GSM基础及BTS功能.pdf
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1、第 一 部 分 GSM基 础.61.GSM系 统 的 起 源 和 发 展.61.1.GSM的 发 展 史.61.2.GSM系 统 的 主 要 特 点.7L 3.G SM 的 规 范 系 列(GSMPLMN).81.4.CSM系 统 的 主 要 性 能 参 数.81.4.1.工 作 频 段.81.4.2.频 道 间 隔.91.4.3.频 道 配 置.91.4.4.双 工 收 发 间 隔.91.4.5.干 扰 保 护 比.101.4.6.频 率 复 用 方 式.101.4.7.保 护 带 宽.1 12.CSM的 网 络 结 构 和 接 口 协 议.122.1.系 统 的 组 成.122.2.无 线
2、 基 站 子 系 统.142.3.交 换 网 路 子 系 统.142.4.移 动 台.1 52.5.操 作 维 护 子 系 统.162.6.GPRS系 统 组 成.1 72.7.GSM网 络 的 区 域 定 义.1 83.GSM的 编 号 和 识 别 方 案.203.1.有 关 建 议 及 规 定.203.2.MSISDN一 一 移 动 用 户 号 码(移 动 台 ISDN号 码).203.3.IMSI一 一 国 际 移 动 用 户 识 别 码.213.4.MSRN一 一 移 动 用 户 漫 游 号 码.223.5.HO num ber-切 换 号 码.233.6.TMSI 一 临 时 移 动
3、 用 户 识 别 号 码.233.7.LMSI一 一 本 地 移 动 用 户 识 别 号 码.243.8.1M日 一 一 国 际 移 动 台 识 别 号 码.243.9.LAI一 一 位 置 区 识 别 码.253.10.CCI一 一 小 区 识 别 码(全 球 小 区 识 别 码).253.11.BSIC一 一 基 站 识 别 码.263.12.MSC/VLR 识 别 号 码.273.13.HLR/AUC 识 别 号 码.274.1.空 中 接 口 概 述.274.2.空 中 接 口 的 信 道 描 述.284.2.1.频 率 分 配.284.2.2.时 分 多 址 技 术(TDMA).30
4、4.2.3.时 分 多 址(TDMA)帧 结 构.324.2.4.TD M A逻 辑 信 道 概 念.324.2.6.时 延 调 节.354.3.CSM语 音 信 号 处 理.374.4.其 他 抗 衰 落 与 抗 干 扰 技 术 介 绍.384.4.1.引 言.384.4.2.空 间 分 集.384.4.3.跳 频 技 术.394.4.4.不 连 续 传 输 处 理(DTX).424.5.无 线 链 路 控 制.444.5.1.概 述.444.5.2.无 线 链 路 测 量.444.5.3.功 率 控 制(PC).464.5.4.切 换(H 0).47第 二 部 分 基 本 概 念.491.
5、基 站 位 置 和 功 能.492.基 站 天 馈 线 系 统 结 构.503.A9100BTS 的 结 构.51第 三 部 分 0MCR简 介.521、OMCR基 本 概 念.521.1.0MCR系 统 的 基 本 概 念 简 介.521.2.0MCR和 GSM系 统 连 接 的 组 网 结 构 简 介.532.0MCR用 操 作 维 护 界 面.542.1.登 录.542.2.进 入 ICONBOX.542.3.BSSUSM 简 介.552.4.RNUSM 简 介.573、基 本 常 用 操 作 维 护.593.1 添 加 及 删 除 BTS.593.2 删 创 逻 辑 小 区 的 方 法
6、:.59第 四 部 分 BTS原 理.621.BTS 概 述.621.1.B T S 地 位 和 作 用.621.2.A9100BTS 的 特 性.641.2.1.典 型 配 置.641.2.2.射 频 特 性.651.2.3.安 装 和 维 护.671.2.4.电 源.671.2.5.同 步 和 传 输.681.2.6.Abis 配 置.681.2.7.兼 容 和 交 叉 兼 容.702.BTS的 功 能 体 系.722.1.BTS 的 体 系.722.2.电 信 功 能.732.3.操 作 和 维 护 的 功 能.742.4.传 输 功 能.762.5.天 馈 网 络.763.BTS硬 件
