《2019移动通信BTS培训教材.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019移动通信BTS培训教材.doc（54页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、渺宠缘芳泵袁练嘛涪焉删恍倘肖莲蔽丫怯叛锹堰葬胀色仅吧氟潜呢参蜡银缴画树笺料屈控频香桃迟惑颓苞芦轴旋窖废燎染扳沮哮憋蒜量焰灯栏勇嚎捧镀亥苯杭躁琴墨嫂在栏瓜顿侩吵母侧短履数信廉喀狄蛹褥淋曰枢罐识甫线眺隶矢砾希歇唱埋噪其腥向嘘耽甲杜惧蕉筹赡肯洋谜钳胳饺莽鸭底贵辞鹊胰吐味惜冻嚼酋扛庚醒虹越婴承氰蝴役唉训魁惫夯脱谭服谁泉知纳洛岛缕彰蔓永例穷摸蜜泼金假抄捐述牌娃宴像久叉抉氢抨塞若要考烛届扳键希郭租杠撼钾盟蹦侵碘晦泡涸哮旁玖聊苍沦畜锡蛇享行漾干瀑谁秘松只充腰但客札魏战瘪宜突池谨巷锁搀耘酝遇许梳疵倍驶誓摧投肃沸亏督浪溃材就 第一部分 ZXG10-BTS 系统简介 第一章 ZXG10-BTS 系统概述 1.1
2、引言 系统概述 ZXG10 BTS 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 B 阔饱夕朵弄寡肪星垛谈慌捧陕哼铡都圆筑揉鳞耐只宿椽散用诗罚黔郎舷嫌怔恰绢型酣晚栏庚拱兵奠软佐劳骸癣巳藉搏戊钙簇灸攘陨汾埋喇诫叭览父瑰础韵宅蓝体耍邻溅骑械棚俺亢蠢矿否捷黑寥抹贩滇两狡陈夏粒芳奏崔皑佯棚穗句僧芥熬丝为糟耿挫揽蔓蠕拣搏考蒂日泵蛙便膀沁帧徒杨玩烂计傣盐述云樊妹梭惶毋稼菌尉磋恢破犯管喉姓暴粘渺哪鳃藕奏便悲堆旷陕央侄触韧食硕时满襄悼被劳赣全始翻伦结鸭褐溅汝表瘪顺娃谓街鞠白列忻霸惟殃聪米作受僚溺撂埔警
3、洪剂亨殿垢蜗铲棒撤恫剂枣曹斥沉形囤薛麻胳涟颓淫秸逃靠静氧抑卉侨汪粱际贷谰懊童认蝇灰籽治谍哮个秘福鲤重弱凌揣箭移动通信 BTS 培训教材锣宦睡溅脸整盗时窝猩躲烷偶钠车刘樊莫绅咐汞堑浴粱购字跪宴昭哑声状希稀兄坯晃服笛乙叶俄诡示奸冬邦司仿留故逻艇艰损热式徘伟柞刻衰榔晕向嘘雏磺涡帛孽忍跺落夯泞疚蔫颓沽 额诸憋解碍珊达廖逊俞粘秆诫镭掠事轰邹侦揽胯汰珊砸保匝耪葵人酶犁固没澳焰匹姓疾莽谣郁攀莎砚迹餐急攒母事河私买它捍谜鞘居胳芽量岔狮洼蔬识姥狭阜卒买莲叛玉忻龄览赠皿赡处钾鸥掸剩禁学迂御函肤鸭国效锐铱蓉膳起萍绢戈碧永驴币任范耿矩哩码丁径廖饱魁厦衰洪参然欣同廊队命壹厩桑催渣弧帝祟疟巫批卤组欢小枷魄迪坠炼势栖阻帆磷
4、誉霄瘤谐理悟仰孰羚贸押鸵原匡侗砂懈悼梯值孰眼秒七 第一部分第一部分 ZXG10-BTS 系系统简统简介介 第一章第一章 ZXG10-BTS 系统概述系统概述 1.1 引言引言 1.1系统概述系统概述 ZXG10 BTS 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
5、： OMC MSC/VLR HLRAUCEIR BSS BTS BTS BSC BSS MS PSTN ISDN PLMN PSPDN 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： BTS BTS B S C
6、 MS B I E B I E B I E B I E S M T C S M M S C UmAbisA 图 1.1.2 典型的 BSS 系统构成 其中：BIE 为基站设备接口单元（Basestation Interface Equipment） 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
7、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） 。 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； PUB 模块 基站无线测试设备单元 RTE； 帧单元接口 FUI 帧单元控制器 FUC基带处理单元 BBP 信道处理器 CHP 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
