【正文】 程。 MSC 和 BS 間的話音傳輸 在基地站話音信道單元和 MSC(經(jīng) ETC)的選組器之間，每個(gè)無線話音信道有一條專 用的、雙向的話音線路，如圖 9 所示。 圖 9. MSCBS 間的話音線路 圖中表明，信道接收機(jī)(RX)將收到的移動臺話音按模擬方式送到復(fù)用器，在復(fù)用器中進(jìn) 行模擬／數(shù)字變換。然后將數(shù)字化的話音信號插入相應(yīng)的 PCM 數(shù)字信道(時(shí)隙)中。一般地 說，32 路 PCM 線路，0 號時(shí)隙用來傳送同步和告警信息，16 號時(shí)隙用來傳輸數(shù)據(jù)，所以 一條 32 路 PCM 線路只能為 30 條話音信道服務(wù)。 在 MSC 中，由 ETC 接口的話音信道直接連到選組器，通過選組器將話音信道交換到需要 的方面。 在基地站，由復(fù)用器(MUX)把通過 PCM 相應(yīng)時(shí)隙傳過來的數(shù)字話音信號變換成模擬形 式，直接送到相應(yīng)的信道發(fā)射機(jī)(TX)，然后經(jīng)無線信道發(fā)往移動臺。 如果 PCM 傳輸線路的傳輸質(zhì)量及某些維護(hù)工作不能滿足要求時(shí)， 交換機(jī)終端電路(ETC) 將通知區(qū)域處理機(jī)發(fā)出告警。 不難看出，當(dāng) MSC 與 BS 間僅一條 PCM 線路時(shí)，一旦 PCM 線路發(fā)生故障，基地站就 被切斷，使它所控制的無線小區(qū)內(nèi)所有的移動臺處于癱瘓狀態(tài)。為此，通常要求基地站具有 雙份 PCM 線路。這意味著 STC、ETC、MUX 和 STR 也需要雙份，如圖 10 所示。 圖 10. 雙份 PCM 傳輸線路 是否采用雙份 PCM 線路，要從可靠性和成本兩個(gè)方面來考慮。當(dāng)然，如果基地站話音信 道數(shù)量超過 30 條時(shí)，則 PCM 線路將多于一條。在此情況下，從提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的觀點(diǎn)來看， 外加設(shè)備(STC 和 STR)的成本就可忽略了。 在雙份控制結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一條 PCM 傳輸線路發(fā)生故障時(shí)，只是發(fā)生故障的 PCM 話音信道 停止工作，其數(shù)據(jù)將由另一條 PCM 的 16 時(shí)隙繼續(xù)進(jìn)行傳輸。 由圖 10 還可看出，根據(jù)需要，在基地站信道數(shù)增加到一定數(shù)量之后，如果一對區(qū)域處 理機(jī)擴(kuò)充模塊(EMRP)不能滿足要求時(shí)，可將另一對 EMRP(或更多)與現(xiàn)有總線相連接來實(shí) 現(xiàn)擴(kuò)充。 一般情況下，一條控制鏈路(STC，16 時(shí)隙和 STR)控制奇數(shù) EMRP 對，而另一條控制 鏈路則控制偶數(shù) EMRP 對，但當(dāng)其中一條控制鏈路發(fā)生故障時(shí)，另一條就負(fù)擔(dān)整個(gè)負(fù)荷。 交換機(jī)和無線信道間接口(ERI) ERI 是基地站功能單元之一。它是由專供數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧M成。圖 11 表示了 TSG30 機(jī)架的情況。本架設(shè)備由雙份控制系統(tǒng)構(gòu)成。 圖 11. TSR30 架 由于基地站用 24VDC，而接口設(shè)備需一 48VDC(電話設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)值)，所以在機(jī)架上需 配備 DC／DC 變換器。 擴(kuò)充模塊組(EMG) EMG 是為控制基地站而設(shè)計(jì)的， 位于 ERI 機(jī)架中。 STR(或一對 STR)和大量的 EMRP 由 組成。每個(gè) EMRP 對＜或單一個(gè) EMRP＝看作為一個(gè)擴(kuò)充模塊(EM)。因此人們常稱之為擴(kuò) 充模塊組。由擴(kuò)充模塊來控制相應(yīng)的控制單元(CU)或打字機(jī)等。 