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移動通信基站原理-在線瀏覽

2024-08-05 03:25本頁面
  

【正文】 (STR)接收報文后,首先檢驗傳輸報文是否正確,在證實無差錯后,對信 號報文重新格式化,最后把報文送到 EMRP 總線上相應的區(qū)域處理機擴充模塊(EMRP)。 6.當 CU 在數(shù)據(jù)總線上監(jiān)視數(shù)據(jù)流時,它能確認自己的地址,并檢索報文,從而實現(xiàn)了 MSC 向指定 CU 發(fā)送報文的全過程。 圖 9. MSCBS 間的話音線路 圖中表明,信道接收機(RX)將收到的移動臺話音按模擬方式送到復用器,在復用器中進 行模擬/數(shù)字變換。一般地 說,32 路 PCM 線路,0 號時隙用來傳送同步和告警信息,16 號時隙用來傳輸數(shù)據(jù),所以 一條 32 路 PCM 線路只能為 30 條話音信道服務。 在基地站,由復用器(MUX)把通過 PCM 相應時隙傳過來的數(shù)字話音信號變換成模擬形 式,直接送到相應的信道發(fā)射機(TX),然后經(jīng)無線信道發(fā)往移動臺。 不難看出,當 MSC 與 BS 間僅一條 PCM 線路時,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)內所有的移動臺處于癱瘓狀態(tài)。這意味著 STC、ETC、MUX 和 STR 也需要雙份,如圖 10 所示。當然,如果基地站話音信 道數(shù)量超過 30 條時,則 PCM 線路將多于一條。 在雙份控制結構中,當一條 PCM 傳輸線路發(fā)生故障時,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 時隙繼續(xù)進行傳輸。 一般情況下,一條控制鏈路(STC,16 時隙和 STR)控制奇數(shù) EMRP 對,而另一條控制 鏈路則控制偶數(shù) EMRP 對,但當其中一條控制鏈路發(fā)生故障時,另一條就負擔整個負荷。它是由專供數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯卧M成。本架設備由雙份控制系統(tǒng)構成。 擴充模塊組(EMG) EMG 是為控制基地站而設計的, 位于 ERI 機架中。每個 EMRP 對<或單一個 EMRP=看作為一個擴充模塊(EM)。由擴充模塊來控制相應的控制單元(CU)或打字機等。 圖 12. 控制鏈路和 EMGS 例子 因此,當連接一個新基地站進行數(shù)據(jù)傳輸時,必須指定 EMG 的名字和號碼、以及所有 的 EM 和被 EM 控制的設備。 三、電 源 基地站的配電電壓為 26.4v。當主干線路發(fā)生故障時,備用電池將能在一定時間內向基地站供電。 GSM基 站是一種技術要求較高的產品, 最初的基站設備基本都是一些國外的產品。 GSM 賦予基站的無線組網(wǎng)特性使基站的實現(xiàn)形式可以多種多樣宏蜂窩、微蜂窩、微微 蜂窩及室內、 室外型基站, 無線頻率資源的限制又使人們更充分地發(fā)展著基站的不同應用形 式來增強覆蓋,吸收話務遠端 TRX、分布天線系統(tǒng)、光纖分路系統(tǒng)、直放站。 注: AUC:鑒權中心 MSC:移動業(yè)務交換中心 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。 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)。 EIR:也是一個數(shù)據(jù)庫,存儲有關移動臺設備參數(shù)。功能實體可分為基站控制器(BSC)和 基站收發(fā)信臺(BTS)。 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。