Войти
Оборудование GSM базовая станция отображается в Немецком музее Подсистема базовой станции (BSS ) - это часть традиционной сотовой телефонной сети, которая является отвечает за обработку трафика и сигнализацию между мобильным телефоном и подсистемой сетевой коммутации. BSS выполняет перекодирование речевых каналов, выделение радиоканалов мобильным телефонам, пейджинг, передачу и по радиоинтерфейсу и множество других задач, связанных с радиосетью.
Две антенны базовой станции GSM, замаскированные под деревья в Дублине, Ирландия.
Базовая станция GSM на солнечной энергии наверху горы в пустыне Лапландии Базовая приемопередающая станция , или BTS, содержит оборудование для передачи и приема радиосигналов (приемопередатчики ), антенны и оборудование для шифрования и дешифрования связи с контроллером базовой станции (BSC). Обычно BTS для чего-либо, кроме пикосоты, будет иметь несколько приемопередатчиков (TRX), которые позволяют ей обслуживать несколько разных частот и разных секторов ячейки (в случае разбитых на сектора базовых станций).
BTS управляется родительским BSC через «функцию управления базовой станцией» (BCF). BCF реализован как отдельный блок или даже включен в TRX в компактных базовых станциях. BCF обеспечивает подключение по эксплуатации и техническому обслуживанию (OM) к системе управления сетью (NMS) и управляет рабочими состояниями каждого TRX, а также обработкой программного обеспечения и сбором аварийных сигналов.
Функции BTS различаются в зависимости от используемой сотовой технологии и оператора сотовой связи. Существуют поставщики, в которых BTS представляет собой простой приемопередатчик, который принимает информацию от мобильной станции (MS) через радиоинтерфейс Um, а затем преобразует ее в интерфейс на основе TDM (PCM), интерфейс Abis и отправляет его в BSC. Есть поставщики, которые создают свои BTS так, чтобы информация предварительно обрабатывалась, списки целевых ячеек генерировались, и даже внутрисотовая передача обслуживания (HO) могла быть полностью обработана. Преимущество в этом случае - меньшая нагрузка на дорогой интерфейс Abis.
BTS оснащены радиостанциями, которые могут модулировать уровень 1 интерфейса Um; для GSM 2G + тип модуляции - гауссова манипуляция с минимальным сдвигом (GMSK), а для сетей с поддержкой EDGE - GMSK и 8-PSK. Эта модуляция является разновидностью непрерывной фазовой частотной манипуляции. В GMSK сигнал, который должен быть модулирован на несущую, сначала сглаживается гауссовым фильтром нижних частот перед подачей на частотный модулятор, который значительно уменьшает помехи соседним каналам (помехи соседнего канала ).
Антенные сумматоры реализованы для использования одной и той же антенны для нескольких TRX (несущих), чем больше TRX объединяется, тем больше будут потери в сумматоре. Сумматоры до 8: 1 присутствуют только в микро- и пикоячейках.
Скачкообразная перестройка частоты часто используется для повышения общей производительности BTS; это включает быстрое переключение голосового трафика между TRX в секторе. За последовательностью переключения следуют TRX и трубки, использующие сектор. Доступно несколько последовательностей переключения, и последовательность, используемая для конкретной соты, постоянно транслируется этой сотой, так что она известна мобильным телефонам.
TRX передает и принимает в соответствии со стандартами GSM, которые определяют восемь временных интервалов TDMA на радиочастоту. TRX может потерять часть этой пропускной способности, так как некоторая информация требуется для широковещательной передачи на мобильные телефоны в зоне, которую обслуживает BTS. Эта информация позволяет мобильным телефонам идентифицировать сеть и получать к ней доступ. Эта сигнализация использует канал, известный как канал управления широковещательной передачей (BCCH).
Используя направленные антенны на базовой станции, каждая из которых указывает в разных направлениях, можно разделить базовую станцию на секторы так, чтобы несколько разных сот обслуживались из одного и того же места. Обычно эти направленные антенны имеют ширину луча от 65 до 85 градусов. Это увеличивает пропускную способность базовой станции (каждая частота может нести восемь речевых каналов), при этом не сильно увеличивая помехи, вызываемые соседними сотами (в любом заданном направлении транслируется только небольшое количество частот). Обычно в каждом секторе используются две антенны на расстоянии десяти или более длин волн друг от друга. Это позволяет оператору преодолевать эффекты замирания из-за физических явлений, таких как многолучевой прием. Некоторое усиление принятого сигнала на выходе из антенны часто используется для сохранения баланса между сигналом восходящей и нисходящей линий связи.
