基站設備維護操作手冊

1、基站設備維護操作手冊第一章 基站設備系統(tǒng)概述第（一）節(jié) 移動通信系統(tǒng)概述蜂窩移動通信系統(tǒng)主要是由交換網(wǎng)路子系統(tǒng)（nss）、無線基站子系統(tǒng)(bss)和移動臺（ms）三大部分組成，其中nss與bss之間的接口為“a”接口，bss與ms之間的接口為“um”接口。msmsc/vlreirhlr/aucbtsplmnisdnpstnpspdnumbtsmsc/vlrbsc abis ascomc圖1.1 gsm移動通信結構ms：移動臺 bts：基站收發(fā)信臺 bsc：基站控制器omc：操作維護中心 msc：移動業(yè)務交換中心 hlr：歸屬位置寄存器auc：鑒權中心 vlr：拜訪位置寄存器 eir：設備識別寄

2、存器sc：短消息中心gsm系統(tǒng)框圖如上圖，a接口往右是nss系統(tǒng)，它包括有移動業(yè)務交換中心（msc）、拜訪位置寄存器（vlr）、歸屬位置寄存器（hlr）、鑒權中心（auc）和移動設備識別寄存器（eir），a接口往左um接口是bss系統(tǒng)，它包括有基站控制器（bsc）和基站收發(fā)信臺（bts）。um接口往左是移動臺部分（ms），其中包括移動終端（ms）和客戶識別卡（sim）。1. 交換系統(tǒng)（nss）概述交換網(wǎng)路子系統(tǒng)（nss）主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。nss 由一系列功能實體所構成，各功能實體介紹如下：  msc：是gsm系統(tǒng)的核心，是對位于它所覆

3、蓋區(qū)域中的移動臺進行控制和完成話路交換的功能實體，也是移動通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。它可完成網(wǎng)路接口、公共信道信令系統(tǒng)和計費等功能，還可完成bss、msc之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等。另外，為了建立至移動臺的呼叫路由，每個msc還應能完成入口msc（gmsc）的功能，即查詢位置信息的功能。  vlr：是一個數(shù)據(jù)庫，是存儲msc為了處理所管轄區(qū)域中ms（統(tǒng)稱拜訪客戶）的來話、去話呼叫所需檢索的信息，例如客戶的號碼，所處位置區(qū)域的識別，向客戶提供的服務等參數(shù)。  hlr：也是一個數(shù)據(jù)庫，是存儲管理部門用于移動客戶管理的數(shù)據(jù)。每個移動客戶都應在其歸屬位

4、置寄存器（hlr）注冊登記，它主要存儲兩類信息：一是有關客戶的參數(shù)；二是有關客戶目前所處位置的信息，以便建立至移動臺的呼叫路由，例如msc、vlr地址等。  auc：用于產(chǎn)生為確定移動客戶的身份和對呼叫保密所需鑒權、加密的三參數(shù)（隨機號碼rand，符合響應sres，密鑰kc）的功能實體。  eir：也是一個數(shù)據(jù)庫，存儲有關移動臺設備參數(shù)。主要完成對移動設備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動臺的使用。2. 基站子系統(tǒng)（bss）概述bss系統(tǒng)是在一定的無線覆蓋區(qū)中由msc控制，與ms進行通信的系統(tǒng)設備，它主要負責完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。功能實體可分為基站控制

5、器（bsc）和基站收發(fā)信臺（bts）。  bsc：具有對一個或多個bts進行控制的功能，它主要負責無線網(wǎng)路資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等，是個很強的業(yè)務控制點。  bts：無線接口設備，它完全由bsc控制，主要負責無線傳輸，完成無線與有線的轉換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。 3. 移動臺移動臺就是移動客戶設備部分，它由兩部分組成，移動終端(ms)和客戶識別卡（sim）。  移動終端就是“機”，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調制和解調、信息發(fā)射和接收。  sim卡就是“身份卡”，它類似于我們現(xiàn)在所用的i

6、c卡，因此也稱作智能卡，存有認證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關的重要信息，以防止非法客戶進入網(wǎng)路。sim卡還存儲與網(wǎng)路和客戶有關的管理數(shù)據(jù)，只有插入sim后移動終端才能接入進網(wǎng)，但sim卡本身不是代金卡。4. 操作維護子系統(tǒng)概述（omc）gsm系統(tǒng)還有個操作維護子系統(tǒng)（omc），它主要是對整個gsm網(wǎng)路進行管理和監(jiān)控。通過它實現(xiàn)對gsm網(wǎng)內各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報告、故障診斷、數(shù)據(jù)調整等功能。目前上海采用的網(wǎng)絡設備供應商為alcatel、siemens、nokia、ericsson四家，其中alcatel、siemens兩家供應商的omc分為omc-r（負責bss功能的監(jiān)

7、控）和omc-s（負責nss功能的監(jiān)控）。而nokia和ericsson得omc-r和omc-s融合為一個omc，既可控制bss，又可控制ns。第（二）節(jié) 移動通信關鍵技術概述1. 工作頻段的分配a. 工作頻段 我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)gsm通信系統(tǒng)采用900mhz頻段： 890-915（移動臺發(fā)、基站收） 935-960（基站發(fā)、移動臺收） 隨著業(yè)務的發(fā)展,向1.8ghz頻段的dcsi800過渡，即1800mhz頻段： 1710-1785（移動臺發(fā)、基站收） 1805-1880（基站發(fā)、移動臺收）目前上海使用的是一個結合了900m和1800m的雙層網(wǎng)絡，其中900m網(wǎng)絡承擔了一個主干網(wǎng)

8、絡的角色，它覆蓋了上海的所有市區(qū)和郊縣以及大量的重要樓宇。而1800m目前作為900m網(wǎng)絡的一個輔助角色，起到了彌補900m網(wǎng)絡在局部地區(qū)容量不足等功能。目前1800m網(wǎng)絡主要覆蓋的是上海的市區(qū)范圍和部分郊縣中臨近市區(qū)地區(qū)。b. 頻道間隔目前gsm網(wǎng)絡相鄰兩頻道間隔為200khz，每個頻道采用時分多址接入（tdma）方式，分為8個時隙，即8個信道（全速率）。每信道占用帶寬200khz8=25khz，同模擬網(wǎng)tacs制式每個信道占用的頻率帶寬。從這點看二者具有同樣的頻譜利用率。c. 頻道配置上行頻率：fl(n)= 890mhz（n-1）´ 0.200mhz 移動臺發(fā)，基站收 下行頻率：

