什么是基站内的bts

gsm900和dcs1800就是我们平常讲的双频网络，它们都是gsm标准。两个系统 功能相同，主要是频率不同，gsm900工作在900mhz，dcs1800工作在1800mhz。我国最早使用 的是gsm900，随着通信网络规模和用户数量的迅速发展，原有的gsm900网络频率变得日益紧 张，为更好地满足用户增长的需求，我国近期引入了dcs1800，并采用以gsm900网络为依托， dcs1800网络为补充的组网方式，构成gsm900／dcs1800双频网，以缓和高话务密集区无线信 道日趋紧张的状况。只要用户使用的是双频手机，就可在gsm900／dcs1800两者之间自由切 换，自动选择最佳信道进行通话，即使在通话中手机也可在两个网络之间自动切换而用户毫 无察觉，而且手机选择了最佳信道，接通率得到了提高。为适应这个趋势，进一步抢占市场 份额，诺基亚、摩托罗拉、爱立信等世界著名移动电话设备生产厂商竞相开发并推出多频段 手机。　　（一）gsm系统的网络结构　　gsm的历史可以追溯到1982年，当时，北欧四国向cept（conference europe of post and telecommunications)提交了一份建议书，要求制定900mhz频段的欧洲公共电信业务规范，以建立全欧统一的蜂窝系统。同年，成立了移动通信特别小组（gsm-group special mobile)。在1982年～1985年期间，讨论焦点是制定模拟蜂窝网标准还是制定数字蜂窝网 标准问题，直到1986年决定为制定数字蜂窝网标准。1986年，在巴黎对不同公司、不同 方案的系统（8个）进行了比较，包括现场试验。1987年5月选定窄带tdma方案。与此同 时，18个**签署了谅解备忘录，相互达成履行规范的协议。1988年颁布了gsm标准， 也称泛欧数字蜂窝通信标准。在现阶段，gsm包括两个并行的系统：gsm900和dcs1800， 这两个系统功能相同，主要是频率不同。在gsm建议中，未对硬件作出规定，只对功能 和接口制定了详细规定，这样便于不同产品可以互通。gsm建议共有12个系统。　　1.gsm系统的主要组成　　gsm数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。 基站子系统（简称基站bs）由基站收发台（bts）和基站**（bsc）组成；网络子系 统由移动交换中心（msc）和操作维护中心（omc）以及原地位置寄存器（hlr）、访问 位置寄存器（vlr）、鉴权中心（auc）和设备标志寄存器（eir）等组成。　　*移动台（ms）即便携台（手机）或车载台。也可以配有终端设备（te）或终端 适配器（ta）。　　移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块（sim），sim卡和硬件设备一起组 成移动台。没有sim卡，ms是不能接入gsm网络的（紧急业务除外）。　　*基站收发台（bts）包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、**、 支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，连接基站**的接口 电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。　　*基站**（bsc）是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台 和操作维修中心之间交换信息提供接口。一个基站**通常控制几个基站收发台，其 主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移 动台的过区切换进行控制等。　　*移动交换中心（msc）是蜂窝通信网络的核心，其主要功能是对位于本msc控制 区域内的移动用户进行通信控制和管理。例如：　　1）信道的管理和分配；　　2）呼叫的处理和控制；　　3）过区切换和漫游的控制；　　4）用户位置信息的登记与管理；　　5）用户号码和移动设备号码的登记和管理；　　6）服务类型的控制；　　7）对用户实施鉴权；　　8）为系统中连接别的msc及为其它公用通信网络，如公用交换电信网（pstn）、综合 业务数字网（**dn）和公用数据网（pdn）提供链路接口，保证用户在转移或漫游的 过程中实现无间隙的服务。　　