1、設計題目：基于華為cBSC6600的3G接入網系統實現方案目錄摘 要1ABSTRACT21 概述31.1 移動通信的發展概況31.2 研究目標42 數字移動通信技術52.1 多址技術52.1.1 頻分多址52.1.2 時分多址52.1.3 碼分多址62.2 RAKE接收機62.3 功率控制62.3.1 反向開環功率控制72.3.2 反向閉環功率控制72.3.3 前向功率控制92.4 切換92.4.1 切換定義92.4.2 軟切換的實現92.5 CDMA系統結構102.5.1 系統的基本特點102.5.2 系統的結構與功能102.5.3 主要接口132.5.4 區域劃分133 接入網硬件系統15

2、3.1 BSC硬件功能結構153.1.1 總體結構特點153.1.2 交換模塊163.1.3 集成處理模塊173.1.4 資源和分組模塊183.1.5 時鐘系統183.2 BTS硬件功能結構203.2.1 總體結構特點203.2.2 基帶子系統213.2.3 射頻子系統214 組網方案234.1 設計目標234.2 網絡規劃234.2.1 CDMA系統容量分析234.2.2 覆蓋分析254.3 系統設計264.3.1 組網方式264.3.2 硬件配置274.4 安裝調試304.4.1 框間軟切換地面鏈路配置304.4.2 載頻相鄰關系的配置314.5 總結31謝 辭32參考文獻33 畢業設計摘

3、要摘 要在整個研究過程中，本文首先對CDMA系統原理進行探討，然后通過介紹移動通信技術原理等方面的知識，并且結合設備硬件部分的功能結構，說明了華為公司的Airbridge cBSC6600設備在該通信領域內的優越性。并根據實際情況，針對具體的應用，通過合理的系統組網設計來滿足某地區的移動通信需求，并且在此基礎之上，對硬件設備的重要參數進行合理的配置，使得系統的性能達到最佳效果，進而提高系統的整體性能。本方案力爭做到能夠根據具體的實際情況，靈活的制定相應的組網方案，建設一個高容量、廣覆蓋、性能穩定的無線通信網來滿足該區域現代通信的需要。關鍵字：CDMA、功率控制、軟切換、BSC、BTS、容量畢業

4、設計摘要ABSTRACTIn the entire research process, this article first carries on the discussion to the CDMA system principle, then through aspect and so on introduction mobile communication technology principle knowledge, and the union equipment hardware part function structure, showed HuaWei companys Airb

5、ridge the cBSC6600 equipment in this correspondence domain superiority. And acts according to the actual situation, in view of the concrete application, satisfies some local through the reasonable system network design the mobile communication demand, and above this foundation, carries on the reason

6、able disposition to the hardware equipment important parameter, causes the system performance to achieve the desired effect, then enhances the overall performance of the system. This plan argues vigorously achieves can act according to the concrete actual situation, the nimble formulation correspond

7、ing network plan, constructs high-capacity, the broad cover, the performance stable wireless communications network satisfies the need of Communications in this region today.Keywords: CDMA、Power Control、Soft Cut、BSC、BTS、Capacity1 概述1.1 移動通信的發展概況移動通信是當今通信領域內最為活躍和發展最為迅速的領域之一，也是21世紀對人類的生活和社會發展將有重大影響的科學

8、技術領域之一。移動通信是指通信雙方或至少一方是處于移動中進行信息交流的通信。20年代開始在軍事及某些特殊領域使用，40年代才逐步向民用擴展；最近十年間才是移動通信真正迅猛發展的時期，而且由于其諸多的優點，前景十分廣闊。第一代移動通信系統最早在二十世紀七十年代末出現，即模擬話音通信系統，如AMP，TACS，NMT，NTT等系統。在此基礎之上，各國又推出了今天稱為第二代移動通信系統的GSM，PDC，D-AMPS，CDMA（IS95）等。它在第一代通信技術的基礎上進步了許多，很好的解決了之前存在的種種問題，但是隨著移動通信技術的日漸成熟和運營實踐的不斷成功，以及計算機技術的飛速發展和迅速普及，對移動

9、通信系統的業務又有了更高的要求，由此第三代移動通信系統便應運而生了。自從1981年第一代以頻分多址（FDMA，frequency Division Multiple Access）技術為基礎的模擬通信系統建立使用以來，蜂窩移動通信的發展和需求大大超過了人們最初的預測。在短短幾年的時間內，模擬移動通信系統就面臨著阻塞概率增高、呼叫中斷率增高、系統干擾增大、容量受限的壓力，此時的它已經遠遠不能滿足需求了。緊接著，1992年以時分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）技術為基礎的第二代移動通信系統相繼投入使用。TDMA系統較FDMA系統來說有諸多的優勢：頻譜效率

10、提高、系統容量增大、保密性增強、標準化程度提高等等。但是TDMA系統并不能完全滿足未來發展的需要。在這種情況下以美國Qualcomm公司為首的倡導者提出了碼分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）技術的系統實現方案。大量的實驗證明CDMA具有許多TDMA技術所沒有的獨特屬性，它是移動通信環境下獲得大容量和高質量的一種靈活有效的技術，可以很好的滿足未來通信發展的需求。CDMA技術在1993年正式成為國際技術標準，目前其商用系統已經在許多國家和地區投入使用，取得了良好的用戶反映。從歷史的角度來看，第一、第二代移動通信系統是針對傳統的話音和低速的數據業務的系統。

