonmacro需要重做接

收RX校準(zhǔn).

2.SURF

面板及原理圖：

接口框圖：

3.DUP

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4.HCU

5.DHP

6.HorizonII射頻連接圖S4/4/4發(fā)射/接收連接示意圖-PowerOutput:20W900MHz,

16W1800MHz

02發(fā)射/接收連接示意圖-PowerOutput:20W900MHz,16W1800MHz

7.HIISC

HIISC.HorizonII基站控制器，提供基站的所有處理功能。HIISC具有以下特性：

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軟件功能和網(wǎng)絡(luò)接口單元板能的處理器件；可編程時(shí)隙交換器件為單密度或雙密度GSM和

單密度EDGE提供TDM鏈路提供3個(gè)擴(kuò)展鏈路為GSM/GPRS或EDGE收發(fā)信機(jī)提供

BBH路由六聯(lián)合E1/T1間距線路接口為空中復(fù)用接口提供可變程同步/定時(shí)模塊

2.3華為基站設(shè)備

2.3.1概述

BTS3X是華為公司的系列宏蜂窩基站。基站系列中包括室內(nèi)型基站BTS30、BTS312和室外

型基站BTS3006A、BTS3012A。單機(jī)柜容量大BTS312、BTS3012A滿配置可支持12個(gè)

載頻，BTS30、BTS3006A滿配置可支持6載頻。下表是BTS3X系列基站的基本介紹。

BTS3X系列基站應(yīng)用比較

基站類型型號(hào)單機(jī)柜最大載波數(shù)應(yīng)用

室內(nèi)型宏基站BTS301212高密度大話務(wù)量用戶地區(qū)及需要覆蓋廣的地區(qū)

BTS31212高密度大話務(wù)量用戶地區(qū)

BTS306人口密集地區(qū)、城市

室外型宏基站BTS3006A6室外中等容量廣覆蓋基站解決方案

BTS3012A12室外大容量廣覆蓋基站解決方案

小基站BTS3002C2郊區(qū)、鄉(xiāng)村、車站、機(jī)場、公路、鐵路等

BTS3X系列宏蜂窩基站提供較強(qiáng)的操作維護(hù)功能，主要如下：

的操作維護(hù)功能可完成對基站設(shè)備的管理和維護(hù)，可進(jìn)行軟件遠(yuǎn)近端加載、基站對象屬性配置

管理、設(shè)備管理和系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控等操作。

(2)近端維護(hù)：提供人機(jī)接口(MMI,ManMachineInterface),可利用近端維護(hù)臺(tái)對基站各

對象進(jìn)行維護(hù)、監(jiān)控和管理。

（3）遠(yuǎn)端維護(hù)：在GSM系統(tǒng)內(nèi)組成操作維護(hù)網(wǎng)，用戶在權(quán)限許可下，可利用遠(yuǎn)端操作維護(hù)臺(tái)，

對系統(tǒng)內(nèi)的基站進(jìn)行遠(yuǎn)端操作維護(hù)。

（4）系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控：提供系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)指示和資源狀態(tài)指示。

（5）安全管理：提供用戶登錄鑒權(quán)、命令權(quán)限限制、危險(xiǎn)操作提示、用戶群管理等安全管理功

能。

（6）測試：提供功能白測、環(huán)回測試。

（7）軟件升級(jí)：白動(dòng)檢查系統(tǒng)是否符合升級(jí)條件；可通過遠(yuǎn)程加載進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)；軟件升級(jí)過

程可逆，升級(jí)不成功”快速恢復(fù)原有系統(tǒng)。

（8）支持15:1復(fù)用，節(jié)省傳輸線費(fèi)用。

2.3.2BTS3X系列基站簡介

1.BTS30

BTS30外形尺寸：高x寬x深=1600mmx600mmx450mm。

下圖為BTS30的典型單機(jī)柜滿配置圖。圖中，BTS30配置了3塊CDU,6塊TRX,4塊PSU

（PowerSupplyUnit）,1塊PMU（PowerMonitorUnit）,2塊TMU（Timing/Transmission

andManagementUnit）,1塊TES（TransmissionExtensionpowerSupplyunit）和1塊

TEU（TransmissionExtensionUnit）?

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2.BTS312

BTS312外形尺寸：高x寬*深=1880mmx650mmx500mm。

下圖為BTS312的典型單機(jī)柜滿配置圖。圖中，BTS312配置了6塊CDU,12塊TRX,6塊

PSU,1塊PMU,2塊TMU,1塊TES和2塊TEU。

3.BTS3002C

BTS3002C是嚴(yán)格的室外型小基站，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，一般用于邊際網(wǎng)解決方案中，它具有如

下性能特點(diǎn)：

?采用全密閉一體化結(jié)構(gòu)，防水、防塵、防潮、防鹽（酸）霧、防霉菌、防太陽輻射設(shè)計(jì)，

對大部分外界影響都有較強(qiáng)的抵御能力；

?工作溫度范圍寬：在-40℃?+55℃（環(huán)境溫度）范圍內(nèi)可正常工作；

?電壓適應(yīng)范圍寬：在150VAe?300VAe范圍內(nèi)可正常工作；

?防雷設(shè)施完善：配備內(nèi)置防雷板、外置電源防雷箱等設(shè)備；

?安裝方式多樣：可掛在墻上、柱上、塔上或電線桿上；

?支持蓄電池供電，公用電網(wǎng)斷電時(shí)，可延長供電時(shí)間。

BTS3002C外形尺寸：高*寬x深=700mmx460mm*360mm。性能特點(diǎn)如下：

性能分類參數(shù)名指標(biāo)

信道容量帶寬8TCH/TRX200kHz

系統(tǒng)指標(biāo)接收性能頻段靜態(tài)接收靈敏度GSM900（P-GSM）：上行：890MHz?915MHz；下

行：935MHz~960MHzGSM900（R-GSM）：上行：876MHz?901MHz；下行：921MHz?

946MHzGSM1800：上行：1710MHz?1755MHz（低端45M）；1740MHz-1785MHz（高

端45M）下行：1805MHz?1850MHz（低端45M）1835MHz-1880MHz（高端45M）

GSM900：-110dBmGSM1800：-109dBm

每載頻最大發(fā)射功率天饋口243dBm

發(fā)射性能靜態(tài)功率控制范圍0?10級(jí)，步氏2±1dB

動(dòng)態(tài)功率控制范圍0?15級(jí)，步氏2±1dB

接口及功能如下：

接口名稱類型數(shù)量實(shí)現(xiàn)功能

Abis接IIE1SDH2對2對提供75Q/120Q的E1接口支持級(jí)聯(lián)提供操作維護(hù)鏈路（OML）

提供SDH傳輸方式支持級(jí)聯(lián)提供操作維護(hù)鏈路（OML）

告警接口ALARM5個(gè)提供