2024年2月11日发(作者：佳能60d单反使用教程 入门教程)

中兴ZXC10-BSS CDMA蜂窝移动通信系统基站子系统介绍

ZXC10-BSS CDMA Basestation Subsystem

王标 Wang Biao

与GSM技术相比，CDMA技术主要具有以下优点：



更高的频率利用率，CDMA的频率复用率为100%，可以充分利用有限的频率资源；



更高的系统容量，CDMA系统容量是GSM系统的3倍；



更好的话音质量，采用CDMA技术可以使用户获得更好的语音质量（采用13K

QCELP方式的语音质量基本接近有线电话的语音质量）；



更小的手机发射功率，由于具有完善的功率控制机制，手机的发射功率大大降低（最大功率小于200mW）；



具有更好的切换功能，降低了手机的掉话率。



CDMAIS-95A、IS95-B）很平滑升级为CDMA2000的3G系统，所需的追加投资小。

二、ZXC-10 BSS系统在网络中的位置和基本组成

ZXC-10 BSS系统在蜂窝移动网中位于移动交换机和用户之间，它通过空中接口（Um接口）与用户相连接，通过A接口与移动交换机相连接，实现空中信道的调制与解调、语音的编解码等功能。

图1 ZXC-10 BSS系统在网络中的位置和基本组成

ZXC10-BSS系统由两部分组成：基站控制器BSC和基站收发信机BTS。

基站控制器BSC是基站系统的控制部分，包括高速路由子系统HIRS、选择器/声码器子系统SVBS、呼叫处理子系统CPS、基站管理子系统BSM和时钟子系统TS。BSC的一端通过CDSU与BTS相连，另一端直接与MSC相连，BSS系统的操作维护位于BSC侧。BSC主要负责无线网络管理、无线资源管理、BSS的维护管理、呼叫处理、控制完成移动台的切换、完成语音编码。

基站收发信机BTS是基站系统的无线部分，包括基带数字子系统BDS、射频子系统RFS和时钟子系统TFS，由基站控制器控制， BTS实现无线传输及相关的控制功能。BDS子系统中各模块通过内部的S_HIRS分组网相连。

三、ZXC-10 BSS系统主要技术指标

ZXC10-BSS系统的主要技术性能如下：



采用分组交换的网络结构，可以提供192个全双工端口，每个端口速率为8Mbps；



具有无线资源管理和基站监测功能，能完成BSS系统的操作维护管理和基站的测试；



支持BTS的星形、链形和环形组网，并提供BTS的菊花链连接功能；



支持8KQCELP、13KQCELP和EVRC算法，具有很强的背景噪音抑制能力；



每块S/V单板可处理15路全速率话音信道；



最大可提供7200路声码器；



每信道板支持16路；BTS最多可提供384个信道，支持同载频所有扇区信道单元的共享；



支持前、反向开环和闭环功率控制；



最多可支持512个单载频全向小区；



支持宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝；



支持多种软切换方式：BTS内部软切换、BSC内部软切换、BSC之间软切换、MSC之间软切换；



支持小区呼吸功能，保证繁忙小区的服务质量；



支持小区的收缩和扩张；



支持发射环路增益控制功能TPTL。

四、BSS系统各个接口协议

BSS系统的协议栈结构如图2所示，

图2 BSS协议栈结构图

BSS系统主要有3种接口：与MSC之间的A接口，与MS之间的Um接口，BSC与BTS之间的Abis接口。在需要网管的时候，还有BSC到上级网管中心的OMC接口。



BSC与MSC之间的A接口

遵循中国《800MHZ CDMA数字蜂窝移动通信网交换机与基站间接口技术要求》和IOS2.4规范的要求，A接口特性如下：

Layer1——物理和电气参数及信道结构，定义了A接口物理层结构。

采用公共信道信令NO.7（CSS7）的消息转移部分（MTP）的第一级来实现，采用2Mbit/s的PCM数字链路作为传输链路，符合CCITTG.703和G.704要求。