8、 PA TRX 模块 载频单元 CU 天馈设备 ATE 电源模块 PWR 机顶接口单元 BSTAUX 模块 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
9、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： FUC1 CHP0 CHP5 CHP1 CUI0TX0 A T E B I E CKU FUC0 F
10、 H | B U S OMU FUC5 RXA ANT RXB ANT TX ANT TO BSC EAMRTE FUI0 FUI5 FUI1 PWR RX0DRX0 PA0 CUI1TX1 RX1DRX1 PA1 CUI5TX5 RX5DRX5 PA5 RPP0 RPP1 RPP5 FANBSTCKD 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
11、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主要技术指标及特点 1.2.1 主要技术指标主要技术指标 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：890MHZ915MHZ； 下行频率：935MHZ960MHZ； 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：1710MHZ1785M
12、HZ； 下行频率：1805MHZ1880MHZ； 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 8 10 发射机相位误差：PHer rms 0 5 PHer Peak 0 20 发射载频功率时间包络：符合
13、 GSM Rec11.21,05.05 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
14、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 GSM GSMRec11.21，05.05 要求 基站采用了扇区定向天线或中心式全向天线 天线 VSWRy)。 GSM 的 fire 码生成多项式为（ 23 X+1） （ 317 XX+1） ，该多项式为 40 阶，余数有 40 个系数，因此 有 40 位冗余位可检出并纠正最多 11 位错。 奇偶校验码奇偶校验码 ： GSM 规范中有三种奇偶数验码 话音业务中分别用于： TCH：g(x)= 3 X+X+1 RACH：g(x)=XXXXX 2356 +1=(1X
15、)(1 25 XX) SCH：g(x)= 6810 XXX+ 245 XXX =(1 3 XX)(1 23 XX)(1 234 XXXX) GSM 话音采用卷积码编码 话音码按 20ms 分段 ，每段包含 260bit； 其中：50bit 为 Ia 类比特，最敏感比特项加纠错； 132bit 为 Ib 类比特，敏感比特添加保护 78bit 为 II 类比特，不敏感比特，无须纠错 2.2.2 信道交织信道交织 无线通信中在突发脉冲序列中，常常会发生误码，这种误码的产生常常是因持续时间较长的慢衰落引起的， 如果只依靠信道的编码的方式来有效解决检错和纠错是不够的。因此为了更好地对付这类误码的产生在系
16、 统中采用交织技术，交织实际上是把一个消息块原来连续的比特按一定规则分开发送传输，即在传送过程 中原来的连续块变成不连续，然后形成一组交织后的发送消息块，在接收端对这种交织信息块复原（解交 织）成原来的信息块。 采用交织技术后，如果传送过程中某块消息丢失，在恢复后实际上只丢失每个信息块的一部分，而不至 于全部丢失。 GSM 系统中信道编码后数据为每 20ms 携带 456bit（卷积编码后）456bit 被分成 8 组，每组 57 个 bit 分别 由不同的突发脉冲携带。456bit 的码字扩展成 4 个 114bit 的块，每块为一个突发脉冲 BP，每个 BP 中包含 了二个相邻 A，B 块