11、而未來社會所需要的是能提供圖像、話音、數據相結合的多媒體和高速數據業務穩定服務的通信系統，另外隨著用戶的不斷增加，現有的系統遠遠不能滿足用戶容量的發展需求。而第三代移動通信系統能提供多種類型、高質量的多媒體業務，能實現全球無縫覆蓋，具有全球漫游能力，可與固定網絡相兼容，并可以小型便攜式終端在任何時候、任何地點進行任何種類的通信。由于其諸多的優點，吸引了全世界的運營商、生產廠家和廣大用戶。預計第三代移動通信系統的引入將經歷一個漸變演進的過程，并充分考慮向下兼容的原則。通信業務方面，將以第二代出現的各種業務為基礎。逐步引入寬帶及多媒體業務；通信技術方面，網絡技術和設施將與有線網的智能化、寬帶化結合

12、在一起，通過一種演變的過程進入第三代，而無線傳輸技術將經歷一場革命，為第三代移動通信新業務的提供奠定基礎。1.2 研究目標為了實現我們的研究目標，在此將采用理論和實際相結合的原則。在理論方面，我們需要掌握和分析CDMA移動通信系統的核心技術，例如為什么要采用該項技術，它存在哪些優缺點，以及整個CDMA移動通信系統在實際當中是如何規劃和實現的；在實際應用中，需要將技術理論同實際情況相結合，根據具體的實際需求合理的分配有限的資源，力爭達到最優的組網效果。最后，還要運用現已掌握的技術手段，對硬件系統進行合理的優化配置，盡最大努力使之實際運行效果接近理論值，也就是利用華為公司所提供的接入網系統設備實現

13、最佳的系統性能。除此之外，還需要在研究過程中不斷的發現問題，解決問題，在具體的實踐當中尋找“捷徑”，提高我們的工作效率，尋找更有效的研究方法。在此將采用華為技術有限公司提供的CDMA通信系統接入網設備實現網絡的覆蓋。該設備有著很強的系統性能，一方面通過對移動通信技術原理和產品硬件知識的研究，更進一步的了解CDMA通信系統的技術特性，另一方面根據實際的用戶需求，合理的對硬件系統進行配置，提供最優的方案來解決實際的網絡覆蓋。2 數字移動通信技術2.1 多址技術多址技術可以使眾多的用戶共用公共的通信線路。為使信號多路化而實現多址的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時間或代碼分隔的多址連接方式，即人

14、們通常所稱的頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）三種接入方式。如圖2-1表示了這三種方法簡單的概念模型。圖2-1三種多址方式概念示意圖FDMA是以不同的頻率信道實現通信的；TDMA是以不同的時隙實現通信的；CDMA是以不同的代碼序列實現通信的。2.1.1 頻分多址頻分，有時也稱之為信道化，就是把整個可分配的頻譜劃分成許多單個無線電信道，每個信道可以傳輸一路話音或控制信息。在系統的控制下，任何一個用戶都可以接入這些信道中的任何一個。模擬蜂窩系統是FDMA結構的一個典型例子，數字蜂窩系統中也同樣可以采用FDMA，只是不會采用純頻分的方式，比如GSM和CDMA系統就采用了

15、FDMA。2.1.2 時分多址時分多址是在一個帶寬的無線載波上，按時間劃分為若干個時分信道，每一用戶占用一個時隙，只在這一指定的時隙內收發信號，故稱為時分多址。此多址方式在數字蜂窩系統中采用，GSM系統也采用了此種方式。TDMA是一種較復雜的結構，最簡單的情況是單路載頻被劃分成許多不同的時隙，每個時隙傳輸一路猝發式信息。TDMA中關鍵部分為用戶部分，每一個用戶分配給一個時隙，用戶與基站之間進行同步通信，并對時隙進行計數。當自己的時隙到來時，移動臺就啟動接收和解調電路，對基站發來的猝發式信息進行解碼。同樣，當用戶要發送信息時，首先將信息進行緩存，等到自己時隙的到來。在時隙到來時，再將信息以加倍的

16、速率發射出去，然后又開始積累下一次猝發式傳輸。TDMA的一個變形是在一個單頻信道上進行發射和接收，稱之為時分雙工（TDD）。其最簡單的結構就是利用兩個時隙，一個發一個收。當移動臺發射時基站接收，基站發射時移動臺接收，交替進行。TDD具有TDMA結構的許多優點：猝發式傳輸、不需要天線的收發共用裝置等等。它的主要優點是可以在單一載頻上實現發射和接收，而不需要上行和下行兩個載頻，不需要頻率切換，因而可以降低成本。TDD的主要缺點是滿足不了大規模系統的容量要求。2.1.3 碼分多址碼分多址是一種利用擴頻技術所形成的不同的碼序列實現的多址方式。它不像FDMA、TDMA那樣把用戶的信息從頻率和時間上進行分

17、離，它可在一個信道上同時傳輸多個用戶的信息，也就是說，允許用戶之間的相互干擾。其關鍵是信息在傳輸以前要進行特殊的編碼，編碼后的信息混合后不會丟失原來的信息。有多少個互為正交的碼序列，就可以有多少個用戶同時在一個載波上通信。每個發射機都有自己唯一的代碼（偽隨機碼），同時接收機也知道要接收的代碼，用這個代碼作為信號的濾波器，接收機就能從所有其他信號的背景中恢復成原來的信息碼（這個過程稱為解擴）。第三代移動通信技術是建立在碼分多址的基礎之上的，之前已經介紹了碼分多址技術的諸多優點，也正因如此，它才能夠吸引全世界的目光，引領下一代通信網絡的發展。下面我們所討論的技術原理都是基于碼分多址的。2.2 RA