由此可见，msc的功能与固定网络的交换设备有相似之处（如呼叫的接续和信息 的交换），也有特殊的要求（如无线资源的管理和适应用户移动性的控制）。　　*原地位置寄存器（hlr）是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。在蜂窝通 信网中，通常设置若干个hlr，每个用户都必须在某个hlr（相当于该用户的原籍）中登 记。登记的内容分为两类：一种是永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的 优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数， 即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到hlr所服务的区域外，hlr也要登记由 该区传送来的位置信息。这样做的目的是保证当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动 用户时，均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立起 通信链路。　　*访问位置寄存（vlr）是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。一个vlr通 常为一个msc控制区服务，也可为几个相邻msc控制区服务。当移动用户漫游到新的msc 控制区时，它必须向该地区的vlr申请登记。vlr要从该用户的hlr查询有关的参数，要 给该用户分配一个新的漫游号码（msrn），并通知其hlr修改该用户的位置信息，准备 为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。如果移动用户由一个vlr服务区移动到另 一个vlr服务区时，hlr在修改该用户的位置信息后，还要通知原来的vlr，删除此移动 用户的位置信息。　　*鉴权中心（auc）的作用是可靠地识别用户的身份，只允许有权用户接入网络并 获得服务。　　*设备标志寄存器（eir）是存储移动台设备参数的数据库，用于对移动设备的鉴 别和监视，并拒绝非移动台入网。　　*操作和维护中心（omc）的任务是对全网进行监控和操作，例如系统的自检、报 警与备用设备的激活、系统的故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的记录与传 递，以及各种资料的收集、分析与显示等。　　以上概括地介绍了数字蜂窝系统中各个部分的主要功能。在实际的通信网络中， 由于网络规模的不同，营运环境的不同和设备生产厂家的不同，以上各个部分可以有 不同的配置方法，比如把msc和vlr合并在一起，或者把hlr、eir和auc合并在一起。不 过，为了各个厂家所生产的设备可以通用，上述各组成部分的连接都必须严格地符合 规定的接口标准。gsm系统遵循ccitt建议的公用陆地移动通信网（plmn）接口标准， 采用7号信令支持plmn接口进行所需的数据传输。共分：　　1）移动台与基站之间的接口（um);　　2)基站与移动交换中心之间的接口（a）；　　3）基站收发台与基站**之间的接口（ab**)（基站收发台与基站**不配置在一 起时，使用此接口）；　　4）移动交换中心与访问位置寄存器之间的接口（b）；　　5）移动交换中心与原地位置寄存器之间的接口（c）；　　6）原地位置寄存器与访问位置寄存器之间的接口（d）；　　7）移动交换中心之间的接口（e）；　　8）移动交换中心与设备标志寄存器之间的接口（f）；　　9）访问位置寄存器之间的接口（g）　　。 有关接口标准的详细规定可查阅gsm标准，这里不作介绍。　　2.gsm的区域、号码、地址与识别　　1）区域划分 从地理位置范围来看，gsm系统分为gsm服务区，公用陆地移动网（plmn）业务区、移动 交换控制区（msc区）、位置区（la）、基站区和小区。　　*gsm服务区 由联网的gsm全部成员国组成，移动用户只要在服务区内，就能得到系统的各种服 务，包括完成国际漫游。　　*plmn业务区　　由gsm系统构成的公用陆地移动网（gsm/plmn）处于国际或国内汇接交换机的级别 上，该区域为plmn业务区，它可以与公用交换电信网（pstn）、综合业务数字网（**dn） 和公用数据网（pdnn）互连，在该区域内，有共同的编号方法及路由规划。一个plmn 业务区包括多个msc业务区，甚至可扩展全国。　　