移动通信BTS培训教材

第一部分ZXG10-BTS系统简介第一章ZXG10-BTS系统概述1.1引言1.1系统概述ZXG10BTS是GSM900/GSM1800一体化兼容平台，BTS（基站收/发信台）是属于GSM系统中基站子系统（BSS）中的无线部分设备。BTS由基站控制器BSC控制，服务于蜂窝小区中某一小区作为该小区内的无线收/发信台，实现BSS与MS移动用户之间的空中接口的无线传输和相关控制，同时与BSC一起实现无线信道之间的切换。BTS在系统中的位置可用以下图表示：OMCMSC/VLRHLRAUCEIRBSSBTSBTSBSCBSSMSPSTNISDNPLMNPSPDN图1.1.1GSM系统构成及BTS在系统中位置BSC：基站控制器BTS：基站收/发信台BSS：基站子系统OMC：操作维护中心AUC：鉴权中心EIR：设备识别寄存器HLR：归属位置寄存器VLR：拜访位置寄存器PSTN：公众电话交换网PSPDN：公众分组数据网PLMN：公众陆地移动网ISDN：综合业务数字网基站子系统BSS由BTS和BSC构成，BTS和BSC之间的接口关系可用下图表示：BTSBTSBSCMSBIEBIEBIEBIESMTCSMMSCUmAbisA图1.1.2典型的BSS系统构成其中：BIE为基站设备接口单元（BasestationInterfaceEquipment）SM为子复用单元（Submultiplexer）TC为码形变换单元（Transcoder）由图可知，BSC与BTS之间接口为Abis接口，采用LAPD协议；BTS和MS之间采用Um空中接口，采用LAPDm协议；BSC与MSC之间采用A接口，A接口采用MAP七号信令协议（BSSAP）。BTS负责无线传输，BSC负责基站子系统的控制管理，TC负责将MSC来的PCM码速与GSM码速变换。ZXG10-BTS在硬件功能上主要由三部分组成：（1）公共模块（PUB）；（2）基站收发信模块（TRX）；（3）基站辅助设备模块（AUX）。PUB模块基站接口设备单元BIE；主时钟单元CKU；时钟驱动单元CKD；基站操作维护单元OMU；外部告警采集单元EAM；基站无线测试设备单元RTE；TRX模块基带处理单元BBP帧单元接口FUI帧单元控制器FUC信道处理器CHP载频单元CU载频接口CUI接收预处理器RPP发信机TX接收机RX功率放大器PA天馈设备ATEAUX模块电源模块PWR机顶接口单元BST风扇控制单元FAN其中当BTS与BSC不设在同一处时（BSC与BTS距离大于15m），BTS与BSC之间需采用Abis接口，需要BIE设备，如果BSC与BTS并置在同一处时只需采用内部BS接口，BIE设备是不需要的。PUB模块中CKU、OMU要求采用1:1冗余。在ZXG10-BTS中TRX模块可配置多至6个（不包括ATE）。ATE包括发信机合路器和接收前端（由信号分配器、塔顶放大器和滤波器组成），要求每个BTS可配置多至3个发信机合路器（4合1或2合1）和多至3个接收信号分配器（1分4）（接收前端），每套包括2个独立接收通路。AUX模块中PWR包括公共电源PSA、收发电源PSB、功放电源PSC，要求PSA采用1:1冗余，每2个TRX模块配置1个PSB，一个BTS共3个PSB，每个PA配置一个PSC，一个BTS最多有6个PSC。ZXG10-BTS的总体硬件功能框图如图1.1.3所示：FUC1CHP0CHP5CHP1CUI0TX0ATEBIECKUFUC0FH|BUSOMUFUC5RXAANTRXBANTTXANTTOBSCEAMRTEFUI0FUI5FUI1PWRRX0、DRX0PA0CUI1TX1RX1、DRX1PA1CUI5TX5RX5、DRX5PA5RPP0RPP1RPP5FANBSTCKD图1.1.3ZXG10-BTS硬件功能框图：PUB模块：TRX模块：AUX模块BIE：基站接口设备CKU：时钟单元CKD：时钟驱动单元OMU：操作维护单元EAM：外部告警采集单元RTE：无线测试设备FUI：帧单元接口FUC：帧单元控制器CHP：信道处理器CUI：载频接口RPP；接收预处理器TX：发信机RX：收信机PA：功率放大器FH_BUS：跳频总线PWR：电源FAN：风扇控制单元BST：机顶接口单元1.2主要技术指标及特点1.2.1主要技术指标ZXG10-BTS可以工作在900MHZ频段又可以工作在1800MHZ频段。