基站维护基础知识

基站的通信可能时刻都在变化，故要求天线在水平方向上无方向性。
1.3 GSM系统的基本特点
GSM数字蜂窝移动通信系统是完全依据欧洲通信标准化委员会（ETSI）制定的GSM技术规范研制
而成的。任何一家厂商提供的 GSM数字蜂窝移动通信系统都必须符合GSM技术规范。
GSM系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有以下主要特点：
统而与国别无关。
（3）
GSM系统除了可以开放话音业务，还可以开放各种承载业务、补充业务和ISDN相关业
务。
（4）
GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全。
（5）
GSM系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，移动业务交换机的话务承
担能力一般都很强，保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求。
（1）
GSM系统是由几个分系统组成的。并且可与各种公用通信网( PSTN, ISDN, PDN等)
互连互通。各分系统之间或各分系统与各种公用通信网之间都有明确和详细定义了的标准化接口规
范，以保证任何厂商提供的GSM系统或子系统能互连。
（2）
GSM系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能，对于全部GSM移动用户都可进入GSM系
信道总速率：270.83kbit/s
调制方式：GMSK（高斯滤波最小相移键控） 调制指数0.3
话音编码：LPC -LTP -RPE 13kbit/s (规则脉冲激励线性预测编码)
数据速率：9.6kbit/s
分集接收：跳频 217跳/s ，交织信道编码，自适应均衡器（16靤）
每个时隙信道比特率：22.8kbit/s
(2) 移动性管理功能
移动性管理功能是支持用户终端的移动性所必须的那些功能，例如，通知网路它的当前位置、保护 通过无线接口的开放连接。 为移动性管理所提供的基本程序：鉴权、加密的开始、识别号保密管理、识别、位置更新。
(3) 无线资源管理
主要负责切换、寻呼、MSC过荷保护。
二、归属位置寄存器（HLR）
1.2 陆地移动无线通信特点
陆地移动无线通信与固定无线通信不同，对固定无线通信而言，由于两端位置可以根据有利的电波
传播条件加以选择，故除了利用电离层反射或对流层散射的信到外，大多数可视为恒参信道。而陆
地移动无线通信，由于通信双方或一方处于运动状态，移动台所处地形及周围环境在不断变化，因
此，它具有以下几个明显的特点：
(1) 一般功能
交换 交换MSC接口上PCM30/32系统中传输的64kbit/s话音／数据信道。 ② 信令 用一系列应用部分终止和处理CCITT7号信令系统64kbit/s信令信道，例如：ISUP、MAP、 由MTP/SCCP支持的BSSAP(包括BSSMAP和DTAP)。 ③ 基站功能 完成GSM建议中规定的用于BS的全部功能。例如：频道管理、信道管理、切换／漫游 控制。 ④ 操作维护功能 完成全部操作与维护功能，包括与OMC的互通。 ⑤ 互通功能 完成位数据连接的互通(IWF)而规定的全部功能。对数据业户，互通功能是需要。
（2）
不再采用现有模拟系统使用的12.5 ~ 25kHz标准带宽。采用了时分多址接入方式。
1987年终于确定一些主要参数，这些参数如下：
频段：935 ~ 960MHz 基站发
890 ~ 915MHz 移动台发
频带宽度：25MHz
通信方式：全双工
载波间隔：200kHz
信道分配：TDMA每载波8时隙，全速信道8个，半速信道16个
NMS ：网络管理子系统 NMC：网络管理中心
BSS：基站子系统 DPPS：数据后处理系统
NSS：网络子系统 SEMC：安全性管理中心
PCS：用户识别卡个人化中心 OMC：操作维护中心
VLR：访问位置寄存器
HLR：归属位置寄存器
EIR：移动设备识别寄存器 BSC：基站控制器
PDN：公用数据网
PSTN：公用电话网
第一章
GSM系统基本原理
1.1 概述
移动通信系指通信双方或至少有一方是处在移动中进行的信息交流的通信。
移动通信在运动中完成用户之间的实时通信，为此必须采用无线电通信方式。而在有线传输和无线
传输状态下，达到同样的传输质量时，对无线电传输设备的技术要求就严格得多。因为无线传输一
般都是处在各种恶劣的地形、地物及气候的条件下工作。移动通信的水平综合体现出一个国家的整