*msc业务区　　在该区域内，有共同的编号方法及路由规划。由一个移动交换中心控制区域称为 msc业务区。一个msc区可以由一个或多个位置区组成。　　*位置区　　每一个msc业务区分成若干位置区（la），位置区由若干基站区组成，它与一个或 若干个基站**（bsc）有关。在位置区内移动台移动时，不需要作位置更新。当寻 呼移动用户时，位置区内全部基站可以同时发寻呼信号。系统中，位置区域以位置区 识别码（lai）来区分msc业务区的不同位置区。　　*基站区　　一般指一个基站**所控制若干个小区的区域称为基站区。　　*小区　　小区也叫蜂窝区，理想形状是正六边形，一个小区包含一个基站，每个基站包含 若干套收，发信机，其有效覆盖范围决定于发射功率、天线高度等因素，一般为几公 里。基站可位于正六边形中心，采用全向天线，称为中心激励；也可位于正六边形顶 点（相隔设置），采用120度或60度定向天线，称为顶点激励。　　若小区内业务量激增时，小区可以缩小（一分为四），新的小区俗称“小小区”， 在蜂窝网中称为小区**。　　2）识别号码　　gsm网络是十分复杂的，它包括交换系统，基站子系统和移动台。移动用户可以 与市话网用户、综合业务数字网用户和其它移动用户进行接续呼叫，因此必须具有多 种识别号码。　　1>国际移动用户识别码（imsi）　　国际移动用户识别码是用于识别gsm/plmn网中用户，简称用户识别码，根据gsm 建议，imsi最大长度为15位十进制数字。　　mcc mnc msin/nmsi　　3位数字 1或者2位数字 10-11位数字　　mcc-移动**码，3位数字。如**的mcc为460。　　mnc-移动网号，最多2位数字。用于识别归属的移动通信网（plmn）。　　msin-移动用户识别码。用于识别移动通信网中的移动用户。　　nmsi-国内移动用户识别码。由移动网号和移动用户识别码组成。　　2>临时用户识别码（tmsi）　　为安全起见，在空中传送用户识别码时用tmsi来代替imsi，因为tmsi只在本地有效（即 在该msc/vlr区域内），其组成结构由管理部门选择，但总长不超过4个字节。　　3>国际移动设备识别码（imei）　　imei是唯一的，用于识别移动设备的号码。用于监控被窃或无效的这一类移动设备，　　tac - type approval code (tac) 型号批准码，由欧洲型号批准中心分配。 前2位为**码。(例如：nokia的,ericsson的,motorola的,又各式各样不同型号的 批准码又不尽相同,如同是ericsson的,gh388和gf388就不一样，虽然只差有无盖; 但只要是同一型号的,前六码一定一样,如果不一样,可能是冒牌货!) fac - final assembly code (fac)最后装配码，表示生产厂或最后装配地， 由厂家编码。如40的话,是motorola在英国(uk)的工厂,07也是motorola的工厂,在 德国，67的话也是,在美国本地。对nokia，fac是51。　　snr - serial number (snr)序号码，独立地、唯一地识别每个tac和fac移 动设备，所以同一个牌子的同一型号的snr是不可能一样的。　　sp - spare备用码，通常是0。　　4>移动台pstn/**dn号码（ms**dn）　　ms**dn用于公用交换电信网（pstn）或综合业务数字网（**dn）拨向gsm 系统的号码，构成如下：　　ms**dn=cc+ndc+sn（总长不超过15位数字）　　cc=**码（如**为86），ndc=国内地区码，sn=用户号码　　5>移动台漫游号码（msrn）　　当移动台漫游到另一个移动交换中心业务区时，该移动交换中心将给移动台分配 一个临时漫游号码，用于路由选择。漫游号码格式与被访地的移动台pstn/**dn号码格 式相同。当移动台离开该区后，被访位置寄存器（vlr）和原地位置寄存器（hlr）都 要删除该漫游号码，以便可再分配给其它移动台使用。　　msrn分配过程如下：　　市话用户通过公用交换电信网发ms**dn号至gsmc、hlr。hlr请求被访msc/vlr分配 一个临时性漫游号码，分配后将该号码送至hlr。hlr一方面向msc发送该移动台有关参 数，如国际移动用户识别码（imsi）；另一方面hlr向gmsc告知该移动台漫游号码， gmsc即可选择路由，完成市话用户->gmsc->msc->移动台接续任务。　　6>位置区识别码（lai）　　lai用于移动用户的位置更新。 lai=mcc+mnc+lac 。