7、 的 体 系 结 构.793.1.概 述.793.1.1.EEBTS 的 接 口.803.1.2.机 械 概 念.823.2.SUM 板.843.2.1.SUM(station unit module)的 主 要 功 能.843.2.2.SUM 板 的 接 口.853.2.3.SUM 板 上 的 L E D.863.3.收 发 信 机(TRE).893.3.1.数 字 部 分(TRED).893.3.2.模 拟 部 分(TREA 和 TREPA).913.3.3.T R E 的 前 面 板 和 状 态 显 示 LED.963.4.天 线 网 络.1003.5.B T S 的 外 部 连 接.1
8、113.6.风 扇 单 元.1143.7.BTS 机 架.1154.BTS的 配 置.1174.1.概 述.1174.2.损 耗.1174.3,配 置 表.119第 五 部 分 基 站 故 障 处 理.1215.显 性 故 障 处 理.1215.1.载 频 故 障 处 理.1215.1.1.BTS主 设 备 载 频 更 换 步 骤.1215.1.2.注 意 事 项.1225.2.AN故 障 处 理.1235.2.1.BTS 更 换 腔 体(ANX、ANY,ANGxx)步 骤.1235.2.2.BTS替 换 腔 体 步 骤.1245.2.3.注 意 事 项.1255.3.SUM故 障 处 理.1
9、255.3.1.BTS主 设 备 S U M 更 换 步 骤.1255.3.2.BTS主 设 备 使 用 S U M A 替 代 S U M P 步 骤.1275.4.传 输 故 障 处 理.1286.隐 性 故 障 处 理.1296.1.基 站 隐 性 故 障 处 理 基 本 流 程.1296.2.载 频 和 RSL不 对 应 处 理.1296.3.基 站 不 下 载 处 理.1306.4.小 区 没 有 语 音 占 用 故 障 处 理.1306.5.小 区 没 有 GPRS占 用 故 障 处 理.1316.6.小 区 或 8$0出 现 近 523 8门 的 故 障 处 理.1316.7.风
10、 扇 告 警 处 理.131第 六 部 分 基 站 工 程 操 作.1321.新 站 的 调 测 开 通.1322.新 增 小 区.1393.删 除 小 区.1404.载 频 扩 容.1405.载 频 减 容.1426.调 整 B T S时 钟.142第 七 部 分 基 站 故 障 案 例 分 析.1431.载 频 驻 波 比 告 警.1432.载 频 退 服.1433.机 架 槽 位 故 障 引 起 基 站 退 服.1444.雷 击 引 起 基 站 故 障.1455.扩 容 后 基 站 无 法 工 作.146第 八 部 分 仪 器 仪 表 部 分.147第 九 部 分 CQ T测 试.147
11、第 一 部 分 GSM基 础 1.GSM系 统 的 起 源 和 发 展 近 十 多 年 来,随 着 计 算 机、程 控 交 换 和 数 字 通 信 技 术 的 发 展,移 动 通 信 汇 集 了 有 线 通 信 和 无 线 通 信 的 最 新 技 术 成 果,已 成 为 现 代 通 信 的 重 要 组 成 部 分 和 未 来 个 人 通 信 的 重 要 基 础。特 别 是 蜂 窝 小 区 技 术 的 迅 速 发 展,为 用 户 彻 底 摆 脱 终 端 设 备 的 束 缚、实 现 完 整 的 个 人 移 动 性 提 供 了 可 靠 的 传 输 手 段 和 接 续 方 式。目 前,无 线 通 信
12、已 成 为 电 信 领 域 中 最 灵 活 方 便、最 受 人 们 欢 迎、发 展 速 度 最 快 的 先 进 通 信 技 术 的 支 柱 之 一。1.1.GSM的 发 展 史 CSM数 字 移 动 通 信 系 统 史 源 于 欧 洲。早 在 1982年,欧 洲 己 有 几 大 模 拟 蜂 窝 移 动 通 信 系 统 在 运 营。这 些 系 统 均 为 国 内 系 统,它 要 求 使 用 指 定 的 移 动 台,互 不 兼 容。其 致 命 弱 点 是:1)各 系 统 间 没 有 公 开 接 口;2)无 法 与 固 定 网 迅 速 向 数 字 化 推 进 相 适 应,数 据 的 承 载 业 务
