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1、基站设备维护操作手册第一章 基站设备系统概述第（一）节 移动通信系统概述蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成，其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。MSMSC/VLREIRHLR/AUCBTSPLMNISDNPSTNPSPDNUmBTSMSC/VLRBSC Abis ASCOMC图1.1 GSM移动通信结构MS：移动台 BTS：基站收发信台 BSC：基站控制器OMC：操作维护中心 MSC：移动业务交换中心 HLR：归属位置寄存器AUC：鉴权中心 VLR：拜访位置寄存器 EIR：设备识别寄
2、存器SC：短消息中心GSM系统框图如上图，A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。1. 交换系统（NSS）概述交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下： MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移
3、动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MSC还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。 VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。 HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存
4、储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。 EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。2. 基站子系统（BSS）概述BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。 BSC：具有对一个或
5、多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。 BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。3. 移动台移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。 移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。S
6、IM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。4. 操作维护子系统概述（OMC）GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断、数据调整等功能。目前上海采用的网络设备供应商为ALCATEL、SIEMENS、NOKIA、ERICSSON四家，其中ALCATEL、SIEMENS两家供应商的OMC分为OMC-R（负责BSS功能的监控）和OMC-S（负责NSS功能的监控）。而NOKIA和ERICSSON得OMC-R和OMC-S融合为一个OMC，既可控
7、制BSS，又可控制NS。第（二）节 移动通信关键技术概述1. 工作频段的分配A. 工作频段 我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段： 890-915（移动台发、基站收） 935-960（基站发、移动台收） 随着业务的发展,向1.8GHz频段的DCSI800过渡，即1800MHz频段： 1710-1785（移动台发、基站收） 1805-1880（基站发、移动台收）目前上海使用的是一个结合了900M和1800M的双层网络，其中900M网络承担了一个主干网络的角色，它覆盖了上海的所有市区和郊县以及大量的重要楼宇。而1800M目前作为900M网络的一个辅助角色，起到了弥补90