其中TRS包括收發(fā)信機組(TG)、本地維護。 發(fā)信機子系統(tǒng)包括基站所有無線設備,主要有收發(fā)信機組(TG)和本地維護終端(L MT)。 三、BTS的配置及分類 1.BTS配置應符合以下要求: 室內BTS應支持以下容量 全向BTS應支持以下配置:1-4個TRX及4個2Mbit/s端口。 三扇區(qū)BTS, 1+1+1個TRX至4+4+4個TRX及4個2 Mbit/s端口。 扇區(qū)BTS應支持以下配置: 兩扇區(qū)BTS,1+1個TRX至2+2個TRX及2個 2Mbit/s端口。 * 室外小型BTS應支持以下容量 全向BTS應支持以下配置:1-2個TRX及1個2Mbit/s端口。 * 發(fā)射機合路器 將一系列發(fā)射機的輸出組合到一根天線上。 * 天線 任何類型天線應能承受風速為150Km/h的風力負載,天線的連接頭處一般應在天 線的下面。 GSM 移動通信基站天線具有如下特殊技術: * * * * * * * * * * 采用壓低上半球近旁瓣和零值填充技術實現(xiàn)完美的方向圖賦形。 關鍵輻射部件采用優(yōu)良的導電材料和三防措施,確保天線電性能的穩(wěn)定性。 饋電系統(tǒng)無導致交調干擾的接點。 采用低損耗高屏蔽的饋線以提高天線電性能。 采用抗紫外線輻射、耐高低溫、韌性高、密封性好的護罩,提高天線的使用壽命。 的分類 在 GSM 基站設備的開發(fā)上各公司都推出了系列化的基站產品從宏蜂窩的室內室外型 基站到微蜂窩的室內室外型基站以及各種微微蜂窩基站產品,有些廠商還推出了遠端 TRX 形式的設備以達到具有豐富靈活的 GSM 無線網(wǎng)絡組網(wǎng)方案, 能夠滿足不同國家移動網(wǎng)絡運 營商的不同需求,提供全面的無線網(wǎng)絡解決方案。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。 四、BTS的測試指標 就 GSM 基站測試而言,測試的主要依據(jù)為 系列及 系列技術規(guī)范中 所定義的有關 GSM 系列側重于基站及手機收發(fā)信機 的指標要求。 對于系統(tǒng)運營管理人 員來說,依據(jù) 及 系列逐項對基站進行測試既無此必要也極不現(xiàn)實。 這些指標包括: * 平均載波功率 * 相位和頻率誤差 * 功率與時間關系 * 輸出 RF 頻譜 * 互調衰減 * 雜散輻射 * 合路器調諧 (三).GSM 基站的優(yōu)化建設 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,相對應的天線從早期架設在屋面鐵塔上,到后來天線 降到屋面上,直到現(xiàn)在要把天線設置在屋面下的外墻側面上。 在 GSM 建設初期,建設基站的主要目的是為了擴大無線覆蓋面,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)絡也相對簡單。隨著無線網(wǎng)絡的不斷擴大,網(wǎng)絡資源配置不合理現(xiàn)象 日益突出,因此,在 GSM 基站進入快速發(fā)展階段。 下面以福州市區(qū) GSM 基站為例,從 3 個方面闡述影響移動通信質量的原因, 并提出采取優(yōu)化的方法。 (1)Okumura 電波傳播衰減計算模式 GSM900MHz 主要采用 CCIR 推薦的 Okumura 電波傳播衰減計算模式。 (2)Cost231WalfishIkegami 電波傳播衰減計算模式 GSM 1800 MHz 主 要 采 用 歐 洲 電 信 科 學 技 術 研 究 聯(lián) 合 推 薦 的 Cost2WalfishIkegami電波傳播衰減計算模式。 不管是用哪一種模式來預測無線覆蓋范圍,只是基于理論和測試結果統(tǒng) 計的近似計算。因此。 (1)福州市區(qū) GSM 基站電波傳播的環(huán)境福州市區(qū)內的地理環(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。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。 (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,要得到真實的電波場強覆蓋情 況,需借助于場強測試儀進行現(xiàn)場實測(路惻)。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);場強值設置應 下低于65dB,以保證在高話務量區(qū)內的所有 GSM 手機都處在強場強覆蓋狀況。尤其是小于75 dB)分布情況。 主要是室內區(qū)域的調整及優(yōu)化,因為電波穿過各種墻體進入室內約有 15 dB 一 20dB 的衰減值,因此需加強室內區(qū)域的場強值。 根據(jù)實際情況,對室內覆蓋站可獨立增加頻點建站,也可利用原有室外站頻 點建站(通過天線分路器共享室外、室內載頻);可建成定向無線分布式的室內 覆蓋,也可建成全向式天線分布式的室內覆蓋。 目前在福州市區(qū)的省政府新大樓、省郵電管理局、省移動公司大廈、福州電 信樞紐大樓、大利嘉城、雙子星大樓等基站均采用室內覆蓋,在郵電公寓等基站 建設了微蜂窩站。 由于多基站的多扇區(qū) 對某一特定區(qū)域進行無線電波重疊覆蓋, 必然使進入該特定區(qū)域的移動手機出現(xiàn) 頻繁切換。因此,必須減少這類區(qū)域的重疊覆蓋區(qū)域的面積。 通過調低周圍相關基站的天線掛高、發(fā)射功率或使用更低增益(如 8dB)的 無線等方法,也可改善場強重疊覆蓋帶卒的負面影響.減少掉話率。 ②中低話務量區(qū)的場強測試和優(yōu)化 所謂中低活務量區(qū)是指除了高話務量區(qū)外的其它區(qū)域, 一般指福州市的二環(huán) 路以外(行政區(qū)域劃分的三、四級及以下的區(qū)域)。借助場強測試儀進行現(xiàn)場測試(包括室內、室外覆蓋),重點 了解并記錄各基站覆蓋區(qū)、重疊區(qū)、弱場強值區(qū)(小于90 dB,尤其是小于100 dB)分布情況。 由于這類區(qū)域場強重疊區(qū)并不像密集區(qū)域場強重疊區(qū)那樣影響移動用戶 (掉 話率),因此應把優(yōu)化的重點放在改善弱場強值區(qū),最簡單、最直接的方法就是 增設室外基站,加大場強值,改善覆蓋。 二、環(huán)境變化及其優(yōu)化 1.環(huán)境變化 GSM 發(fā)展非常迅速,基站遍布城市各個角落與街道,另一方面城市的規(guī)劃與 建設不斷地更新和發(fā)展,一座座高樓大廈拔地而起。 2.采取的優(yōu)化方法 (1)基站天線調整 最有效且簡單的辦法是對基站天線進行調整, 即把被阻擋的扇區(qū)天線移到該 樓其它位置,避開阻擋建筑物,這種方法適用于無線及饋線調整相對比較容易的 基站。為了使該扇區(qū)的資源能得到有效利用,優(yōu) 化時,對該扇區(qū)的兩副收發(fā)/分集接收天線作了及時調整,移到靠西面的北側, 避開阻擋建筑物。優(yōu)化方法之一,搬遷基站。優(yōu)化方法之二,去掉被阻擋 的扇區(qū),在周圍適當?shù)膮^(qū)域內另設站點?;局車臒o線電波環(huán)境也隨之改變。使無線電波處于較佳覆蓋,資源配置處于較合理狀態(tài)。 三.網(wǎng)絡擴建及其優(yōu)化 1.網(wǎng)絡建設的發(fā)展 在網(wǎng)絡建設初期, 往往把基站各相關的參數(shù)設置在有利于擴大基站覆蓋面的 位置上。 由這個因素引起的基站優(yōu)化工作量最大,涉及面也最廣,而且也是最迫切需 要解決的問題,因為這直接關系到整個無線網(wǎng)絡能否順利擴容、增加無線網(wǎng)絡容 量、滿足用戶對 GSM 移動通信的需求等問題。 