《GSM基站基礎(chǔ)知識(shí)》課件

GSM基站基礎(chǔ)知識(shí)投稿人：GSM網(wǎng)絡(luò)概述全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GlobalSystemforMobileCommunications）的縮寫，是世界上最常用的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)之一。數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)GSM網(wǎng)絡(luò)采用數(shù)字蜂窩式技術(shù)，使用無線電波將語音和數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)電話。全球覆蓋GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)廣泛使用，支持跨國通話和數(shù)據(jù)漫游。GSM網(wǎng)絡(luò)的基本組成基站子系統(tǒng)(BSS)負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行無線通信，包括基站控制器(BSC)和基站收發(fā)機(jī)(BTS)。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)負(fù)責(zé)管理和控制GSM網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，包括移動(dòng)交換中心(MSC)、鑒權(quán)中心(AUC)和位置寄存器(HLR)。操作支持子系統(tǒng)(OSS)為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供管理和維護(hù)GSM網(wǎng)絡(luò)的工具和功能，包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)和性能管理系統(tǒng)(PMS)?；咀酉到y(tǒng)(BSS)1無線接口BSS是GSM網(wǎng)絡(luò)中的核心，負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)（MS）進(jìn)行無線通信。2數(shù)據(jù)傳輸BSS負(fù)責(zé)將MS的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡(luò)，并反之。3無線資源管理BSS負(fù)責(zé)分配無線資源，如頻率、時(shí)隙和功率，以確保網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行?；究刂破?BSC)BSC是GSM網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)管理和控制多個(gè)BTS。BSC連接到MSC，并通過A接口與BTS進(jìn)行通信。BSC負(fù)責(zé)無線資源管理，分配無線信道和功率控制?；臼瞻l(fā)機(jī)(BTS)無線接口BTS負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行無線信號(hào)的收發(fā)，是整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)中唯一與移動(dòng)臺(tái)直接通信的設(shè)備。連接BSCBTS通過高速數(shù)字線路連接到BSC，將接收到的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)發(fā)送到BSC進(jìn)行處理，并接收BSC下發(fā)的控制信息。多路復(fù)用BTS支持多路復(fù)用技術(shù)，可以同時(shí)處理多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)，提高系統(tǒng)效率。GSM信號(hào)傳輸方式時(shí)分多址(TDMA)將一個(gè)無線信道分成多個(gè)時(shí)間片，不同的用戶在不同的時(shí)間片內(nèi)使用同一個(gè)頻率進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶共享同一個(gè)信道。頻分多址(FDMA)將一個(gè)無線信道分成多個(gè)頻率子信道，不同的用戶使用不同的頻率子信道進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶共享同一個(gè)信道。碼分多址(CDMA)使用不同的編碼方式來區(qū)分不同的用戶，用戶可以使用相同的頻率和時(shí)間段進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶共享同一個(gè)信道。TDMA時(shí)分多址技術(shù)1頻分復(fù)用將不同用戶分配到不同的頻段，以區(qū)分不同的用戶信號(hào)。2時(shí)分復(fù)用將一個(gè)時(shí)間段分成若干個(gè)時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片分配給不同的用戶，以區(qū)分不同的用戶信號(hào)。3碼分復(fù)用將不同的用戶分配到不同的碼片序列，以區(qū)分不同的用戶信號(hào)。頻帶劃分頻率范圍用途880-915MHz上行鏈路935-960MHz下行鏈路信道分類語音信道數(shù)據(jù)信道控制信道物理信道時(shí)隙每個(gè)時(shí)隙用于傳輸一個(gè)用戶的語音或數(shù)據(jù)。每個(gè)時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間為57.7微秒，每個(gè)幀包含8個(gè)時(shí)隙。幀一個(gè)幀包含8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)幀的持續(xù)時(shí)間為4.615毫秒。幀是GSM系統(tǒng)中時(shí)間的基本單位。時(shí)隙每個(gè)時(shí)隙用于傳輸一個(gè)用戶的語音或數(shù)據(jù)。每個(gè)時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間為57.7微秒，每個(gè)幀包含8個(gè)時(shí)隙。邏輯信道流量信道用于傳輸用戶數(shù)據(jù)，如語音、短信、數(shù)據(jù)等?？刂菩诺烙糜趥鬏斂刂菩畔?，如呼叫建立、連接管理、信令等。信道編碼糾錯(cuò)碼通過添加冗余信息，幫助接收端檢測并糾正傳輸過程中的錯(cuò)誤。信道編碼將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為適合在信道上傳輸?shù)男盘?hào)形式。增強(qiáng)可靠性在噪聲和干擾環(huán)境下，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性。編碼類型線性分組碼線性分組碼廣泛應(yīng)用于GSM系統(tǒng)中，如GSM的語音和數(shù)據(jù)編碼。它是一種結(jié)構(gòu)化的編碼方案，可有效糾正和檢測錯(cuò)誤。卷積碼卷積碼在GSM中用于糾正信道誤差，它提供強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力，特別適用于嘈雜的無線信道。信號(hào)波形GSM系統(tǒng)中使用的信號(hào)波形是**高斯最小移位鍵控(GMSK)**，它是一種**連續(xù)相位調(diào)制**技術(shù)。GMSK信號(hào)波形具有**低頻帶占用率**和**良好的抗多徑衰落性能**，適用于移動(dòng)通信環(huán)境。調(diào)制方式GMSK高斯最小移頻鍵控,是GSM標(biāo)準(zhǔn)采用的調(diào)制方式.