GSM网络结构及基站设备介绍

nullGSM 网络结构及基站设备介绍 东信网络 陶晓君 04 28，2007GSM 网络结构及基站设备介绍 东信网络 陶晓君 04 28，2007***内容介绍内容介绍一、GSM网络结构和功能 二、空中接口信道 三、Horizon 基站介绍 四、微蜂窝简介 五、基站子系统软件第一章 GSM网络结构和功能第一章 GSM网络结构和功能GSM网络组成GSM网络组成GSM网络组成GSM网络组成 SIM 卡 SIM 卡SIM卡中包含信息SIM卡中包含信息IMSI：国际移动用户识别号，用于识别移动用户 TMSI：临时移动用户识别号，用于临时性的识别移动用户 LAI：位置区识别号，指示移动用户当前所在的位置区    Ki：用于鉴权密键，在用户身份鉴权时使用 MSISDN：移动台电话号码IMSI国际移动用户身份识别号IMSI国际移动用户身份识别号 IMSI = MCC + MNC + MSIN MCC: 移 动 台 国 家 代 码 (3 位 ) MNC: 移 动 网 代 码 (2 位 ) MSIN: 移 动 用 户 识 别 号 码 (10 位 ) 中国的MCC: 460 MNC: 移动：00； 联通：01TMSI临时移动用户识别号TMSI临时移动用户识别号用于临时识别移动用户 会周期性地改变，防止被盗号、盗话 第一次成功的位置更新之后，移动用户被VLR分配一个临时移动用户识别码TMSI 每一次成功的鉴权证实后，TMSI被重新分配 位置区代码LAI位置区代码LAIMSC/VLR区被分成称为位置区的小区域 用户可以在这个区域范围内移动，而不需要做出一般的位置更新 LA的最大尺寸可以使一个MSC区，最小尺寸可以是一个小区 寻呼是在用户当前所处的LA中的所有小区中进行的 LAI=MCC+MNC+LAC 鉴权参数 KI鉴权参数 KI每个用户有一个鉴权密钥Ki，存储在鉴权中心AUC和SIM卡中 Ki 不可读，防止复卡 Ki不在空中接口广播 呼叫建立和位置更新之前，鉴权由VLR执行 MSISDN的构成MSISDN的构成 手机号码即移动用户国际ISDN号码（MSISDN） MSISDN=CC+NDC+SN CC：国家代码 中国：86 NDC：国内目的地代码 13* SN：用户号码 基站子系统组成基站子系统组成XCDR功能XCDR功能变码器（XCDR） 语音压缩编码 信令链路的钉连 业务数据的静态交换 支持增强型语音压缩编码 XCDR语音压缩编码XCDR语音压缩编码BSC功能BSC功能基站控制器（BSC） 基站控制 呼叫处理 切换控制 陆地电路和无线信道的动态连接BTS功能BTS功能基站（BTS） 提供无线信道，与移动台通信 实现数字格式的话音和数据与GSM无线信号的转换 一些基站控制功能nullBSC-BTS 配置网络交换系统网络交换系统网络交换系统组成及功能（一）网络交换系统组成及功能（一）网络交换系统组成及功能（二）网络交换系统组成及功能（二）操作与维护系统操作与维护系统 网络管理中心NMC 是全网管理的最高层，每一个网络只有一个，目前我国没有设此项。 操作维护中心OMC 交换操作维护中心（OMC_S） 无线操作维护中心（OMC_R）   l   配置管理   l   事件/告警管理    l 故障管理   l   性能管理   l   安全管理 GSM网络中与BSS有关的信令链路GSM网络中与BSS有关的信令链路MTL MSC—BSC RSL BSC—BTS OML OMC_R—BSC、RXCDR XBL BSC—RXCDR CBL CBC—BSC第二章 空中接口信道第二章 空中接口信道信号的调制技术信号的调制技术幅度调制 频率调制 相移调制 GSM采用GMSK调制 时隙和TDMA帧时隙和TDMA帧空中接口信道空中接口信道物理信道：信息传送的媒介 逻辑信道：在物理信道上传输的信息 •业务信道 •控制信道空中接口业务信道空中接口业务信道空中接口控制信道空中接口控制信道广播控制信道(BCCH)广播控制信道(BCCH)公共控制信道 (CCCH)公共控制信道 (CCCH)专用控制信道（DCCH）专用控制信道（DCCH）各控制信道的功能各控制信道的功能逻辑信道的组合逻辑信道的组合1. TCH+FACCH+SACCH 2. BCCH+CCCH 3. SDCCH+SACCH 4.BCCH+CCCH+SDCCH+SACCH 信道组合在时隙上的映射信道组合在时隙上的映射第三章 Horizon基站第三章 Horizon基站Horizon基站文档内容Horizon基站文档内容Horizon基站概述 Horizon基站外观 Horizon机柜的参数、性能指标 Horizon基站硬件详述 RF模块 数字模块 电源部分 其它部件 Horizon基站标准配置 Horizon基站概述Horizon基站概述Horizon又名Horizon Macro或99 Macro 分室内站、室外站 支持900M和1800M（同一机柜内可同时放两个频段的CTU） 双工器是标准配置 软件支持16路告警输入 Horizon(indoor) 基 站 外 观Horizon(indoor) 基 站 外 观Horizon(indoor) 