8、0M网络在局部地区容量不足等功能。目前1800M网络主要覆盖的是上海的市区范围和部分郊县中临近市区地区。B. 频道间隔目前GSM网络相邻两频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200kHz8=25kHz，同模拟网TACS制式每个信道占用的频率带宽。从这点看二者具有同样的频谱利用率。C. 频道配置上行频率：FL(n)= 890MHz（n-1） 0.200MHz 移动台发，基站收 下行频率：FH(n)= FL(n)45MHz 基站发，移动台收 其中n表示频点号，通过以上公式可计算得到对应于频点号的真实发射频率。2. 时分
9、多址（TDMA）帧结构多址技术就是使众多的客户公用公共通信信道所采用的一种技术。实现多址的方法基本上有三种，即采用频率、时间或码元分割的多址方式，人们通常称它们为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。在传统的无线电广播中，均采用频分多址（FDMA）方式，每个广播信道都有一个频点，如果你要收听某一广播信道，则必须把你的收音机调谐到这一频点上。（即是通过采用不同的频率来带有不同内容的信息来传输信息的）。模拟蜂窝移动系统也采用了此技术，某一小区中的某一客户呼叫占用了一个频点，即一个信道（实际上是占用两个，因为是双向连接，即双工通信），则其它呼叫就不能再占用。 在GSM中，
10、无线路径上是采用时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）结合的方式。每一频点（频道或叫载频TRX）上分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因此，一个TRX最多可有8个移动客户同时使用。TDMA系统具有如下特性： 每载频多路。如前所述，TDMA系统形成频率时间矩阵，在每一频率上产生多个时隙，这个矩阵中的每一点都是一个信道，在基站控制分配下，可为任意一移动客户提供电话或非话业务。突发脉冲序列传输。移动台信号功率的发射是不连续的，只是在规定的时隙内发射脉冲序列。传输速率高，自适应均衡。每载频含有时隙多，则频率间隔宽，传输速率高，但数字传输带来了时间色散，使时延扩展量加大，则务必采用自适应均衡技术。传输
11、开销大。由于TDMA分成时隙传输，使得收信机在每一突发脉冲序列上都得重新获得同步。为了把一个时隙和另一个时隙分开，保护时间也是必须的。因此，TDMA系统通常比FDMA系统需要更多的开销。 对于新技术是开放的。例如当话音编码算法的改进而降低比特速率时，TDMA系统的信道很容易重新配置以接纳新技术。共享设备的成本低。由于每一载频为许多客户提供业务，所以TDMA系统共享设备的每客户平均成本与FDMA系统相比是大大降低了。移动台较复杂。它比FDMA系统移动台完成更多的功能，需要复杂的数字信号处理。A. 时分多址（TDMA）帧结构TDMA信道概念及分类： GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信
12、道就为一个时隙(TS)，而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。 逻辑信道又分为两大类：业务信道和控制信道。 业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音或客户数据，在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播。 控制信道：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播、公共及专用三种控制信道，它们又可细分为： 广播信道（BCH）：频率校正信道（FCCH）：携带用于校正MS频率的消息，下行信道，点对多点（BTS对多个MS）方式传播。 同步
