诺基亚基站维护相关知识无线专业培训

1、NOKIA 无线专业内训福建移动内训师 NOKIA 无线专业小组2005 年 3 月NOKIA 无线专业简 介一、系统产生背景与需求八十年代初期，人们认识到欧洲各国正在使用的诸多移动系统各自不同且互不兼容，同时对电信服务的需求亦日益增加。为此，欧洲邮电管理会议 CEPT 专门成立一个小组为西欧一个公共移动系统。该小组被命名为“移动通信特别小组”“Groupe SpecialeMobile”，为此系统也被称为，表示全球移动通信系统(GlobalSystem for Mobile communications)。中国移动通信目前在采用该系统。二、的优点能有效地使用无线频率，并且由于采用数字无线通道

2、，系统能容许的区间干扰。平均话音质量比模拟系统更高。全网络支持数据传输。语音加密和用户性得到保证。由于ISDN 的兼容性，较之模拟系统可提供新的服务。在涉及到的所有范围内，国际漫游在技术上成为可能。巨大的市场加剧了竞争，并且降低了投资和使用价格。三、网络体系结构2第 2 页 共 79 页NOKIA 无线专业网络被分成三个子系统：网络交换子系统(NSS)、子系统(BSS)、网络管理子系统(NMS)。1、网络交换子系统 NSSAirAHLO & M3第 3 页 共 79 页MSCSCMNOKIA 无线专业组件： MSC, VLR, HLR , AC, EIR功能：呼叫移动性管理信令 (对

3、BSS, 其他网络, 其他NSS组件)用户数据处理为移动终接呼叫用户计费2、子系统 BSSSCBBTBTSBTS组件：器(BSC),收发器(BTS),码型转换器(TC)功能：无线信道，BTS 和TC，用 MSC 同步Air 和 A接口信令，MS-NSS 连接确立移动性管理，语音代码转换统计数据收集3、网络管理子系统 (NMS/2000 OSS3.1)4第 4 页 共 79 页TCTCSBSCNOKIA 无线专业Uni WorkstationDatabase andCommunications ServersNMS/2000Or OSS3.1NetworkNMS 的 功 能故障管理： 从网络组件

4、收集告警报告 所有故障情况管理的一个点配置管理： 无线网络配置管理 保持关于网络组件状态的数据信息性能管理： 从网络组件中收集测量数据 从原始数据中产生性能结果5第 5 页 共 79 页NOKIA 无线专业BSS 系 统概 述BSS 即 Base Station Subsystem子系统；BSS 由 BSC、BTS、TC(TCSM)组成一、网络组成NSSBSSOMC/NMSControl flowUser data flowOMCPSTNPSPDNBSSPLMNCSPDNNSSISDNPSTNPublic Switched Telephone Network PSPDN Packet Swit

5、ched Public Data Network PLMNPublic Land Mobile NetworkCSPDN Circuit-Switched Public Data NetworkISDNIntegrated Services Digital Network二、BSS 系统中的网元6第 6 页 共 79 页NOKIA 无线专业BSSMSM SCBSCT CTCBTSTRU三、网络中的接口D ig it a l X . 2 5A n a l o g X . 2 5M S CB S CT C S M 2M SA I / FA t e r I / FA b isI / FA i r I

6、 / F7第 7 页 共 79 页B T SO M CBTSTRUBTSTRUOMNOKIA 无线专业BSS 系统中的接口及其帧结构1、Traffic Channels2BrAterAbisA54312、A interface 的帧结构TS012345678910111213141516171819202122232425262728293031123456788TSTATRXAiRFBSCEGETTSTCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCHCCS7TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TC

7、H TCH TCH TCH TCH TCH第 8 T页C共H79 页T C S M 2 EM SNOKIA 无线专业3、Ater interface 的帧结构9第 9 页 共 79 页CCS7CCS7CCS7NOKIA 无线专业4、Abis interface 的帧结构16 kbit/s signalling64 kbit/s signalling2345234500112231415155、BTS 部分帧结构Tch 1,2HW Address 1A bisD1 BusTch 5,6HW Address 2Tch 9,10HW Address 310第 10 页 共 79 页BCFUBBMBB