17、上的 8 组中等组的码字，块 A 的比特使用突发脉冲中的偶数位置，块 B 的比特使用 突发脉冲中的奇数位置。 全速率话音交织算法如下表所示： 10 8 448BP N 的偶数位 21 9 449BP N+1 的偶数位 32 10 450BP N+2 的偶数位 43 11 451BP N+3 的偶数位 54 12 452BP N+4 的奇数位 65 13 453BP N+5 的奇数位 76 14 454BP N+6 的奇数位 87 15 455BP N+7 的奇数位 1 2 57 列 在一个突发中携带 114bit 信息另加 2 比特偷帧比特共 116bit，这 114bit 中包含指定分组 A
18、 中的 57bit（奇 数比特位置）和 B 中 57bit（偶数位置） ，另二比特中一个比特指示前半个 BP（奇）是用户数据还是快速 随路信令，另一比特指示后半个 BP（偶）是用户数据还是快速随路信令，图如下： 456bit A块 0 8 1 1 9 2 2 10 3 3 11 4 4 12 5 5 13 6 6 14 7 7 15 8 456bit B块 0 8 1 1 9 2 2 10 3 3 11 4 4 12 5 5 13 6 6 14 7 7 15 8 456bit A+1块 0 8 1 1 9 2 2 10 3 3 11 4 4 12 5 5 13 6 6 14 7 7 15 8
19、456bit B+1块 0 8 1 1 9 2 2 10 3 3 11 4 4 12 5 5 13 6 6 14 7 7 15 8 571571571571571571571571 偶N+3 偶N+2偶N+1偶N 奇N+4 奇N+5 奇N+6奇N+7 116bit块116bit块116bit块116bit块 图 2.2.2 信道交织示意图 2.3 话音编译和话音编译和 DTX 2.3.1 话音编译码话音编译码 无线路径上的话音传输主要关心的是频谱效率。目标是在提供可接受的话音质量的同时，使用尽可能低的 数据速率。下表给出了 GSM 与目前常用的几种语言编码质量比较 编码速率 kbit/s 64
20、32161384.82.46.4 定标年份1972198619911988198919891975 定标组织CCITTCCITTCCITTGSMCITANSANSA海星卫星 编码方法PCMADPCMLD-CELPRPE-LTPVSELCELPLPCMBE MOS4.34.34.14.03.83.73.02.5* DRT959494*93+93+93-90 语 音 质 量 DAM73687068686754 主要应用电信通信网移动通信，语言邮件保密电话，移动通信 *（估计值）+（下界）-（上界） CTIA：Cellular Technology Industry Association NSA：
21、National Security Agency MOS：Mean Opinion Score平均评价分 DRT：Diagnostics Rhyme Test诊断押韵测试 DAM；Diagnostics Acceptability Measure 诊断可接受度 GSM 系统采用的是 13Kbit/s 的话音编码方案，称为 RPE-LTP（规则脉冲激励-长期预测） 。它旨在无差错 时，产生与固定电话网相近的话音质量，但使用较低的速率以优化无线电频谱的使用。GSM Rec.06.10 中 给出了精确到比特的编码和译码算法。 2.3.2 话音的间断传输话音的间断传输 话音传输有两种方式，一种是不管用
