淺說GSM基站

楊彥偉 廖杰



　　基站子系統(tǒng)(BSS)是移動通信系統(tǒng)中與無線蜂窩網(wǎng)絡關系最直接的基本組成部分。在整個移動網(wǎng)絡中基站主要起中繼作用�；�站與基站之間采用無線信道連接，負責無線發(fā)送、接收和無線資源管理。而主基站與移動交換中心(MSC)之間常采用有線信道連接，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間的通信連接。說得更通俗一點，基站之間主要負責手機信號的接收和發(fā)送，把收集到的信號簡單處理之后再傳送到移動交換中心，通過交換機等設備的處理，再傳送給終端用戶，也就實現(xiàn)了無線用戶的通信功能。所以基站系統(tǒng)能直接影響到手機信號接收和通話質(zhì)量的好壞。



　　一個基站的選擇，需從性能、配套、兼容性及使用要求等各方面綜合考慮，其中特別注意的是基站設備必須與移動交換中心相兼容或配套，這樣才能取得較好的通信效果。基站子系統(tǒng)主要包括兩類設備：基站收發(fā)臺(BTS)和基站控制器(BSC)。



一、基站收發(fā)臺



　　大家常看到房頂上高高的天線，就是基站收發(fā)臺的一部分。一個完整的基站收發(fā)臺包括無線發(fā)射/接收設備、天線和所有無線接口特有的信號處理部分�；�站收發(fā)臺可看作一個無線調(diào)制解調(diào)器，負責移動信號的接收、發(fā)送處理。一般情況下在某個區(qū)域內(nèi)，多個子基站和收發(fā)臺相互組成一個蜂窩狀的網(wǎng)絡，通過控制收發(fā)臺與收發(fā)臺之間的信號相互傳送和接收來達到移動通信信號的傳送，這個范圍內(nèi)的地區(qū)也就是我們常說的網(wǎng)絡覆蓋面。如果沒有了收發(fā)臺，那就不可能完成手機信號的發(fā)送和接收�；�站收發(fā)臺不能覆蓋的地區(qū)也就是手機信號的盲區(qū)。所以基站收發(fā)臺發(fā)射和接收信號的范圍直接關系到網(wǎng)絡信號的好壞以及手機是否能在這個區(qū)域內(nèi)正常使用。



　　基站收發(fā)臺在基站控制器的控制下，完成基站的控制與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)手機通信信號的收發(fā)與移動平臺之間通過空中無線傳輸及相關的控制功能。收發(fā)臺可對每個用戶的無線信號進行解碼和發(fā)送。



　　基站使用的天線分為發(fā)射天線和接收天線，且有全向和定向之分，一般可有下列三種配置方式：發(fā)全向、收全向方式；發(fā)全向、收定向方式；發(fā)定向、收定向方式。從字面上我們就可以理解每種方式的不同，發(fā)全向主要負責全方位的信號發(fā)送；收全向自然就是個方位的接收信號了；定向的意思就是只朝一個固定的角度進行發(fā)送和接收。一般情況下，頻道數(shù)較少的基站(如位于郊區(qū))常采用發(fā)全向、收全向方式，而頻道數(shù)較多的基站采用發(fā)全向、收定向的方式，且基站的建立也比郊區(qū)更為密集。



　　由于信號傳輸?shù)交�站時可能比較弱，并且有一定的信號干擾，所以要經(jīng)預選器模塊濾波和放大，進行雙重變頻、放大和鑒頻處理。輸入的高頻信號經(jīng)放大后送入第一變頻器，由變頻器提供的第一本機振蕩信號頻率為766.9125-791.8875MHz，下變頻后，產(chǎn)生123.1MHz的第一中頻信號。第一中頻信號經(jīng)放大、濾波、混頻后，產(chǎn)生第二中頻信號(21.3875MHz)，它經(jīng)過放大、濾波后送到中頻集成塊。