8、MBBMTRUABranchingDir1Dir2 DBusTRXSIGOMUSIGTRXS OMUS TRXS OMUSTch1 Tch2 Tch3 Tch4Tch5 Tch6 Tch7 Tch8Tch1 Tch2 Tch3 Tch4Tch5 Tch6 Tch7 Tch8NOKIA 无线专业 在BTS 的TRU 单元中，从 Abis 接口送来的话路与信令被重新组合，转换成 D-Bus 可识别的固定的 D channel 结构。6、D-channel 的结构11第 11 页 共 79 页TS1234567801TCH.0TCH.1TCH.2TCH.32TCH.4TCH.5TCH.6TCH.73

9、TCH.0TCH.1TCH.2TCH.34TCH 4TCH 5TCH 6TCH 75TCH.0TCH.1TCH.2TCH.36TCH.4TCH.5TCH.6TCH.77TCH.0TCH.1TCH.2TCH.38TCH.4TCH.5TCH.6TCH.79TCH.0TCH.1TCH.2TCH.310TCH.4TCH.5TCH.6TCH.711TCH.0TCH.1TCH.2TCH.312TCH.4TCH.5TCH.6TCH.713TCH.0TCH.1TCH.2TCH.314TCH.4TCH.5TCH.6TCH.715TCH.0TCH.1TCH.2TCH.316TCH.4TCH.5TCH.6TCH.7

10、17TCH.0TCH.1TCH.2TCH.318TCH.4TCH.5TCH.6TCH.719TCH.0TCH.1TCH.2TCH.320TCH.4TCH.5TCH.6TCH.721TCH.0TCH.1TCH.2TCH.322TCH.4TCH.5TCH.6TCH.723TCH.0TCH.1TCH.2TCH.324TCH.4TCH.5TCH.6TCH.725TRX1TRX226TRX3TRX427TRX5TRX628TRX7TRX829TRX9TRX1030TRX11TRX1231BCFSIGNOKIA 无线专业7、Air interface 的 TDMA 帧结构TDMA frame = 8 ti

11、me slots (120/264.615 ms)0567056705671234123412341 time slot = 156.25 bit durations (15/260.577 ms)(1 bit duration 48/133.69 us)12第 12 页 共 79 页NOKIA 无线专业TCSM2E 介绍1、Transcoder, TCSM2E innetworkMSA I/FAter I/FAbis I/FAir I/F2、TC 在网元中的位置MSCBSCBTSTC64 kbps64 kbps13 kbpsTranscoder is at BTS siteMSCBSCBTS

12、TC64 kbps16 (13+3) kbps16 (13+3) kbps13 kbpsTranscoder is at MSC site13第 13 页 共 79 页MSCBSCBTSNOKIA 无线专业3、Transcoder, TCSM2E 的功能进行话音编码比特速率由 64 kbit/s 转换为 16 kbit/s话音编码后纯话音速率为 13 kbit/s另外 3 kbit/s 是带内信令将 4(3)条PCM 上的话路及信令复用到 1 条PCM 上4、TCSM2E 和 TRX 之间的带内信令TCSM2EBSCBTSTR X64 kb16 kb16 kb16 kbDSP1ET33,8kb

13、DSPTRUET2 Ms2 Mbit/sM SGS13 kbWDSP905、引入带内信令的目的用于话音和数据的转换用于全速率和半速率无线信道的转换数据呼叫的速率适配用于帧（帧同步）传送DTX 信息6、TC2E 设备机架结构14第 14 页 共 79 页2 Mbit/NOKIA 无线专业7、TC1C Cartridge8、ET1TC Cartridge15第 15 页 共 79 页NOKIA 无线专业9、Ater interface 的时隙分配3 in 116第 16 页 共 79 页NOKIA 无线专业10、Ater interface 的时隙分配4 in 111、Ater interface