13、信道（SCH）：携带MS的帧同步（TDMA帧号）和BTS的识别码（BSIC）的信息，下行信道，点对多点方式传播。 广播控制信道（BCCH）：广播每个BTS的通用信息（小区特定信息）。下行，点对多点方式传播。（一个BCCH复帧带有51个帧） 公共控制信道（CCCH）：寻呼信道（PCH）：用于寻呼（搜索）MS。下行，点对多点方式传播。 随机接入信道（RACH）：MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道（SDCCH），可作为对寻呼的响应或MS主叫登记时的接入。上行信道，点对点方式传播。 允许接人信道（AGCH）：用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。下行信道，点对点方式传播。 专用控制
14、信道(DCCH)： 独立专用控制信道（SDCCH）：用在分配TCH之前呼叫建立过程中传送系统信令。例如登记和鉴权在此信道上进行。上行和下行信道，点对点方式传播。 慢速随路控制信道（SACCH）：它与一个TCH或一个SDCCH相关，是一个传送连续信息的连续数据信息，如传送移动台接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测试报告。这对实现移动台参与切换功能是必要的。它还用于MS的功率管理和时间调整。上行和下行信道，点对点方式传播。 快速随路控制信道（FACCH）：它与一个TCH相关。工作于借用模式，即在话音传输过程中如果突然需要以比SACCH所能处理的高得多的速度传送信令信息，则借用20ms的话音（数
15、据）来传送。这一般在切换时发生。由于语音译码器会重复最后20ms的话音，因此这种中断不被用户查觉。B. 空间分集多径衰落和阴影衰落产生原因是不相同的。随着移动台的移动，瑞利衰落随信号瞬时值快速变动，而对数正态衰落随信号平均值（中值）变动。这两者是构成移动通信接收信号不稳定的主要因素，使接收信号被大大地恶化，虽然通过增加发信功率、天线尺寸和高度等方法能取得改善，但采用这些方法在移动通信中比较昂贵，有时也显得不切实际。而采用分集方法即在若干个支路上接收相互问相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。 分集的方法有空间分集、频
16、率分集、极化分集、角度分集、时间分集和分量分集等多种。在移动通信中，通常采用空间分集，因此这里也就此方法进行讨论。 我们知道在移动通信中，空间略有变动就可能出现较大的场强变化。当使用两个接收信道时，它们受到的衰落影响是不相关的，且二者在同一时刻经受深衰落谷点影响的可能性也很小，因此这一设想引出了利用两副接收天线的方案，独立地接收同一信号，再合并输出，衰落的程度能被大大地减小，这就是空间分集，空间分集是利用场强随空间的随机变化实现的，空间距离越大，多径传播的差异就越大，所接收场强的相关性就越小。这里所提相关性是个统计术语，表明信号间相似的程度，因此必须确定必要的空间距离。经过测试和统计，CCIR
17、建议为了获得满意的分集效果，移动单元两天线间距大于0.6个波长，即d06l，并且最好选在l/4的奇数倍附近。若减小天线间距，即使小到l/4，也能起到相当好的分集效果。C. 跳频技术采用跳频技术是为了确保通信的秘密性和抗干扰性，它首先被用于军事通信，后来在GSM标准中也被采纳。 （目前采用的跳频速率为127次/秒） 跳频功能主要是： 干扰分集，改善干扰。 处于多径环境中的漫速移动的移动台通过采用跳频技术，大大改善移动台的通信质量，相当于频率分集。 跳频相当于频率分集 GSM系统中的跳频分为基带跳频和射频跳频两种。两者采用的是不同的调频原理。基带跳频的原理是将话音信号随着时间的变换使用不同频率发射
18、机发射。例如一个具备5频点的小区在使用基带调频进行工作时，话音信号将随时间变换使用这5个频点伪随机地进行选择发射，以达到不同时间使用不同频率进行发射的目的。目前上海主要采用的是基带跳频，但在部分地区如浦东陆家嘴一带的900M采用了射频跳频。射频调频的原理是将话音信号用固定的发射机，由跳频序列控制，采用不同频率发射。射频调频必须具备两个发射机，一个固定发射载频F，因它带有广播信道BCCH；另一发射机载波频率可随着调频序列的序列值的改变而改变。就拿刚才5频点小区为例，基带调频必须在这5个频点中进行发射，不可选择这5个频点以外的频率，而射频调频则可根据调频序列随意在可用频段内选择发射频率，不受小区频