一個(gè)擴(kuò)充模塊組，通常用于控制一個(gè)基地站，即一個(gè)全向性無線小區(qū)或三個(gè)扇形無線小 區(qū)，如圖 12 所示。 圖 12. 控制鏈路和 EMGS 例子 因此，當(dāng)連接一個(gè)新基地站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，必須指定 EMG 的名字和號碼、以及所有 的 EM 和被 EM 控制的設(shè)備。還必須說明控制鏈路的構(gòu)成，是單一還是雙份的。 三、電 源 基地站的配電電壓為 26．4v。通常是由主干電力線路經(jīng) AC／DC 變換器得到的，如圖 13 所示。當(dāng)主干線路發(fā)生故障時(shí)，備用電池將能在一定時(shí)間內(nèi)向基地站供電。 圖 13. 供 電 (二).GSM 基站簡介 ＧＳＭ基站在ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)中起著重要的作用， 直接影響著ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。 ＧＳＭ基 站是一種技術(shù)要求較高的產(chǎn)品， 最初的基站設(shè)備基本都是一些國外的產(chǎn)品。 隨著我國一些高 科技電信企業(yè)在移動通信領(lǐng)域的不斷深入， 一些國內(nèi)的電信企業(yè)如大唐、 廣州金鵬等公司也 生產(chǎn)出多種型號的基站。 GSM 賦予基站的無線組網(wǎng)特性使基站的實(shí)現(xiàn)形式可以多種多樣宏蜂窩、微蜂窩、微微 蜂窩及室內(nèi)、 室外型基站， 無線頻率資源的限制又使人們更充分地發(fā)展著基站的不同應(yīng)用形 式來增強(qiáng)覆蓋，吸收話務(wù)遠(yuǎn)端 TRX、分布天線系統(tǒng)、光纖分路系統(tǒng)、直放站。 一、ＧＳＭ系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1．系統(tǒng)的組成 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）Ａ接口，ＢＳＳ與ＭＳ 之間的接口為Ｕｍ接口。 注： ＡＵＣ：鑒權(quán)中心 ＭＳＣ：移動業(yè)務(wù)交換中心 ＧＭＳＣ：入口ＭＳＣ ＢＳＣ： 基站控制器 ＢＴＳ：基站收發(fā)信臺 ＨＬＲ：歸屬位置寄存器 ＶＬＲ：拜訪位置寄存器 2．交換網(wǎng)路子系統(tǒng)（ＮＳＳ） ＭＳＣ：對位于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行控制和完成話路交換的功能實(shí)體，也是移 動通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。 ＶＬＲ：是一個(gè)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。 ＨＬＲ：也是一個(gè)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)。 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(quán)、加密的三參數(shù)（隨機(jī) 號碼ＲＡＮＤ，符合響應(yīng)ＳＲＥＳ，密鑰Ｋｃ）的功能實(shí)體。 ＥＩＲ：也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)。 3．無線基站子系統(tǒng)（ＢＳＳ） ＢＳＳ系統(tǒng)是在一定的無線覆蓋區(qū)中由ＭＳＣ控制，與ＭＳ進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主 要負(fù)責(zé)完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。功能實(shí)體可分為基站控制器（ＢＳＣ）和 基站收發(fā)信臺（ＢＴＳ）。 ＢＳＣ：具有對一個(gè)或多個(gè)ＢＴＳ進(jìn)行控制的功能，它主要負(fù)責(zé)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，是一個(gè)很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)。 