14、 的时隙分配半速率17第 17 页 共 79 页NOKIA 无线专业18第 18 页 共 79 页NOKIA 无线专业BSC介 绍一、BSC 简要介绍 BSC：Base Station Controller器 BSC 的主要单元有：BCSU、MCMU、OMU、ET、CLS 目前NOKIA BSC 的类型有：BSC1E、BSC2E、BSC2I、BSC3I BSC 硬件结构为 Cartridge，即每个框都为单独供电二、DX 200 BSC 的功能 Configuration and management of radio resources分配及管理无线：Channel allocation/r

15、elease 信道分配及Link supervision 链路Power control 功率 Handover management 切换管理 Frequency hopping management 跳频管理 Signalling management 信令管理 Terrestrial channel management Encryption management 加密管理 Measurements and observations handling 测量 Call control handling 呼叫三、无线信道管理功能19第 19 页 共 79 页NOKIA 无线专业TDMA fr

16、ame7012345670BSCLogical Channels:- FCCH, SCH, BCCH, RACH, AGCH, PCH- SDCCH, SACCH, FACCH, TCH四、切换管理功能用户如何在移动过程中，保持通话的连接？为此必须引入呼叫切换的概念。切换，就是当用户从一个小区覆盖的区域移到另一个小区时，必须要与目标小区的新连接，与旧小区的连接要。由于通信引起的切换 当小区的容量接近最大值时，小区边缘的移动台可能被切换至通信负载较低的相邻小区 由MSC 做出切换决定由于信号质量和强度引起的切换 当一个移动用户在通话期间移动时，他可能从一个小区迁20第 20 页 共 79 页BT

17、SNOKIA 无线专业移至另一个小区先前小区的频率不能被使用移动台被切换至新的小区由当前小区的 BSC 做出决定，执行切换有四种类型的切换1、切换的：信号质量电平干扰Power budget距离2、切换类型Intra-Cell HandoverInter-Cell Intra-BSC HandoverInter-BSC Intra-MSC HandoverInter-MSC Handover21第 21 页 共 79 页NOKIA 无线专业(1)(2)MSBTSMS(3)MSCBTSMS(4)BTSBTSMSCMSBSCBTSBTS3、切换管理TDMA frameCU 170 123 4567

18、0CU 27BTS 10123 45670TDMA frameCU 170 123 4567022第 22 页 共 79 页BTS 2BSCBSCBSCNOKIA 无线专业五、跳频管理功能1、无跳频TDMA frameBTSFHUCU 1FU1CU1BIECU 27FU1CU20 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 67 0 1 2 3 4 567FU1CU3CU 37 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 67 0 1 2 3 4 5672、基带跳频BTSTDMA frame n+1TDMA frame n+2TDMA frame nFU1CU 1FHU70

19、12345670123 4567 01234567CU 27FU2012345670123 4567 01234567CU 37012345670123 4567 012345673、射频跳频BTSTDMA frame n+1TDMA frame n+2TDMA frame nFU1CU 1FHU7012345670123 4567 01234567CU 27FU2012345670123 4567 01234567CU 37012345670123 4567 01234567六、网络中的信令23第 23 页 共 79 页FU3BIECU1CU2CU3BSCFU3BIECU1CU2CU3BSC

20、7012345670123456701234567BSCNOKIA 无线专业NSSDX 200OMCBSSOMCHLRBSCDX 200LapDmLapDMSCTCMSCCS7BTSBTSBTS1、OSI七层协议模型2、信令协议24第 24 页 共 79 页UserUserApplication Presentation SessionTransportNetwork Node NetworkNetworkData LinkData LinkData LinkPhysicalPhysicalPhysicalNetworkTransportSessionPresentationApplicati

21、onNOKIA 无线专业BTSMSCBSCMSBSSAPD T A PCCCCCMSMSSMSCMSSSSMMMMRRBSSMAPBSSMAPRRBTSMBTSMRR'SLAPDmLAPDLAP DLAP DmSMTPMTPLayer1Layer1Layer1Layer1七、测量功能 MS 移动台的测量内容：downlink rx level 下行接收电平值downlink rx quality 下行接收信号质量adjacent cell rx levels 相邻小区的接收电平 BTS 的测量内容：uplink rx level 上行接收电平值uplink quality 上行接收信号