19、点配置的影响。 D. 保密措施大家都知道，GSM系统在安全性方面有了显著的改进，其主要是在下列部分加强了保护：接入网路方面采用了对客户鉴权；无线路径上采用对通信信息加密；对移动设备采用设备识别；对客户识别码用临时识别码保护；SMI卡用PIN码保护。（注意：GSM运行商提供的保密算法是存储在AUC和SIM内的）。提供三参数组 客户的鉴权与加密是通过系统提供的客户三参数组来完成的。客户三参数组的产生是在GSM系统的AUC(鉴权中心)中完成。每个客户在签约(注册登记)时，就被分配一个客户号码(客户电话号码)和客户识别码(IMSI)。IMSI通过SIM写卡机写入客户SIM卡中，同时在写卡机中又产生一个
20、对应此IMSI的唯一的客户鉴权键Ki，它被分别存储在客户SIM卡和AUC中。AUC中还有个伪随机码发生器，用于产生一个不可预测的伪随机数(RAND)。RAND和Ki经AUC中的A8算法(也叫加密算法)产生一个Kc(密钥)，经A3算法(鉴权算法)产生一个响应数(SRES)。由产生Kc和SRES的RAND与Kc、SRES一起组成该客户的一个三参数组，传送给HLR，存储在该客户的客户资料库中。一般情况下，AUC一次产生5组三参数，传送给HLR，HLR自动存储。HLR可存储10组三参数，当MSCVLR向HLR请求传送三参数组时，HLR又一次性地向MSCVLR传5组三参数组。MSCVLR一组一组地用，用
21、到剩2组时，再向HLR请求传送三参数组。 鉴权 鉴权的作用是保护网路，防止非法盗用。同时通过拒绝假冒合法客户的“ 入侵” 而保护GSM移动网路的客户。当移动客户开机请求接入网路时，MSCVLR通过控制信道将三参数组的一个参数伪随机数RAND传送给客户，SIM卡收到RAND后，用此RAND与SIM卡存储的客户鉴权键Ki，经同样的A3算法得出一个响应数SRES，传送给MSCVLR。MSCVLR将 收到的SRES与三参数组中的SRES进行比较。由于是同一RAND，同样的Ki和A3算法，因此结果SRES应相同。MSCVLR比较的结果相同就允许接入，否则为非法客户，网路拒绝为此客户服务。在每次登记、呼叫
22、建立尝试、位置更新以及在补充业务的激活、去活、登记或删除之前均需要鉴权。加密 GSM系统中的加密也只是指无线路径上的加密，是指BTS和MS之间交换客户信息和客户参数时不被非法个人或团体所得或监听。在鉴权程序中，当客户侧计算SRES 三参数组的提供时，同时用另一算法(A8算法)也计算出密钥Kc。根据MSCVLR发送出的加密命令，BTS侧和MS侧均开始使用Kc。在MS侧，由Kc、TDAM帧号和加密命令M一起经A5算法，对客户信息数据流进行加密(也叫扰码)，在无线路径上传送。在BTS侧，把从无线信道上收到加密信息数据流、TDMA帧号和Kc，再经过A5算法解密后，传送BSC和MSC。 所有的语音和数据
23、均需加密，并且所有有关客户参数也均需加密。第（三）节 呼叫处理过程概述1. 客户状态移动台客户状态一般是处于MS(客户)开机(空闲状态)、MS关机和MS忙三种状态之一，因此网路需要对这三种状态做相应处理。 A. MS开机，网路对它作“附着”标记 当移动台开机(打开电源)后，它首先要在空中接口上搜索以找到正确的频率，并依靠搜索到的正确频率校正和同步频率，并将此频率锁定。该频率载有广播信息和可能的寻呼信息。 若MS是第一次开机，在其数据存储器(SIM卡)中找不到原来的位置区识别码(LAI)，它就立即要求接入网路，向MSC发送“位置更新请求”消息，通知GSM系统这是一个此位置区内的新客户，MSC根据
24、该客户发送的IMSI中的HlH2H3消息，向该客户的归属位置寄存器(HLR)发送“位置更新请求”，HLR记录发请求的MSC号码(即M1M2M3)，并向MSC回送“位置更新接受”消息，至此MSC认为此MS已被激活，在拜访位置寄存器(VLR)中对该客户对应的IMSI上作“附着”标记，再向MS发送“位置更新证实”消息，MS的SIM卡记录此位置区识别码。B. MS关机，从网路中“分离” 前面已经提到，一个激活状态的MS在VLR中标有“附着”标记。当MS切断电源关机时，MS即向网路发送最后一条消息，其中包括分离处理请求，MSC接收到后，即通知VLR对该MS对应的IMSI上作“分离”标记，而归属位置寄存器
