GSM基站系统简介
05-08
ＧＳＭ基站在ＧＳＭ网络中起着重要的作用，直接影响着ＧＳＭ网络的通信质量。ＧＳＭ基站是一种技术要求较高的产品，最初的基站设备基本都是一些国外的产品。随着我国一些高科技电信企业在移动通信领域的不断深入，一些国内的电信企业如大唐、广州金鹏等公司也生产出多种型号的基站。
GSM赋予基站的无线组网特性使基站的实现形式可以多种多样--宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝及室内、室外型基站，无线频率资源的限制又使人们更充分地发展着基站的不同应用形式来增强覆盖，吸收话务--远端TRX、分布天线系统、光纤分路系统、直放站。
一、ＧＳＭ系统结构
1．系统的组成
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。
注： ＡＵＣ：鉴权中心 ＭＳＣ：移动业务交换中心 ＧＭＳＣ：入口ＭＳＣ ＢＳＣ：基站控制器
ＢＴＳ：基站收发信台 ＨＬＲ：归属位置寄存器 ＶＬＲ：拜访位置寄存器
2．交换网路子系统（ＮＳＳ）
ＭＳＣ：对位于它所覆盖区域中的移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。
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。
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。
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。
3．无线基站子系统（ＢＳＳ）
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，是一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。
二、ＢＴＳ结构
ＢＴＳ包括下列主要的功能单元：收发信机无线接口（ＴＲＩ）、收发信机子系统（ＴＲＳ）。其中ＴＲＳ包括收发信机组（ＴＧ）、本地维护。
ＴＲＩ具有交换功能，它可使ＢＳＣ和ＴＧ之间的连接非常灵活；ＴＲＳ包括基站的所有无线设备；ＴＧ包括连接到一个发射天线的所有无线设备；ＬＭＴ是操作维护功能的用户接口，它可直接连接到收发信机。
发信机子系统包括基站所有无线设备，主要有收发信机组（ＴＧ）和本地维护终端（ＬＭＴ）。
一个收发信机组是由多个收发信机（ＴＲＸ）组成，连接同一发射天线。
三、ＢＴＳ的配置及分类
1．ＢＴＳ配置应符合以下要求：
?* 室内ＢＴＳ应支持以下容量
全向ＢＴＳ应支持以下配置：１－４个ＴＲＸ及４个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
扇区ＢＴＳ应支持以下配置：两扇区ＢＴＳ，１＋１个ＴＲＸ至２＋２个ＴＲＸ及４个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。三扇区ＢＴＳ，１＋１＋１个ＴＲＸ至４＋４＋４个ＴＲＸ及４个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
?* 室外ＢＴＳ应支持以下容量
全向ＢＴＳ应支持以下配置：１－３个ＴＲＸ及２个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
扇区ＢＴＳ应支持以下配置： 两扇区ＢＴＳ，１＋１个ＴＲＸ至２＋２个ＴＲＸ及２个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 三扇区ＢＴＳ，１＋１＋１个ＴＲＸ至２＋２＋２个ＴＲＸ及２个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
?* 室外小型ＢＴＳ应支持以下容量
全向ＢＴＳ应支持以下配置：１－２个ＴＲＸ及１个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
对以上配置，在运营者需要时，还应能在记录减小对实际运行影响的情况下扩容到更大的配置，且能在现场对ＢＴＳ进行扩容。
?* 发射机合路器
将一系列发射机的输出组合到一根天线上。