⑤
远近效应。由于移动台要在运动中通信，通信距离一般在几十公里范围内变化，因而存
在着“远近效应”。为减少干扰，要求发射机具有功率自动调整功能。
⑥
人为噪声干扰。在城市环境中，汽车点火系统在VHF频段引起的人为噪声干扰相当严重，
故移动台和基站都应具有较强的抗噪声干扰能力。
⑦
天线方向性问题。对于全方向天线，移动台可以在基站覆盖区内全方位运动，移动台与
（6）
GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高。
（7）
用户终端设备（手机和车载机）随着大规模集成电路技术的进一步发展能上更小型、
轻巧和增强功能趋势发展。
Hale Waihona Puke Baidu
1.4 GSM系统结构与功能
GSM系统的典型结构如图1-1所示。GSM系统由三部分组成：网络子系统( NSS )，基站子系统 (BSS)， 网络管理子系统 (NMS ) 和移动台 ( MS )。
①
快衰落。由于多径传播，所接收的信号要产生快衰落，即瑞利衰落。根据理论推导，衰
落速率最快时为2v/氪?/s。式中V为车速，胛 ぷ鞑ǔ ぃ 雌 得啃须/2波长就衰落一次。如工作频
率为900M(?=0.33m),汽车速度为60km/h(16.6m/s)，则衰落速率为2×16.6/0.33≈100次/s。衰落深
一、移动业务交换中心（MSC）
移动业务交换中心完成系统的电话交换功能。负责建立呼叫、路由选择、控制和终止呼叫，负责管 理交换区内部的切换和补充业务，并且负责搜集计费和账单信息，用于协调与固定公共交换电话网 之间业务，完成公共信道信令及网络的接口。它能够提供与其他非话业务之间正确互连工作所需要 的功能，例如公共分组数据交换业务。
与漫游有关的号码MSRN等数据。另外，它还向VLR提供在位置更新时与用户有关的数据。提供入（出） 局MSC必要的路由信息，使任何入局呼叫立即按选择的路径送到被呼叫的用户。
三、访问位置寄存器（VLR）
访问位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域移动用户的，监视进入其管辖区域的用户动态位置变化 并存储着进入其控制区已登记的移动用户全部相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的 必要条件。VLR从该移动用户的HLR处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域， 则重新在另一个VLR登记，原VLR将清除临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为动态用户数 据库。
一、基站收发信机（BTS）
基站收发信机属于基站子系统的无线部分，由基站控制器控制，服务于某个小区的无线收发信设备， 完成基站控制器与无线信道之间的转换，实现基站收发信机与移动台之间通过空中接口的无线传输 及相关的控制功能。例如：基站收发信机提供了无线资源管理，调频管理，功率控制，信道编码和 译码，信号的测量，无线资源的指示，加密，寻呼，切换等等。BTS可以由多种配置方法，例如，某 些地方必须把几个BTS和BSC放置在同一站址，而在另外一些情况下，BTS适宜于远离BSC并受BSC遥控。 究竟选择其中哪一种，取决于移动台密度和地理情况。 在低密度地区，需要远距离BTS，这时BSC能够起到集中起作用。在高密度地区，远距离BTS也很有用， 这时用一个中心BSC为一组小区服务，能够提供优化的无线控制。在中、高密度区域，一种可能的方 案是在短期内依靠组合BSC/BTS为大蜂窝服务，仅仅在首次小区分裂后采用远端BTS。但是，也可以 采用不同的方法，例如，在初始阶段建设大量小的小区，对这样的区域，在初期就分开BSC和BTS是 很有用的。
Um接口
Abis接口
Um接口
A接口
BTS：基站收发信机 BSC：基站控制器 SM：子复用器
BIE：基站接口设备 MSC：移动业务交换中心 TC：码变换器
图1-2 一种典型的BSS组网方式
基站子系统是由基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）这两部分的功能实体构成。实际上一个 基站控制器根据话务量需要可以控制数十个基站收发信机。基站收发信机可以直接与基站控制器相 连接。需要说明的是，基站子系统还应包括码变换器（TC）和相应的子复用设备（SM）。码变换器 在更多的实际情况下是置于BSC和MSC之间，在组网的灵活性和减少传输设备配置方面具要许多优点。 因此，一种局要本地和远端配置的典型BSS组成方式如图1-2所示。
