【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定光速下， GSM 小區(qū)的無線覆蓋半徑最大可達(dá)到 35km，這個(gè)限制值是由于 GSM 定時(shí)提前的編碼是在 0~63 之間?；咀畲蟾采w半徑算法如下： 63 3 108m/s247。 2=35km 其中， :每個(gè)比特的時(shí)長； 63：時(shí)間調(diào)整的最大比特?cái)?shù)； 3108m/s:光速。 但在某些情況下，客觀需要基站能覆蓋更遠(yuǎn)的地方，比如在沿海地區(qū)，如需用來覆蓋較大范圍的一些海域或島嶼。這種覆蓋在 GSM 中是能實(shí)現(xiàn)的，代價(jià)是須減少每載頻所容納的信道數(shù)，辦法是僅使用TN 為偶數(shù)的信道（因?yàn)?TN0 必須用做 BCCH），空出奇數(shù)的 TN，來獲得較大的保持時(shí)間。這在北電中被稱為擴(kuò)展小區(qū)技術(shù) ,這一技術(shù)有專門的接收處理 .這樣定時(shí)提前的編碼將會(huì)增大一個(gè)突發(fā)脈沖的時(shí)長。即基站的最大覆蓋半徑為： (63+) 3 108m/s247。 2=120km TS0 TS1 TS2 TS3 圖示 21 擴(kuò)展小區(qū)的 TDMA 幀 位置更新 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)由一個(gè)位臵區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)位臵區(qū)時(shí)，必須進(jìn)行登記，也就是說一旦移 動(dòng)臺(tái)發(fā)現(xiàn)其存儲(chǔ)器中的 LAI與接收到當(dāng)前小區(qū)的 LAI號(hào)發(fā)生了變化，就必須通知網(wǎng)絡(luò)來更改它所存儲(chǔ)的移動(dòng)臺(tái)的位臵信 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 11 息。這個(gè)過程就被稱為位臵更新。 信令協(xié)議 信令協(xié)議概述 在一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)中（如 GSM），要傳送的不止是用戶數(shù)據(jù)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)的大多數(shù)功能都是分布在幾個(gè)遠(yuǎn)距離的設(shè)備上，要使這些設(shè)備協(xié)調(diào)工作需要交換一些信息，因此我們就要考慮到這些信息如何從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一點(diǎn)傳送到另一點(diǎn)。根據(jù)電信網(wǎng)開放系統(tǒng)互連模式 OSI的概念，把協(xié)議按其功能分成不同的層面：最底層稱為物理層或傳輸層；第二層被稱為鏈路層； 第三層被稱為網(wǎng)絡(luò)層，第三層以上被稱為應(yīng)用層，其每一層都有各自的協(xié)議規(guī)約。 圖示 22 從 MS 到 MSC 之間的協(xié)議模型 移動(dòng)通信是由許多功能單元通過接口互連構(gòu)成的，接口就是各組成單元之間的物理上和邏輯上的連接。 BSS 和 MS 兩部分有 A、 Um、Abis 接口以及 Ater 接口等，其中 A 接口和 Um 接口具有統(tǒng)一和公開的標(biāo)準(zhǔn)，以便于生產(chǎn)和組網(wǎng)，也有利于各種 ISDN 業(yè)務(wù)的引入和功能發(fā)展， Abis 接口和 Ater 接口的定義尚不統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)差別較大，所以BSC 和 BTS 配臵不能實(shí)現(xiàn)多廠家設(shè)備互連?，F(xiàn)在讓我們分別介 紹以下每個(gè)接口的具體情況： Sm 接口： Sm 接口是人機(jī)接口，是客戶與網(wǎng)絡(luò)之間的接口，主要包括客戶對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行的操作程序、移動(dòng)終端向客戶提供的顯示和信號(hào)音等。 Sm 接口還包括客戶識(shí)別卡（ SIM）與移動(dòng)終端（ ME）間接口的內(nèi)容。 