18、KE接收機RAKE接收機也稱為多徑接收機，即是指移動臺中有多個RAKE接收機，由于無線信號傳播中存在多徑效應，因此基站發出的信號會經過不同的路徑到達移動臺，經不同路徑到達移動臺的信號的時間是不同的，如果兩個信號到達移動臺處的時間差超過一個信號碼元的寬度，RAKE接收機就可將其分別成功解調，移動臺將各個RAKE接收機收到的信號進行矢量相加（即對不同時間到達移動臺的信號進行不同的時間延遲到達同相），每個接收機可單獨接收一路多徑信號，這樣移動臺就可以處理幾個多徑分量，達到抗多徑衰落的目的，提高移動臺的接收性能。基站對每個移動臺信號的接收也是采用同樣的道理，即也采用多個RAKE接收機。另外，在移動臺進

19、行軟切換的時候，也正是由于使用不同的RAKE接收機接收不同基站的信號才得以實現。2.3 功率控制由于CDMA系統不同用戶同一時間采用相同的頻率，所以CDMA系統為自干擾系統，如果系統采用的擴頻碼不是完全正交的（實際系統中使用的地址碼是近似正交的），則會造成相互之間的干擾。在一個CDMA系統中，每一碼分信道都會受到來自其它碼分信道的干擾，這種干擾是一種固有的內在干擾。由于各個用戶距離基站距離不同而使得基站接收到各個用戶的信號強弱不同，由于信號間存在干擾，尤其是強信號會對弱信號造成很大的干擾，甚至造成系統的崩潰，因此必須采用某種方式來控制各個用戶的發射功率，使得各個用戶到達基站的信號強度基本一致。

20、CDMA系統的容量主要受限于系統內部移動臺的相互干擾，所以每個移動臺的信號達到基站時都達到最小所需的信噪比，系統容量將會達到最大值。CDMA功率控制分為：前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又分為開環和閉環功率控制。2.3.1 反向開環功率控制反向開環功率控制是移動臺根據在小區中所接收功率的變化，迅速調節移動臺發射功率。其目的是試圖使所有移動臺發出的信號在到達基站時都有相同的標稱功率。開環功率控制是為了補償平均路徑衰落的變化和陰影、拐彎等效應，它必須有一個很大的動態范圍。在剛進入接入信道時：平均輸出功率=平均輸入功率73+NOM_PWRINIT_PWR其中平均功率是相對于1.23 MHz標

21、稱CDMA信道帶寬而言；INIT_PWR是對第一個接入信道序列所需作的調整；NOM_PWR是為了補償由于前向CDMA信道和反向CDMA信道之間不相關造成的路徑損耗，其后的試探序列不斷增加發射功率，直到收到一個效應或序列結束。在反向業務信道開始發送之后一旦收到一個功率控制比特，移動臺的平均輸出功率變為：平均輸出功率=平均輸入功率73+NOM_PWRINIT_PWRPWR_STEP所有閉環功率校正之和其中NOM_PWR的范圍為87dB，標稱值為0dB，INIT_PWR的范圍為1615dB，標稱值為0dB，PWR_STEP的范圍為07dB。2.3.2 反向閉環功率控制閉環功率控制是指基站下發功率控制

22、命令給移動臺，同時根據移動臺調整后的反饋結果來進行下一步的調整。閉環功率控制又可以分為內環功率控制與外環功率控制，如圖2-2所示：圖2-2 CDMA2000 1X閉環功率控制示意圖內環功率控制是指基站根據接收到的Eb/Nt（解調門限）來下發功率控制比特。當接收信號的Eb/Nt大于或等于預先設定的Eb/Nt時，基站將功率控制比特置為1；當接收信號的Eb/Nt小于預先設定的Eb/Nt時，基站將功率控制比特置為0；移動臺接收到為“1”的功率控制比特時，就降低發射功率；當移動臺接收到為“0”的功率控制比特時，就提高發射功率。外環功率控制是BSC根據接收到的反向信號的誤幀率，來調整Eb/Nt的設定值。當

23、實際接收的誤幀率高于目標誤幀率時，BSC將Eb/Nt的設定值升高；當實際接收的誤幀率低于目標誤幀率時，BSC將Eb/Nt的設定值降低。這時基站將使用新的Eb/Nt的設定值來下發功率控制比特，從而達到間接控制移動臺發射功率的目的；閉環功率控制的目的是使基站對移動臺的開環功率估計迅速做出糾正，以使移動臺保持最理想的發射功率。功率控制比特是連續發送的，速率為每比特1.25ms（即800bit/s）。“0”比特指示移動臺增加平均輸出功率，“1”比特指示移動臺減少平均輸出功率。反向外環與閉環功率控制如圖2-3所示：圖2-3反向外環與閉環功率控制示意圖2.3.3 前向功率控制基站周期性地降低發射到移動臺的

24、發射功率，移動臺測量誤幀率，當誤幀率超過預定義值時，移動臺要求基站對它的發射功率增加1，每1520ms進行一次調整。下行鏈路低速控制調整的動態范圍是6dB。移動臺的報告分為定期報告和門限報告。2.4 切換2.4.1 切換定義切換是指將一個正在進行的呼叫從一個小區轉移到另一個小區的過程。切換是用于無線傳播、業務分配、激活操作維護、設備故障等原因而產生。CDMA系統中的切換有兩類：硬切換和軟切換。硬切換是指在切換的過程中，業務信道有瞬時的中斷的切換過程。硬切換包括以下兩種情況：同一MSC中的不同頻道之間和不同MSC之間；軟切換（Soft Handoff）是指在切換過程中，在中斷與舊的小區的聯系之前