ＢＴＳ：無線接口設(shè)備，它完全由ＢＳＣ控制，主要負(fù)責(zé)無線傳輸，完成無線與有線的 轉(zhuǎn)換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。 二、ＢＴＳ結(jié)構(gòu) ＢＴＳ包括下列主要的功能單元：收發(fā)信機(jī)無線接口（ＴＲＩ）、收發(fā)信機(jī)子系統(tǒng)（Ｔ ＲＳ）。其中ＴＲＳ包括收發(fā)信機(jī)組（ＴＧ）、本地維護(hù)。 ＴＲＩ具有交換功能，它可使ＢＳＣ和ＴＧ之間的連接非常靈活；ＴＲＳ包括基站的所 有無線設(shè)備； ＴＧ包括連接到一個(gè)發(fā)射天線的所有無線設(shè)備； ＬＭＴ是操作維護(hù)功能的用戶 接口，它可直接連接到收發(fā)信機(jī)。 發(fā)信機(jī)子系統(tǒng)包括基站所有無線設(shè)備，主要有收發(fā)信機(jī)組（ＴＧ）和本地維護(hù)終端（Ｌ ＭＴ）。 一個(gè)收發(fā)信機(jī)組是由多個(gè)收發(fā)信機(jī)（ＴＲＸ）組成，連接同一發(fā)射天線。 三、ＢＴＳ的配置及分類 1．ＢＴＳ配置應(yīng)符合以下要求： 室內(nèi)ＢＴＳ應(yīng)支持以下容量 全向ＢＴＳ應(yīng)支持以下配置：１－４個(gè)ＴＲＸ及４個(gè)２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 扇區(qū)ＢＴＳ應(yīng)支持以下配置：兩扇區(qū)ＢＴＳ，１＋１個(gè)ＴＲＸ至２＋２個(gè)ＴＲＸ及４個(gè) ２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 三扇區(qū)ＢＴＳ， １＋１＋１個(gè)ＴＲＸ至４＋４＋４個(gè)ＴＲＸ及４個(gè)２ Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 * 室外ＢＴＳ應(yīng)支持以下容量 全向ＢＴＳ應(yīng)支持以下配置：１－３個(gè)ＴＲＸ及２個(gè)２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 扇區(qū)ＢＴＳ應(yīng)支持以下配置： 兩扇區(qū)ＢＴＳ，１＋１個(gè)ＴＲＸ至２＋２個(gè)ＴＲＸ及２個(gè) ２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 三扇區(qū)ＢＴＳ，１＋１＋１個(gè)ＴＲＸ至２＋２＋２個(gè)ＴＲＸ及２個(gè) ２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 * 室外小型ＢＴＳ應(yīng)支持以下容量 全向ＢＴＳ應(yīng)支持以下配置：１－２個(gè)ＴＲＸ及１個(gè)２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 對以上配置，在運(yùn)營者需要時(shí)，還應(yīng)能在記錄減小對實(shí)際運(yùn)行影響的情況下擴(kuò)容到更大 的配置，且能在現(xiàn)場對ＢＴＳ進(jìn)行擴(kuò)容。 * 發(fā)射機(jī)合路器 將一系列發(fā)射機(jī)的輸出組合到一根天線上。 * 接收機(jī)多路復(fù)用器 接收機(jī)多路復(fù)用器應(yīng)將ＲＸ天線的信號輸出到一個(gè)小區(qū)內(nèi)的所有ＴＲＸ中。 * 天線 任何類型天線應(yīng)能承受風(fēng)速為１５０Ｋｍ／ｈ的風(fēng)力負(fù)載，天線的連接頭處一般應(yīng)在天 線的下面。天線應(yīng)有防結(jié)冰性能。 GSM 移動通信基站天線具有如下特殊技術(shù): * * * * * * * * * * 采用壓低上半球近旁瓣和零值填充技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美的方向圖賦形。 天線阻抗設(shè)計(jì)為帶內(nèi)良好匹配,帶外急劇惡化,從而提高抗干擾性。 關(guān)鍵輻射部件采用優(yōu)良的導(dǎo)電材料和三防措施,確保天線電性能的穩(wěn)定性。 