Um 接口： 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 12 Um 接口是空中無線接口，是移動(dòng)臺(tái)和 BTS 之間的通信接口，用于移動(dòng)臺(tái)與 GSM 系統(tǒng)的固定部分之間的互通，其物理連接通過無線鏈路實(shí)現(xiàn)。 Um 接口傳遞的信息包括無線資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。 Abis 接口： Abis 接口為 BSS系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體 BSC 與 BTS 之間的通信接口，用于 BTS 和 BSC 之間的遠(yuǎn)端互連方式，物理連接通過標(biāo)準(zhǔn)的2Mbit/s 或 64Kbit/s 的 PCM 數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)。 Abis 接口支持向移動(dòng)臺(tái)提供的所有服務(wù)，并支持對(duì) BTS 無線設(shè)備的控制和無線頻率的分配。由于 Abis 接口是 GSM 系統(tǒng) BSS 的內(nèi)部接口，所以是一個(gè)未開放的接口，可由各設(shè)備廠家自行定義。 A 接口： BSS 部分與 MSC 之間的接口為 A 接口。 A 接口基于 2Mbit/s 數(shù)字接口，采用 14 位七號(hào)信令方式，主要傳遞呼叫處理、移動(dòng)性管理、基站管理、移動(dòng)臺(tái)管理等信息。 NSS 或 BSS 與 OMC 之間的接口： 該接口是基于 接口或七號(hào)信令網(wǎng)接口，執(zhí)行 TMN Q3 協(xié)議。 鏈路層信令協(xié)議 由上面我們已經(jīng)知道，在 GSM 系統(tǒng)中不同的接口使用了不同的協(xié)議。單從鏈路層來講，分別涉及到移動(dòng)臺(tái)和 BTS 之間的 LAPDm，BTS 和 BSC 之間的 LAPD，以及七號(hào)信令系統(tǒng)中的 MTP2 協(xié)議。除無線接口外，信令信息都使用 64kbit/s 電路傳輸。 接口 鏈路層協(xié)議 MS – BTS LAPDm（ GSM 特有） BTS – BSC LAPD（由 ISDN 修改） BSC – MSC MTP，第二層（ SS7 協(xié)議） MSC/VLR（ HLR – SS7 網(wǎng)絡(luò)） MTP，第二層（ SS7 協(xié)議） 表 2 GSM 接口上的鏈路協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層信令協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)層的功能之一就是選擇并建立這樣一個(gè)連續(xù)的鏈路段，組成一個(gè)消息路由；另一個(gè)功能是支持兩個(gè)實(shí)體之間并行存在的幾個(gè)獨(dú)立 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 13 連接，這些連接對(duì)應(yīng)于不同的應(yīng)用通信。 （ 1）、 BSS 網(wǎng)絡(luò)層無線接口 圖 23 無線接口 從移動(dòng)臺(tái)的角度看來，消息的源點(diǎn)和宿點(diǎn)取決于應(yīng)用協(xié)議，移動(dòng)臺(tái)可以編址不同的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體，每個(gè)實(shí)體具有唯一的地址對(duì)應(yīng)關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)按地址要求把消息送到相應(yīng)的設(shè)備。通過 SAPI 可使我們?cè)谝苿?dòng)臺(tái)上區(qū)別出信令消息和短消息兩種情況，但這還不足以判斷消息屬于那種應(yīng)用協(xié)議，因此需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)編址來加以補(bǔ)充。這就是協(xié)議鑒別器的功能。 