25、(HLR)并没有得到该客户已脱离网路的通知。当该客户被寻呼，HLR向拜访MSCVLR要漫游号码(MSRN)时，MSCVLR通知HLR该客户已分离网路，不再需要发送寻找该客户的寻呼消息。C. MS忙 此时，无线网路分配给MS一个业务信道传送话音或数据，并在该客户ISDN上标注客户”忙”。当MS移动时，必须有能力转到别的信道上，这就叫切换。为了决定是否需要切换及怎样切换，系统要对来自MS和BTS的消息进行判断分析，这叫“定位”。2. 位置更新MS从一个位置区移到另一位置区时，必须进行登记，也就是说一旦MS发现其存储器中的LAI与接收到的LAI发生了变化，便执行登记。这个过程就叫“位置更新”。MS在
26、进行位置更新有两种情况：一、正常跨LAC运动中要求进行位置更新；二、由于长期没有进行位置更新后，系统自动要求进行的周期性位置更新。以下先介绍一下跨LAC运动中要求的位置更新：首先考虑处于开机空闲状态的连续移动的MS，它被锁定于一个已定义的无线频率，即某小区的BCCH载频上，此载频的零时隙(TSo)载有BCCH和CCCH。当MS向远离此小区BTS的方向移动时，信号强度就会减弱。当移动到两小区理论边界附近的某一点时，MSC就会因信号强度太弱而决定转移到邻近小区的新的无线频率上。为了正确选择无 线频率，MS要对每一个邻近小区的BCCH载频的信号强度进行连续测量。当发现新的BTS发出的BCCH 载频信
27、号强度优于原小区时，MS将锁定于这个新载频，并继续接收广播消息及可能发给它的寻呼消息，直到它移向另一小区。 由于小区1和小区2有相同的位置区码，所以MS接收的BCCH载频的改变并没有通知网路。这就是说，MS在没有进行位置更新时，网路并不参与此处理过程。 小区2和小区3不属于同一位置区。当MS从小区2移动到小区3时，MS通过接收BCCH便可知道已接入了新位置区。由于位置信息非常重要，因此位置区的变化一定要通知网路。这在移动通信中称为“强制登记”。以下介绍一下周期性位置更新：若MS向网路发送“IMSI分离”消息时，由于此时无线链路质量很差，衰落很大，那么GSM系统有可能不能正确译码，这就意味着系统
28、仍认为MS处于附着状态。 再如MS开着机，可移动到覆盖区以外的地方，即盲区，GSM系统也不知道，仍认为MS处于附着状态。此时该客户被寻呼。系统就会不断地发出寻呼消息，无效占用无线资源。 为了解决上述问题，GSM系统采取了强制登记的措施。例如要求MS每30分钟登记一次(时间的长短由运营者设定)，这就是周期性登记。目前无线部分有一个和周期性位置登记相关的参数为T3212，此参数规定了MS进行周期性的位置登记的时间，上海目前设置为2小时。由于此参数规定了手机定期进行位置更新的时间，因此对网络的正常运行有非常大的影响。一般为了确保及时、准确的了解移动用户的位置信息，提高网络运行质量，此参数应设置较小，
29、但若此参数设置过小，则会由于大量用户同时进行位置更新而加重网络的信令负荷，造成信令的大量拥塞。而若此参数设置过大则会造成用户在作被叫时出现无法接通等现象。因此，该参数的设置应根据网络的具体情况加以综合考虑。若GSM系统没有接收到某MS的周期性登记信息，它所处的VLR就以“隐分离”状态在该MS上做记录，只有当再次接收到正确的周期性登记信息后，将它改写成“附着”状态。3. 初始化初始化过程是一个随机接入过程。从广义上说，这个过程始于MS，MS在RACH(随机接入信道)上发送一条“信道请求”消息，BTS收到此消息后通知BSC，并附上BTS对该MS到BTS传输时延的估算及本次接入原因，BSC根据接入原
30、因及当前资料情况，选择一条空闲的专用信道SDCCH通知BTS激活它。BTS完成指定信道的激活后，BSC在AGCH(允许接入)上发送“立即分配”消息或称为初始化分配消息，其中包含BSC分配给MS的SDCCH信道描述，初始化时间提前量、初始化最大传输功率以及有关参考值。每个在AGCH信道上等待分配的MS可以通过比较参考值来判断这个分配信息的归属，以避免争抢引起混乱。 当MS正确地收到自己的初始分配后，根据信道的描述，把自己调整到该信道上，建立一条传输信令的链路，发送第一个专用信道上的初始消息，其中含有客户的识别码(来自SIM卡上的信息)、本次接入的原因、登记和鉴权等内容。当BSC没有空闲信道可供分