度达20~30dB，因而接收的平均信号强度比自由空间或平地地面传播时小得多。
②
慢衰落。由于地形起伏和沿途建筑物的不一，中值场强会在大范围内产生慢衰落，即地
形衰落，亦称阴影效应。根据实测的传输数据统计，慢衰落服从对数正态分布。分布的标准偏差随
地形起伏的波动高度和频率变化而变化。
③
多普勒效应。在移动通信中多径信号的传输时延是不断变化的，因而信号的相位也随之
MS ：移动台
图1-1 GSM系统结构
MSC：移动业务交换中心 AUC：鉴权中心 BTS：基站收发信机 ISDN：综合业务数字网
1.4.1 网络子系统（NSS）
网络子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据移动性管理、安全性管理所需的 数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其他通信网用户之间通信起着管理作用。 由移动业务交换中心（MSC）、访问位置寄存器（VLR），归属位置寄存器（HLR），鉴权中心（AUC）， 移动设备识别寄存器（EIR）五个部分组成。
五、移动设备识别寄存器（EIR）
移动设备识别寄存器（EIR）存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过核查白色清单、 灰色清单、黑色清单这三种表格，在标各种分别列出准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使 用的移动设备的IMEI识别码，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危机网络 正常运行的移动用户设备，都能采取及时的防范措施，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和 安全性。
四、鉴权中心（AUC）
AUC为系统提供用户所需要的数据，用以保护通过空中接口的移动用户通信不受侵犯。因为空中接口 极易受到侵犯，因此在GSM系统中采用了特别的措施，每一个移动用户都拥有一个唯一的密钥Ki，以 加密的方式存储在 AUC的数据库里，同时AUC还存有一些鉴权信息，用来防止无权用户接入系统和保 证通过无线接口的移动用户通信的安全。例如：用户鉴权、队伍权用户接口上的话音、数据和信令 信息进行保密等。
变化，结果产生附加的频移。由于这种频移是移动体相对于基站的运动而引起的，故称为多普勒频
移。频移最大值fm=±v/搿５背邓傥?60km/h，工作频率为450MHz时，fm≈±25Hz。工作频率越高，
车速越快，频移就越大。多普勒频移造成的后果是使传输波形产生频谱小范围“晃动”。
④
多径传播效应。多径传播效应主要表现为频率选择性衰落和时延散布造成的波形展宽。
个通信技术发展的水平。
1982年欧洲邮电主管部门会议（CEPT）建立了移动通信特别组（GSM），着手进行泛欧洲数字蜂窝状
移动通信系统的标准工作。1985年提出移动通信的全数字化。并对泛欧洲数字蜂窝状移动通信提出
了具体要求。根据目标提出了二项主要设计原则：
（1）
话音和心灵对采用数字信号传输。数字化引得传输速率降低到16kbit/s
1.4.2基站子系统（BSS）
基站子系统（BSS）是GSM系统与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与 移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统（NSS）中的 MSC相接，实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息 等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理。还要建立BSS与操作维护子系统（OSS）之间的连接。
HLR 是系统的中心数据库，它存储与用户有关的数据，任何移动用户都把其重要数据（静态数据） 登记在HLR里。他们包括移动用户所具有的访问能力、鉴约业务和补充业务。例如：国际移动用户识 别号IMSI；用户预定的基本业务以及相应的MSISDN号码；预定的补充业务以及相应的预定人选项目、 登记与激活数据。它还为MSC提供关于移动台实际漫游所在的MSC区域的信息（动态数据）。例如：