GSM 中定義了幾個(gè)協(xié)議鑒別器（ PD），一般我們把它們看作是消息的一部分，分類如下： 協(xié)議鑒別器 功能 起點(diǎn) /終點(diǎn) CC， SS 呼叫控制管理和附加業(yè)務(wù)管理 MSMSC（ HLR） MM 位置管理和安全管理 MSMSC/VLR RR 無線資源管理 MSBSC 表 3 無線接口上的協(xié)議鑒別器 從上表中我們可以看到， BTS 并沒有在該表中出現(xiàn)，這說明移動(dòng)臺(tái) 除了鏈路管理，并不與 BTS 對(duì)話。 （ 2）、 BSS 網(wǎng)絡(luò)層 Abis 接口 Abis 接口信令鏈路上的消息可以有許多可能的源點(diǎn)和宿點(diǎn)，如何來區(qū)分呢？從功能角度上看，我們可將 BTS 和 BSC 之間的報(bào)文與移動(dòng)臺(tái)和 BSC 以外的實(shí)體（包括移動(dòng)臺(tái)和 BSC）的所有其它報(bào)文區(qū)分開，更進(jìn)一步應(yīng)將不同的移動(dòng)臺(tái)即不同的信道區(qū)分開。 報(bào)文鑒別器 +附加數(shù)據(jù) 源點(diǎn) /宿點(diǎn) 用途 無線鏈路層管理 +信道參 MS—— BSC 或之外 無線路徑消息中繼 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 14 表 4 Abis 接口上的消息鑒別器 （ 3） A 接口 A 接口承載有 BSC/MSC 之間的消息，以及 MS/MSC 之間的消息類型，如我們提到過的 CC或 MM消息。這兩種信息流合稱為 BSSAP（ BSS 應(yīng)用部分），具體的說可分別稱為 BSSMAP（ BSS 管理單元）和DTAP（直接傳送應(yīng)用單元）。除此之外， BSSMAP 還要區(qū)分開來面向MS 和面向 BSC 連接這兩種消息。 3 ZXG10BSC() 基站控制器的主要功能 1. Abis 接口功能 2. 電路交換功能 3. 分組交換功能 4. 地面設(shè)備操作管理和 7 號(hào)信令轉(zhuǎn)接功能 5. 無線資源管理功能 6. 碼型變換及速率適配功能 7. 子復(fù)用功能 基站控制器的模塊結(jié)構(gòu) 一個(gè) ZXG10BSS 設(shè)備最多可配臵 9 個(gè)模塊，其中系統(tǒng)控制模塊SCM 可配臵一個(gè)，模塊編號(hào)為 1 號(hào)模塊；無線管理模塊 RMM 根據(jù)容量可以配臵 1～ 8 個(gè)模塊，其模塊編號(hào)從 2～ 9 順序編排。 RMU 單元通信管理結(jié)構(gòu)框圖 對(duì)于 BTS 站點(diǎn)，每個(gè) TRX 需要一條 LAPD 鏈路，每個(gè)站點(diǎn)需要一條 LAPD 鏈路，如果一個(gè)站點(diǎn)只有 1 個(gè) TRX，需要 2 條 LAPD；有 4 個(gè) TRX，則需要 5 條 LAPD。 AT 總線是異步傳送總線。 考 +無線鏈路參考 專用信道參考 +信道參考 BTS—— BSC 與一給定的業(yè)務(wù)信道互連 公共信道參考 +信道 參考 BTS—— BSC 與一給定的 BCCH 或CCCH/RACH 的互連 TRX 管理 BTS—— BSC 控制 TRX 狀態(tài) 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 15 ZXG10BSC 機(jī)架排布 BSC 機(jī)架設(shè)計(jì)為六種機(jī)框。通過這六種機(jī)框的不同組合，達(dá)到實(shí)現(xiàn) BSC 系統(tǒng)功能的目的。這六種機(jī)框分別是： 控制層框 BCTL； 網(wǎng)交換和時(shí)鐘層框 BNET； 碼型變換及 A 接口功能框 BATC； Abis 接口框 BBIU； 子復(fù)用接口框 BSMU； GPRS 機(jī)框 PCU； 1)控制層（ BCTL_SCU） 主備 MP 共享內(nèi)存板 通信板 監(jiān)控板 環(huán)境檢測(cè)板 2)控制層（ BCTL_RMU） 主備 MP 共享內(nèi)存板 通信板 MP 基本結(jié)構(gòu) SCU 和 RMU 的 MP 硬件相同，基本操作系統(tǒng)相同；主備用方式采用軟識(shí)別技術(shù)，主備 MP 之間通過輔助存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)；各個(gè)模塊與后臺(tái)的連接采用 LAN 聯(lián)網(wǎng)。 MP 主要功能 1. 以 COMM 版為輔助，與各外部接口單元通信； 2. 以 COMM 板為輔助，控制交換網(wǎng)的接續(xù)； 3. 利用以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)前后臺(tái)通信； 4. 