優(yōu)點(diǎn)頻譜效率高,抗多徑衰落能力強(qiáng),抗噪聲能力強(qiáng).特點(diǎn)采用高斯濾波器,減少頻譜擴(kuò)展,提高頻譜利用率.GSM基站射頻子系統(tǒng)天線系統(tǒng)負(fù)責(zé)發(fā)射和接收無線信號(hào)，連接手機(jī)和基站。發(fā)射機(jī)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為無線電波并放大發(fā)射。接收機(jī)接收來自手機(jī)的無線電波，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。天線系統(tǒng)塔式天線用于高覆蓋范圍，通常安裝在高塔或建筑物頂部。桿式天線用于中等覆蓋范圍，通常安裝在桿子上或墻上。室內(nèi)天線用于室內(nèi)覆蓋，通常安裝在墻壁或天花板上。發(fā)射機(jī)功放發(fā)射機(jī)使用高功率放大器（PA）將信號(hào)放大到足夠的功率水平，以便覆蓋目標(biāo)區(qū)域。濾波器濾波器用于去除發(fā)射信號(hào)中的不需要的頻率成分，確保信號(hào)質(zhì)量并避免干擾其他系統(tǒng)。天線發(fā)射機(jī)將放大后的信號(hào)傳輸?shù)教炀€，天線將信號(hào)輻射到覆蓋區(qū)域。接收機(jī)信號(hào)接收接收來自手機(jī)的信號(hào)，包括語音、數(shù)據(jù)等。信號(hào)放大放大接收到的弱信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。信號(hào)處理對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼、解調(diào)、降噪等處理。GSM基站電源子系統(tǒng)直流電源為基站設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源，確保其正常運(yùn)行。備用電源在市電中斷時(shí)，提供持續(xù)的電源供應(yīng)，保證基站的正常運(yùn)作。直流電源穩(wěn)定供電為基站設(shè)備提供穩(wěn)定的直流電源，確?；菊＿\(yùn)行。電壓穩(wěn)定通過電源轉(zhuǎn)換器將交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，滿足基站設(shè)備需求。保護(hù)功能具有過載、短路、過壓等保護(hù)功能，確保電源系統(tǒng)安全可靠。備用電源保障穩(wěn)定性備用電源確保當(dāng)主電源出現(xiàn)故障時(shí)，基站能夠繼續(xù)正常運(yùn)行，避免服務(wù)中斷，保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。提升可靠性備用電源通常采用蓄電池或柴油發(fā)電機(jī)，能夠在主電源斷電的情況下，提供持續(xù)的電力供應(yīng)，提升基站的可靠性。GSM基站控制子系統(tǒng)基站控制器負(fù)責(zé)管理和控制基站的所有功能，包括無線資源管理、呼叫控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)??；颈O(jiān)控對(duì)基站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障，確?；菊＿\(yùn)行?；究刂破鞴δ芑究刂破?BSC)負(fù)責(zé)管理和協(xié)調(diào)多個(gè)基站(BTS)的工作。它負(fù)責(zé)處理呼叫建立、切換、數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理等功能。作用BSC是GSM網(wǎng)絡(luò)的核心，它連接了基站子系統(tǒng)(BSS)和核心網(wǎng)絡(luò)(CN)，并負(fù)責(zé)管理無線資源、控制呼叫、分配信道以及處理移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間的通信?；颈O(jiān)控實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測基站各項(xiàng)參數(shù)，如信號(hào)強(qiáng)度、流量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。故障報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)基站出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，并提供故障信息。性能分析收集和分析基站運(yùn)行數(shù)據(jù)，評(píng)估性能指標(biāo)，并提供優(yōu)化建議。遠(yuǎn)程管理通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問基站設(shè)備，進(jìn)行配置管理、故障排除等操作。GSM基站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃覆蓋規(guī)劃確保信號(hào)覆蓋區(qū)域，滿足用戶需求。容量規(guī)劃根據(jù)用戶數(shù)量和流量需求，設(shè)計(jì)基站容量。小區(qū)優(yōu)化調(diào)整基站參數(shù)，提升信號(hào)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。覆蓋規(guī)劃信號(hào)強(qiáng)度確保每個(gè)區(qū)域都有足夠的信號(hào)強(qiáng)度，提供良好的用戶體驗(yàn)。覆蓋范圍規(guī)劃基站位置，確保覆蓋目標(biāo)區(qū)域，包括城市、郊區(qū)和鄉(xiāng)村。建筑物影響考慮建筑物對(duì)信號(hào)的影響，確保室內(nèi)覆蓋，并優(yōu)化室外覆蓋。容量規(guī)劃用戶數(shù)量預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)，該區(qū)域的用戶增長趨勢。業(yè)務(wù)需求考慮語音通話、數(shù)據(jù)流量等不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備評(píng)估現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備容量，并預(yù)測未來可能需要的設(shè)備升級(jí)。小區(qū)優(yōu)化覆蓋范圍優(yōu)化通過調(diào)整天線方向、功率等參數(shù)，提升信號(hào)覆蓋范圍，減少盲區(qū)。信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)化優(yōu)化天線位置、功率等參數(shù)，提高信號(hào)強(qiáng)度，改善通話質(zhì)量。容量優(yōu)化通過增加基站數(shù)量、使用更先進(jìn)的設(shè)備等手段，提高網(wǎng)絡(luò)容量，滿足用戶增長需求。GSM基站維護(hù)管理日常巡檢定期檢查基站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保設(shè)備正常工作。故障診斷及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決基站設(shè)備出現(xiàn)的故障，保證通信質(zhì)量。軟硬件升級(jí)定期更新基站軟件和硬件，提升網(wǎng)絡(luò)性能和安全性。日常巡檢1設(shè)備狀態(tài)檢查檢查基站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括電源、風(fēng)扇、溫度等2信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測監(jiān)測信號(hào)強(qiáng)度、干擾水平、掉話率等指標(biāo)