基 站 外 观Horizon(indoor) 基 站 外 观Horizon 机柜的参数Horizon 机柜的参数Indoor基站 体积：750mm×700mm×400mm 重量：122Kg 工作温度：－5C～＋45C 电源：－48V DC / ＋27V DC / 88～264V 45～66Hz AC Horizon 基站的主要性能指标Horizon 基站的主要性能指标 Horizon基站硬件详述Horizon基站硬件详述一、射频部分 射频单元CTU 收信模块SURF 发信模块（HCU,TDF,DCF,DDF, FPA） 二、数字控制框 三、顶板接口 四、电源 五、其他 射频单元CTU射频单元CTU大部分连线（包括Rx、电源）都是背板插拔式 Tx通过电缆连接 900M/1800M不通用 输出功率 50W（47dBm，1800M），60W（48dBm，900M） 每个机柜最多放6个CTU 大小：310×290×70mm 重量：5Kg CTU面板CTU面板CTU指示灯CTU指示灯CTU功能电路CTU功能电路收信模块 SURF收信模块 SURF能将3对分集接收信号输送到6个CTU去 提供一个扩展口 每个机柜只有1块 900M（双频）/1800M 大小：430×300×70mm SURF线束架SURF线束架提供SURF模块与CTU背后隐蔽式接口连接。 每个机柜1个。 尺寸：550×420×100 mm 重量：2Kg SURF线束架SURF线束架SURF线束架结构图SURF线束架结构图发信模块发信模块 HCU （Hybrid Combining Unit） TDF （Twin Duplexing Filter） DCF （Duplexed Combining Filter） DDF （Dual_stage Duplexed combining Filter） FPA（ Feedthrough Plate Assembly） CCB （Cavity Combining Block） HCU （Hybrid Combining Unit）HCU （Hybrid Combining Unit）每个机柜最多2个 900M/1800M不通用 衰耗：典型值－3dB 大小： 310×120×70 mm TDF （Twin Duplexing Filter） TDF （Twin Duplexing Filter） 每个机柜最多3个 900M/1800M不通用（有双频产品） 衰耗：典型值－1dB 大小： 310×200×120 mm 重量：6Kg DCF （Duplexed Combining Filter）DCF （Duplexed Combining Filter）2路合一路 每个机柜最多3个 900M/1800M不通用 大小： 310×200×120 mm 衰耗：典型值－4 dB 重量：4.5Kg DDF （Dual_stage Duplexed combining Filter）DDF （Dual_stage Duplexed combining Filter）3路合一路，与HCU连用时4路合一路 每个机柜最多2个 需要与FPA或HCU连用 900M/1800M不通用 大小： 310×200×120 mm 重量：4.5Kg 衰耗：典型值－7 dBFPA（ Feedthrough Plate Assembly）FPA（ Feedthrough Plate Assembly）每个机柜最多1个 连接到CCB或DDF 900M/1800M通用 无衰耗 CCB （Cavity Combining Block）CCB （Cavity Combining Block） 每个CCB完成3路合一路 2个CCB合用时6路合一路，主 CCB上带一个带通滤波器（BPF） 同一扇区的CCB不能在不同的机柜上 CCB不具有双工能力，需通过一个外部高功率双工器 每个机柜最多2个 900M/1800M不通用 重量：11Kg/每个 数字控制框数字控制框数字控制框组成数字控制框组成Horizon基站有一个数字控制框： 3个全尺寸板槽位，分别放告警板和2块MCUF 8个半尺寸板槽位，分别放FMUX、NIU和BPSM 2块MCUF相互冗余 2块FMUX相互冗余 2块BPSM相互冗余 4块NIU终端6个2M MCUFMCUFHorizon基站的中央处理控制板 每个机柜最多2块 大小：260×250×50 mm MCUFMCUFPCMCIA （Personal Computer Memory Card International Association）PCMCIA （Personal Computer Memory Card International Association）用于存储CODE 插入MCUF 每个MCUF最多一块 大小：85×55×3 mmMCUF 指示灯说明MCUF 指示灯说明NIU （Network Interface Unit）NIU （Network Interface Unit） 用于终端2M线 每个机柜最多4块 大小：250×130×40 mm FMUXFMUX 将光信号扩展到其它机柜或接收 其它机柜扩展过来的光信号 光纤传输：全双工、16.384Mbit/s 最远1km。 