移动通信基站基础知识关键词: 移动通信基站, GSM 基站,GSM 基站优化摘要: 移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。
随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及 IP 化。
本讲座主要介绍移动通信基站基础知识、GSM 基站简介、GSM 基站的优化、GSM 基站的维护及移动通信基站对健康的影响。
移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。
随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及 IP 化。
本讲座主要介绍移动通信基站基础知识、 GSM 基站简介、GSM 基站的优化、GSM 基站的维护及移动通信基站对健康的影响。
(一).移动通信基站基础知识在城市，基地站可以安装在办公楼中；在农村，安装在集装箱。
基地站是一套为无线小区服务的设备，通常是一个全向或三个扇形无线小区。
90 年代初中国移动通信市场上竞争的有美国的摩托罗拉、瑞典的爱立信及日本的 NEC 公司。
三者生产 TACS 制系统均有一定的经验。
TACS 制式基地站包括无线收、发信设备及其接口或控制系统。
通常基地站有两种控制方式，一种是由移动业务交换中心直接控制，基地站除配备收发信设备外，只有必要的各种接口，爱立信及 NEC 两家公司即采用这种方式；而另一种是基地站具有控制系统(BSC)，即具有一定的智能，摩托罗拉公司即是这种方式。
摩托罗拉公司的设备有两种系列。
图 1 是一个典型 HC 系列 5 个机架基地站的组合固，从右到左看，第一个是电源架，第二、第三是发信架，第四个是收信架，第五个是基地站控制系统(BSC)及音频架。
一个发信架包括 8 个话音信道和一个控制信道。
现两个发信架互为主备用状态，自动倒换，即采用所谓冗余式。
图 2 是一个典型 LD 系列3 个机架基地站的组合图，从右到左看，第一个是电源架，第二、三个是收发信架(包括基地站控制系统)。
一个收、发信架有 8 个话音信道和两个控制信道。
每一个电源架只能提供两个收、发信架的需要，当根据扩容需要增加收、发信架时，电源架也必须相应地增加。
每增加一个机架就可增加 10 个话音信道，可根据所需信道数组成多机架，最多可达 13 个。
由于摩托罗拉公司的基地站设备具有一定的智能，它可以分担移动业务交换中心的部分功能，所以从基地站到移动业务交换中心的接续和挂机过程与爱立信及 NEC 两家公司不同，其移动用户被呼过程，如图 3 所示。
移动用户主呼过程，如图 4 所示。
移动用户释放过程，如图 5 所示。
图 1. HC 系列 5 机架基地站的组合图图 2. LD 系列 3 个机架基地站的组合图图 3. 移动用户被呼过程示意图图 4. 移动用户主呼过程示意图图 5. 移动用户呼叫释放过程示意图下面以爱立信的基地站设备(RBS883)为主进行简要介绍。
其基地站主要作用是处理基地站与移动台之间的无线通信，为数据和话音信号，在 MSC 与 MS 之间起中继作用。
在通话期间，基地站利用监测音(SAT)和测量接收信号强度的方法，监示无线传输质量。
其基地站设备主要由一至多部收发信机架(根据信道的需要)、交换机与无线信道接口机架、电源架及天线等组成。
一、收、发信机架(单机架) 收发信机架上具有与移动台进行无线通信所需的全部设备。
它包括：信道单元、发射机 (TX)合成器、接收机(RX)多路耦合器(MC)、信号强度接收机(SR)、参考振荡器(用于 CMS8810)、控制信道备用倒换(CCRS)、信道测试器(CT)、功率监视单元(PMU)等功能块，其组成框图及其在机架中的位置，如图 6 及图 7 所示。
图 6. 无线信道（RCG）功能块框图图 7. 无线柜（架） 1、信道单元控制信道和话音信道的信道单元是相同的。
每个信道单元由一个发射机、一个接收机、一个控制单元和一个功率放大器组成。
功率放大器有三种，它们的输出功率分别是：10W、 25W 及 40W；究竞选年哪一种，取决于小区覆盖半径的大小。
为了获得所需的覆盖，在安装时可在三种功率放大器中选择一个。
发射机的输出功率受软件(SW)和硬件(HW)控制。
硬件是装在收发信盘(TRM)面板上的一个电位器，可用人工进行调整，调节围可从最大输出功率下调 20dB。
软件调节有 7 个档次，每档 4dB 调低输出功率。
硬件和软件控制后的最小输出功率为 100mW。
收发信盘(TRM)装在一个双面铝／锌合金材料铸成的盒子里。
发信机(除功率放大器外)、接收机和电源装在一边，控制单元(CU)装在另一边，功率放大器(PA)单独地用螺丝固定在收发信盘的后面，并配有一个温控电扇。
一个基地站可以由一个或几个收发信机架组成，最多 96 个信道单元。
在同一个机架中的信道单元，可由 MSC 指令分配给本基地站的不同无线小区。
同样，信道单元也能指定为话音信道、控制信道或作信号强度接收机。
通常 CMS8810 机第一信道为控制信道，2~8 信道为话音信道单元，第二信道(Ch2)为备用控制信道单元。