22、质量MS 与 BTS 的距离/TA 时间提前量八、BSC 的结构模块ET CLS GSW SMUX BCSUExchange TerminalClock and Syncronization Unit Group SwitchSubmultiplexerBSC Signalling UnitMCMU Marker and Cellular Management UnitOMU MBOperation and Maintenance Unit Message Bus25第 25 页 共 79 页NOKIA 无线专业BTSMSC (TC)ETGSWCLSSMUXI/OBCSUMCMUOMUMB九、

23、各种 BSC 的机架结构1、BSC1E的机架结构(基本架和扩展架)26第 26 页 共 79 页ETPDUCLAC 1ET1C6ET1C4ET1C5ET1C2ET1C3BCSU3BCSU4BCSU5BCSU6BCSU7BCSU8PDUSW1C0MCMU0SW1C1MCMU1CLAC 0WDDCBCSU0OMUBCSU1BCSU2ET1C0ET1C1NOKIA 无线专业2、BSC2E 的机架结构(基本架和扩展架)BCSU13、BSC3i机架结构built-in IP Sw for Gber I27第 27 页 共 79 页NOKIA 无线专业BSC 各单元介绍一、Exchange Termina

24、l, ET1EET 有两种类型：ET1E 和 ET2E。2M 口，最多可有 3 个 ET 为 CLS提供时钟，连接 Ater 口和 ABIS 口1、ET1E2、ET5C CARTRIDGE二、Clock and Synchronization Unit, CLS28第 28 页 共 79 页E T 1 EE T 1 EE T 1 EE T 1 EE T 1 EE T 1 EE T 1 EE T 1 EP S C 3NOKIA 无线专业BTSMSC (TC)ETGSWCLSSMUXC L 1 T GC L 1 T GC L A BC L A BI/OBCSUCLS Cartridge1、提供同步

25、，2、为各功能单元提供时钟信号3、2N 备份29第 29 页 共 79 页MC L 1 T GC L 1 T GC L A BC L A BMCMUOMUBETNOKIA 无线专业三、MB (MESSAGE BUS) 消息总线，在计算机单元（MCMU，BCSU 和 OMU）间提供连接。四、Group Switch, GSW主要功能为： 建立和连接GSWMSC (TC)BTSETETSWSPSSWSPSSWSPSSWSPSCLSSMUXSWCSMI/OBCSUMCMUOMU五、SW1C Cartridge30第 30 页 共 79页S W C S MS W S P SS W S P SS W S

26、 P SS W S P SP S C 1NOKIA 无线专业1、交换原理AddressTS 013132、Block diagram of the GSWBGSWBM S C( T C )B T SE TC L SS M U XS W 6 4 BB C S UM C M UM B3、新型 SW1C cartridge31第 31 页 共 79 页I / OO M UE TSWCO P(Marker)SWS PSParallel/ SerialPCM 02PCM xSWSPS1PCM xSerial/PCM 0ParallelTSTS00113131S WCSMNOKIA 无线专业02 03 0

27、4 05 06 六、MCMU Cartridge1、MCMU 主要功能GSW，CM(移动性管理）功能 管理无线网络， Celluar Management 功能：和监测 Celluar Network和检测切换及功率 Marker 功能：32第 32 页 共 79 页M B I F- TM B I F- TS M U XS M U XS M U XS M U XS W C O P- SP S C 3C P 386P S C 1S W 64 B 1S W 64 B 0NOKIA 无线专业和监视 GSW寻找空闲中继，建立和连接内存功能2、Marker and Cellular Management

28、 Unit, MCMUBTSMSC (TC)ETGSWCLSMCMUS W CSSSSMMMMU XU XU XU XO PI/OOMUBCSUC P UM MB BIIFFMB七、BSC Signalling Unit, BCSUBTSMSC (TC)ETGSWSMUXBCSUAS 7UA F S TA S 7 UC P UMCMUM B I FM B I FMB33第 33 页 共 79 页I/OOMUETCLSETNOKIA 无线专业BCSU CartridgeC P 386M B I F- TM B I F- TA S 7- UA S 7- UA F S- TP S C 3八、Oper