13、很 难 开 展;3)频 谱 利 用 率 低,无 法 适 应 大 容 量 的 需 要;4)安 全 保 密 性 差,易 被 窃 听,易 做 假 机。所 以,这 些 系 统 均 只 能 在 本 系 统 中 使 用。为 了 方 便 全 欧 洲 能 统 一 使 用 移 动 电 话,北 欧 国 家 于 1982 年 向 CEPT(Conference of European Posts andTelecommunication:欧 洲 邮 政 电 信 管 理 部 门 会 议)提 交 了 一 份 建 议 书,要 求 制 定 900MHz频 段 的 公 共 欧 洲 电 信 业 务 规 范。在 这 次 大 会
14、上 成 立 了 一 个 在 ETS I(欧 洲 电 信 标 准 协 会)下 的“移 动 特 别 小 组”(Group Special Mobile),简 称“GSM”,开 始 制 定 使 用 于 各 国 的 一 种 数 字 移 动 通 信 系 统 的 技 术 规 范。1986年 在 巴 黎,该 小 组 对 欧 洲 各 国 及 各 公 司 经 大 量 研 究 和 实 验 后 所 提 出 的 8个 建 议 系 统 进 行 了 现 场 实 验。随 着 设 备 的 开 发 和 数 字 蜂 窝 移 动 通 信 网 的 建 立,GSM逐 步 成 为 欧 洲 移 动通 信 网 的 代 名 词,欧 洲 的 专
15、 家 们 将 C S M重 新 命 名 为 uGlobal System forMobile C o m m u n ica tio n,变 成 了 全 球 移 动 通 信 系 统”的 简 称。而 将 原 来 GSM有 关 的 技 术 职 能 交 给 了 ETSI(欧 洲 电 信 标 准 协 会)。1.2.GSM系 统 的 主 要 特 点 CSM的 主 要 特 点 如 下:1)频 谱 效 率 高 由 于 采 用 了 高 效 调 制 器、信 道 编 码、交 织、均 衡 和 话 音 编 码 技 术 等,使 系 统 具 有 高 的 频 谱 效 率。2)容 量 大 由 于 每 个 信 道 传 输 带
16、宽 增 加,使 同 频 复 用 载 干 比 C/I要 求 降 低 至 9dB,故 GSM系 统 的 同 频 复 用 模 式 可 以 缩 小 到 4/1 2 或 3/9 甚 至 更 小;加 上 半 速 率 话 音 编 码 的 引 入 和 自 动 话 务 分 配 以 减 小 越 区 切 换 的 次 数,使 GSM系 统 的 容 量 效 率(每 兆 赫 每 小 区 道 数)比 TACS系 统 提 高 了 3 5 倍。3)话 音 质 量 与 无 线 传 输 质 量 无 关 在 900M HZ频 带 中,使 用 TDMA(时 分 复 用 多 路 接 入)的 全 数 字 的 方 式 工 作。鉴 于 数 字
17、 传 输 技 术 的 特 点 以 及 CSM规 范 中 有 关 空 中 接 口 和 话 音 编 码 的 定 义,在 门 限 值 以 上 时,话 音 质 量 总 是 与 无 线 传 输 质 量 无 关。4)开 放 的 接 口 G SM标 准 所 提 供 的 开 放 性 接 口,不 仅 限 于 空 中 接 口,而 且 包 括 网 络 之 间 以 及 网 络 中 各 设 备 实 体 之 间,例 如 A 接 口。5)安 全 性 好 通 过 鉴 权、加 密 和 TM SI号 码 的 使 用,达 到 安 全 目 的。6)与 其 它 网 络 的 互 连 通 常 利 用 现 有 的 标 准,如 ISUP或 T
18、UP等。7)在 SIM卡 基 础 上 实 现 漫 游 在 国 家 网 内 和 跨 国 界 间 的 通 信 中,该 系 统 能 提 供 自 动 漫 游(泛 欧 漫 游)。漫 游 是 移 动 通 信 的 重 要 特 征,它 使 得 用 户 可 以 从 一 个 网 络 自 动 进 入 另 一 个 网 络。对 于 GSM标 准,它 可 以 提 供 全 球 漫 游。8)能 自 动 选 择 路 由 对 一 个 移 动 用 户 发 起 一 次 呼 叫 的 用 户 将 不 需 要 知 道 移 动 用 户 的 位 置,因 为 呼 叫 将 被 自 动 选 路 到 合 适 的 移 动 设 备。9)能 最 大 灵 活
19、 地 在 线 提 供 由 ISDN提 供 的 业 务,易 于 升 级 10)能 提 供 ISDN综 合 业 务1.3.GSM 的 规 范 系 列(GSM PLMN)GSM系 统 技 术 规 范 中 只 对 功 能 和 接 口 制 定 了 规 范,未 对 硬 件 作 出 规 定。这 样 做 的 目 的 是 尽 可 能 减 小 对 设 计 者 的 限 制,又 使 各 运 营 者 有 可 能 购 买 不 同 厂 家 的 设 备。GSM标 准 共 有 1 2章 规 范 系 列,即:0 1系 列:概 述 0 2系 列:业 务 方 面 0 3系 列:网 络 方 面 0 4系 列:MSBS接 口 的 规 约