31、配时，BSC要向MS发出“立即分配拒绝”消息，其中可以含有一个限制MS继续呼出的时间指示。这是种减少RACH信道过载的方法。以下就用一张简单的流程示意图来解释一下整个的MS发起呼叫的流程：RACH（MS）AGCH（BTS）SDCCH（BTS）TCH（BTS）4. 切换将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程称为切换。切换是由网路决定的，一般在下述两种情况下要进行切换：一种是正在通话的客户从一个小区移向另一个小区； 另一种是MS在两个小区覆盖重叠区进行通话，可占用的TCH这个小区业务特别忙，这时BSC通知MS测试它邻近小区的信号强度、信道质量，决定将它切换到另一个小区，这
32、就是业务平衡所需要的切换。切换的产生是BTS首先要通知MS将其周围小区BTS的有关信息及BCCH载频，信号强度进行测量，同时还要测量它所占用的TCH的信号强度和传输质量，再将测量结果发送给基站控制系统（BSC），BSC根据这些信息对周围小区进行比较排队（这就是“定位” ），最后由BSC做出是否需要切换的决定。另外，BSC还需判别在什么时候进行切换，切换到哪个BTS。A. BSC内切换 在这种情况下，BSC需要建立与新BTS间的链路，并在新小区内分配一TCH供MS切换到此小区后使用，而网路MSC对这种切换不做进一步了解。由于切换后邻近小区发生了变化，MS必须接收了解有关新的邻近小区的信息。若MS
33、所在的位置区也变了，那么在呼叫完成后还需进行位置更新。B. 相同MSCVLR业务区，不同BSC间的切换BSC需向MSC请求切换，然后再建立MSC与新的BSC、新的BTS的链路，选择并保留新小区内空闲TCH供MS切换后使用，然后命令MS切换到新频率的新TCH上。切换成功后MS同样需要接收了解周围小区信息，由于位置区发生了变化，在呼叫完成后还须进行位置更新。C. 不同MSC间的切换 这是一种最复杂的情况，切换前需进行大量的信息传递。这种切换由于涉及两个MSC，我们称切换前MS所处的MSC为服务交换机(MSCA)，切换后MS所处的MSC为目标交换机（MSCB）。MS原所处的BSC根据MS送来的测量信
34、息作决定需要切换就向MSCA发送切换请求，MSCA再向MSCB发送切换请求，MSCB负责建立与新BSC和BTS的链路连接，MSCB向MSCA回送无线信道确认。根据越局切换号码(HON)，两交换机之间建立通信链路，由MSCA向MS发送切换命令，MS切换到新的TCH频率上，由新的BSC向MSCB，MSCB向MSCA发送切换完成指令。MSCA控制原BSC和BTS释放原TCH。（注意在切换后新MSC和被叫方的MSC连接还要通过原有的MSC进行，在呼叫中断后才将新MSC和原有MSC的链路中断。）切换中相邻小区间传递的信息为所测得相临小区的BCCH、BSIC、LEVEL。其中BSIC为NCC和BCC组成。
35、NCC指网络色码，BCC指基站色码。他们的作用是用来区分具有相同BCCH的不同小区。5. 寻呼呼叫MS的路由到达该MS服务的MSC后，MSC即向MS发寻呼消息，这个消息在整个位置区内广播，这就是说位置区(LAI)内的所有基站收发信机(可以是由一个BSC控制，也可以是几个BSC控制的基站)都要向MS发送寻呼消息。LAI内正在接收CCCH信息的被叫MS便会接收此寻呼消息并立即响应。（注意：一个交换机下可以带几个BSC，几个BSC可以共享一个LAC，但整个MSC不可有重复的CI。） 假设一MS处于激活且空闲状态，客户A要建立一个呼叫，他只要拨被叫B客户号码，再按“发送”键，MS便开始启动程序。首先，
36、 MS通过随机接入控制信道(RACH)向网路发第一条消息，即接入 请求消息，MSC即分配给它一专用信道，查看A客户的类别并标注此客户忙。若网路允许此MS接入网路，则MSC发证实接入请求消息。接着，MS发呼叫建立消息及B客户号码，MSC根据此号码将主叫与被叫所在的MSC连通，并将被叫号码送至被叫所在MSC(B客户为移动客户时)或送入固定网(PSTN)转接交换机(B客户为固定客户时)中进行分析。一旦通往B客户的链路准备好，网路便向MS发呼叫建立证实，并给它分配专用业务信道TCH。至此，呼叫建立过程基本完成，MS等待B客户响应的证实信号。6. MS主叫若一MS处于激活且空闲状态，客户A 要建立一个呼