每个机柜最多2块（1+1冗余） 主机柜在对第三机柜扩展时才用 大小：250×130×40 mmBPSM （Board Power Supply Module）BPSM （Board Power Supply Module）用于给数字控制框供电 一个机柜至少1块BPSM， 最多2块BPSM 大小：250×130×40 mm 输出： +5V ±2% at 10 A +3.3V ±1% at 10 A +12V ±5% at 4 A -12V ±5% at 2 A告警板告警板 是Horizon基站的告警处理板 软件支持16路告警输入 每个机柜1块 放在数字控制框中，全背板通信 将告警信号编码成告警代码字，传给所有CTU，其中一个CTU将其送到MCUF 为GPS提供电源、信号调节和复用 大小： 260×250×30 mm 告警模块灯的含义告警模块灯的含义CBM 电路开关模块 （Circuit Breaker Module）CBM 电路开关模块 （Circuit Breaker Module）包含给机柜各部分供电的断路器的插入式模块 大小： 330×240×40 mm 重量：1Kg 电 源 模 块 和 后 备 电 池 电 源 模 块 和 后 备 电 池 室内站可用+27V DC / -48V DC / 240V AC供电 每个机柜最多3个电源模块 大小： 300×180×90 mm 重量：3Kg 后备电池 — 采用240V AC供电时，PSU 3rd 槽位可放一块电池 — 后备电池提供二次掉电保护 — 一个机柜最多1块 — 大小： 300×180×90 mm 电源模块 LED 指示灯电源模块 LED 指示灯ActiveAlarm电源开关-48V电源模块配置 电源模块配置 温度控制 风扇温度控制 风扇2 风 扇 盘为射频部分散热 每个机柜2块4 风 扇 盘为数字控制框和电源部分散热 每个机柜1块温度控制 温度传感器温度控制 温度传感器执行过热告警、超温关机功能 在CTU上方的背板上 一个70 度的传感器，过热告警 两个85度的传感器，超温关机HORIZON的内部连接和配置HORIZON的内部连接和配置数字板的连接数字板的连接E1的连接 E1的连接 告警信号告警信号射频连接射频连接SURF的内部连接SURF的内部连接Horizon 基 站 配 置举例Horizon 基 站 配 置举例Sector 2/2/2,DCF,1 cabinetsSector 2/2/2配置Sector 2/2/2配置Sector 4/4/4 配置Sector 4/4/4 配置nullSector 8/8/8配置Sector 8/8/8配置数字控制框（带冗余）：1 个机柜数字控制框（带冗余）：1 个机柜数字控制框（带冗余）：2个机柜数字控制框（带冗余）：2个机柜数字控制框（带冗余）：3个机柜 数字控制框（带冗余）：3个机柜 数字控制框（带冗余）：4个机柜 数字控制框（带冗余）：4个机柜 第四章 微蜂窝简介第四章 微蜂窝简介微蜂窝特性微蜂窝特性特性： 天线装得较低 发射功率较小 (1w， 1.2w) 覆盖范围较小 解决问题： 提高网络容量，增加覆盖范围 覆盖盲点 提供室内的覆盖 Motorola 微蜂窝产品Motorola 微蜂窝产品● M_CELL micro ● M_CELL city ●M_CELL arena 适用于： •高话务热点地区 •室内盲区 •地下车站、公共通道 •高层建筑M_CELL arena微蜂窝基站M_CELL arena微蜂窝基站是继M_CELL micro、M_CELL city后的第三代微蜂窝产品 小巧美观，安装方便 适用于话务密集的局部地区，可分散布点作为微蜂窝的补充，也可成批使用组成微蜂窝层M_cell arena基站的主要性能指标M_cell arena基站的主要性能指标第五章 基站子系统软件第五章 基站子系统软件软件概述软件概述BSS软件是由很多进程构成 进程即激活的Code 初始化时，Code被下载至GPROC，至外围板 下载方式：通过OML或Lanload Code数：90多个（二进制文件），编号不连续，从0到250多。 特殊Code: Code 1: code list 代码清单 Code 2: database 数据库 其他code:　应用进程 Code 下载方式Code 下载方式1、通过OML链路从OMCR下载 OMCR RXCDR BSC BTS BSC的GPROC对下属BTS进行下载： 星形，对所属BTS同时进行下载； 链形，一个一个依次下载 2、LANLOAD下载 条件：LANLOAD操作程序、LANLOAD CODE文件、LANLOAD 卡。 通过PC机的LANLOAD卡与RXCDR或BSC的LANX的光纤连接。LANLOAD下载LANLOAD下载 基站子系统软件的总体结构 基站子系统软件的总体结构 一、操作系统 一、操作系统 操作系统用来管理不同进程之间的通信 各应用程序相互独立，不直接联系，需要通过操作系统的缓存区进行通信。