　　由中頻集成塊(包含第二中頻信號放大器、限幅器和鑒頻器)產(chǎn)生的音頻輸出信號和接收信號強度指示信號(RSSI)送到音頻/控制板，在音頻信號控制板內(nèi)，由分集開關不斷地比較奇數(shù)和偶數(shù)信號，并選擇其中的較強信號，通過音頻電路傳送到移動控制中心去。



　　基站發(fā)射機工作原理是：把由頻率合成器提供的頻率為766.9125-791.8875MHz的載頻信號與168.1MHz的已調(diào)信號，分別經(jīng)濾波進入雙平衡變頻器，并獲得頻率為935.0125-959.9875MHz的射頻信號，此射頻信號再經(jīng)濾波和放大后進入驅(qū)動級，驅(qū)動級的輸出功率約2.4W，然后加到功率放大器模塊。功率控制電路采用負反饋技術自動調(diào)整前置驅(qū)動級或推動級的輸出功率以使驅(qū)動級的輸出功率保持在額定值上。也就是把接收到的信號加以穩(wěn)定再發(fā)送出去，這樣可有效地減少或避免通信信號在無線傳輸中的損失，保證用戶的通信質(zhì)量。功率放大器模塊的作用是把信號放大到10W，不過這也依據(jù)實際情況而定，如果小區(qū)發(fā)射信號半徑較大，也可采用25W或40W的功放模塊，以增強信號的發(fā)送半徑。



二、基站控制器



　　基站控制器包括無線收發(fā)信機、天線和有關的信號處理電路等，是基站子系統(tǒng)的控制部分。主要包括四個部件：小區(qū)控制罪(CSC)、話音信道控制器(VCC)、信令信道控制器(SCC)和用于擴充的多路端接口(EMPI)。一個基站控制器通�？刂茙讉�基站收發(fā)臺，通過收發(fā)臺和移動臺的遠端命令，基站控制器負責所有的移動通信接口管理，主要是無線信道的分配、釋放和管理。當你使用移動電話時，它負責為你打開一個信號通道，通話結(jié)束時它又把這個信道關閉，留給其他人使用。除此之外，還對本控制區(qū)內(nèi)移動臺的越區(qū)切換進行控制。如你在使用手機時跨入另一個基站的信號收發(fā)范圍時，控制器又負責在另一個基站之間相互切換，并保持始終與移動交換中心的連接。



　　GSM系統(tǒng)越區(qū)時采用切換方式，即當用戶到達小區(qū)邊界時，手機會先與原來的基站切斷聯(lián)系，然后再與新的服務小區(qū)的基站建立聯(lián)系，當新的服務小區(qū)繁忙時，不能提供通話信道，這時就會發(fā)生掉線現(xiàn)象。因此，用戶在使用手機通話時，應盡量避免在四角盲區(qū)使用，以減少通話掉線的機率。



　　控制器的核心是交換網(wǎng)絡和公共處理器(CPR)。公共處理器對控制器內(nèi)部各模塊進行控制管理，并通過X.25通信協(xié)議與操作維護中心(OMC)相連接。交換網(wǎng)絡將完成接口和接口之間的64kbit/s數(shù)據(jù)/話音業(yè)務信道的內(nèi)部交換�？刂破魍ㄟ^接口設備數(shù)字中繼器(DTC)與移動交換中心相連，通過接口設備終端控制器(TCU)與收發(fā)臺相連，構(gòu)成一個簡單的通信網(wǎng)絡。



　　在整個蜂窩移動通信系統(tǒng)中，基站子系統(tǒng)是移動臺與移動中心連接的橋梁，其地位極其重要。整個覆蓋區(qū)中基站的數(shù)量、基站在蜂窩小區(qū)中的位置，基站子系統(tǒng)中相關組件的工作性能等因素決定了整個蜂窩系統(tǒng)的通信質(zhì)量。基站的選型與建設，已成為組建現(xiàn)代移動通信網(wǎng)絡的重要一環(huán)。




----《現(xiàn)代通信》