9、fh(n)= fl(n)45mhz 基站發(fā)，移動臺收 其中n表示頻點號，通過以上公式可計算得到對應于頻點號的真實發(fā)射頻率。2. 時分多址（tdma）幀結構多址技術就是使眾多的客戶公用公共通信信道所采用的一種技術。實現(xiàn)多址的方法基本上有三種，即采用頻率、時間或碼元分割的多址方式，人們通常稱它們?yōu)轭l分多址（fdma）、時分多址（tdma）和碼分多址（cdma）。在傳統(tǒng)的無線電廣播中，均采用頻分多址（fdma）方式，每個廣播信道都有一個頻點，如果你要收聽某一廣播信道，則必須把你的收音機調諧到這一頻點上。（即是通過采用不同的頻率來帶有不同內容的信息來傳輸信息的）。模擬蜂窩移動系統(tǒng)也采用了此技術，某一小

10、區(qū)中的某一客戶呼叫占用了一個頻點，即一個信道（實際上是占用兩個，因為是雙向連接，即雙工通信），則其它呼叫就不能再占用。  在gsm中，無線路徑上是采用時分多址（tdma）和頻分多址（fdma）結合的方式。每一頻點（頻道或叫載頻trx）上分成8個時隙，每一時隙為一個信道，因此，一個trx最多可有8個移動客戶同時使用。tdma系統(tǒng)具有如下特性： 每載頻多路。如前所述，tdma系統(tǒng)形成頻率時間矩陣，在每一頻率上產(chǎn)生多個時隙，這個矩陣中的每一點都是一個信道，在基站控制分配下，可為任意一移動客戶提供電話或非話業(yè)務。 突發(fā)脈沖序列傳輸。移動臺信號功率的發(fā)射是不連續(xù)的，只是在規(guī)定的時隙內

11、發(fā)射脈沖序列。 傳輸速率高，自適應均衡。每載頻含有時隙多，則頻率間隔寬，傳輸速率高，但數(shù)字傳輸帶來了時間色散，使時延擴展量加大，則務必采用自適應均衡技術。 傳輸開銷大。由于tdma分成時隙傳輸，使得收信機在每一突發(fā)脈沖序列上都得重新獲得同步。為了把一個時隙和另一個時隙分開，保護時間也是必須的。因此，tdma系統(tǒng)通常比fdma系統(tǒng)需要更多的開銷。  對于新技術是開放的。例如當話音編碼算法的改進而降低比特速率時，tdma系統(tǒng)的信道很容易重新配置以接納新技術。共享設備的成本低。由于每一載頻為許多客戶提供業(yè)務，所以tdma系統(tǒng)共享設備的每客戶平均成本與fdma系統(tǒng)相比是大

12、大降低了。移動臺較復雜。它比fdma系統(tǒng)移動臺完成更多的功能，需要復雜的數(shù)字信號處理。a. 時分多址（tdma）幀結構tdma信道概念及分類： gsm中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個物理信道就為一個時隙(ts)，而邏輯信道是根據(jù)bts與ms之間傳遞的信息種類的不同而定義的不同邏輯信道。這些邏輯信道映射到物理信道上傳送。從bts到ms的方向稱為下行鏈路，相反的方向稱為上行鏈路。  邏輯信道又分為兩大類：業(yè)務信道和控制信道。 業(yè)務信道（tch）：用于傳送編碼后的話音或客戶數(shù)據(jù)，在上行和下行信道上，點對點（bts對一個ms，或反之）方式傳播。 控制信道：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所需

13、完成的功能又把控制信道定義成廣播、公共及專用三種控制信道，它們又可細分為： 廣播信道（bch）：頻率校正信道（fcch）：攜帶用于校正ms頻率的消息，下行信道，點對多點（bts對多個ms）方式傳播。 同步信道（sch）：攜帶ms的幀同步（tdma幀號）和bts的識別碼（bsic）的信息，下行信道，點對多點方式傳播。 廣播控制信道（bcch）：廣播每個bts的通用信息（小區(qū)特定信息）。下行，點對多點方式傳播。（一個bcch復幀帶有51個幀）  公共控制信道（ccch）：尋呼信道（pch）：用于尋呼（搜索）ms。下行，點對多點方式傳播。 隨機接入信道（rach）：ms通過此信道申請分配一

14、個獨立專用控制信道（sdcch），可作為對尋呼的響應或ms主叫登記時的接入。上行信道，點對點方式傳播。 允許接人信道（agch）：用于為ms分配一個獨立專用控制信道（sdcch）。下行信道，點對點方式傳播。 專用控制信道(dcch)： 獨立專用控制信道（sdcch）：用在分配tch之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令。例如登記和鑒權在此信道上進行。上行和下行信道，點對點方式傳播。 慢速隨路控制信道（sacch）：它與一個tch或一個sdcch相關，是一個傳送連續(xù)信息的連續(xù)數(shù)據(jù)信息，如傳送移動臺接收到的關于服務及鄰近小區(qū)的信號強度的測試報告。這對實現(xiàn)移動臺參與切換功能是必要的。它還用于ms的功率管理和

15、時間調整。上行和下行信道，點對點方式傳播。 快速隨路控制信道（facch）：它與一個tch相關。工作于借用模式，即在話音傳輸過程中如果突然需要以比sacch所能處理的高得多的速度傳送信令信息，則借用20ms的話音（數(shù)據(jù)）來傳送。這一般在切換時發(fā)生。由于語音譯碼器會重復最后20ms的話音，因此這種中斷不被用戶查覺。 b. 空間分集多徑衰落和陰影衰落產(chǎn)生原因是不相同的。隨著移動臺的移動，瑞利衰落隨信號瞬時值快速變動，而對數(shù)正態(tài)衰落隨信號平均值（中值）變動。這兩者是構成移動通信接收信號不穩(wěn)定的主要因素，使接收信號被大大地惡化，雖然通過增加發(fā)信功率、天線尺寸和高度等方法能取得改善，但采用這些