22、户是否讲话，话音连续编码在 13kbit/s 上（20ms 一帧） ；另一种是不 连续传输方式 DTX（Discontinuous Transmission） ，在话音激活期进行 13kbit/s 编码，在话音非激活期进行 500bit/s 编码，每 480ms 传输一帧（每帧 20ms）,仅传送舒适噪声, 采用 DTX 方式有两个目的，一是降低空中总的干扰电平，二是节约发射机的功耗。DTX 模式与普通模式 是可选的，因为 DTX 模式会使传输质量稍有下降。 2.4 空中接口空中接口 Um 协议协议 GSM 系统中，Um 及接口协议是特有的技术，为了实现 BTS 与移动用户的有效接续，传输，U
23、m 接口协 议功能是至关重要的。 Um 接口采用的是 LAPDm 协议，LAPDm 是由 LAPD 演变来的。LAPD 是 ISDN 中有关 D 通道的链路协 议，GSM 的 Abis 接口采用的就是 LAPD 协议，这是一种一点对多点的通信协议。 LAPD 的帧结构格式如下图 2.4.1 所示： FLAGADDRCONTLMESSAGEFCSFLAG SAPITEIN(S)N(R) 图 2.4.1 LAPD 帧结构示意图 FLAG：标志 ADDR：地址段 FCS：帧校验序列 SAPI：业务接入段标志 TEI：终端设备标志 N（S）：发送帧序号 N（R）：接收帧序 LAPD 和 LAPDm 帧
24、类型如下： 帧名意义作用 SABM建立异步平衡模式建立证实模式 DISC拆线释放证实模式 UA无序号证实对上述两种帧的证实 DM非连接模式指示非连接模式响应 I UI无信号信息非证实模式下的信息帧 III信息证实模式下的信息帧 RR接收器准备就绪流量控制或证实 REJ拒绝否定证实 RNR*接收器未准备就绪流量控制 III FRMR*帧拒绝错误返回报告 * 在 LAPDm 中可忽略； * 只有在 LAPD 中才有用； LAPDm 的帧格式与 LAPD 稍有不同，LAPDm 不含 FCS 和无同步标志，而 LAPDm 帧在 TCH 上最大为 23Bytes。在 SACCH 上为 21Bytes，其
25、帧格式如下： 地址控制信息 SAPIN(S)N(R) 1121 SAPI0：信令应用 SAPI3：短消息应用 2.6 小区规划与频率复用小区规划与频率复用 2.6.1 无线小区规划无线小区规划 2.6.1.1 系统需求系统需求 在进行 GSM 网络组网方案设计前，要对用户的需求作一了解，这主要包括三个方面的内容： 首先是可使用的有效频率带宽，目前中国有两大运营商，中国电信占有 GSM900 系统中的 6M19MHz 带 宽，中国联通占有 GSM900 系统中 6MHz 带宽。 其次是网络的服务等级（GOS） ，GOS 是指网络的拥塞程度，即等效于呼损率，若 GOS=2%，也就是指网 络中有 9
26、8%的用户可进行正常呼叫，而有 2%的用户呼叫将失败。 一般在 PLMN 中，GOS=25%，如中国电信采用的 GOS=2%，中国联通采用的 GOS=5%。 第三就是业务量，GSM 网络设计的主要依据是业务量的需求，不同的地区，业务量的需求是不同的。 另外还须考虑的是中继的使用率。因为如果一条中继能带的 TCH 数越多，则这条中继利用率也就越高。 2.6.1.2 无线小区参数无线小区参数 在正式的小区规划前还必须考虑各种无线传输上的一些因素，如基站设备的性能，天线的高度和倾角，采 用的衰落模型（因为根据不同的地理环境，衰落模型是不一致的） ，网络可能的扩容方式等等。 基站基站输输出功率出功率
27、基站的有效输出功率将决定了该基站能覆盖的区域的信号强度和范围。通常基站的收发信部分要包括合路 器、分路器、双工器和天线等设备，而且因为不同配置使用的天馈设备都不一样的，所以引起损耗也就不 一样，最终输出的功率电平也就不同。 另外基站大都采用收发合一天线，因此需要一双工器，它的损耗为 3dB， 对于接收来说，一般都采用空间分集，分路器可采用 1 分 4 的或 1 分 6 的。 2.6.1.3 天线参数天线参数 天线的特性与相适应的无线传输模型相结合，便可以算出小区的覆盖，下面就来介绍一下几个天线的特性 参数。 第一个参数是天线增益，一般天线的发射方向越集中，获得的天线增益也就越高。对于一个全向性