37、叫，他只要拨被叫B 客户号码，再按“发送”键，MS便开始启动程序。首先，MS通过随机接入控制信道（RACH)向网路发第一条消息，既接入请求消息，MSC会分配它一专用信道，查看A客户的类别并标注此客户忙。若网路容许此MS接入网路，则MSC发证实接入请求消息。接着，MS发呼叫建立消息及B客户号码，MSC根据此号码将主叫与被叫所在MSC连通，并将被叫号码送至被叫所在MSC（B客户为移动客户时）或送入固定网（PSTN）转界交换机（B客户为固定客户时）中进行分析。一旦通往B客户的链路准备好，网路便向MS发呼叫建立证实，并给它分配专用业务信道TCH。至此，呼叫建立过程基本完成，MS等待B客户的证实信号。7
38、. MS被叫若MS作被叫，以PSTN的固定客户A呼叫GSM的移动客户B的呼叫建立过程,。B客户号码为139HlH2H3ABCD。A客户(如北京固定网某客户)拨打B客户(如上海数字移动某客户)，拨MSISDN(0139HlH2H3ABCD)号码。本地交换机根据A客户所拨B客户号码中国内目的地代码(139)可以与GSM网的GMSC(GSM网入口交换机)间建立链路，并将B客户MSISDN号码传送给GMSC。GMSC分析此号码，根据HlH2H3ABCD，应用查询功能向B客户的HLR发MSISDN号码，询问B客户漫游号码(MSRN)。 HLR将B客户MSISDN号码转换为客户识别码(IMSI)，查询B客
39、户目前所在的业务区MSC(如他已漫游到广州)，向该区VLR发被叫的IMSI，请求VLR分配给被叫客户一个漫游号码MSRN，VLR 把分配给被叫客户的MSRN号码回送给HLR，由HLR发送给GMSC。GMSC有了MSRN，就可以把入局呼叫接到B客户所在的MSC(北京-广州)。GMSC与MSC的连接可以是直达链路，也可 由汇接局转接。VLR查出被叫客户的位置区识别码(LAI)之后，MSC将寻呼消息发送给位置区内所有的BTS，由这些BTS通过无线路径上的寻呼信道(PCH)发送寻呼消息，在整个位置区覆盖范围内进行广播寻呼。守候的空闲MS接收到此寻呼消息，识别出其IMSI码后，发送应答响应。8. 释放G
40、SM系统使用的呼叫释放方法与其它通信网使用的呼叫释放方法基本相同，通信的双方都可以随时终止通信。 在GSM实施第一阶段的规范中，对释放过程可以简化成只用两条消息，如释放由移动台发起，客户按“结束(END)”键发“拆除” 消息，MSC收到后就发送“释放”消息。若是网路端(如PSTN)发起的释放过程，MSC收到“释放”消息就向移动台发出“拆线”消息。在GSM实施的第一阶段，客户从拆线到释放这段时间内不再交换信令数据，于是释放过程可以简化成只用两条消息。 用三条消息这种更复杂的释放过程只是用于将来在客户拆线到释放这段时间交换必要的信令。如果是一次ISDN的通信，MSC在ISUP上送出“释放”消息，通
41、知对方通信终止，端到端的连接到此结束。但至此呼叫并末完全释放，MSC到移动台的本地链路仍然保持还需执行一些辅助任务，例如向移动台发送收费指示等。当MSC认为没有理由再保持与移动台之间的链路时，就向移动台送“拆除”消息，移动台返回“释放完成”消息，这时所有低层链路才释放，移动台回到空闲状态。第二章 各设备厂商设备维护介绍和故障排除我们将对BTS部分进行介绍，BTS单元提供了以下功能：与BSC之间的A-bis接口和与MS之间的Air接口、保持MS与BSC之间的同步、监测来自MS的RACH（接入请求信道）、传输速率适配、无线链路的信道编码与解码，交织与反交织，加密与解密、上下行链路的GMSK调制与解
42、调，功率放大，滤波，耦合、话务信道的质量监测，对检测结果进行预运算，并将结果报告给BSC、执行跳频等。第（一）节 西门子网元1. BTS设备简介基站收发设备（BTSE）提供与BSC、MS及LMT的接口。BTSE具有以下主要功能：A. 提供与移动台之间的无线射频链路。B. 支持不同类型的小区（全向小区和定向小区）。C. 通过地面链路或微波（需要附加设备）提供与基站控制器（BSC）的PCM链路连接。 图2.1 机架连接原理框图下表给出了目前上海西门子基站使用的不同类型的BTSE产品的性能指标：类型最大配置载频载频发射功率接收灵敏度BS60645dBm-104 dBmBS2402445dBm-116