16、方法在移動通信中比較昂貴，有時也顯得不切實際。而采用分集方法即在若干個支路上接收相互問相關性很小的載有同一消息的信號，然后通過合并技術再將各個支路信號合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率。 分集的方法有空間分集、頻率分集、極化分集、角度分集、時間分集和分量分集等多種。在移動通信中，通常采用空間分集，因此這里也就此方法進行討論。 我們知道在移動通信中，空間略有變動就可能出現(xiàn)較大的場強變化。當使用兩個接收信道時，它們受到的衰落影響是不相關的，且二者在同一時刻經(jīng)受深衰落谷點影響的可能性也很小，因此這一設想引出了利用兩副接收天線的方案，獨立地接收同一信號，再合并輸出，衰落的程度能被大大地

17、減小，這就是空間分集，空間分集是利用場強隨空間的隨機變化實現(xiàn)的，空間距離越大，多徑傳播的差異就越大，所接收場強的相關性就越小。這里所提相關性是個統(tǒng)計術語，表明信號間相似的程度，因此必須確定必要的空間距離。經(jīng)過測試和統(tǒng)計，ccir建議為了獲得滿意的分集效果，移動單元兩天線間距大于0.6個波長，即d06l，并且最好選在l/4的奇數(shù)倍附近。若減小天線間距，即使小到l/4，也能起到相當好的分集效果。c. 跳頻技術采用跳頻技術是為了確保通信的秘密性和抗干擾性，它首先被用于軍事通信，后來在gsm標準中也被采納。 （目前采用的跳頻速率為127次/秒） 跳頻功能主要是： 干擾分集，改善干擾。 處于多徑環(huán)境中的

18、漫速移動的移動臺通過采用跳頻技術，大大改善移動臺的通信質量，相當于頻率分集。 跳頻相當于頻率分集 gsm系統(tǒng)中的跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種。兩者采用的是不同的調頻原理?；鶐l的原理是將話音信號隨著時間的變換使用不同頻率發(fā)射機發(fā)射。例如一個具備5頻點的小區(qū)在使用基帶調頻進行工作時，話音信號將隨時間變換使用這5個頻點偽隨機地進行選擇發(fā)射，以達到不同時間使用不同頻率進行發(fā)射的目的。目前上海主要采用的是基帶跳頻，但在部分地區(qū)如浦東陸家嘴一帶的900m采用了射頻跳頻。射頻調頻的原理是將話音信號用固定的發(fā)射機，由跳頻序列控制，采用不同頻率發(fā)射。射頻調頻必須具備兩個發(fā)射機，一個固定發(fā)射載頻f，因它帶有

19、廣播信道bcch；另一發(fā)射機載波頻率可隨著調頻序列的序列值的改變而改變。就拿剛才5頻點小區(qū)為例，基帶調頻必須在這5個頻點中進行發(fā)射，不可選擇這5個頻點以外的頻率，而射頻調頻則可根據(jù)調頻序列隨意在可用頻段內選擇發(fā)射頻率，不受小區(qū)頻點配置的影響。 d. 保密措施大家都知道，gsm系統(tǒng)在安全性方面有了顯著的改進，其主要是在下列部分加強了保護：接入網(wǎng)路方面采用了對客戶鑒權；無線路徑上采用對通信信息加密；對移動設備采用設備識別；對客戶識別碼用臨時識別碼保護；smi卡用pin碼保護。（注意：gsm運行商提供的保密算法是存儲在auc和sim內的）。提供三參數(shù)組 客戶的鑒權與加密是通過系統(tǒng)提供的客戶三參數(shù)組來

20、完成的。客戶三參數(shù)組的產(chǎn)生是在gsm系統(tǒng)的auc(鑒權中心)中完成。每個客戶在簽約(注冊登記)時，就被分配一個客戶號碼(客戶電話號碼)和客戶識別碼(imsi)。imsi通過sim寫卡機寫入客戶sim卡中，同時在寫卡機中又產(chǎn)生一個對應此imsi的唯一的客戶鑒權鍵ki，它被分別存儲在客戶sim卡和auc中。auc中還有個偽隨機碼發(fā)生器，用于產(chǎn)生一個不可預測的偽隨機數(shù)(rand)。rand和ki經(jīng)auc中的a8算法(也叫加密算法)產(chǎn)生一個kc(密鑰)，經(jīng)a3算法(鑒權算法)產(chǎn)生一個響應數(shù)(sres)。由產(chǎn)生kc和sres的rand與kc、sres一起組成該客戶的一個三參數(shù)組，傳送給hlr，存儲在該客

21、戶的客戶資料庫中。一般情況下，auc一次產(chǎn)生5組三參數(shù)，傳送給hlr，hlr自動存儲。hlr可存儲10組三參數(shù)，當mscvlr向hlr請求傳送三參數(shù)組時，hlr又一次性地向mscvlr傳5組三參數(shù)組。mscvlr一組一組地用，用到剩2組時，再向hlr請求傳送三參數(shù)組。 鑒權 鑒權的作用是保護網(wǎng)路，防止非法盜用。同時通過拒絕假冒合法客戶的“ 入侵” 而保護gsm移動網(wǎng)路的客戶。當移動客戶開機請求接入網(wǎng)路時，mscvlr通過控制信道將三參數(shù)組的一個參數(shù)偽隨機數(shù)rand傳送給客戶，sim卡收到rand后，用此rand與sim卡存儲的客戶鑒權鍵ki，經(jīng)同樣的a3算法得出一個響應數(shù)sres，傳送給msc

22、vlr。mscvlr將 收到的sres與三參數(shù)組中的sres進行比較。由于是同一rand，同樣的ki和a3算法，因此結果sres應相同。mscvlr比較的結果相同就允許接入，否則為非法客戶，網(wǎng)路拒絕為此客戶服務。在每次登記、呼叫建立嘗試、位置更新以及在補充業(yè)務的激活、去活、登記或刪除之前均需要鑒權。加密 gsm系統(tǒng)中的加密也只是指無線路徑上的加密，是指bts和ms之間交換客戶信息和客戶參數(shù)時不被非法個人或團體所得或監(jiān)聽。在鑒權程序中，當客戶側計算sres 三參數(shù)組的提供時，同時用另一算法(a8算法)也計算出密鑰kc。根據(jù)mscvlr發(fā)送出的加密命令，bts側和ms側均開始使用kc。在ms側，由