?* 接收机多路复用器
接收机多路复用器应将ＲＸ天线的信号输出到一个小区内的所有ＴＲＸ中。
* 天线
任何类型天线应能承受风速为１５０Ｋｍ／ｈ的风力负载，天线的连接头处一般应在天线的下面。天线应有防结冰性能。
GSM移动通信基站天线具有如下特殊技术:
* 采用压低上半球近旁瓣和零值填充技术实现完美的方向图赋形。
* 天线阻抗设计为带内良好匹配,带外急剧恶化,从而提高抗干扰性。
* 关键辐射部件采用优良的导电材料和三防措施,确保天线电性能的稳定性。
* 馈电网络采取直流接地技术,提供良好的雷电保护。
* 馈电系统无导致交调干扰的接点。
* 通过特殊处理和避免不同金属材料连接,以防电耦腐蚀。
* 采用低损耗高屏蔽的馈线以提高天线电性能。
* 采用高精密的模具生产,确保批生产的一致性。
* 采用抗紫外线辐射、耐高低温、韧性高、密封性好的护罩,提高天线的使用寿命。
* 天线安装架设方便,调整灵活。
2.BTS的分类
在GSM基站设备的开发上各公司都推出了系列化的基站产品--从宏蜂窝的室内室外型基站到微蜂窝的室内室外型基站以及各种微微蜂窝基站产品，有些厂商还推出了远端TRX形式的设备以达到具有丰富灵活的GSM无线网络组网方案，能够满足不同国家移动网络运营商的不同需求，提供全面的无线网络解决方案。各厂家的室外型基站设备设计思路相同，都是在各自室内型设备的设计方案基础上改造，增加适应恶劣环境所需的电源系统和环境调节及防护系统。从容量上分一般有小容量和大容量两种，典型的载频数为2TRX和6TRX。随着DCS1800频段的使用，单机柜载频数也开始出现4TRX、8TRX和12TRX。
四、ＢＴＳ的测试指标
就GSM基站测试而言，测试的主要依据为GSM05.05系列及11.20系列技术规范中所定义的有关GSM基站定型验证测试的条款.其中05.05系列侧重于基站及手机收发信机的指标要求;而11.20系列则侧重于基站系统的测试需求与测试方法。对于系统运营管理人员来说，依据GSM05.05及11.20系列逐项对基站进行测试既无此必要也极不现实。通常采用的方法是从整个规范中选择出十分关键的相关指标，针对这些指标进行相应的测试。这些指标包括：
* 平均载波功率
* 相位和频率误差
* 功率与时间关系
* 输出RF频谱
* 互调衰减
* 杂散辐射
* 合路器调谐
GSM赋予基站的无线组网特性使基站的实现形式可以多种多样--宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝及室内、室外型基站，无线频率资源的限制又使人们更充分地发展着基站的不同应用形式来增强覆盖，吸收话务--远端TRX、分布天线系统、光纤分路系统、直放站。
一、ＧＳＭ系统结构
1．系统的组成
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。
注： ＡＵＣ：鉴权中心 ＭＳＣ：移动业务交换中心 ＧＭＳＣ：入口ＭＳＣ ＢＳＣ：基站控制器
ＢＴＳ：基站收发信台 ＨＬＲ：归属位置寄存器 ＶＬＲ：拜访位置寄存器
2．交换网路子系统（ＮＳＳ）
ＭＳＣ：对位于它所覆盖区域中的移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。
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。
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。
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。
3．无线基站子系统（ＢＳＳ）
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，是一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。
二、ＢＴＳ结构
ＢＴＳ包括下列主要的功能单元：收发信机无线接口（ＴＲＩ）、收发信机子系统（ＴＲＳ）。其中ＴＲＳ包括收发信机组（ＴＧ）、本地维护。
ＴＲＩ具有交换功能，它可使ＢＳＣ和ＴＧ之间的连接非常灵活；ＴＲＳ包括基站的所有无线设备；ＴＧ包括连接到一个发射天线的所有无线设备；ＬＭＴ是操作维护功能的用户接口，它可直接连接到收发信机。