在對福州市內早期建設在高層建筑物上的一些基姑進行 優(yōu)化時。例如,目前福州市內的郵電公寓基站由原先天線掛在 14 層屋面的 50mn 鐵塔上,降到現(xiàn)今 14 層屋面上(還是太高,優(yōu)化時應調整到 8 層外側墻上)。 ,那樣會浪費寶貴的頻率資源,因此對一 些多余的基站(特別是市中心、繁華地段的高層基站)則應拆除,像福州市閩江 飯店基站就應拆除。隨著基站小區(qū)的不斷分裂,小區(qū)半徑間隔越來越?。ㄒ堰_到 300m,甚 至更?。? 這時就要對天線進行調整。一方面,調整天線 下傾角方法簡單、施工方便、周期短,且又能使天線在干擾方向上的增益減?。?另一方面無線下傾后, 提高了本覆蓋區(qū)內的信號強度, 既改善了本覆蓋區(qū)的場強, 又增加了抗同頻干擾的能力,因此能有效地對服務區(qū)進行控制。 在實際工程中對天線下傾角調整不是越大越好,這是因為隨著天線下傾角的增 大,水平方向傳播特性圖將變成扁平。水平方向圖就會 出現(xiàn)失真?!?0176。 另外,有些廠家在設計天線時,把主瓣與旁瓣交界處的場強值設地成 0 dB, 且天線內部本身又沒有設置下傾角度, 為了抑制該 0dB 場強值落在最想覆蓋的基 站小區(qū)內 (造成近距離覆蓋效果不好) 因而無線下傾角至少也要下傾 1176。 , 如果運營商選擇這類天線,則天線下傾角建議在 1176。之間選擇為宜。這里不再一一論述。引起基站故障的原因很多,但大多可歸為以下四類: 移動通信雖屬于無線通信,但其實際為無線與有線的結合體。另外基站的各部件的穩(wěn)定工作離不開穩(wěn)定的時鐘信號,而基站 的時鐘信號是從 PCM 傳輸中提取的,愛立信的基站不提供外部時鐘輸入的端口, 這些基站設備是基于采用傳統(tǒng)的 PDH 組網(wǎng)方試而設計的。如果采用從 SDH 的隨路碼流中提取時鐘的方法,將會帶來諸如失步,滑碼,死 站的問題。 日常維護中經(jīng)常有基站所有或部分載頻不穩(wěn)定,時而退服時而工作的現(xiàn)象, BSC 側對 CF 測試結果為 BTS COMMUNICATION NOT POSSIBLE 或 CF LOAD FAILED。當傳輸誤碼積累到一定時, BSC 無法對基站進行控制,數(shù)據(jù)裝載,此時可在本地模式下通過 OMT 對 IDB 數(shù)據(jù) 從新裝載,復位后可恢復正常。若基站 IDB 數(shù)據(jù)與基站情況不匹配,則基站一定無法正常工作。 三,因基站硬件引起的故障 此類故障較常見, 現(xiàn)象也較明顯, 一般有故障的硬件其紅色 FOULT 燈會點亮, 但有時不能被表面假象所迷惑。用 OMT 軟件診斷后提示為 CU 到 TRU 間的連線故障,檢查發(fā)現(xiàn)連線松動,重新連接后故障消失。 四,因各種干擾引起的故障 移動通信系統(tǒng)中的干擾也會影響基站的正常工作,有同頻干擾,鄰頻干擾, 互調干擾等。 日常維護中新建站以及擴容站新加載頻的頻點選取不合理基站將無法正常工作, 對此類故障應與網(wǎng)優(yōu)配合,綜合考慮各種因素,選取合理頻點,消除以上干擾。 五、移動通信基站維修實例 1 愛立信模擬基站系統(tǒng) RBS883 障礙處理一例 江蘇南通易家橋站的模擬基站系統(tǒng)為 RBS883,原經(jīng)安裝調測后,基站能正常工 作。 我們知道,江蘇目前的愛立信模擬基站系統(tǒng) RBS883 一般均使用自動調諧的形 式,即功率合成器采用自動調諧合成器。 下面我們對 RBS883 的具體結構作一說明。 其工作原理如下:當某一信道收發(fā)信機的發(fā)信機打開后,其輸出功率信號經(jīng)射頻 線輸入到功率合成器中的環(huán)形隔
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