23、kc、tdam幀號和加密命令m一起經(jīng)a5算法，對客戶信息數(shù)據(jù)流進行加密(也叫擾碼)，在無線路徑上傳送。在bts側，把從無線信道上收到加密信息數(shù)據(jù)流、tdma幀號和kc，再經(jīng)過a5算法解密后，傳送bsc和msc。 所有的語音和數(shù)據(jù)均需加密，并且所有有關客戶參數(shù)也均需加密。第（三）節(jié) 呼叫處理過程概述1. 客戶狀態(tài)移動臺客戶狀態(tài)一般是處于ms(客戶)開機(空閑狀態(tài))、ms關機和ms忙三種狀態(tài)之一，因此網(wǎng)路需要對這三種狀態(tài)做相應處理。 a. ms開機，網(wǎng)路對它作“附著”標記 當移動臺開機(打開電源)后，它首先要在空中接口上搜索以找到正確的頻率，并依靠搜索到的正確頻率校正和同步頻率，并將此頻率鎖定。該

24、頻率載有廣播信息和可能的尋呼信息。 若ms是第一次開機，在其數(shù)據(jù)存儲器(sim卡)中找不到原來的位置區(qū)識別碼(lai)，它就立即要求接入網(wǎng)路，向msc發(fā)送“位置更新請求”消息，通知gsm系統(tǒng)這是一個此位置區(qū)內的新客戶，msc根據(jù)該客戶發(fā)送的imsi中的hlh2h3消息，向該客戶的歸屬位置寄存器(hlr)發(fā)送“位置更新請求”，hlr記錄發(fā)請求的msc號碼(即m1m2m3)，并向msc回送“位置更新接受”消息，至此msc認為此ms已被激活，在拜訪位置寄存器(vlr)中對該客戶對應的imsi上作“附著”標記，再向ms發(fā)送“位置更新證實”消息，ms的sim卡記錄此位置區(qū)識別碼。b. ms關機，從網(wǎng)路中

25、“分離” 前面已經(jīng)提到，一個激活狀態(tài)的ms在vlr中標有“附著”標記。當ms切斷電源關機時，ms即向網(wǎng)路發(fā)送最后一條消息，其中包括分離處理請求，msc接收到后，即通知vlr對該ms對應的imsi上作“分離”標記，而歸屬位置寄存器(hlr)并沒有得到該客戶已脫離網(wǎng)路的通知。當該客戶被尋呼，hlr向拜訪mscvlr要漫游號碼(msrn)時，mscvlr通知hlr該客戶已分離網(wǎng)路，不再需要發(fā)送尋找該客戶的尋呼消息。c. ms忙 此時，無線網(wǎng)路分配給ms一個業(yè)務信道傳送話音或數(shù)據(jù)，并在該客戶isdn上標注客戶”忙”。當ms移動時，必須有能力轉到別的信道上，這就叫切換。為了決定是否需要切換及怎樣切換，系

26、統(tǒng)要對來自ms和bts的消息進行判斷分析，這叫“定位”。2. 位置更新ms從一個位置區(qū)移到另一位置區(qū)時，必須進行登記，也就是說一旦ms發(fā)現(xiàn)其存儲器中的lai與接收到的lai發(fā)生了變化，便執(zhí)行登記。這個過程就叫“位置更新”。ms在進行位置更新有兩種情況：一、正?？鏻ac運動中要求進行位置更新；二、由于長期沒有進行位置更新后，系統(tǒng)自動要求進行的周期性位置更新。以下先介紹一下跨lac運動中要求的位置更新：首先考慮處于開機空閑狀態(tài)的連續(xù)移動的ms，它被鎖定于一個已定義的無線頻率，即某小區(qū)的bcch載頻上，此載頻的零時隙(tso)載有bcch和ccch。當ms向遠離此小區(qū)bts的方向移動時，信號強度就會

27、減弱。當移動到兩小區(qū)理論邊界附近的某一點時，msc就會因信號強度太弱而決定轉移到鄰近小區(qū)的新的無線頻率上。為了正確選擇無 線頻率，ms要對每一個鄰近小區(qū)的bcch載頻的信號強度進行連續(xù)測量。當發(fā)現(xiàn)新的bts發(fā)出的bcch 載頻信號強度優(yōu)于原小區(qū)時，ms將鎖定于這個新載頻，并繼續(xù)接收廣播消息及可能發(fā)給它的尋呼消息，直到它移向另一小區(qū)。 由于小區(qū)1和小區(qū)2有相同的位置區(qū)碼，所以ms接收的bcch載頻的改變并沒有通知網(wǎng)路。這就是說，ms在沒有進行位置更新時，網(wǎng)路并不參與此處理過程。 小區(qū)2和小區(qū)3不屬于同一位置區(qū)。當ms從小區(qū)2移動到小區(qū)3時，ms通過接收bcch便可知道已接入了新位置區(qū)。由于位置信

28、息非常重要，因此位置區(qū)的變化一定要通知網(wǎng)路。這在移動通信中稱為“強制登記”。以下介紹一下周期性位置更新：若ms向網(wǎng)路發(fā)送“imsi分離”消息時，由于此時無線鏈路質量很差，衰落很大，那么gsm系統(tǒng)有可能不能正確譯碼，這就意味著系統(tǒng)仍認為ms處于附著狀態(tài)。 再如ms開著機，可移動到覆蓋區(qū)以外的地方，即盲區(qū)，gsm系統(tǒng)也不知道，仍認為ms處于附著狀態(tài)。此時該客戶被尋呼。系統(tǒng)就會不斷地發(fā)出尋呼消息，無效占用無線資源。 為了解決上述問題，gsm系統(tǒng)采取了強制登記的措施。例如要求ms每30分鐘登記一次(時間的長短由運營者設定)，這就是周期性登記。目前無線部分有一個和周期性位置登記相關的參數(shù)為t3212，此

29、參數(shù)規(guī)定了ms進行周期性的位置登記的時間，上海目前設置為2小時。由于此參數(shù)規(guī)定了手機定期進行位置更新的時間，因此對網(wǎng)絡的正常運行有非常大的影響。一般為了確保及時、準確的了解移動用戶的位置信息，提高網(wǎng)絡運行質量，此參數(shù)應設置較小，但若此參數(shù)設置過小，則會由于大量用戶同時進行位置更新而加重網(wǎng)絡的信令負荷，造成信令的大量擁塞。而若此參數(shù)設置過大則會造成用戶在作被叫時出現(xiàn)無法接通等現(xiàn)象。因此，該參數(shù)的設置應根據(jù)網(wǎng)絡的具體情況加以綜合考慮。若gsm系統(tǒng)沒有接收到某ms的周期性登記信息，它所處的vlr就以“隱分離”狀態(tài)在該ms上做記錄，只有當再次接收到正確的周期性登記信息后，將它改寫成“附著”狀態(tài)。3.