控制主備 MP 倒換； 5. 控制各主備方式的功能單元的主備間的倒換； 6. 處理各種通訊（ LAPD、 MPMP、 MPPP、 MTP）。 7. MP 不可帶電插拔，插拔 MP 前先將 MP 面板上電源開關(guān)臵于OFF 狀態(tài)； 8. 模塊號(hào)通過 8 位撥碼開關(guān) SW1 按二進(jìn)制編碼設(shè)臵，開關(guān)“ ON”代表“ 0”，“ OFF”代表“ 1” 。 M P 0 M P 1S M E MAT 總線M P M P P E P DL A P DR M U 單元O M U T R UL A P DL A P D 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 16 共享內(nèi)存板（ SMEM） 共享內(nèi)存板采用 EPLD 完成各種控制和仲裁邏輯電路等主要功能。 MP0 和 MP1 各通過一級(jí)緩存到達(dá)雙口 RAM，其中地址和控制緩沖為直通透明方式，數(shù)據(jù)緩沖則受 EPLD 控制， MP0 和 MP1 可同時(shí)訪問。第 2 級(jí)緩沖（含地址、控制和數(shù)據(jù)〕則為分時(shí)復(fù)用 2MB 共享RAM 開關(guān)，開關(guān)的次序受 EPLD 控制。 通信板 (COMM/ECOM)主要功能與分類 功能： MP 的通信 協(xié)處理器，完成控制信道的數(shù)據(jù)鏈路 層功能。 通信板的工作方式與鏈路特性 ? MPMP， MPPP 板和七號(hào)信令板工作于負(fù)荷分擔(dān)方式，可以提高通信的可靠性。 ? BSC的控制層在配有 PEPD板的情況下，配臵 12塊 COMM/ECOM板，每 COMM/ECOM 板最多可同時(shí)處理 32 個(gè) 64kbit/s 的信道，并支持 256kbit/s、 512kbit/s 的超信道配臵。物理層為 2MHW 線。每個(gè)邏輯鏈路（信道）可在 COMM/ECOM 板引出的 4 條 HW 中任意選擇1～ 32 個(gè) TS，總時(shí)隙數(shù)不超過 32。 每個(gè) RMU 模塊的 LAPD 鏈路容量計(jì)算 1. 每層 RMU 可配 10 塊 LAPD 單板； 2. 每塊 LAPD 單班共有 32 條 HDLC 鏈路； 10 塊 LAPD 板共有320 條 LAPD 鏈路； 3. 每個(gè) TRX 需要一條 LAPD 鏈路；每層 BBIU 需要 256 條 LAPD鏈路，每個(gè) BTS 機(jī)架需要一條 LAPD 鏈路，因此可根據(jù)基站的具體設(shè)臵配臵 LAPD 單板的數(shù)量。 監(jiān)控板 MON 原理 監(jiān)控板對(duì)所有不受 PP 管理的單板，如電源板、時(shí)鐘板、交換網(wǎng)驅(qū)動(dòng)板等進(jìn)行監(jiān)控，并向 MP 報(bào)告。該板提供 10 個(gè)異步串口，包括 8個(gè) RS485 接口和 2 個(gè) RS232 總線接口。 MON 板的其它接口的用途 1. RS485 接口可用于長距離通信，主要用于監(jiān)測(cè)其它從機(jī)架的電源模塊。每個(gè)串口的異步通信鏈路為半雙工總線方式，掛接若干個(gè)通信節(jié)點(diǎn)（單板），由監(jiān)控板控制，進(jìn)行主從式通信，監(jiān)控板主動(dòng)發(fā)出查詢信號(hào)，被查詢單板發(fā)響應(yīng)以及數(shù)據(jù)信息。 MON 板對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷，如發(fā)現(xiàn)異常，向 MP 報(bào)警。 2. RS232 總線是備用總線，供用戶擴(kuò)展使用。 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院通信系 GSM 基站系統(tǒng)開局 GSM 基站系統(tǒng)開局 17 3. 網(wǎng)絡(luò)層 BNET 組成 4. 數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)（ BOSN），主備用工作方式； 5. 數(shù)字交換網(wǎng)接口板（ DSNI），其中 DSNIC 采用負(fù)荷分擔(dān)，DSNIS 采用主備用； 6. 同步振蕩器（ SYCK），主備用工作方式； 7. 時(shí)鐘基準(zhǔn) 板（ CKI）。