25、，先用相同頻率建立與新的小區的聯系。手機在兩個或多個基站的覆蓋邊緣區域進行切換時，手機同時接收多個基站的信號，幾個基站也同時接收該手機的信號，直到滿足一定的條件后手機才切斷同原來基站的聯系。如果兩個基站之間采用的是不同頻率，則這時發生的切換是硬切換。軟切換包括四種情況。在CDMA系統中，主要進行的是軟切換，而且軟切換的成功率也是衡量系統性能的最重要指標之一，下面我們就來討論軟切換究竟是如何實現的。2.4.2 軟切換的實現能夠實現軟切換的原因在于：1、CDMA系統可以實現相鄰小區的同頻復用；2、手機和基站對于每個信道都采用多個RAKE接收機，可以同時接收多路信號，在軟切換過程中各個基站的信號對于

26、手機來講相當于是多徑信號，手機接收到這些信號相當于是一種空間分集。為了更好的來理解軟切換的過程，有必要先介紹幾個CDMA系統中比較重要的概念。導頻：指導頻信道。導頻集合：指所有具有相同頻率但不同PN碼相位的導頻集。有效導頻集：與正在聯系的基站相對應的導頻集合。候選導頻集：當前不在有效導頻集里，但是已有足夠的強度表明與該導頻相對應的基站的前向業務信道可以被成功解調的導頻集合。相鄰導頻集：當前不在有效導頻集或候選導頻集里但又根據某種算法被認為很快就可以進入候選導頻集里的導頻集合。剩余導頻集：不被包括在相鄰導頻集。候選導頻集和有效導頻集里的所有其它導頻的導頻集合。軟切換的具體實現過程是這樣的。當導頻

27、強度達到T_ADD，移動臺發送一個導頻強度測量消息，并將該導頻轉到候選導頻集合；基站發送一個切換指示消息；移動臺將此導頻轉到有效導頻集并發送一個切換完成消息；當導頻強度掉到T_DROP 以下時，移動臺啟動切換去掉定時器；切換去掉定時器到期，移動臺發送一個導頻強度測量消息；基站發送一個切換指示消息；移動臺把導頻從有效導頻集移到相鄰導頻集并發送切換完成消息。軟切換過程如圖2-4所示：圖2-4軟切換實現過程2.5 CDMA系統結構2.5.1 系統的基本特點CDMA系統作為一種開放式結構和面向未來設計的系統具有下列主要特點：CDMA系統是由幾個子系統組成的，并且可與各種公用通信網（PSTN、ISDN、

28、PDN等）互連互通；各子系統之間或各子系統與各種公用通信網之間都明確和詳細定義了標準化接口規范，保證任何廠商提供的CDMA系統或子系統能互連；CDMA系統能提供穿過國際邊界的自動漫游功能；CDMA系統除了可以承載電信業務，還可以開放各種承載業務、補充業務、智能業務；CDMA系統具有加密和鑒權功能，能確保用戶保密和網絡安全；CDMA系統具有靈活和方便的組網結構，移動交換機的話務承載能力一般都很強，可以保證在話音和數據通信兩個方面都能滿足用戶對大容量、高密度業務的要求；CDMA系統抗干擾能力強，覆蓋區域內的通信質量高，用戶終端設備（手持機）功耗小，待機時間長。2.5.2 系統的結構與功能CDMA系

29、統的典型結構如圖2-5所示。由圖可見，CDMA系統是由若干個子系統或功能實體組成。其中基站子系統（BSS）在移動臺（MS）和網絡子系統（NSS）之間提供和管理傳輸通路，特別是包括了MS與CDMA系統的功能實體之間的無線接口管理。NSS必須管理通信業務，保證MS與相關的公用通信網或與其它MS之間建立通信，也就是說NSS不直接與MS互通，BSS也不直接與公用通信網互通。MS、BSS和NSS組成CDMA系統的實體部分。操作系統（OSS）則提供運營部門一種手段來控制和維護這些實際運行部分。OSS：操作子系統BSS：基站子系統NSS：網絡子系統NMC：網絡管理中心DPPS：數據后處理系統SEMC：安全性

30、管理中心PCS：用戶識別卡個人化中心OMC：操作維護中心MSC：移動交換中心VLR：拜訪位置寄存器HLR：歸屬位置寄存器AC：鑒權中心EIR：移動設備識別寄存器BSC：基站控制器BTS：基站收發信臺PDN：公用數據網PSTN：公用電話網ISDN：綜合業務數字網MS：移動臺圖圖2-5 CDMA系統結構移動臺（MS）是公用CDMA移動通信網中用戶使用的設備，也是用戶能夠直接接觸的整個CDMA系統中的唯一設備。除了通過無線接口接入CDMA系統的通常無線和處理功能外，移動臺必須提供與使用者之間的接口。比如完成通話呼叫所需要的話筒、揚聲器、顯示屏和按鍵。或者提供與其它一些終端設備之間的接口。比如與個人計