30、初始化初始化過程是一個隨機接入過程。從廣義上說，這個過程始于ms，ms在rach(隨機接入信道)上發(fā)送一條“信道請求”消息，bts收到此消息后通知bsc，并附上bts對該ms到bts傳輸時延的估算及本次接入原因，bsc根據(jù)接入原因及當前資料情況，選擇一條空閑的專用信道sdcch通知bts激活它。bts完成指定信道的激活后，bsc在agch(允許接入)上發(fā)送“立即分配”消息或稱為初始化分配消息，其中包含bsc分配給ms的sdcch信道描述，初始化時間提前量、初始化最大傳輸功率以及有關參考值。每個在agch信道上等待分配的ms可以通過比較參考值來判斷這個分配信息的歸屬，以避免爭搶引起混亂。 當ms

31、正確地收到自己的初始分配后，根據(jù)信道的描述，把自己調整到該信道上，建立一條傳輸信令的鏈路，發(fā)送第一個專用信道上的初始消息，其中含有客戶的識別碼(來自sim卡上的信息)、本次接入的原因、登記和鑒權等內容。當bsc沒有空閑信道可供分配時，bsc要向ms發(fā)出“立即分配拒絕”消息，其中可以含有一個限制ms繼續(xù)呼出的時間指示。這是種減少rach信道過載的方法。以下就用一張簡單的流程示意圖來解釋一下整個的ms發(fā)起呼叫的流程：rach（ms）àagch（bts）àsdcch（bts）àtch（bts）4. 切換將一個正處于呼叫建立狀態(tài)或忙狀態(tài)的ms轉換到新的業(yè)務信道上的過程稱為

32、切換。切換是由網(wǎng)路決定的，一般在下述兩種情況下要進行切換：一種是正在通話的客戶從一個小區(qū)移向另一個小區(qū)； 另一種是ms在兩個小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進行通話，可占用的tch這個小區(qū)業(yè)務特別忙，這時bsc通知ms測試它鄰近小區(qū)的信號強度、信道質量，決定將它切換到另一個小區(qū)，這就是業(yè)務平衡所需要的切換。切換的產(chǎn)生是bts首先要通知ms將其周圍小區(qū)bts的有關信息及bcch載頻，信號強度進行測量，同時還要測量它所占用的tch的信號強度和傳輸質量，再將測量結果發(fā)送給基站控制系統(tǒng)（bsc），bsc根據(jù)這些信息對周圍小區(qū)進行比較排隊（這就是“定位” ），最后由bsc做出是否需要切換的決定。另外，bsc還需判別在什么

33、時候進行切換，切換到哪個bts。a. bsc內切換 在這種情況下，bsc需要建立與新bts間的鏈路，并在新小區(qū)內分配一tch供ms切換到此小區(qū)后使用，而網(wǎng)路msc對這種切換不做進一步了解。由于切換后鄰近小區(qū)發(fā)生了變化，ms必須接收了解有關新的鄰近小區(qū)的信息。若ms所在的位置區(qū)也變了，那么在呼叫完成后還需進行位置更新。b. 相同mscvlr業(yè)務區(qū)，不同bsc間的切換bsc需向msc請求切換，然后再建立msc與新的bsc、新的bts的鏈路，選擇并保留新小區(qū)內空閑tch供ms切換后使用，然后命令ms切換到新頻率的新tch上。切換成功后ms同樣需要接收了解周圍小區(qū)信息，由于位置區(qū)發(fā)生了變化，在呼叫完成

34、后還須進行位置更新。c. 不同msc間的切換 這是一種最復雜的情況，切換前需進行大量的信息傳遞。這種切換由于涉及兩個msc，我們稱切換前ms所處的msc為服務交換機(msca)，切換后ms所處的msc為目標交換機（mscb）。ms原所處的bsc根據(jù)ms送來的測量信息作決定需要切換就向msca發(fā)送切換請求，msca再向mscb發(fā)送切換請求，mscb負責建立與新bsc和bts的鏈路連接，mscb向msca回送無線信道確認。根據(jù)越局切換號碼(hon)，兩交換機之間建立通信鏈路，由msca向ms發(fā)送切換命令，ms切換到新的tch頻率上，由新的bsc向mscb，mscb向msca發(fā)送切換完成指令。msc

35、a控制原bsc和bts釋放原tch。（注意在切換后新msc和被叫方的msc連接還要通過原有的msc進行，在呼叫中斷后才將新msc和原有msc的鏈路中斷。）切換中相鄰小區(qū)間傳遞的信息為所測得相臨小區(qū)的bcch、bsic、level。其中bsic為ncc和bcc組成。ncc指網(wǎng)絡色碼，bcc指基站色碼。他們的作用是用來區(qū)分具有相同bcch的不同小區(qū)。5. 尋呼呼叫ms的路由到達該ms服務的msc后，msc即向ms發(fā)尋呼消息，這個消息在整個位置區(qū)內廣播，這就是說位置區(qū)(lai)內的所有基站收發(fā)信機(可以是由一個bsc控制，也可以是幾個bsc控制的基站)都要向ms發(fā)送尋呼消息。lai內正在接收ccch