发信机子系统包括基站所有无线设备，主要有收发信机组（ＴＧ）和本地维护终端（ＬＭＴ）。
一个收发信机组是由多个收发信机（ＴＲＸ）组成，连接同一发射天线。
三、ＢＴＳ的配置及分类
1．ＢＴＳ配置应符合以下要求：
?* 室内ＢＴＳ应支持以下容量
全向ＢＴＳ应支持以下配置：１－４个ＴＲＸ及４个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
扇区ＢＴＳ应支持以下配置：两扇区ＢＴＳ，１＋１个ＴＲＸ至２＋２个ＴＲＸ及４个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。三扇区ＢＴＳ，１＋１＋１个ＴＲＸ至４＋４＋４个ＴＲＸ及４个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
?* 室外ＢＴＳ应支持以下容量
全向ＢＴＳ应支持以下配置：１－３个ＴＲＸ及２个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
扇区ＢＴＳ应支持以下配置： 两扇区ＢＴＳ，１＋１个ＴＲＸ至２＋２个ＴＲＸ及２个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。 三扇区ＢＴＳ，１＋１＋１个ＴＲＸ至２＋２＋２个ＴＲＸ及２个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
?* 室外小型ＢＴＳ应支持以下容量
全向ＢＴＳ应支持以下配置：１－２个ＴＲＸ及１个２Ｍｂｉｔ／ｓ端口。
对以上配置，在运营者需要时，还应能在记录减小对实际运行影响的情况下扩容到更大的配置，且能在现场对ＢＴＳ进行扩容。
?* 发射机合路器
将一系列发射机的输出组合到一根天线上。
?* 接收机多路复用器
接收机多路复用器应将ＲＸ天线的信号输出到一个小区内的所有ＴＲＸ中。
* 天线
任何类型天线应能承受风速为１５０Ｋｍ／ｈ的风力负载，天线的连接头处一般应在天线的下面。天线应有防结冰性能。
GSM移动通信基站天线具有如下特殊技术:
* 采用压低上半球近旁瓣和零值填充技术实现完美的方向图赋形。
* 天线阻抗设计为带内良好匹配,带外急剧恶化,从而提高抗干扰性。
* 关键辐射部件采用优良的导电材料和三防措施,确保天线电性能的稳定性。
* 馈电网络采取直流接地技术,提供良好的雷电保护。
* 馈电系统无导致交调干扰的接点。
* 通过特殊处理和避免不同金属材料连接,以防电耦腐蚀。
* 采用低损耗高屏蔽的馈线以提高天线电性能。
* 采用高精密的模具生产,确保批生产的一致性。
* 采用抗紫外线辐射、耐高低温、韧性高、密封性好的护罩,提高天线的使用寿命。
* 天线安装架设方便,调整灵活。
2.BTS的分类
在GSM基站设备的开发上各公司都推出了系列化的基站产品--从宏蜂窝的室内室外型基站到微蜂窝的室内室外型基站以及各种微微蜂窝基站产品，有些厂商还推出了远端TRX形式的设备以达到具有丰富灵活的GSM无线网络组网方案，能够满足不同国家移动网络运营商的不同需求，提供全面的无线网络解决方案。各厂家的室外型基站设备设计思路相同，都是在各自室内型设备的设计方案基础上改造，增加适应恶劣环境所需的电源系统和环境调节及防护系统。从容量上分一般有小容量和大容量两种，典型的载频数为2TRX和6TRX。随着DCS1800频段的使用，单机柜载频数也开始出现4TRX、8TRX和12TRX。
四、ＢＴＳ的测试指标
就GSM基站测试而言，测试的主要依据为GSM05.05系列及11.20系列技术规范中所定义的有关GSM基站定型验证测试的条款.其中05.05系列侧重于基站及手机收发信机的指标要求;而11.20系列则侧重于基站系统的测试需求与测试方法。对于系统运营管理人员来说，依据GSM05.05及11.20系列逐项对基站进行测试既无此必要也极不现实。通常采用的方法是从整个规范中选择出十分关键的相关指标，针对这些指标进行相应的测试。这些指标包括：
* 平均载波功率
* 相位和频率误差
* 功率与时间关系
* 输出RF频谱
* 互调衰减
* 杂散辐射
* 合路器调谐
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