饋電網(wǎng)絡(luò)采取直流接地技術(shù),提供良好的雷電保護(hù)。 饋電系統(tǒng)無導(dǎo)致交調(diào)干擾的接點(diǎn)。 通過特殊處理和避免不同金屬材料連接,以防電耦腐蝕。 采用低損耗高屏蔽的饋線以提高天線電性能。 采用高精密的模具生產(chǎn),確保批生產(chǎn)的一致性。 采用抗紫外線輻射、耐高低溫、韌性高、密封性好的護(hù)罩,提高天線的使用壽命。 天線安裝架設(shè)方便,調(diào)整靈活。 的分類 在 GSM 基站設(shè)備的開發(fā)上各公司都推出了系列化的基站產(chǎn)品從宏蜂窩的室內(nèi)室外型 基站到微蜂窩的室內(nèi)室外型基站以及各種微微蜂窩基站產(chǎn)品，有些廠商還推出了遠(yuǎn)端 TRX 形式的設(shè)備以達(dá)到具有豐富靈活的 GSM 無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案， 能夠滿足不同國家移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn) 營商的不同需求，提供全面的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。各廠家的室外型基站設(shè)備設(shè)計(jì)思路相同， 都是在各自室內(nèi)型設(shè)備的設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上改造， 增加適應(yīng)惡劣環(huán)境所需的電源系統(tǒng)和環(huán)境調(diào) 節(jié)及防護(hù)系統(tǒng)。從容量上分一般有小容量和大容量兩種，典型的載頻數(shù)為 2TRX 和 6TRX。 隨著 DCS1800 頻段的使用，單機(jī)柜載頻數(shù)也開始出現(xiàn) 4TRX、8TRX 和 12TRX。 四、ＢＴＳ的測試指標(biāo) 就 GSM 基站測試而言，測試的主要依據(jù)為 系列及 系列技術(shù)規(guī)范中 所定義的有關(guān) GSM 系列側(cè)重于基站及手機(jī)收發(fā)信機(jī) 的指標(biāo)要求。而 系列則側(cè)重于基站系統(tǒng)的測試需求與測試方法。 對于系統(tǒng)運(yùn)營管理人 員來說，依據(jù) 及 系列逐項(xiàng)對基站進(jìn)行測試既無此必要也極不現(xiàn)實(shí)。通 常采用的方法是從整個(gè)規(guī)范中選擇出十分關(guān)鍵的相關(guān)指標(biāo)，針對這些指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的測試。 這些指標(biāo)包括： * 平均載波功率 * 相位和頻率誤差 * 功率與時(shí)間關(guān)系 * 輸出 RF 頻譜 * 互調(diào)衰減 * 雜散輻射 * 合路器調(diào)諧 (三).GSM 基站的優(yōu)化建設(shè) GSM 數(shù)字移動通信發(fā)展非常迅速，從早期規(guī)劃的大區(qū)制，到后來的小區(qū)制，直到 現(xiàn)在的微蜂窩、微微蜂窩，相對應(yīng)的天線從早期架設(shè)在屋面鐵塔上，到后來天線 降到屋面上，直到現(xiàn)在要把天線設(shè)置在屋面下的外墻側(cè)面上。所有的這些變化都 說明，對 GSM 基站站點(diǎn)的優(yōu)化在不同階段要有不同的思路，只有不斷更新思想， 才能建設(shè)和優(yōu)化好 GSM 無線網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。 在 GSM 建設(shè)初期，建設(shè)基站的主要目的是為了擴(kuò)大無線覆蓋面，盡可能力移 動用戶提供較為滿意的連續(xù)覆蓋， 所以基站數(shù)量相對較少， 無線網(wǎng)絡(luò)也相對簡單。 隨著 GSM 移動電話用戶數(shù)量的飛速增長，GSM 基站只有不斷地進(jìn)行擴(kuò)容與新 建，才能滿足用戶的需求。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)資源配置不合理現(xiàn)象 日益突出，因此，在 GSM 基站進(jìn)入快速發(fā)展階段。