31、算機或傳真機之間的接口，或同時提供這兩種接口。因此，根據應用與服務情況，移動臺可以是單獨的移動終端（MT）或者是由移動終端（MT）直接與終端設備（TE）傳真機相連接而構成，或者是由移動終端（MT）通過相關終端適配器（TA）與終端設備（TE）相連接而構成。這些都歸類為移動臺的重要組成部分之一移動設備。CDMA手機以前號碼和手機捆綁在一起，更換號碼必須更換手機，或對手機重新寫碼。現在機卡分離的CDMA早已研制成功，UIM卡和GSM手機的SIM卡一樣，它包含所有與用戶有關的和某些無線接口的信息，其中也包括鑒權和加密信息。CDMA系統的機卡分離將促進CDMA系統的大力發展。基站子系統（BSS）是CDM

32、A系統中與無線蜂窩方面關系最直接的基本組成部分。它通過無線接口直接與移動臺相接，負責無線發送接收和無線資源管理。另一方面，基站子系統與網絡子系統（NSS）中的移動交換中心（MSC）相連，實現移動用戶之間或移動用戶與固定網絡用戶之間的通信連接，傳送系統信號和用戶信息等。當然，要對BSS部分進行操作維護管理，還要建立BSS與操作子系統（OSS）之間的通信連接。基站子系統是由基站收發信臺（BTS）和基站控制器（BSC）這兩部分的功能實體構成。實際上，一個基站控制器根據話務量需要可以控制數十個BTS。BTS可以直接與BSC相連接，也可以通過基站接口設備采用遠端控制的連接方式與BSC相連接。需要說明的是

33、，基站子系統還應包括碼變換器（TC）和相應的子復用設備（SM）。碼變換器在更多的實際情況下是置于BSC和MSC之間，在組網的靈活性和減少傳輸設備配置數量方面具有許多優點。具有本地和遠端配置BTS的典型BSS組成方面如圖2-6所示。基站收發信臺（BTS）屬于基站子系統的無線部分，由基站控制器（BSC）控制，服務于某個小區的無線收發信設備，完成BSC與無線信道之間的轉換，實現BTS與移動臺之間通過空中接口的無線傳輸及相關的控制功能。圖2-6 一種典型的BSS組成方式基站控制器（BSC）是基站子系統（BSS）的控制部分，起著BSS的變換設備的作用，即各種接口的管理，承擔無線資源和無線參數的管理。網絡

34、子系統（NSS）主要包含有CDMA系統的交換功能和用于用戶數據與移動性管理、安全性管理所需的數據庫功能，它對CDMA移動用戶之間通信和CDMA移動用戶與其它通信網用戶之間通信起著管理作用。NSS由一系列功能實體構成，整個CDMA系統內部，即NSS的各功能實體之間和NSS與BSS之間都通過符合CCITT信令系統No.7協議和CDMA規范的7號信令網絡互相通信。移動交換中心（MSC）是網絡的核心，它提供交換功能及面向系統其它功能實體：基站子系統BSS、歸屬位置寄存器HLR、鑒權中心AC、移動設備識別寄存器EIR、操作維護中心OMC和面向固定網（公用電話網PSTN、綜合業務數字網ISDN、分組交換公

35、用數據網PSPDN、電路交換公用數據網CSPDN）的接口功能，把移動用戶與移動用戶、移動用戶與固定網用戶互相連接起來。移動交換中心MSC可從三種數據庫，即歸屬位置寄存器（HLR）、拜訪位置寄存器（VLR）和鑒權中心（AC）獲取處理用戶位置登記和呼叫請求所需的全部數據。反之，MSC也根據其最新獲取的信息請求更新數據庫的部分數據。2.5.3 主要接口CDMA系統的主要接口是指A接口、Um接口。如圖2-7所示。它能保證不同供應商生產的移動臺、基站子系統和網絡子系統設備能納入同一個CDMA數字移動通信網運行和使用。圖2-7 CDMA系統的主要接口A接口為網絡子系統（NSS）與基站子系統（BSS）之間的

36、通信接口，從系統的功能實體來說，就是移動交換中心（MSC）與基站控制器（BSC）之間的互連接口，其物理鏈接通過采用標準的2.048Mbit/sPCM數字傳輸鏈路來實現。此接口傳遞的信息包括移動臺管理、基站管理、移動性管理、接續管理等。Um接口（空中接口）為移動臺與基站收發信臺之間的通信接口，用于移動臺與CDMA系統的固定部分之間的互通，其物理鏈接通過無線鏈路實現。此接口傳遞的信息包括無線資源管理，移動性管理和接續管理等。2.5.4 區域劃分在小區制移動通信網中，基站設置很多，移動臺又沒有固定的位置，移動用戶只要在服務區域內，無論移動到何處，移動通信網必須具有交換控制功能，以實現位置更新、越區切

37、換和自動漫游等功能。在CDMA移動通信網絡結構中，區域的定義如圖2-8所示。服務區是指移動臺可獲得服務的區域，即不同通信網（如PLMN、PSTN或ISDN）用戶無需知道移動臺的實際位置而可與之通信的區域。一個服務區可由一個或若干個公用陸地移動通信網（PLMN）組成，可以是一個國家或是一個國家的一部分，也可以是若干個國家。PLMN是由一個公用陸地移動通信網（PLMN）提供通信業務的地理區域。PLMN可以認為是網絡（如ISDN網或PSTN網）的擴展，一個PLMN區可由一個或若干個移動交換中心（MSC）組成。在該區內具有共同的編號制度（比如相同的國內地區號）和共同的路由計劃。MSC構成固定網與PLM