信令信道可使用2Mbit/s链路中的某几个时隙。由于2Mbit/sPCM链路中的TS0一般用于传

输MSC与BSC之间的同步信号，最多31个时隙传输业务和信令信号。在该接口中，业务信号的传输速率为64kb/s，为A律PCM编码方式。

Layer2——数据链路层和网络层，即MTP2（Q.702-Q.703）和MTP3（Q.704-Q.705）、SCCP（Q.711-Q.714）。

消息传递部分MTP2是HDLC（高级数据链路控制）协议的一种变体，帧结构分别是由标志字段、控制字段、信息字段、校验字段和标志序列所组成。

消息传递部分MTP3使用在BSC与MSC之间，为上层实体提供一个公共的可靠的传输通路。A接口中使用的MTP3为ITU-T规定的No.7信令MTP功能的子集，主要包括：信令消息处理、信令网络管理、信令业务管理和信令链路管理。

信令连接控制部分SCCP使用在BSC与MSC之间，为上层实体提供一个能传送各种与电路无关的信令消息的逻辑通路。A接口中使用的SCCP为ITU-T规定的No.7信令SCCP功能的子集，主要功能是为上层应用提供0类无连接服务和2类面向连接服务。

Layer3——应用层。包括基站应用部分BSSAP、信令连接和控制部分SCCP和消息传递部分MTP3。

BSSAP由直接传递应用部分DTAP和基站子系统管理应用部分BSSMAP组成，共同完成呼叫控制（CC）、无线资源管理（RM）和移动性管理（MM）以及设备管理功能。



BSC与BTS之间的Abis接口

Abis接口是BSS系统的内部接口，为自定义的接口。

图3-1 Abis接口协议结构

Layer1——物理层采用2Mbit/sPCM链路，符合CCITTG.703和G.704要求。

Layer2——数据链路层采用LAPD协议，它为一点对多点的通讯协议，是Q.921规范的一个子集。LAPD也是采用帧结构，包含标志字段、控制字段、信息字段、校验字段和标志序列。

Layer3——上层部分，主要传输BTS的应用部分，包括无线链路管理功能和操作维护功能。

在Abis接口上BSC提供BTS配置、BTS监测、BTS测试及各种业务控制等信令和话音数据的传递。Abis接口的2Mbit/sPCM链路采用非时隙方式工作，提高数据传输效率。



BSS系统与MS之间的Um接口

Um接口是MS和BSS之间的通信接口，在所有CDMA接口中Um接口是最重要的。采用Um 接口，实现了不同制造商和不同运营网络间的兼容性，从而保证了移动台的漫游。同时解决了蜂窝移动通信系统的频谱效率问题。在MS到CDMA系统固定部分的无线传输链路上采用抗干扰技术。

Um接口遵循EIA/TIA IS-95A、 +TSB74/J-STD-008规范，Um接口的协议分层结构如图3-2所示：

图3-2 Um分层协议图

Um接口的第一层传输层（或物理层），提供无线链路的传输通道，包括与传输相关的功能，如基带的调制、编码、组桢和射频调制等，为高层提供不同功能的信道包括业务信道和逻辑信道。

Um接口的第二层数据链路层，为MS和BTS之间提供可靠的数据链接，如消息重发、各种信道统计和复制检测。

Um接口的第三层应用层：主要负责呼叫业务处理、移动性管理、无线资源管理。把用户和系统控制过程的信息按一定的协议分组安排在指定的逻辑信道上。

5 ZXC-10 BSS的硬件和软件结构

5.1 ZXC-10 BSS硬件结构

CDMA BSS系统硬件网络结构和总体框架如下图所示。

图4 BSS系统的总体示意图

CDMA BSS系统的网络架构分为两级：第一级是BSC的HIRS子系统，称为“B_HIRS”，它是整个系统的分组数据交换中枢。系统的信令协议处理中心—呼叫处理子系统CPS通过RS_422串行通信口直接挂接在”大HIRS”的端口上，系统的话音编解码设备—选择器/声码器子系统SVBS也是通过RS_422串行通信口直接挂接在”大HIRS”的端口上，系统的操作维护中心—基站管理器BSM通过Ethernet口挂接在”大HIRS”的NCM上，各基站收发信机BTS的调制解调设备—基带数字子系统BDS通过非信道化E1挂接在”大HIRS”的BSC_CDSU上，这里BSC_CDSU主要是将RS_422转换成适合原距离传输的E1信号。”大