應(yīng)重視對基站的優(yōu)化。 下面以福州市區(qū) GSM 基站為例，從 3 個(gè)方面闡述影響移動通信質(zhì)量的原因， 并提出采取優(yōu)化的方法。 一、預(yù)測模型的影響及其優(yōu)化 根據(jù)所使用的頻率不同， 通常有兩種不同數(shù)學(xué)模型預(yù)測 GSM 基站無線覆蓋范 圍。 （1）Okumura 電波傳播衰減計(jì)算模式 GSM900MHz 主要采用 CCIR 推薦的 Okumura 電波傳播衰減計(jì)算模式。該模式 是以準(zhǔn)平坦地形大城市區(qū)的中值場強(qiáng)或路徑損耗作為參考， 對其他傳播環(huán)境和地 形條件等因素分別以校正因子的形式進(jìn)行修正。 （2）Cost231WalfishIkegami 電波傳播衰減計(jì)算模式 GSM 1800 MHz 主 要 采 用 歐 洲 電 信 科 學(xué) 技 術(shù) 研 究 聯(lián) 合 推 薦 的 Cost2WalfishIkegami電波傳播衰減計(jì)算模式。該模式的特點(diǎn)是：從對眾多城市的 電波實(shí)測中得出的一種小區(qū)域覆蓋范圍內(nèi)的電波損耗模式。 不管是用哪一種模式來預(yù)測無線覆蓋范圍，只是基于理論和測試結(jié)果統(tǒng) 計(jì)的近似計(jì)算。 由于實(shí)際地理環(huán)境千差萬別， 很難用一種數(shù)學(xué)模型來精確地描述， 特別是城區(qū)街道中各種密集的、下規(guī)則的建筑物反射、繞射及阻擋，給數(shù)學(xué)模型 預(yù)測帶來很大困難。因此。有一定精度的預(yù)測雖可起到指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)基站選點(diǎn)及布點(diǎn) 的初步設(shè)什，但是通過數(shù)學(xué)模型預(yù)測與實(shí)際信號場強(qiáng)值總是存在差別。 （1）福州市區(qū) GSM 基站電波傳播的環(huán)境福州市區(qū)內(nèi)的地理環(huán)境是： 有山（于山、烏山等）、有湖（西湖公園、左海公園等）、有江（閩江等）， 還有參差不齊的高校大廈。福州市區(qū)現(xiàn)有 GSM 900 MHz 基站 198 個(gè)，GSM 1800 MHz 基站也有 70 個(gè)左右（截至 1999 年底）。這些基站遍布在全市各主要商業(yè)區(qū)、住 宅小區(qū)、行政辦公大樓、學(xué)校以及郵電局（樓）等場所，基站與基站之間最小間 距己小于 300m。因此，電波傳播環(huán)境是錯(cuò)綜復(fù)雜的。 （2）優(yōu)化的方法 根據(jù)福州市區(qū)的地理環(huán)境和基站分布情況，要得到真實(shí)的電波場強(qiáng)覆蓋情 況，需借助于場強(qiáng)測試儀進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測（路惻）。優(yōu)化時(shí)主要分高話務(wù)量密集區(qū) 和中低話務(wù)量區(qū)兩種情況進(jìn)行： ①高話務(wù)量密集區(qū)的場強(qiáng)測試和優(yōu)化 所謂高話務(wù)量密集區(qū)是指福州市的五四路、東街口、五一廣場等區(qū)域。這些 區(qū)域每平方公里的愛爾蘭數(shù)一般在 120 以上（即 120Erl／km2）；場強(qiáng)值設(shè)置應(yīng) 下低于65dB，以保證在高話務(wù)量區(qū)內(nèi)的所有 GSM 手機(jī)都處在強(qiáng)場強(qiáng)覆蓋狀況。 借助場強(qiáng)測試儀進(jìn)行現(xiàn)場測試（包括室內(nèi)、室外覆蓋），重點(diǎn)了解并記錄各 基站覆蓋區(qū)、重疊區(qū)、弱場強(qiáng)值區(qū)（小于65 dB。尤其是小于75 dB）分布情況。 然后對這個(gè)區(qū)域內(nèi)的場強(qiáng)值調(diào)整及優(yōu)化。 主要是室內(nèi)區(qū)域的調(diào)整及優(yōu)化，因?yàn)殡姴ù┻^各種墻體進(jìn)入室內(nèi)約有 15 dB 一 20dB 的衰減值，因此需加強(qiáng)室內(nèi)區(qū)