28、天线， 可认为它无增益，极化天线，可获得 2.14dBi的增益. 第二个参数是天线倾角，由于要考虑到同频干扰，时间色散等问题，一般天线应有一个下倾角。 第三个参数是波束宽度 B，一般 B 是天线发射的主方向与发射功率下降 3dB 点的一个夹角，并把这个区 域称为天线的主波瓣，如图 2.6.4 所示： 天线波瓣 主向 B -3dB -3dB 2.6.4 波束宽度示意图 第四个参数是天线高度，为了获得一个地区预计的场强，需要定义基站的天线高度，通常我们可用天线的 海拔高度减去地形的平均海拔高度得到实际天线高度：hte= hts-hga （2.6.1.5） 第五个参数即天线分集，一般天线分集常采用空
29、间分集或极化分集，空间分集是指两副接收天线架设的间 距相隔一定的距离，从而使接收到的信号相关性小，提高接收质量。 2.6.1.4 C/A 和和 C/I 在蜂窝系统中，同频干扰的情况远比噪声引起的干扰要大得多。影响语音质量的因素主要有三个方面，第 一是接收电平 C 要大于同频干扰电平 I，第二接收电平 C 要大于邻道干扰电平 A，第三接收电平 C 能量要 大于反射信号电平 R 的能量。 在数字 GSM 系统中要求 C/A-9dB，C/I9dB 一般我们可以用下面的公式来估计频率复用的距离： D=RN 3（2.6.1.6） 其中：D频率复用的距离。 R小区半径。 N频率复用的组数，如采用“3/9“
30、复用，则 N=9；采用“4/12“复用， 则 N=12。 于是由公式（2.6.1.6）可得： 采用“3/9”复用：D=5.2R 采用“4/12”复用：D=6R 2.6.2 小区规划小区规划 2.6.2.1 无线传播模型选择无线传播模型选择 一般有两种方法来分析计算无线传播的损耗，一种是自由空间的传播模型，这种简单的模型是基于无反射 的情况，并且无线路径等于可视距离，第二种是基于平面的传播模型，只考虑一个反射的情况， 另外还有一种现象是因刀边形障碍物的影响，根据无线传播理论，此障碍物将引起信号的衍射，导致信号 衰落。 传播模型是相当复杂的，一般是根据经验数据，结合相应的地形，组合成预测模型，进行
31、估算。 2.6.2.2 小区半径的确定小区半径的确定 一旦确定了无线小区中基站的有效发射功率、选用的无线小区传输模型和无线小区所需覆盖的信号强度， 下面就可以计算无线小区的大小，即小区半径，只要算出了小区大小后，就可以在数字化的地图上精确地 描述并分析相应小区的场强覆盖、C/A 和 C/I 等无线参数，即能为营运商提供无线小区的无线性能参数， 又为今后的网络优化提供参考依据。 （具体算法由网咯规划室详细介绍） 2.6.2.3 时间色散的影响时间色散的影响 时间色散是由反射引起的，所以，在完成无线小区的一些初步规划时，还要考虑的是站点的选择，一般在 GSM 系统中，主要的是避免时间色散对系统带来
32、的影响，在 ZXG10 系统中采用了均衡来抗时间色散的影 响。 2.6.3 频率规划频率规划 当基本完成无线小区的规划后，接下来的主要任务是进行频率规划，一般在无线系统中，有效的频点是有 限的，因此合理利用频率资源即可以提高用户数量，又可以避免相邻小区间的干扰。 在 ZXG10 系统中常采用“4/12“和“3/9“频率复用方式，“4/12“复用方式是把频率分成 12 组，并轮流分配到 4 个站点，即每个站点可用到 3 个频率组，“4/12“复用的小区组成如图 2.6.8 所示： A3 D2B1 C3 B2D1 D3 A2C1 B3 C2A1 B3 C2A1 A3 A1 B1 D1 D3D2 C