其主要技术指标如下：1）技术特性GSM900系统收发信部分：上行频率：890MHZ~915MHZ；下行频率：935MHZ~960MHZ；双工间隔为45MHZ；工作带宽为25MHZ；载频间隔为200KHZ；GSM1800系统收发信部分：上行频率：1710MHZ~1785MHZ；下行频率：1805MHZ~1880MHZ；双工间隔为95MHZ；工作带宽为75MHZ；载频间隔为200KHZ；接收机静态参考灵敏度：-112dBGMSK调制方式（BT=0.3），调制速率为270.833Kbit/s。Abis接口符合G.703/G.704接口标准基站输出功率：GSM900系统：20--30W(40W)GSM1800系统10--20W基站功率控制：6级静态功率控制（每级2dB）15级动态功率控制（每级2dB）频率容限：5810发射机相位误差：PHerrms≤05PHerPeak≤020发射载频功率——时间包络：符合GSMRec11.21,05.05的要求。发射邻道功率：符合GSMRec11.21,05.05要求发射机杂散辐射：符合GSMRec11.21，05.05要求发射机互调衰减：符合GSMRec11.21，05.05要求BSS内互调衰减：符合GSMRec11.21，05.05要求接收机误帧指示性能：符合GSMRec11.21，05.05要求接收机多径参考灵敏度：符合GSMRec11.21，05.05要求接收机参考干扰电平（同频和邻频干扰抑制）：GSMRec11.21，05.05要求接收机阻塞特性：符合GSMRec11.21，05.05要求接收机互调特性：符合GSMRec11.21，05.05要求AM抑制符合GSMRec11.21，05.05要求接收机杂散辐射符合GSMGSMRec11.21，05.05要求基站采用了扇区定向天线或中心式全向天线天线VSWR1.5（电压驻波比）2）可靠性指标：MTBF≥12万小时3）整机物理指标A）BTS体积：高×宽×深＝1600×660×550（mm）B）BTS重量（kg）主部件整机名称重量配置重量TRU5.1kg满配置231kg*PA4.2~4.5kg5个TRU214kg**HYC6.2~6.6kg4个TRU198kgMUL3.2kg/18003个TRU180kg3.3kg/9002个TRU163kgPSB2.1kg1个TRU146kgPSA1.6kgPUB扦件0.6~1.0kg空机柜125kg***机柜125kg*：与采用的功放散热器有关**：与所配不同公司外购件有关***：含背板和内部互连电缆及风扇层C）功率消耗：ZXG10－BTS功耗是在工作电压为52V，功率输出为额定功率值时值配置工作电压/电流功耗满载52/23A1200W5个TRU52/20.2A1050W4个TRU52/17A880W3个TRU52/14A720W2个TRU52/10.4A540W1个TRU52/7A350W4）工作环境要求工作温度：-05C--+045C相对湿度：15%--85%1.2.2功能特点：符合GSMPhaseII和PhaseII+标准；支持GSM900/GSM1800双频工作；提供以下业务信道服务；A)TCH/FS全速率话音业务信道；TCH/EFS增强型全速率话音业务信道；TCH/F9.69.6Kbit/s全速率数据业务信道；TCH/F4.84.8Kbit/s全速率数据业务信道；TCH/F2.4≤2.4Kbit/s全速率数据业务信道；B）TCH/HS半速率话音业务信道；TCH/H4.84.8Kbit/s半速率数据业务信道；TCH/H2.4≤2.4Kbit