29、ation and Maintenance Unit, OMUBTSMSC (TC)ETGSWSMUXCLSLPOMUS C S I FH W A TA S 7 UAA S C7 2U5C P UMCMUBCSUM MB I FB I FMBOMU 的作用：1、BSC 操作，监测 BTS 和TC 的操作2、提供Digital/Analogue 接口到 OMC 方向。OMU Cartridge34第 34 页 共 79 页VDUETNOKIA 无线专业A S 7- UC P 386M B I F- TM B I F- TA S 7- UO RP S C 3H W A TA C 25- U九、WD

30、DC CatridgeP S C4P S C4F D DW D DW D D十、Power Supply System in the BSC35第 35 页 共 79 页NOKIA 无线专业From the Battery Back upearth bar of the site-filterfilterCartridge type 1DC/DCCartridge type 1DC/DCCartridge type 2DC/DCCartridge type 2DC/DCPDU 1PDU 2十一、BSC - BTS 的连接方式BSC - BTS 的连接方式SPoint to Point Conn

31、ection点对点连接BTSMulti drop Chain链状连接SSSMulti drop loop环型连接SSSSSS36第 36 页 共 79 页BTBTBTBTBTBTBTBTBTCBNOKIA 无线专业无 线 信道 介 绍一、无线频点范围900Uplink: Downlink:1800Uplink: Downlink:890 - 915 Mhz935 - 960 Mhz1710 - 1785 Mhz1805 - 1880 MhzCarrier Pairs (in Mhz)Carrier Pairs (in Mhz)890.0890.2890.4. 914.8915.0935.093

32、5.2935.41710.01710.21710.41805.01805.21805.4. 959.8960.0. 1784.81785.0.124 Carriers374 Carriers1879.81880.0Duplex Frequency = 45 MhzDuplex Frequency = 95 Mhz二、逻辑信道LOGICAL CHANNELSCOMMON CHANNELSDEDICATED CHANNELSBROADCAST CHANNELSTRAFFIC CHANNELSCOMMONDEDICATEDCONTROLCONTROLCHANNELSCHANNELSFCCHSCHBC

33、CHSDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HTCH/EFRPCHRACHAGCH37第 37 页 共 79 页NOKIA 无线专业1、Broadcast Channels 广播信道Frequency Correction Channel (FCCH)频率校正信道 纯正弦波 MS 开机时搜索该信道 下行Synchronisation Channel (SCH)同步信道 SCH 传送该 BTS 的识别码（BSIC） 还提供 TDMA 帧号 (用于加密)Broadcast Control Channel (BCCH)广播信道BTS 的以下信息: 包含LAC、CI使用频点跳频序列信道组合方式

34、寻呼组 Paging groups周边小区的信息2、Common Control Channels 公共信道 Paging Channel (PCH)寻呼信道 用于 BTS 寻呼移动台 下行 Random Access Channel (RACH)随机接入信道 用于移动台请求第 38信道页 共 79 页38NOKIA 无线专业 包含接入的信息 上行 Access Grant Channel (AGCH)接入信道 BTS 向 MS 分配信道 SDCCH 下行3、Dedicated Channels信道Stand Alone Dedicated Control Channel (SDCCH)信道用

35、于通话初建立阶段, 如鉴权(MS 空闲)位置更新，话务信道 (TCH) 分配双向Slow Associated Control Channel (SACCH)慢速随路信道传测量报告(MS 通话时)MS 功率TA 时间提前量Fast Associated Control Channel (FACCH)快速随路信道 与 TCH 共用同一信道 占用 20 ms 的 TCH，称为偷帧模式“steal mode” 用于短暂性的通讯, 如振铃、切换4、Traffic Channels 话务信道第 39 页 共 79 页39NOKIA 无线专业Traffic Channel, Full Rate 全速率双向用于传送话音或数据话音的速率为 13 kbit/sTraffic Channel, Half Rate 半速率双向用于传送话