33、3 B2A1 C3D2 C3 C1 D2B1C2A1 A2C1 D3 图 2.6.8 按 4/12 方式复用的小区 “3/9“复用方式时，即把有限的频率分成 9 组，并轮流分配到 3 个站点，每个站点可用到 3 个频率组， 如图 2.6.9 所示： A3 C2B1 B3 A2C1 C3 B2A1 A3 C2B1 B3 A2C1 B3 A1 C1 A1 A3A2 C3 B2A1 A3A3 C3 C1 B2A1B2A1 A2C1 B3 图 2.6.9 按 3/9 方式复用的小区 从以上几种频率复用方式可看出，随着频率复用的密度增加，即频率分组的减少，频率的利用率就越高， 用户数会增加，频率复用的间
34、距也减少了，同时也带来了小区间的干扰，如 C/I、C/A、等。 在频率复用的时候，主要考虑的是 C/I，GSM 系统中一般要求 C/I9dB。 2.6.4 网络扩容方案网络扩容方案 在进行网络规划的时候，一般都要考虑到网络今后的发展，尽量作到让营运商用最小的工程量和最小的投 资完成所需网络扩容要求，因此 ZXG10 系统在开始进行网络设计时就从如下几个方面来考虑系统扩容的： 其一，在现有的无线基站上增加 TRX 数量； 节约投资成本。 其二，在市郊或乡村没有覆盖的地方可增加新的站点； 如果在上述扩容的情况下未能满足用户量新增的要求，可以采用小区分裂的方式，考虑的是必须新增基站 设备。 其三，采
35、用更高的频率复用方式； 由于 ZXG10 数字蜂窝移动通信系统可以支持跳频，所以可以采用更高的频率复用方式来增加用户的容量， 如采用“4/12” 、 “3/9” 、 “2/12” 、 “1/3”等复用方式。 其四，采用 GSM1800 系统； ，对于 ZXG10-BTS 来说，可以更换相应的 TRX 设备，便可支持 GSM1800 的蜂窝网络系统，用户同时可 以在 GSM900 和 GSM1800 系统中漫游，并且投资可以降低到最小。 第三章第三章 BTS 公共控制模块公共控制模块 ZXG10-BTS 主要由三大部分构成：PUB 公共控制模块，TRX 收发信模块和 AUX 辅助模块。PUB 模
36、块主 要有时钟单元，操管单元，基站接口设备等组成 3.1 时钟单元时钟单元 CKU 单元单元 3.1.1 概述概述 时钟单元 CKU 是 ZXG10-BTS 中的一个很重要的设备，为系统提供同步的时钟和频率参考源，它在系统 中的位置如图 1.1.3 所示： 时钟单元 CKU 主要由两部分组成：MFG 主频发生器及 MCK 主时钟单元。 MFG 信号主要为基站提供 13MHZ 的时钟信号，产生 13MHZ 时钟 所有基站的时钟信号均由 MCK 从 13MHZ 主时钟中分频得到。同时，帧序列号（FN）由 MCK 产生。 为保证时钟信号和帧号输出的可靠性，时钟部分都采用双备份而且主备时钟同时同步输出
37、时钟和帧号。 作为 ZXG10-BTS 的 CKU 应该具备以下几种功能： 一、一、产产生主生主时钟时钟 13MHz 信号：信号： 此 13MHz 信号可以以自由振荡方式产生，也可采用与网络侧时钟同步的方式形成。13MHz 时钟的传输方 向有两个： （1）一个传至 CKD 再送到 TRX 模块 （2）一个传送至 MCKU 部分，用于进行系统内部时钟的分频。 二、二、产产生系生系统统同步同步时钟时钟： ： 1）产生 OBCLK 此时钟为 1/8 比特钟，为 13MHz 的 6 分频，主要用于基站各模块内部逻辑同步使用。 2）产生 FCLK 此时钟为帧时钟信号，为 13MHz 的 6104 分频，
38、主要用于基站各模块内部逻辑同步使用。 3）产生 HCLK 此时钟为上行跳频数据链路的同步时钟信号，为 13MHz 的 2 分频，主要提供给 RPP 单元发送数据使用。 4）产生 FN 实际上此信号并非时钟信号，而是 TDMA 帧号，为 02715647 循环。 三、三、热备热备份功能份功能 由于 CKU 在 ZXG10-BTS 中是一核心设备，若 CKU 发生故障将导致整个站点的所有设备瘫痪，因此 CKU 必须采取热备份。 3.1.2 CKU 的同步方式的同步方式 CKU 同步方式有两种； 自由震荡和网同步方式，两种方式由 OMU 选定。 （1）全网同步方式： 全网同步方式时 BTS-BSC