38、N之間的功能接口，用于呼叫接續等。MSC區是由一個移動交換中心所控制的所有小區共同覆蓋的區域構成PLMN網的一部分。一個MSC區可以由一個或若干個位置區組成。位置區（LAC）是指移動臺可任意移動不需要進行位置更新的區域。位置區可由一個或若干個小區（或基站區）組成。為了呼叫移動臺，可在一個位置區內所有基站同時發尋呼信號。基站區是由置于同一基站點的一個或數個基站收發信臺（BTS）包括的所有小區所覆蓋的區域。小區采用基站識別碼或全球小區識別進行標識的無線覆蓋區域。在采用全向天線結構時，小區即為基站。3 接入網硬件系統3.1 BSC硬件功能結構華為公司Airbridge cBSC6600設備，依據3G

39、PP2頒布的協議規范設計，完成CDMA2000 1X系統的接入網基站控制器功能，是CDMA無線通信系統的重要組成部分。 它基于業界領先、成熟的寬帶分組交換平臺，采取中央交換、分布式處理方式，運用模塊化結構設計，可實現平滑升級擴容。該設備軟硬件同時支持多頻段、多種通信協議和接口、時間同步和傳輸同步、功率控制、軟切換的實現等等。3.1.1 總體結構特點BSC系統主要由交換模塊（CSWS）、集成處理模塊（CIPS）、資源及分組處理模塊（CRPS）和時鐘處理模塊（CLKM）等所組成，其系統功能結構如圖3-1所示。 圖3-1 BSC系統功能結構圖BSC采用了華為技術有限公司成熟的ATM交換平臺作為系統的

40、交換模塊。該平臺采用三級交換網絡，實現了25G交換容量，提供了全面的ATM業務支持。支持點到點、點到多點的PVC，SVC，SPVC，SPVP，PVP等不同連接類型；支持CBR、nrt-VBR、rt-VBR、UBR和ABR等多種類型業務，滿足話音、數據各種業務的要求，采用多種業務量控制算法實現對不同業務類型的QoS保證；支持各種寬帶業務接口，實現了系統內業務處理模塊的互連；通過綜合管理系統提供系統的后臺管理和操作維護功能。為了提高系統的可靠性和配置的靈活性，BSC采用了模塊化的業務處理結構。通過靈活配置業務模塊的數量，以及每個模塊業務單板的數量，就可以實現系統的不同容量需求和平滑擴容。BSC的用

41、戶可以根據實際情況靈活的選擇各個接口的傳輸方式：Abis接口提供E1/T1電接口；A3/A7/A13接口提供E1/T1電接口和155M SDH光傳輸接口（ATM over SDH）；A1/A2/A5接口提供E1/T1接口；A8/A9接口提供155M SDH光傳輸接口（ATM over SDH）；A10/A11接口提供10/100BASE-T和千兆以太網接口；A12接口提供10/100BASE-T和千兆以太網接口。系統通過ESD測試，符合國家關于電信設備的EMC標準要求。除此之外，還提供了方便可靠的維護管理功能，包括：對所有單板采用集中式的維護管理，操作方便；豐富的故障診斷功能；所有單板均支持熱

42、插拔；支持軟件在線升級；多級告警處理機制。3.1.2 交換模塊交換模塊作為大容量BSC系統的交換中心，其總交換容量為25G。模塊內的線路接口單元提供了SDH 155M或者155M ATM over SDH光接口，用于交換模塊與各業務模塊間的信息交互。交換模塊在邏輯上可分為如下幾個部分：交換網絡單元、時鐘單元、主控單元、線路接口單元、高速背板單元和控制通路單元。交換模塊的邏輯結構框圖如圖3-2所示：圖3-2 交換模塊邏輯結構數據首先經過155M ATM線路接口單元，在該單元內完成物理層和ATM層的主要功能，并根據鏈路信息對用戶數據流進行處理和排隊工作；然后經過高速背板單元到達交換網絡單元，該單元

43、采用雙平面結構，完成4040 622M的與協議無關的定長數據包交換；最后交換模塊單元將處理完的數據通過高速背板單元傳經ATM線路接口單元傳送到系統內其它業務框。上述整個過程都是由主控單元進行控制的，它采用11熱備份配置，是交換模塊的控制核心，主要完成交換模塊的維護、管理、告警等任務。另外時鐘單元采用主從同步的雙平面工作方式，可以跟蹤上級MSC提供的線路時鐘，提供加強型三級時鐘。時鐘單元還負責處理和轉發衛星同步時鐘信息。3.1.3 集成處理模塊CDMA2000 1X業務處理實體主要完成CDMA2000 1X的相關信令和業務的處理，如：無線幀處理、數據分發、接口信令處理、語音編解碼、回波抵消、七號

44、信令處理以及電路型數據業務處理等。CDMA2000 1X業務處理實體的集成處理模塊從邏輯上可以分為如下幾個部分：系統復用單元、業務處理單元、信令處理單元、WF業務處理單元、ATM業務接口單元、MTP-2信令處理單元、語音處理單元、窄帶業務接口單元和高速背板單元。它的邏輯結構框圖如圖3-3所示。圖3-3 集成處理模塊邏輯結構（CDMA2000 1X）用戶數據首先通過ATM業務接口單元進入集成處理模塊，接下來數據被傳送到業務處理單元，該單元負責完成無線幀處理、選擇分發、功率控制、信令/數據/語音的復用和解復用等功能。經過業務處理單元之后，用戶數據被分割成信令、IWF（電路型數據）業務、MTP-2信