控制单元由微处理机组成，为信道单元的智能部分，它负责管理送向 MSC 的信令过程和送向 MS 的信令，并负责对收发信单元的控制，同时也负责测量来自 MS 话音信道的质量和整个收发信单元的故障监测。
2、接收机多路耦合器(MC) 单机架(A 机架)的接收机多路耦合器，用于把接收信号分配给二个功率分配器。
每个分配器所引入的 6dB 衰耗，由多路藕合放大器的增益(前置放大器)来补偿。
功率分配器是无源的，没有截止频率，输出端口之间的隔离大于30dB。
多路耦合器由带通滤波器、放大器和功率分配器等组成。
放大器的电流是受到监视的，如果出现故障，有告警信号指示，并把告警信号送到配线单元(DBU)。
不同频段使用不同形式的多路耦合器(MC)。
当收发信单元的数量超过16 时，需要配置一个主功率分配器(MPS)，它可以把功率分配给四个功率分配器；当数量超过 32 个时，需要增加第二个主功率分配器。
因此，在多个机架的情况下，一个接收机多路耦合器最多可容纳 48 个信道接收机和 2 个信号强度接收机。
3、信号场强接收盘(SR) SR 由接收机和控制单元组成，其性能指标与信道收信单元相同。
SR 按照 MSC 的指令，连续地、逐路地对邻近无线小区的信道进行扫描，并把测量结果送到 MSC；MSC 根据测量结果，判断一个行进中正在通话的移动台是否需要进行交换(信道转换)，即是否转换到所考虑的邻近无线小区中。
4、参考振荡器(ROU) ROU 是一个高稳定度的振荡器，可产生一个 31．250kHz，具有 0．25ppm 频率稳定度的信号。
此信号分配给所有信道单元发射机、接收机的频率发生器中，作本机振荡器锁相环的参考信号。
该信号具有两种形式：一种是数字形式(采用 PCM 方式)，用于 MSC 的交换机与无线接口机架之间；另一种为模拟形式，用于模拟信令时的调制与解调。
当采用 PCM 连接时，ROU 的输出信号作为 PCM 的外部基准。
当交换机与无线信道接口机架(ERl)收到一个来自 MSC 的时钟信号(2048000 土 0．000005Hz)时，把它转换成收发信单元的本地振荡器锁相环所需的参考信号。
这个参考振荡单元中，还有一个稳定度为 1．5ppm／a 的普通温度补偿晶体振荡器，作为 PCM 外部基准的备用。
模拟方式不设外部基准，但配以具有晶体恒温箱的高稳定度部振荡器，它的稳定度可达到 0．25ppm／a。
所有的收发信机均有自己的石英晶体振荡器。
ROU 系统发生故障时，当例如锁相环(PLL) 失锁，在参考振荡单元(ROU)发出告警信号的同时，它们自动投入运行。
使用 ROU 系统的优点是，每年维护时只需对一个振荡器核对即可，而无需涉及每一信道单元的各振荡器。
ROU 通过配线单元(DBU)把参考信号分配到每个收发信单元、信号场强接收盘、信道测试盘等。
它最多可供 6 个机架。
5、信道测试盘(CT)CT 是受 MSC 操作人员控制的设备，用来测试基地站的无线信道设备，并把测试结果通过数据线送回 MSC。
信道测试盘是由收发信机和控制单元组成，其接收机用同轴电缆与收发信单元的发信机相连，同时与星形联结器上的测试结点相连，其发射机通过多路耦合器的测试结点与收发信单元的接收机连接。
它能连接 9 个发射机和 3 个接收机天线。
6、功率监测单元(PMU) 它联接在功率合成器的输出端，通过定向耦合器获取信号，测得天线馈线电缆上的前向和反射的功率，以达到监视前向和反射功率的目的。
当反射功率太高时，就会启动告警。
每个发射天线需要一个功率监测单元。
7、控制信道备用倒换单元(CCRS) CCRS 由高频(RF)同轴继电器和控制逻辑电路组成。
它有两种工作状态：正常和倒换。
当处于正常状态时，控制信道(CC)作为控制信道使用，而备用控制信道(CCR)作为话音信道使用。
一旦控制信道(CC)出现故障，不能工作时，它在接到 MSC 指令后，处于倒换状态。
此时，控制信道(CC)的输出为开路，备用控制信道(CCR)代替原控制信道起控制信道的作用。
8、配线单元(DBU) 配线单元由安装在印刷电路板上的 14 个连接器组成。
机架部和相互之间所有的告警、信息分配器连接、收信连接、发信连接和参考振荡单元时钟／告警信号都与配线单元连接起来。
每个收发信盘、信号场强接收盘和信道测试盘均分别使用一个连接器。
这样，一个机架的信道盘共需 10 个连接器。
剩下的 4 个连接器，一个用来与话音信道(VC)收发信单元的所有音频线连接起来；一个连接器把来自多路耦合器(MC)和功率监测单元(PMU)的告警信号连接起来，它也把控制信号分配给控制信道备用倒换单元。
最后的两个连接器，用来连接相邻机架间的各种信号。
9、电源配线(PCB) 输入十 26V 直流的电源，通过两对导线与机架顶部位于分配单元后面的电源连接板相连。
在机架底部的电源配线条 PD1 与电源连接板上的其中一对电源输入线相连；在机架顶部的 PD2 与另一对输入线相连。
PD1 供给：多种耦合器 A、功率监视单元(PMU)、控制信道备用倒换(CCRS)、信号场强接收盘(SRM)、收发信单元 2、Ch3、Ch4、Ch5。
PD2 供给：多路耦合器 B、功率监视单元(PMU)、信道测试盘(CTM)、 Chl、 Ch6、 Ch7、 Ch8、参考振荡单元(ROU)。
如此安排即使 0 其中一对输入电源支路发生故障，其单元仍可以维持工作；当然系统的话音信道数减少了，并无接收分集。