HIRS”的主要功能是为所有挂接在其上的子系统或模块提供分组数据交换服务。任何需要与其他子系统进行通信的设备，只要分配一定的网络地址并挂接在”大HIRS”的未占用端口上，就可以实现相互通信和交换数据的目的，不需要系统硬件架构有任何改变。

第二级是在SVBS或BDS子系统中形成的相对低速的分组数据交换网，称为”S_HIRS”。它主要是为SVBS或BDS子系统中的各模块提供分组数据交换服务。”B_HIRS”和”S_HIRS”的主要区别是：首先分组数据交换的能力不同，前者为16*19.44=311.04Mbps，后者为8*5=40Mbps;其次结构的差别，前者NIM专门提供网络端口，后者的SVM或CHM等只是为本模块的若干单元提供数据分发服务。

HIRS网由2个HIRS机框构成。每个HIRS机框有16个槽位，中间两个槽位是NCM，在NCM的两边各有7个槽位用于放置NIM。两边的NIM做6+1的备份。HIRS子系统的硬件机械架构如下图所示

P P

N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N

O O

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

W W

M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M

A A

图5-1 HIRS机框结构示意图

SVBS在物理上构成一个选择器/声码器框，由一块SVICM和8块SVM组成。SVBS可以同时提供15*8=120个选择器/声码器资源，提供4条与MSC连接的E1通道，用于传输A接口的业务数据，取其中一个E1的第16时隙作为传输A接口信令的物理通道—7号信令链路。

在机械结构上，一层机框有两套SVBS子系统，机械结构示意图如下：

S S

P P

S S S S S S S S V V S S S S S S S S S

O O

V V V V V V V V I I V V V V V V V V V

W W

M M M M M M M M C C M M M M M M M M M

A A

M M

图5-2 SVBS机框结构示意图

呼叫处理子系统（CPS）是BSS系统资源管理和呼叫信令协议处理的集中点。CPS中仅包含两个模块——呼叫处理模块（CPM）和电源告警模块（PAM）。CPM 通过RS_422接口挂接在HIRS子系统中NIM模块的一个端口上，并通过HIRS子系统与BSC中的其它子系统（包括SVBS、BSM和HIRS子系统的NCM模块）和BTS中的BDS子系统通讯。

由于CPS的单板数量较少，它与CDSU和TS共用一个机框。示意图如下：

P

O

W

A

G G

C C C C C C C C C C C C C P

P C C P T P

D D D D D D D D D D D D D O

A P P S C S

S S S S S S S S S S S S S W

M M M T M T

U U U U U U U U U U U U U A

M M

图5-3 CPS机框示意图

基带数字子系统BDS的主要功能是完成基带信号的调制与解调、实现与射频部分的接口和

与BSC的Abis接口。一个BDS由最多12个信道处理模块CHM、2个通信控制模块CCM、1个射频接口模块RFIM和1个BTS_CDSU模块组成。

BDS机框示意图如下：

P R C R P

C C C C C C S C C C C C C C C

O F D F O

H H H H H H A C C H H H H H H

W I S I W

M M M M M M M M M M M M M M M

A M U M A

图5-4 BDSS机框示意图

RFS子系统包含射频收发信机（TRX）、高功放（HPA）、射频滤波器（RFF）、合路器（CMB）、收发前端（FE）。

RFS共有三种机框，为TRX机框、HPA机框、RFE机框，三种机框示意图如下：

TR TR TR GP TC GP TR TR TR

X X X ST M ST X X X

M M

图5-5 TRX机框示意图

HPA HPA HPA HPA HPA HPA

图5-6 HPA机框示意图

RFE RFE RFE RFE RFE RFE

图5-7 RFE机框示意图

ZXC10-BSS系统的二次电源包括PSMB、PSMC、PSMD和PPM四种。分别提供+5V、+27V、± 12V和-48V分配功能，其中PSMC、PSMD和PPM共用一层机框。PSMA与其它单板共用一层机框。