36、信息的被叫ms便會接收此尋呼消息并立即響應。（注意：一個交換機下可以帶幾個bsc，幾個bsc可以共享一個lac，但整個msc不可有重復的ci。） 假設一ms處于激活且空閑狀態(tài)，客戶a要建立一個呼叫，他只要撥被叫b客戶號碼，再按“發(fā)送”鍵，ms便開始啟動程序。首先， ms通過隨機接入控制信道(rach)向網(wǎng)路發(fā)第一條消息，即接入 請求消息，msc即分配給它一專用信道，查看a客戶的類別并標注此客戶忙。若網(wǎng)路允許此ms接入網(wǎng)路，則msc發(fā)證實接入請求消息。接著，ms發(fā)呼叫建立消息及b客戶號碼，msc根據(jù)此號碼將主叫與被叫所在的msc連通，并將被叫號碼送至被叫所在msc(b客戶為移動客戶時)或送入固定

37、網(wǎng)(pstn)轉接交換機(b客戶為固定客戶時)中進行分析。一旦通往b客戶的鏈路準備好，網(wǎng)路便向ms發(fā)呼叫建立證實，并給它分配專用業(yè)務信道tch。至此，呼叫建立過程基本完成，ms等待b客戶響應的證實信號。6. ms主叫若一ms處于激活且空閑狀態(tài)，客戶a 要建立一個呼叫，他只要撥被叫b 客戶號碼，再按“發(fā)送”鍵，ms便開始啟動程序。首先，ms通過隨機接入控制信道（rach)向網(wǎng)路發(fā)第一條消息，既接入請求消息，msc會分配它一專用信道，查看a客戶的類別并標注此客戶忙。若網(wǎng)路容許此ms接入網(wǎng)路，則msc發(fā)證實接入請求消息。接著，ms發(fā)呼叫建立消息及b客戶號碼，msc根據(jù)此號碼將主叫與被叫所在msc連通

38、，并將被叫號碼送至被叫所在msc（b客戶為移動客戶時）或送入固定網(wǎng)（pstn）轉界交換機（b客戶為固定客戶時）中進行分析。一旦通往b客戶的鏈路準備好，網(wǎng)路便向ms發(fā)呼叫建立證實，并給它分配專用業(yè)務信道tch。至此，呼叫建立過程基本完成，ms等待b客戶的證實信號。 7. ms被叫若ms作被叫，以pstn的固定客戶a呼叫gsm的移動客戶b的呼叫建立過程,。b客戶號碼為139hlh2h3abcd。a客戶(如北京固定網(wǎng)某客戶)撥打b客戶(如上海數(shù)字移動某客戶)，撥msisdn(0139hlh2h3abcd)號碼。本地交換機根據(jù)a客戶所撥b客戶號碼中國內目的地代碼(139)可以與gsm網(wǎng)的gm

39、sc(gsm網(wǎng)入口交換機)間建立鏈路，并將b客戶msisdn號碼傳送給gmsc。gmsc分析此號碼，根據(jù)hlh2h3abcd，應用查詢功能向b客戶的hlr發(fā)msisdn號碼，詢問b客戶漫游號碼(msrn)。 hlr將b客戶msisdn號碼轉換為客戶識別碼(imsi)，查詢b客戶目前所在的業(yè)務區(qū)msc(如他已漫游到廣州)，向該區(qū)vlr發(fā)被叫的imsi，請求vlr分配給被叫客戶一個漫游號碼msrn，vlr 把分配給被叫客戶的msrn號碼回送給hlr，由hlr發(fā)送給gmsc。gmsc有了msrn，就可以把入局呼叫接到b客戶所在的msc(北京-廣州)。gmsc與msc的連接可以是直達鏈路，也可 由匯接

40、局轉接。vlr查出被叫客戶的位置區(qū)識別碼(lai)之后，msc將尋呼消息發(fā)送給位置區(qū)內所有的bts，由這些bts通過無線路徑上的尋呼信道(pch)發(fā)送尋呼消息，在整個位置區(qū)覆蓋范圍內進行廣播尋呼。守候的空閑ms接收到此尋呼消息，識別出其imsi碼后，發(fā)送應答響應。8. 釋放gsm系統(tǒng)使用的呼叫釋放方法與其它通信網(wǎng)使用的呼叫釋放方法基本相同，通信的雙方都可以隨時終止通信。 在gsm實施第一階段的規(guī)范中，對釋放過程可以簡化成只用兩條消息，如釋放由移動臺發(fā)起，客戶按“結束(end)”鍵發(fā)“拆除” 消息，msc收到后就發(fā)送“釋放”消息。若是網(wǎng)路端(如pstn)發(fā)起的釋放過程，msc收到“釋放”消息就向

41、移動臺發(fā)出“拆線”消息。在gsm實施的第一階段，客戶從拆線到釋放這段時間內不再交換信令數(shù)據(jù)，于是釋放過程可以簡化成只用兩條消息。 用三條消息這種更復雜的釋放過程只是用于將來在客戶拆線到釋放這段時間交換必要的信令。如果是一次isdn的通信，msc在isup上送出“釋放”消息，通知對方通信終止，端到端的連接到此結束。但至此呼叫并末完全釋放，msc到移動臺的本地鏈路仍然保持還需執(zhí)行一些輔助任務，例如向移動臺發(fā)送收費指示等。當msc認為沒有理由再保持與移動臺之間的鏈路時，就向移動臺送“拆除”消息，移動臺返回“釋放完成”消息，這時所有低層鏈路才釋放，移動臺回到空閑狀態(tài)。第二章 各設備廠商設備維護介紹和故

42、障排除我們將對bts部分進行介紹，bts單元提供了以下功能：與bsc之間的a-bis接口和與ms之間的air接口、保持ms與bsc之間的同步、監(jiān)測來自ms的rach（接入請求信道）、傳輸速率適配、無線鏈路的信道編碼與解碼，交織與反交織，加密與解密、上下行鏈路的gmsk調制與解調，功率放大，濾波，耦合、話務信道的質量監(jiān)測，對檢測結果進行預運算，并將結果報告給bsc、執(zhí)行跳頻等。第（一）節(jié) 西門子網(wǎng)元1. bts設備簡介基站收發(fā)設備（btse）提供與bsc、ms及l(fā)mt的接口。btse具有以下主要功能：a. 提供與移動臺之間的無線射頻鏈路。b. 支持不同類型的小區(qū)（全向小區(qū)和定向小區(qū)）。c. 通過