mcc=移动**码，识别**， 与imsi中的三位数字相同。mnc=移动网号，识别不同的gsmplmn网，与imsi中的mnc相 同。lac=位置区号码，识别一个gsmplmn网中的位置区。lac的最大长度为16bits,一 个gsmplmn中可以定义65536个不同的位置区。　　7>小区全球识别码（cgi）　　cgi是用来识别一个位置区内的小区。它是在位置区识别码（lai）后加上一个小 区识别码（ci)　　cgc=mcc+mnc+lac+ci。　　ci=小区识别码，识别一个位置区内的小区，最多为16bits。　　8>基站识别码（bsic）　　bsic用于移动台识别不同的相邻基站，bsic采用6比特编码。　　（二）gsm系统信道分类　　蜂窝通信系统要传输不同类型的信息，包括业务信息和各种控制信息，因而要在物理 信道上安排相应的逻辑信道。这些逻辑信道有的用于呼叫接续阶段，有的用于通信进行 当中，也有的用于系统运行的全部时间内。　　1、业务信道（tch）传输话音和数据　　话音业务信道按速率的不同，可分为全速率话音业务信道（tch/fs）和半速率话音 业务信道（tch/hs）。　　同样，数据业务信道按速率的不同，也分为全速率数据业务信道（如tch/f9.6， tch/f4.8，tch/f2.4）和半速率数据业务信道（如 tch/h4.8,tch/h2.4)（这里的数 字9.6,4.8和2.4表示数据速率，单位为kb/s)。　　2、控制信道（cch）传输各种信令信息　　控制信道分为三类：　　1）广播信息（bch）是一种“一点对多点”的单方向控制信道，用于基站向所有移 动台广播公用信息。传输的内容是移动台入网和呼叫建立所需要的各种信息。其中又分 为：　　a、频率校正信道（fcch）：传输供移动台校正其工作频率的信息　　b、同步信道（sch）：传输供移动台进行同步和对基站进行识别的信息；　　c、广播控制信道（bcch）：传输通用信息，用于移动台测量信号强度和识别小区 标志等。　　2）公共控制信道（ccch）是一种“一点对多点”的双向控制信道，其用途是在呼 叫接续阶段，传输链路连接所需要的控制信令与信息。其中又分为：　　a、寻呼信道（pch）：传输基站寻呼移动台的信息；　　b、随机接入信道（rach）：移动台申请入网时，向基站发送入网请求信息；　　c、准许接入信道（agch）：基站在呼叫接续开始时，向移动台发送分配专用控制 信道的信令。　　3）专用控制信道（dcch）是一种“点对点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接 续阶段和在通信进行当中，在移动台和基站之间传输必需的控制信息。其中又分为　　a、独立专用控制信道（sdcch）：传输移动台和基站连接和信道分配的信令；　　b、慢速辅助控制信道（sacch）：在移动台和基站之间，周期地传输一些特定的信 息，如功率调整、帧调整和测量数据等信息；sacch是安排在业务信道和有关的控制信 道中，以复接方式传输信息。安排在业务信道时，以sacch/t表示，安排在控制信道时， 以sacch/c表示，sacch/常与sdcch联合使用。　　c、快速辅助控制信道（facch）：传送与sdcch相同的信息。使用时要中断业务信 息（4帧），把facch插入，不过，只有在没有分配sdcch的情况下，才使用这种控制信 道。这种控制信道的传输速率较快，每次占用4帧时间，约18.5ms。　　由此可见，gsm通信系统为了传输所需的各种信令，设置了多种专门的控制信道。 这样做，除因为数字传输为设置多各逻辑信道提供了可能外，主要是为了增强系统的控 制功能（比如后面将要提到的，为提高过境切换的速度而采用移动台辅助切换技术）， 也为了保证话音通信质量，在模拟蜂窝系统中，要在通话进行过程中，进行控制信息的 传输，必须中断话音信息的传输（100ms)，这就是所谓的“中断一猝发”的控制方式。 信道中断100ms，会使话音产生可以听得到的喀喇声。如果这种中断过于频繁，势必明 显地降低话音质量，因此，模拟蜂窝系统必须限制在通话过程中传输控制信息的容量。 与此不同，gsm蜂窝系统采用专用控制信道传输控制信息，除去facch外，不在通信过 程中中断话音信息，因而能保证话音的传输质量。其中facch虽然也采取“中断一猝发” 控制方式，但是只在特定场合下才使用，而且占用的时间短（18.5ms），其影响明显 减小。gsm蜂窝系统还采用信息处理技术，来估计并补偿这种因为插入facch而被删除 的话音。 20210311