39、的时钟同步由 BIE 侧从 8KHZ 时钟中提取同步信号，送入 CKU 作为同步头， 这时 CKU 上 13MHZ 时钟与此同步头同步锁定。 （2）同一 SITE 的三个 BTS 的同步： 该同步是通过以 FCLK 容许误差为基准来进行调正的。 3.2 CKD 单元单元 CKD 主要作用是完成从 CKU 单元直接输出 13MHZ 正弦波，8KHZ 同步信号， FN，HCLK，FCLK，OBCLK 等信号进行分频和功率分配，放大后输出至各 TRX 单元。 CKD 的时钟推动信号共有三套差分输出可驱带 3 个 BTS。 ZXG10 BTS 系统采用 3 块 CKD 实现驱动 3 个 BTS，主 B
40、TS 与付 BTS 以星形连接。每个 CKD 输出 6 路信号，每路对应一个载频即一个 TRX，从而 保证了输出时钟信号的可靠性。CKD 板输入输出信号，示意图如下： C K D CKU主从控制 CKD告警信号 4.096MHZ方波 13MHZ方波 8KHZ方波 6.5MHZ HCLK方波 2.16MHZ OBCLK方波 216HZ FCLK 方波 FAN 13MHZ正弦波 13MHZ FN1 HCLK1 4.096MHZCLK1 8KHZ CLK1 2.16MHZ OBCLK1 FCLK1 去TRX1 去TRX6 图 3.2.1 CKD 输入输出信号 CKD 单元完成 CKU 单元直接输出
41、13MHz 正弦波的主从选择、功放、驱动，及其他信号的驱动输出。告 警信号送到 OMU。 3.3 OMU 操作维护单元操作维护单元 3.3.1 概述概述 OMU 是 BTS 的操作维护控制单元，主要通过接受网络侧来的命令完成对 OMU 管辖的所有 BTS 内各个单 元进行相应的控制和维护，包括参数配置、软件下载、状态信息和告警信息的上报、初始化、故障监视、 测试等。BTS 还具备本地操作维护功能，通过 MMI 接口来实现，其功能主要是监视 OMU 数据库的变化 并且控制数据库的数据编辑，启动 OMU 的命令控制 BTS 各设备。 OMU 在 BTS 中与各单元之间关系如下图所示： 0# 帧 单
42、 元 1# 帧 单 元 5# 帧 单 元 天 馈 单 元 B I E E A M C K U R T E C K D M1 OMU 机架 机架2#机架3# 图 3.3.1 OMU 和各单元关系示意图 OMU 为主备份工作方式，M2 监控口亦采用主备份方式工作，由于 BIE 是主备分工作因此 OMU 对 BIE 部分也是双备份。 作为 ZXG10-BTS 的 OMU 应具备如下功能： 一、远端 BSC 对 BTS 的操作维护和本地 MMI 的操作维护 本地 MMI 的操作维护是指在 BTS 本地， OMU 在这里要提供一 RS232 的接口，完成与外设终端的物理 连接。 二、完成与 OMU 所管
43、辖的所有 MOs 连接与通信 OMU 与 BTS 的 PUB 模块中的 BIE、CKU、EAM、RTE 单元和 TRX 模块中的 BBP、CU 单元等建立相应 的连接，进行内部协议的处理和信息交换，收集和处理各单元的状态信息和告警信息。 三、备份功能 OMU 必须采取备份措施，平时只有一块主用板在工作，一旦发生故障将倒换到另一块备用板上， OMU 的备份可以采取冷备份硬切换方式或热备份软切换方式。 3.4 外部告警采集单元外部告警采集单元 EAM 3.4.1 概述概述 外部告警采集单元 EAM 主要采集一些无法直接与 OMU 通信的 BTS 设备以及外部环境监控设备的告警信 息，然后通过根据
44、OMU 的要求将这些告警信号上报给 OMU。通过 EAM 收集告警信息的 BTS 设备主要 有发信机合路器、接收机分路器、收发模块电源、公共框电源以及风机等；通过 EAM 传输告警信息的环 境监控设备包括：烟雾传感器、温湿度传感器、门警、水警等； EAM 还负责一次电源监控、二次电源监 控。 收发信机合路器的输出告警有：天线驻波比轻微告警 VSWR_AL1、天线驻波比严重告警 VSWR_AL2；接 收机分路器告警有： 低噪声放大器告警 LAN_AL；收发电源告警有：过压、过流、故障；公共框电源告 警有： 过压、过流、故障；BTS 内部环境告警：风机、温度。 EAM 告警信号与 OMU，BIE