43、地面鏈路或微波（需要附加設備）提供與基站控制器（bsc）的pcm鏈路連接。 圖2.1 機架連接原理框圖下表給出了目前上海西門子基站使用的不同類型的btse產(chǎn)品的性能指標：類型最大配置載頻載頻發(fā)射功率接收靈敏度bs60645dbm-104 dbmbs2402445dbm-116 dbm從不同小區(qū)的應用（全向站或定向站）到天線分集接收或接收天線的預放大。所有類型的btse都支持同樣的功能。2. bts設備結構、功能我公司現(xiàn)在使用的bts類型有兩種：bs60、bs240, 兩種類型都有以下幾部分模塊組成：核心模塊、載頻模塊、天線合路器、電源模塊。核心模塊負責基站的中央控制；載頻模塊負責基站的發(fā)射和接

44、收，對話音信號進行數(shù)字編碼和信號處理，接收和傳送手機發(fā)射的信號；天線合路器是載頻模塊和天線系統(tǒng)的接口，它的作用是將幾個載頻共享天線系統(tǒng)。所有的信號在發(fā)射和接收之前都經(jīng)過合路器；電源模塊負責對基站的電力供給。我們將分別對兩種機型進行介紹：a. bs60設備介紹：圖2.2 bs60機架內部結構圖圖2.3 bs60使用雙工天線的bts內部原理圖圖2.4 bs60使用單工天線的bts內部原理圖a. 核心模塊：i.主時鐘模塊（mclk）主時鐘模塊（mclk）功能：為其它btse單元提供時鐘和幀信息。通過計算機控制的pll（鎖相環(huán)）來實現(xiàn)與pcm鏈路精確同步。ii.鏈路接口模塊（li）鏈路接口模塊（li）

45、功能：為mclk提取網(wǎng)絡時鐘信息。將相應的btse數(shù)據(jù)（業(yè)務及信令信道）送到bus2總線。在第一層提供至bsc的pcm鏈路（abis接口）。如果btse發(fā)生故障 其兩個端口通過繼電器自動連接。iii核心控制器模塊（cctrl）核心控制器模塊（cctrl）功能：監(jiān)控bus1總線。處理lapd信令信道。從基帶數(shù)據(jù)模塊（bbsig）中提取或向bbsig傳送所有無線鏈路信息。控制整個btse的om工作。帶有閃存（flash eprom）用以存儲btse的軟件。收集具有 bus 1總線訪問權的單元的告警信息。iv.告警收集及控制模塊（alco）告警收集及控制模塊（alco）功能：收集無bus1總線訪問權

46、的單元的告警信息。收集外部告警（來自機柜、室外機柜、交流電源）。為不帶處理器的所有模塊提供正確槽位識別（例如gpsu）。alco收集的信號將送到cctrl進行進一步的處理。b. 載頻模塊：i. 基帶數(shù)據(jù)及信令處理模塊（bbsig）基帶數(shù)據(jù)處理模塊（bbsig）功能：通過bus 2總線從鏈路接口接收業(yè)務信道。通過bus 1總線接收第三層的信息。在下行鏈路方向針對業(yè)務信道完成下列功能： 編碼：對語音數(shù)據(jù)進行編碼以便進行誤差檢測及校正。 加密：經(jīng)加密的語音信號傳輸時混雜無序以防止在空中接口上被監(jiān)聽。 交織：將語音信號采樣值擴散分布倒一個以上的突發(fā)脈沖中、如果一個突發(fā)脈沖丟失，可以通過一定的編碼算發(fā)得

47、以恢復。 突發(fā)脈沖生成：突發(fā)脈沖比特結構取決于所傳輸?shù)男畔㈩愋?。ii.收發(fā)信處理模塊 (tpu)收發(fā)信處理模塊 (tpu)包括兩部分子模塊:trxa和trxd。trxa子模塊包括所有的模擬信號處理部分及發(fā)射和接收路徑。該路徑提供分集接收功能。trxd子模塊包括所有的數(shù)字信號處理部分：向功率放大器發(fā)送有關功率控制信息。通過bus1總線與bbsig傳送/接收突發(fā)脈沖。iii.功率放大器(pa)提供下行線路所需的功率。對于發(fā)射功率的不同，分兩種功放：高功率（hpa）和低功率（pa）。c. 天線合路器根據(jù)不同的使用要求，可以選用不同的天線合路器：合路器的損耗取決于合路器的類型及工作頻帶；雙工合路器（d

48、ucom） 混合合路器（hycom） 濾波合路器（ficom）。在btse設備中，根據(jù)不同的接收路徑可選用不同的接受模塊： hycom接收路徑使用 rxamod和 rxmuco。 hycom接收路徑使用 rxfil和 rxamco。 ducom接收路徑使用 rxamco。 ficom接收路徑使用 rxamod和 rxmuco。 ficom接收路徑使用 rxfil和 rxamco。如果btse的接收路徑上沒有使用rxamod，而采用rxamco，那么需要在接收天線和rxamco之間附加一個接收濾波器（rxfil）。這種接收濾波器可以集成到雙工合路器（ducom）中，而在混合合路器及濾波器合路器（

49、hycom和ficom） 中則沒有。因此若使用后兩種合路器，接收天線將連接到安裝在機柜上方的rxfil。不同類型的發(fā)射合路器所支持的跳頻技術發(fā)射合路器支持的跳頻技術hycom基帶跳頻和綜合跳頻ducom基帶跳頻和綜合跳頻ficom僅基帶跳頻i. 混合合路器hycomhycom有三種類型：hycom1:1、 hycom2:1、hycom4:1。它主要由兩部分組成：混合合路網(wǎng)絡、發(fā)射耦合模塊（txamod）。混合合路網(wǎng)絡：采用混合合路技術，最多可以合路四個載頻。發(fā)射耦合模塊（txamod）：包含一個發(fā)射帶通濾波器及一個定向耦合器，發(fā)射帶通濾波器可以對發(fā)射頻帶外的互調制信號進行有效抑制，保護收信機不