45、令以及語音數據，這些被分割后的數據被傳送到系統復用單元，在此進行數據的交換和復用，然后各自被分發到相應的模塊單元進行數據處理，最后經系統復用單元在由窄帶業務接口單元送出。需要近一步說明的兩個功能單元分別是語音處理單元和MTP-2信令處理單元：語音處理單元采用資源池的工作方式，可以提供話音編解碼、電路型數據業務的速率適配以及回波抵消等功能；MTP-2信令處理的單元提供對七號信令鏈路MTP-2層的支持，可同時處理16條64kbps的信令鏈路。至此數據的集成處理過程完畢。3.1.4 資源和分組模塊資源和分組模塊主要完成系統的資源管理和分組數據業務的處理，同時還負責向各業務模塊提供周期同步信元。資源和

46、分組模塊從邏輯上可以分為如下幾個部分：系統復用單元、ATM業務接口單元、資源管理單元、分組業務處理單元、數據緩存單元、PCF控制單元、高速接入單元和高速背板單元。資源和分組模塊的邏輯結構框圖如圖3-4所示：圖3-4 資源和分組模塊邏輯結構系統復用單元完成整個資源和分組模塊的管理和維護，在單元內進行數據的交換和復用。系統復用單元提供155M的光接口，用于將業務匯聚至交換模塊；系統復用單元還提供衛星同步時鐘輸入接口接收絕對時間信息，送至資源管理單元用于生成周期同步信元，并轉發給各業務模塊使用。用戶數據首先通過系統復用單元提供的155M光接口進入到系統復用單元，然后通過高速背板單元將用戶數據分別傳送

47、到模塊內各功能單元。分組業務處理單元負責完成上下行分組數據的處理與轉發，具體包括通道監聽、GRE數據包的處理與轉發、緩沖隊列的管理等；數據緩存單元完成下行分組數據的緩存、處理以及轉發，還負責數據包的重新排序；PCF控制單元負責處理A9和A11接口的高層信令以及管理數據緩存單元的資源和PCF會話資源，用于建立信令和業務連接，維護分組呼叫的狀態；高速接入單元為PCF提供A10/A11接口，負責上下行業務和信令的轉發。在這過程當中系統資源的管理和分配都是由資源管理單元完成的，另外該單元同時還提取絕對時間信息，生成周期同步信元。3.1.5 時鐘系統在CDMA2000系統中，空中無線接口的幀號必須同步于

48、衛星同步時間，因此BSC不但要滿足時鐘同步的要求，同時也要滿足時間同步的要求。BSC時鐘同步系統以實現傳輸同步以及時間同步為目的，主要分為兩個模塊：時鐘處理模塊；各個業務框的時鐘模塊。BSC時鐘同步系統體系結構如圖3-5所示：圖3-5 BSC時鐘同步系統體系結構BSC系統傳輸同步從A接口提取線路時鐘（CAIE板從A接口提取2.048MHz線路時鐘）；傳輸同步時鐘傳遞的過程如下：BSC系統選定時鐘參考源后，將時鐘信號通過配線送給時鐘處理模塊進行鎖相處理，生成BSC的系統8kHz時鐘；時鐘處理模塊將生成的系統時鐘，通過配線送給資源和分組插框的CMUX板；CMUX板將8kHz信號封裝為ATM信元后，

49、通過光口傳送到交換插框的CLPC板；交換插框對ATM信元進行交換處理后，通過CLPC板的光口，分發到各業務框的CMUX板；各業務框的CMUX板從ATM信元中提取8kHz系統時鐘，經過鎖相處理，分發給本框的所有單板，作為本框的工作時鐘。BSC的時間同步通過GPS（或GLONASS）實現。BSC向BTS下發的無線業務幀需要攜帶RFN幀號，該幀號要求與系統絕對時間同步，即GPS時間的系統零時（1980年1月6日0時整）為RFN第0幀，以后按照20ms一幀，幀號為0 15循環。BSC時間同步時鐘傳遞的過程如下：時鐘處理模塊從GPS/GLONASS天線接收的信號中，提取1PPS和絕對時間信息，經過內部處

50、理后，輸出PP16S脈沖信號和絕對時間信息到資源和分組插框中的CMUX板；資源和分組插框的CMUX板根據這些信號，每隔320ms產生一個周期同步信元，通過交換插框CLPC板的光口，廣播給各個集成處理插框的CMUX板；各業務框的CMUX板產生周期同步脈沖，通過背板總線送給本框的相關單板使用。3.2 BTS硬件功能結構3.2.1 總體結構特點華為技術有限公司的BTS同BSC一樣，也具有非常強的功能，可稱得上業內一流的產品。它不但在功能上非常強大，而且其系統的穩定性、兼容性也是在同類產品中表現的很出色的。下面簡單介紹一下華為公司BTS的主要功能特點。在這里我們以BTS3606為例，BTS3606基站

51、在設計中充分考慮了用戶在業務、容量、覆蓋、傳輸、電源、安裝、維護等方面的需求，采用一體化設計，集成度高，體現了華為公司客戶化服務的思想。從兼容性上講，既滿足IS2000 Release A的要求，又對IS-95A/B完全兼容；另外在系統功能方面，BTS3606每扇區載頻物理層支持的最高速率在前向、反向高達307.2kbit/s，具備良好的收、發性能以實現廣覆蓋應用。并且分別支持多種功率控制方式，以及全向小區、定向三扇區配置、帶內自適應濾波抗干擾和靈活多變的組網方式；在系統內部采用基帶交換分組ATM平臺，大大的提高了數據傳輸的速率和準確性；機柜遠程電源管理，自動重啟功能能夠在掉電、無人環境下正常