43、 dBm从不同小区的应用（全向站或定向站）到天线分集接收或接收天线的预放大。所有类型的BTSE都支持同样的功能。2. BTS设备结构、功能我公司现在使用的BTS类型有两种：BS60、BS240, 两种类型都有以下几部分模块组成：核心模块、载频模块、天线合路器、电源模块。核心模块负责基站的中央控制；载频模块负责基站的发射和接收，对话音信号进行数字编码和信号处理，接收和传送手机发射的信号；天线合路器是载频模块和天线系统的接口，它的作用是将几个载频共享天线系统。所有的信号在发射和接收之前都经过合路器；电源模块负责对基站的电力供给。我们将分别对两种机型进行介绍：A. BS60设备介绍：图2.2 BS6
44、0机架内部结构图图2.3 BS60使用双工天线的BTS内部原理图图2.4 BS60使用单工天线的BTS内部原理图a. 核心模块：i.主时钟模块（MCLK）主时钟模块（MCLK）功能：为其它BTSE单元提供时钟和帧信息。通过计算机控制的PLL（锁相环）来实现与PCM链路精确同步。ii.链路接口模块（LI）链路接口模块（LI）功能：为MCLK提取网络时钟信息。将相应的BTSE数据（业务及信令信道）送到BuS2总线。在第一层提供至BSC的PCM链路（Abis接口）。如果BTSE发生故障 其两个端口通过继电器自动连接。iii核心控制器模块（CCTRL）核心控制器模块（CCTRL）功能：监控Bus1总线
45、。处理LAPD信令信道。从基带数据模块（BBSIG）中提取或向BBSIG传送所有无线链路信息。控制整个BTSE的OM工作。带有闪存（FLASH EPROM）用以存储BTSE的软件。收集具有 Bus 1总线访问权的单元的告警信息。iv.告警收集及控制模块（ALCO）告警收集及控制模块（ALCO）功能：收集无Bus1总线访问权的单元的告警信息。收集外部告警（来自机柜、室外机柜、交流电源）。为不带处理器的所有模块提供正确槽位识别（例如GPSU）。ALCO收集的信号将送到CCTRL进行进一步的处理。b. 载频模块：i. 基带数据及信令处理模块（BBSIG）基带数据处理模块（BBSIG）功能：通过Bus
46、 2总线从链路接口接收业务信道。通过Bus 1总线接收第三层的信息。在下行链路方向针对业务信道完成下列功能： 编码：对语音数据进行编码以便进行误差检测及校正。 加密：经加密的语音信号传输时混杂无序以防止在空中接口上被监听。 交织：将语音信号采样值扩散分布倒一个以上的突发脉冲中、如果一个突发脉冲丢失，可以通过一定的编码算发得以恢复。 突发脉冲生成：突发脉冲比特结构取决于所传输的信息类型。ii.收发信处理模块 (TPU)收发信处理模块 (TPU)包括两部分子模块:TRXA和TRXD。TRXA子模块包括所有的模拟信号处理部分及发射和接收路径。该路径提供分集接收功能。TRXD子模块包括所有的数字信号处
47、理部分：向功率放大器发送有关功率控制信息。通过Bus1总线与BBSIG传送/接收突发脉冲。iii.功率放大器(PA)提供下行线路所需的功率。对于发射功率的不同，分两种功放：高功率（HPA）和低功率（PA）。c. 天线合路器根据不同的使用要求，可以选用不同的天线合路器：合路器的损耗取决于合路器的类型及工作频带；双工合路器（DUCOM） 混合合路器（HYCOM） 滤波合路器（FICOM）。在BTSE设备中，根据不同的接收路径可选用不同的接受模块： HYCOM接收路径使用 RXAMOD和 RXMUCO。 HYCOM接收路径使用 RXFIL和 RXAMCO。 DUCOM接收路径使用 RXAMCO。 FICOM接收路径使用 RXAMOD和 RXMUCO。 FICOM接收路径使用 RXFIL和 RXAMCO。如果BTSE的接收路径上没有使用RXAMOD，而采用RXAMCO，那么需要在接收天线和RXAMCO之间附加一个接收滤波器（RXFIL）。这种接收滤波器可以集成到双工合路器（DUCOM）中，而在混合合路器及滤波器合路器（HYCOM和FICOM） 中则没有。因此若使用