50、受發(fā)射相位噪聲及偽發(fā)射影響。定向耦合器監(jiān)控天饋線的電壓駐波比（vswr）。這個模塊的所有部件都是無源的。如果hycom的輸入或輸出端沒有連接其它模塊則必須接上50歐姆的負載電阻。這一準則同樣適用于其它與載頻相關模塊的末連接負載的端子。 ii. 濾波合路器（ficom）濾波合路器ficom有三種類型：ficom基本模塊2:1、 ficom擴展模塊2:1、ficom擴展模塊1:1。將基本模塊合擴展模塊進行組合，可以合路6個載頻。它主要由兩部分組成：濾波合路網(wǎng)絡、發(fā)射耦合模塊（txamod）。濾波合路網(wǎng)絡：采用濾波合路技術，可以獲得較小的射頻輸出損耗，其內部空腔濾波器可在本地通過lmt進行調節(jié)。由于

51、合路器頻率改變時間需要10到15秒時間，所以只能使用基帶跳頻發(fā)射耦合模塊（txamod）：包含一個發(fā)射帶通濾波器及一個定向耦合器，發(fā)射帶通濾波器可以對發(fā)射頻帶外的互調制信號進行有效抑制，保護收信機不受發(fā)射相位噪聲及偽發(fā)射影響。定向耦合器監(jiān)控天饋線的電壓駐波比（vswr）。這個模塊的所有部件都是無源的。 iii.雙工合路器（ducom）雙工合路器ducom有三種類型：ducom2:1、ducom4:1、ducom1:1。它具有以下特點：通過使用收發(fā)共用天線，使天線數(shù)目減少與hycom相比，射頻輸出損耗較小。它主要由三部分組成：接收耦合模塊（rxamod）、接收分路模塊（rxmuco）、接收耦合及

52、分路模塊（rxamco）。接收耦合模塊（rxamod）：靠近接收天線安裝因此它對于接收性能至關重要。模塊內部包括一個適用于整個接收頻帶的帶通濾波器（rxfil）以及一個兩支路的低噪聲放大器（lna）。使用rxamod時 接收天線連接器處的接收靈敏度可超過-107dbm。接收分路?？?rxmuco)：提供一個多路耦合器負責接收信號的內部分配。多路耦合器包括一個放大器。一個帶通濾波器和一個分路器。提以一個單獨的高質量的級聯(lián)輸出,用于多于一個的rxmuco的信號分配,如果發(fā)射路徑上合路的載頻超過4個, 就需要使用級聯(lián)輸出。rxmuxo僅與ficom與hycom一起使用。接收耦合及分路?？欤╮xamc

53、o）：對接收信號進行低噪聲放大,并分路為四個接收信號及一個高質量的級聯(lián)輸出。對整個接收頻段的濾波功能通過ducom中的帶通濾波器或外接的帶通濾波器來完成。d. 電源模塊btse必須通過過外界電源來進行供電,電壓的范圍從-38.4v到-57.6v。其中一48v是標準電壓。-48 v的主電源需要經(jīng)過btse內部的電源模塊（gpsu、dcpa、dctpu）進一步轉換，轉化為bts模塊所需的電壓。只有 rxmuco、rxamco和 bbsig帶有它們自己的電源，可以將一48v電壓轉換為模塊所需的電壓。 i.通用直流電源模塊（gpsu）通用直流電源模塊（gpsu）： 為btse核心模塊提供+5v的電壓為

54、合路器提供+12v的電壓。gpsu的輸入電壓為-48v的直流電壓。ii.pa專用直流電源模塊（dcpa）pav專用直流電源模塊（dcpa）為功率放大器提供+5v的直流電壓。每一個pa配備自己的dcpa模塊。iii.tpu專用直流電源模塊（dctpu） tpu專用直流電源模塊（dctpu）為收發(fā)信機提供+5v的直流電壓。每一個tpu配備有自己的dctpu。b. bs240設備介紹：bs240是新一代的西門子基站設備，主要特點有：最大配置3個機柜24個trx 每個機柜8個trx；每個trx所需的體積減少，其設計面向未來新的gsm功能。運行頻帶：p-gsm、e-gsm、r-gsm、gsm1800、g

55、sm1900bs240基站支持gsm900和gsm1800/gsm1900的雙頻運行。全頻帶的合路設備提供高輸出功率，同時可以最少的天線數(shù)目來實現(xiàn)各種小區(qū)配置。tma（塔頂放大器）可以大大提高接收靈敏度 可滿足未來sdma發(fā)展的需要。機箱配置擴展到24個trx站，12個irx小區(qū)（稍后的版本可做到24個irx小區(qū)），可支持多達6個小區(qū)。對于gsm900系統(tǒng)采用的功率放大器功率達35w/60w（最小保證31w50w）。對于gsm1800系統(tǒng)功率放大器功率達2540w（最小保證22w/35w）。高達-116dbm的接收靈敏度。圖2.5 bs240機架內部結構圖a. 技術特性bs240的模塊在設計上

56、考慮了能夠同時支持gsm900和dcs1800pcs1900系統(tǒng)。此外bs240的結構使得在相似的trx成本下可以非常靈活地配置大型和小型的btse。btse包括以下部分：面向載頻的模塊稱作載頻單元（cu）、核心模塊：（coba/cosa）、合路設備。兩塊核心模塊共可連接8條pcm鏈路，為了實現(xiàn)對于小配置和大配置bts成本相似的方案，核心模塊是可以擴展的。 此外bts本身也可擴展。一個基本機柜可連接兩個擴展柜。載頻單元和核心模塊之間通過雙向的串行鏈路建立通信。同時 這個串行鏈路用來實現(xiàn)基帶跳頻。盡管同步信息也通過這條鏈路來傳遞 但鏈路的長度卻沒有嚴格的限制。除了核心模塊和載頻（cu）模塊產(chǎn)生的告警外，其它所有的告警信息通過can總線來傳輸。cu模塊的告警通過cc-link來傳遞 核心模塊的告警使用其接口總線來傳遞。b. 模塊描述i. coba(基本核心模塊)/cosa(輔助核心模塊)coba的主要功能如下：整個btse的本地控制、系統(tǒng)時鐘的生成、可提供8個abis接口至bsc和其他btse（與cosa配合使用）、傳輸abis接口的數(shù)據(jù)至24個cu、提供lmt接口、管理和處理om消息。coba模塊上有flash-eprom，可以儲存所有btse單元的軟件。該核心控制器監(jiān)控軟件的下載并處理