20、(空 中 接 口 第 2、3层)0 5系 列:无 线 路 径 上 的 物 理 层(空 中 接 口 第 1层)0 6系 列:话 音 编 码 规 范 0 7系 列:对 移 动 台 的 终 端 适 配 0 8系 列:BS到 MSC接 口(A 和 Abis接 口)0 9系 列:网 络 互 连 10系 列:业 务 互 通 11系 列:设 备 和 型 号 批 准 规 范 1 2系 列:操 作 和 维 护 这 些 系 列 规 范 都 是 由 ETSI组 建 的 不 同 工 作 组 和 专 家 组 编 写 而 成 的。1988年 完 成 第 一 阶 段 的 第 一 版 本,以 支 撑 当 时 的 投 标 活
21、动。后 来 修 改 过 几 次,1990年 以 后 除 了 传 真 方 面 的 规 范 外,其 它 很 小 做 改 动,1992年 基 本 冻 结。第 二 阶 段 标 准 到 1993年 底 也 基 本 完 成 了 主 要 部 分,并 于 1994年 冻 结。为 了 提 高 系 统 的 性 能,从 1994年 6 月 又 开 始 考 虑 第 2+阶 段 的 有 关 标 准 的 定 义,后 并 入 第 二 阶 段 标 准,并 宣 布 还 会 有 第 三 阶 段 的 标 准。1.4.GSM系 统 的 主 要 性 能 参 数 1.4.1.工 作 频 段 陆 地 公 用 蜂 窝 数 字 移 动 通 信
22、 网 GSM通 信 系 统 采 用 900MHZJ 800MHz频 段。其 中:900MHz频 段 为:890 915(移 动 台 发,基 站 收)880-890 E-CSM935-960(基 站 发,移 动 台 收)925-935 E-CSM1800MHZ频 段 为:17101785(移 动 台 发、基 站 收)1805-1880(基 站 发、移 动 台 收)1.4.2.频 道 间 隔 相 邻 两 频 道 间 隔 为 200KHZ。每 个 频 道 采 用 时 分 多 址 接 入(TDMA)方 式,分 为 8 个 信 道(全 速 率)。即 在 GSM网 络 中 的 同 一 个 小 区,任 何
23、两 个 载 频 的 工 作 频 率 最 少 相 差 200KHz,每 个 载 频 可 以 分 成 8 个 FR语 音 信 道,或 者 分 成 16个 HR语 音 信 道.采 用 TDMA的 方 式 接 入.将 来 CSM采 用 半 速 率 话 音 编 码 后,每 个 频 道 可 容 纳 1 6 个 半 速 率 信 道。1.4.3.频 道 配 置 采 用 等 间 隔 频 道 配 置 方 法,频 道 序 号 为 1 1 2 4,共 124个 频 点。频 道 序 号 和 频 点 标 中 心 频 率 的 关 系 为:fl(n)=890.2MHZ+(n-1)*0.2MHZ 移 动 台 发,基 站 收 f
24、h(n)-f l(n)+45MHZ基 站 发,移 动 台 收 n=i 124频 道(或 称 为 频 点,载 频)说 明:在 中 国,有 联 通 和 移 动 两 个 CSM运 营 商,无 委 会 规 定,移 动 使 用 1-94号 频 点,联 通 使 用 9 6-1 2 4号 频 点,9 5号 频 点 为 保 护 频 点,两 家 运 营 商 都 不 能 使 用,以 免 相 互 干 扰.联 通 800MHZ的 CDMA系 统 的 发 射 频 段 为 870-880M,这 样 就 与 移 动 的 GSM频 段 相 邻,为 了 减 少 干 扰,在 联 通 CDMA和 移 动 GSM基 站 比 较 近
25、的 地 方,移 动 CSM基 站 最 好 不 要 使 用 1-2 0号 频 点,以 免 产 生 干 扰.1.4.4.双 工 收 发 间 隔 45MHZ与 模 拟 TACS系 统 相 同。1.4.5.干 扰 保 护 比 载 波 干 扰 保 护 比(C/I)就 是 接 收 到 的 希 望 信 号 电 平 与 非 希 望 信 号 电 平 的 比 值,此 值 与 MS的 随 时 位 置 有 关。这 是 由 于 地 形 不 规 则 性 及 本 地 散 射 体 的 形 状、类 型 及 数 量 不 同,以 及 其 他 一 些 因 素 如 天 线 类 型、方 向 性 及 高 度,站 址 的 标 高 及 位 置
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