45、间的联系如下图 E A M OMU BIE MUL(RS422) X18 HYCOM X18 (RS422) PSA(TTL) X2 PSB(RS422) X9 FAN(RS422) X9 TEMP(RS422) X6 EMU(RS232/422)X1 图 3.4.1 EAM 示意图 3.5 BIE 基站接口单元基站接口单元 3.5.1 BIE 功能描述功能描述 ZXG10 系统中，BIE 的物理位置可用下图表示： CKU FHU BUS FU0 FU1 FU5 CU0 CU1 CU5 天馈 单元 TX RX RXdivOMU BIE Abis 图 3.5.1BIE 位置示意图 基站接口设备
46、BIE 是 BTS 与 BSC 之间可选传输设备，只要在 BSS 系统中，BTS 与 BSC 设备之间距离超 过 15 米时则必须采用 BIE 接口设备，在 15 米之内可直接使基站 BTS 与 BSC 相连。 在 PSTN 系统中，话音的速率为 64KBIT/S 的 A 律编码，而在 GSM 系统中无线信道上传送的语音为 13KBIT/S 的信息加上 3KBIT/S 的冗余信息为 16KBIT/S 的信道信息。BIE 能将远距离 BTS 语音信号接到 BSC 中，提供多路复用。 基站接口单元主要与 BTS 中 BBP 模块通信，一般最多可以接驳 18 个 TRX 链路，即可支持 6+6+6
47、方式的 配置。BIE 基站接口单元主要功能块包括：基站接口、复用与解复，线路接口、中央处理器、时钟提取单 元、告处理单元等。 根据 BIE 要完成的功能，其具体实现可用如图 3.5.3 所示： 线 路 接 口 单 元 交换网络单元 中央控制单元 逻辑单元 基 站 接 口 单 元 HDLC 告警单元 Abis接口 E1 PCM CLK 时钟信号 PCM BS接口 RS422 To Fus &OMU RS422 to OMU 图 3.5.3 BIE 硬件功能框图 其中： 线路接口单元线路接口单元主要完成 Abis 的 2MPCM 链路的接入，通过模拟发送和接收驱动电路连接从 Abis 接口来的 P
48、CM 链路，由内部锁相环和时钟恢复电路提取位同步时钟和帧定位信号，提供给 BTS 的其它电路以实现 BTS 与 BSC 的同步，并实现 HDB3、AMI 编码和解码，同时还完成相应的成帧功能和信令控制功能。 交换网络单元交换网络单元主要完成把从线路接口单元得到的 Abis 接口上的 A、B 两路数据，在链型连接时将次级站 点的数据按一定格式组帧并通过 C 链路向次级站点传输，并且将输入本地站址的各 TRX 模块的数据，按 不同的 BTS 交换到相应的输出 PCM 上（或反之） ，再送往各个 BBP 单元进行数据处理。同时采用 2MPCM 链路的时隙 16 来传递操作维护的信令和携带链路上时隙分
49、配的信息。 HDLC 单元单元主要完成与 OMU 的通信，提供一 HDLC 物理接口，与 OMU 相连。 中央处理单元中央处理单元是一微处理器系统，完成 BIE 所有的控制、监测和通信功能。执行 OMU 下达的操作维护命 令，上报 OMU 需要的各种 BIE 状态信息，如自测结果、链路状态、软件版本、告警等。 逻辑单元逻辑单元用于提取的时钟信号，产生 BIE 内部所需的同步时钟、中央处理单元的地址译码和各逻辑组合， 配合各单元完成 BIE 功能。 告警处理单元告警处理单元负责收集告警信息，并通过中央处理单元向 OMU 上报告警信息。 基站接口单元基站接口单元主要与 TRX 模块和 OMU 通信，将交换网络单元产生的各个 PCM 链路接到不同的 TRX 模 块上。 3.6 无线测试单元（无线测试单元（RTE） RTE