二、操作维护二、操作维护包括：数据统计管理、配置管理、交换管理、安全性管理、人机接口等功能模块 1、数据统计管理(PM) 收集和传递BSS的统计数据给OMC，以跟踪网络变化趋势，及时发现问题和故障分析。 2、配置管理(CM) CM软件负责维护和更新BSC或BTS中的数据库。 RXCDR 有单独的Database, BSC +BTS 一个Database 其他进程对数据库只能读，只有CM进程对数据库可读、可写 配置顺序：先设备，再功能 如：在配置MTL之前，应该先配置MSI二、操作维护二、操作维护3、交换管理（SM） 负责完成KSW上的接口、配置和状态的改变。 如：BSC中的动态交换，RXCDR中的静态交换 4、安全性管理 三级权限： Level1 : 仅能查看命令，如：disp,state 等 Level 2：chg_l 两次回车 可用所有MMI命令 Level 3: chg_l 3stooges 4beatles 除了level 2的功能外，可以进入emon状态（ctl+N），查看内部进程，如：O 看CODE list。二、操作维护二、操作维护5、人机接口（MMI） 操作者与应用软件的接口，通过人机命令进行操作。 OMC GPROC TTY MCU TTY rlogin 在emon提示符下输入：rlogin gproc_id=cage号+1和槽位号（16进制）+1 如：rlogin 1 0115h (登陆到BSC的cage 0的20#槽位的BSP.) 三、故障管理三、故障管理故障管理包括：CA (central authority) 进程、故障收集进程和故障传送进程等功能模块 1、CA 进程 负责执行系统的配置和重配置，让硬件退出/投入服务、创建/删除进程。 2、故障收集和传送进程 FCP存在于每个GPROC,FTP只存在BSP FCP收集告警送至BSP,BSP决定是否采取行动，一旦决定行动，FTP请求CA执行。例如：复位告警设备。此外，FTP发送告警信息给OMCR.故障管理故障管理设备状态设备状态在系统中的每一种设备都有一种设备状态 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 给CA，分为： 管理类：equip（设置）、not equip（不设置）、lock（锁定）、unlock（解锁） 由操作人员通过人机命令控制 运行类：enable（使能）、disable（不能）shutting down（关闭）、busy（忙 ） 由系统决定 通常状态：B-U(busy,unlock) E-U(equipped,unlock)告警形式告警形式1、间歇性告警（IA） 暂态告警，不影响系统，不用任何处理。 FTP不将它加入告警列表。 FTP收到一次IA,计数增加1，达到6次，FTP请求CA复位相关设备。不再发生，每一分钟FTP计数减1。10分钟3次复位，退服。 2、软件清除的告警（FMIC） 人为排除故障后，系统自动清除告警 3、人工清除的告警（OIC） 人为排除故障后，人为从高警列表中清除告警（del_act_alarm）6级告警级别6级告警级别1、critical （严重） ： 基站退出服务 2、major（主要）： 基站部分退出服务 3、investigate（不确定）：不能指定类别，请检查 4、minor（次要）： 要求修理，但不会伤及服务 5、warning（警告）： 要求维护 6、clear（消息）： 已清除6种告警类型6种告警类型l Communication：E1链路失败。例如：传输信号丢失，呼叫建立错误。 l Quality of Service：服务质量。例如：响应时间过长或带宽减小。 l Processing：软件或进程故障。例如：存贮器退服，数据被破坏。 l Equipment：硬件故障。例如：收发信机（TCU）、电源等故障。 l Environment：用户定义的告警（PIX）。例如：烟雾、火情等。 l Link：OML链路（X.25）故障。只能在OMCR显示。告警信息格式告警信息格式*Device Alarm –Tag(hex): * *--() *--Severity: Category: *--<(subtype)>[] *--Site: Cage: Slot: *--Time: *--Alarm Type: Number of Suppressed Alarms: *--FRU KIT Number: *--Hardware Version Number(hex): *--Addition Info: 高警信息格式说明高警信息格式说明 表示告警的类型的数字 描述特定的告警文本 告警级别 告警类型 例如KSW，BSP，MSI等等 组成1st 2nd和3nd元素设备的身份号码 设备的子类型，例如MSI，XCDR，GDP 设备位于哪个基站 设备位于哪个机框 设备位于哪个槽位 告警发生的日期 告警发生的时间 间歇性，FMIC或OIC 设备的硬件版本 参考告警手册 四、无线子系统（RSS）四、无线子系统（RSS）RSS位于BTS的CTU中，是一个管理BSS的RF硬件和无线链路的应用程序集合。RSS组成部分功能RSS组成部分功能五、呼叫处理子系统（CP）五、呼叫处理子系统（CP）CP组成部分功能CP组成部分功能