/s半速率数据业务信道；注：A），B）分别为第一、第二阶段分集接收（空间天线分集和极化分集）；基站功率可控（6级静态和15级动态）；支持射频跳频/基带跳频工作方式，支持同心圆工作方式；支持不连续发送（DTX）方式和DRX接收方式；一个BTS机架可支持6个TRX；支持同一位置的3个BTS扩展（MAX18），支持O1~O6及S111~S888站点配置（如果用户要求，可提供最大18+18+18的站点配置和多于3扇区的组网方式）；支持Abis接口的星型、链型和环型连接；全中文人机界面，交互式操作方式;第二章GSM中常用的基本技术与概念2.1信道与信道组合2.1.1引言GSM900/1800工作的无线频率分别为：GSM900：890~915MHz上行频率935~960MHz下行频率双工间隔为45MHZ，工作带宽为25MHz，载频间隔200kHz。GSM1800：1710-1785MHz上行频率1805-1880MHz下行频率双工间隔为95MHZ，工作带宽为75MHz，载频同隔为200kHz.EGSM900为880~915MHz（上行）925~960MHz（下行）EGSM900比GSM900在上/下行频段向下扩展了10MHz工作带宽，以解决目前GSM900系统频道拥挤问题。GSM900工作带宽25MHz每个载频为200kHz，因此可以获得124个载频频道，考虑到第一个、最后一个作为保护频道不用，因此GSM900共有122个载频道可用。GSM1800则有374个载频道。EGSM在GSM900基础上增加了50个频道。我们将这里的频道常常称为信道，每个信道带宽为200KHZ。GSM系统中一个信道在时域和频域的平面中可以用下面的图示2.1.1来说明，所以说GSM既是时分制又是频分制的，GSM的突发传输是在时间窗口和频率窗口中进行的，称之为一个间隙，它持续0.577ms，并占据200KHz带宽。GSM系统每8个时隙为一个周期，即每个载波有8个物理信道。时间频率BP15/26ms200KHz间隙图2.1.1时域与频域中的时隙2.1.2帧结构时隙：一个时隙为15/26ms（约0.577ms）,包含156.25个码元。突发脉冲序列：在GSM无线路径上传输的单位是一串已调比特，叫突发脉冲序列（Burst），简称突发序列，或者说一个时隙的物理内容称之为一个突发序列。帧（Frame）：表示接连发生的n个时隙。在GSM系统中，对全数率业务信道而言，n=8，即一个TDMA帧包含8个基本的物理信道。图2.1.2表示了TDMA帧的完整结构。还包括了时隙和突发脉冲序列。每个TDMA帧含8个时隙，共占60/134.615ms，每个时隙含156.25个码元，占15/26ms577us。多个TDMA帧构成复帧，GSM中存在两类复帧：1）26帧的复帧：包含26个TDMA帧，时间间隔为120ms，用于TCH（SACCH/T）和FACCH。2）51帧的复帧：包含51个TDMA帧，时间间隔为3060/13ms235ms，用于BCCH、CCCH（AGCH、PCH、RACH）、SDCCH（SACCH/C）。多个复帧构成超帧（SuperFrame），它是一个连贯的5126的TDMA帧，超帧的周期为1326个TDMA帧，即6.12秒。超高帧由2048个超帧构成，周期为3小时28分53秒760毫秒（即12533.76秒），TDMA帧号FN从0至2715647。020452046204732120443210494748500242511超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3h28min53s760ms）1超帧=1326TDMA帧（6.12秒）0125245049101复帧=26TDMA帧（120ms）1复帧=51TDMA帧（3060/13ms)017654321TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms）BCCHCCCH