52、的工作；多頻段的支持也是其一大特點，分別支持1900MHz，450MHz，800MHz三個頻段，能夠很好的滿足不同條件下的通信需求。方便的操作維護功能可以通過本地維護終端的集中維護臺對BTS3606基站進行遠程操作維護，系統狀態監控提供系統運行指標指示和資源狀態指示，提供本地小區和邏輯小區配置及狀態指示，采用動態數據配置方式，配置局部數據不用復位基站即可立即生效；提供數據配置的批處理功能，可集中配置多個網元的共性配置數據；提供數據備份功能，完備的告警收集、告警清除、告警查詢、告警屏蔽、告警過濾功能和相關處理。BTS3606基站機柜按功能結構主要分為基帶子系統、射頻子系統，結構如圖3-6所示：圖

53、3-6 BTS3606功能結構圖3.2.2 基帶子系統基帶子系統由BCKM、BCIM、CCPM等單板組成，該系統能夠提供Abis接口，完成Abis接口協議處理；提供到射頻子系統的光纖接口，完成空中無線接口物理層和公共信道物理層協議的處理；完成基帶數據的調制解調、CDMA信道的編碼解碼功能；為基站系統提供同步時鐘；完成基站系統的資源管理、操作維護，以及環境監控功能。由于BCKM和BCIM單板在硬件配置中是不需要根據實際情況進行變動的，這里我們不進行過多的討論。下面主要對CCPM單板進行研究。CCPM板完成基帶信號、前向和反向業務的處理。在前向完成信號的編碼、交織、擴頻、調制、數據復用等功能；反向

54、完成解復用、解擴、解調、解交織、解碼等功能。這些功能是分別依靠板內的基帶處理模塊、CPU模塊、數據處理模塊、復用/解復用模塊和收發模塊來共同實現的。基帶處理模塊是CCPM板的核心部分，主要用來完成編碼解碼、調制解調、擴頻解擴等前向鏈路和反向鏈路的功能操作。通過總線與CPU相連，對芯片進行操作。CPU模塊完成CCPM單板調測、電路復位、與主控板傳遞操作維護信息、與CTRM或者DDU的操作維護信息交互等功能。數據處理模塊主要對DDU和CTRM送來的數據進行分配和選擇處理，并將處理后的數據送往基帶處理模塊。同時再把基帶處理模塊送來的數據分配給CTRM或復用/解復用模塊。另外，數據處理模塊還負責CTR

55、M模塊的操作維護信息的處理，即將來自CPU的操作維護信息分別送至相應的電接口或光接口；反之，將電接口或光接口送來的數據通過總線傳送至CPU。復用/解復用模塊主要對光口送來的數據進行處理，包括數據鏈路的選擇、數據的復用/解復用、時鐘檢測、操作維護信息的處理。復用過程就是把由數據處理模塊送來的速率為16FC的數據復用成100FC的數據，再通過收發模板轉換為1.2288GHz信號。解復用過程與之過程正好相反，1.2288GHz信號經收發模塊轉換為100Fc信號后，再通過復用/解復用模塊解復用為速率16Fc的數據信號并送至數據處理模塊，經數據處理模塊處理后送至基帶處理模塊。收發模塊主要完成1.2288

56、GHz信號到122.88MHz并行信號的轉化。每塊CCPM單板支持三個載頻板，即一塊CCPM單板支持三塊CTRM。3.2.3 射頻子系統射頻子系統主要由CTRM、CHPA、CDDU等模塊組成，收發信機模塊（CTRM）用于完成射頻信號的上下變頻功能；高功放模塊（CHPA）用于完成對發射載波信號的高功率放大；雙路雙工單元（CDDU），是射頻前端模塊之一，用于完成兩路收發信號的濾波和雙工隔離。其功能結構如圖3-7所示：CTRM：收發信機模塊CHPA：高功放模塊CDDU：雙路雙工單元圖3-7 射頻子系統功能結構圖該系統在前向鏈路首先對已調制發射信號的功率進行上變頻和線性功率放大，然后對發射信號進行濾波

57、，最后發往天饋子系統。在反向鏈路對基站天線接收信號進行濾波來抑制帶外干擾，然后進行低噪聲放大、分路，對噪聲系數進行下變頻和信道選擇性濾波，最后發往基帶子系統。在這里我們主要對系統容量有直接影響的CTRM單板進行介紹。在反向鏈路，CTRM接收天饋子系統發送過來的主、分集接收信號，對信號進行下變頻、濾波、復用等操作之后將其轉換成基帶信號，然后送往基帶子系統處理；在前向鏈路，CTRM接收基帶子系統發送過來的信號，通過解復用、濾波、上變頻等操作將其轉換成射頻信號，通過射頻前端模塊送往天饋子系統發射出去。此外，CTRM還接收基帶子系統的BCKM單板下發的各種管理和配置信息，并向BCKM單板上報自身的各種狀態和告警信息。在CDMA2000系統下，每個載頻，也就是一個CTRM理論上支持32個用戶同時通話，這里我們需要注意的是“同時”的概念，可以想象同一時間支持32個用戶同時通話，此時系統容量已經基本上達到極限。4 組網方案4.1 設計目標以某地區為例，根據實際不同系統環境的要求，在一定的成本下，并且滿足網絡服務質量的前提下，建設一個容量和覆蓋范圍都盡可能大的無線網絡，并適應未來網絡發展和擴容的要求。在整個移動通信網絡建設過程中包括四個步驟：網絡規劃、勘測、系統設計以及安裝調試。4.2 網絡規劃網絡規劃的主要任務是針對一個實際項目給出規劃方案，它包括網絡規劃策