BTS电源层共有5个PPM、2个PSMC和1个PSMD，示意图如下：

P P P P P P P P P P P

M M M M M S

M

C

图5-8 BTS电源层示意图

5.2 ZXC-10 BSS系统软件结构

P

S

M

C

P

S

M

D

BSS的软件系统分为四个子系统，总体结构如图4-1所示，分别为操作支撑子系统OSS（Operating Support Subsytem），业务处理子系统SPS（Service Processing Subsystem），操作维护子系统OMS（Opertaion and Maintenance Subsystem）和数据库子系统DBS（Data Base

Subsystem）。

图5-9 ZXC10-BSS软件系统总体结构

在BSS的内部，整套软件是由分布在多个硬件单板和后台处理机上的程序共同组成的，即采用了一种分级控制方式。具体地说，业务处理子系统SPS的全部、数据库子系统DBS的全部、操作支撑子系统OSS的核心部分以及操作维护子系统OMS的一部分驻留在BSS的呼叫处理模块CPM中，OSS的单板控制软件驻留在相应的外围处理机如NCM、SVICM、CCM等上，作为主处理器的前端接口驱动，OMS的核心部分驻留在后台处理机上（服务器和各用户终端）。

各子系统分别实现如下的功能：

操作系统子系统OSS ：完成操作系统功能，向上层应用提供运行平台和通信机制。

业务处理子系统SPS ：完成CDMA基站系统的业务功能。

操作维护子系统OMS ：完成对BSS的操作管理和维护。

数据库子系统DBS ：完成对BSS系统数据的管理。

各子系统由于其不同的功能决定了各自的特点和定位。

从软件分层的角度看，OSS子系统处于BSS系统软件的底层，是操作系统软件，它作为硬件系统和商用实时多任务操作系统的扩展，封装底层信息，向上层软件提供运行和通信的虚拟机平台。SPS、OMS和DBS为OSS之上的应用层软件。

应用层软件中，DBS是一个被动对象，作为数据的集合体和管理者，向SPS和OMS提供服务，是系统支持软件。

SPS和OMS是应用软件，BSS软件系统以实现CDMA业务功能为主导，由OMS提供系统的可管理性，SPS子系统是OMS子系统的管理对象。SPS子系统与OMS子系统分别构成两个独立的网，即业务网和操作维护网，它们之间通过操作维护原语进行交互。

6 ZXC-10 BSS系统组网方式

ZXC-10 BSS通过有以下几种基本组网方式：星型组网、环型组网、链形组网和混合组网。

星型组网方式

ZXC-10 BSS星型组网方式如图6-1所示。

图6-1 ZXC-10 BSS 星型组网示意图

星型组网时每个SITE上由BSC直接引入n条E1 PCM链路。每个站点上的BTS设备都是末端设备。 组网方式简单， 维护和工程都很方便。信号经过的环节少， 线路可靠性较高。城市人口稠密的地区一般用这种组网方法。

环型组网方式

ZXC-10 BSS环型组网方式如图6-2所示。

图6-2 环型组网方式示意图

环型组网有两套互为备用的链路。环中的每个节点都有两个上级节点，提高了链路的可靠性。

如果一个SITE损坏或一条链路失效，则其下级节点可以选择另一条链路做主用。

链型组网方式

ZXC10-BSS设备链型组网方式如图6-3所示。

图6-3 链型组网方式示意图

链型组网也适用于一个站点多台BTS的情况。信号经过的环节较多，线路可靠性较差。适用于呈带状分布的，用户密度较小的地区，可以大量节省传输设备。

实际工程组网时，由于站点的分散性，因此与基本组网方式不同的是在BSC和BTS之间常常要采用传输设备作为中间连接。常用的传输方式有：微波传输方式、光缆传输方式、HDSL电缆传输方式和同轴电缆传输方式等。

星形和链形混合组网方式

ZXC-10 BSS设备链型组网方式如图6-4所示。

图6-4 星形和链形混合组网方式示意图