Контроллер базовой станции ( BSC), как правило, обеспечивает интеллект BTS. Обычно BSC имеет под своим контролем десятки или даже сотни BTS. BSC обрабатывает выделение радиоканалов, принимает измерения с мобильных телефонов и управляет передачей обслуживания от BTS к BTS (за исключением случая передачи обслуживания между BSC, в этом случае управление частично является обязанностью привязки MSC ). Ключевая функция BSC - действовать как концентратор, где множество различных подключений с низкой пропускной способностью к BTS (с относительно низким уровнем использования) сокращаются до меньшего количества подключений к центру коммутации мобильной связи (MSC) (с высокой степенью загрузки). В целом, это означает, что сети часто структурированы так, что многие BSC распределены в регионах рядом с их BTS, которые затем подключаются к крупным централизованным сайтам MSC.
BSC, несомненно, является наиболее надежным элементом в BSS, поскольку это не только контроллер BTS, но для некоторых поставщиков полный центр коммутации, а также узел SS7 с подключениями к MSC и обслуживающему узлу поддержки GPRS (SGSN) (при использовании GPRS ). Он также предоставляет все необходимые данные в подсистему поддержки эксплуатации (OSS), а также в центры измерения производительности.
BSC часто основан на архитектуре распределенных вычислений с избыточностью, применяемой к критически важным функциональным блокам, чтобы гарантировать доступность в случае сбоя. Резервирование часто выходит за рамки самого оборудования BSC и обычно используется в источниках питания и в передающем оборудовании, обеспечивающем интерфейс A-ter для PCU.
Базы данных для всех сайтов, включая такую информацию, как несущие частоты, списки скачкообразной перестройки частоты, уровни снижения мощности, уровни приема для вычисления границ соты, хранятся в BSC. Эти данные получены непосредственно из инженерных разработок радиопланирования, которые включают моделирование распространения сигнала, а также прогнозы трафика.
Транскодер отвечает за транскодирование кодирование голосового канала между кодированием, используемым в мобильной сети, и кодированием, используемым в мировой наземной сети с коммутацией каналов., Коммутируемая телефонная сеть общего пользования. В частности, GSM использует кодер с регулярным импульсным возбуждением и долгосрочным прогнозированием (RPE-LTP) для голосовых данных между мобильным устройством и BSS, но импульсная кодовая модуляция (A -закон или μ-закон, стандартизованный в ITU G.711 ) перед BSS. Кодирование RPE-LPC приводит к скорости передачи данных для голоса 13 кбит / с, тогда как стандартное кодирование PCM дает 64 кбит / с. Из-за этого изменения скорости передачи данных для одного и того же голосового вызова транскодер также имеет функцию буферизации, так что 8-битные слова PCM могут быть перекодированы для создания блоков трафика GSM 20 мс.
Хотя функциональные возможности транскодирования (сжатия / распаковки) определены как функция базовой станции соответствующими стандартами, есть несколько поставщиков, которые реализовали решение вне BSC. Некоторые поставщики внедрили его в отдельную стойку, используя собственный интерфейс. В архитектуре Siemens 'и Nokia транскодер представляет собой идентифицируемую отдельную подсистему, которая обычно совмещается с MSC. В некоторых системах Ericsson он интегрирован с MSC, а не с BSC. Причина такой конструкции заключается в том, что если сжатие голосовых каналов выполняется на сайте MSC, количество фиксированных каналов передачи между BSS и MSC может быть уменьшено, что снижает затраты на сетевую инфраструктуру.
Эта подсистема также называется блоком транскодирования и адаптации скорости (TRAU ). Некоторые сети используют 32 кбит / с ADPCM на наземной стороне сети вместо 64 кбит / с PCM, и TRAU выполняет соответствующее преобразование. Когда трафик является не голосом, а данными, такими как факс или электронная почта, TRAU включает функцию адаптации скорости, чтобы обеспечить совместимость между скоростями передачи данных BSS и MSC.
Блок управления пакетами (PCU) является поздним дополнением к стандарту GSM. Он выполняет некоторые из задач обработки BSC, но для пакетных данных. Распределение каналов между голосом и данными контролируется базовой станцией, но как только канал выделен для PCU, PCU берет на себя полный контроль над этим каналом.
PCU может быть встроен в базовую станцию, встроен в BSC или даже, в некоторых предлагаемых архитектурах, он может находиться на сайте SGSN. В большинстве случаев PCU - это отдельный узел, активно взаимодействующий с BSC на стороне радиосвязи и SGSN на стороне Gb.
Изображение сети GSM, показывающее интерфейсы BSS к MS, NSS и базовой сети GPRS 