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1、BSC中文版EVOLIUM BSC基站控制器上海贝尔阿尔卡特大学目录1 BSC简介 11.1 BSC的功能 11.2 BSC的接口 52 BSC的结构特点 63 DSN网络 73.1 DSN网络的结构 73.2 网络地址NA（network address） 103.3 Tunnels、Caves和cross_links 114 Abis TSU 144.1 TCUC（terminal control unit type C） 144.1.1 TCUC的功能 144.1.2 TCUC的硬件结构 154.1.3 TCUC的容量 154.2 BIUA（base station interface

2、unit type A） 164.2.1 BIUA的功能 164.2.2 BIUA的硬件结构 174.2.3 BIUA的容量（Abis TSU的容量） 175 Ater TSU 195.1 DTCC（digital trunk control type C） 195.1.1 DTCC的功能 195.1.2 DTCC的映射 205.1.3 DTCC的硬件结构 225.2 ASMB（Ater submultiplexer type B） 225.2.1 ASMB的功能 225.2.2 ASMB板的硬件结构 235.2.3 ASMB的容量（Ater TSU的容量） 236 Common TSU 24

3、6.1 SYS_CPR 256.2 OSI_CPRC 256.3 BC_CPRC 266.4 CPR板的硬件结构 277 广播、时钟和告警系统 287.1 广播总线分配系统 287.2 时钟产生与分配系统 297.2.1 系统时钟的产生 297.2.2 系统时钟的分配 317.2.3 机架时钟的再生与分配 317.3 外部告警的扫描 328 TSCA 338.1 TSCA的功能 338.2 Qmux地址 348.3 Qmux总线 358.4 TSCA板的硬件结构 369 BSC的配置 379.1 BSC机架的配置 389.2 BSC机架的结构 419.3 BSC的容量 449.4 CPRC/D

4、ISK的映射 4410 电路板灯的状态 45附录：练习题 52 1 BSC简介BSC的功能BSC作为无线子系统部分的核心，具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网络资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点，在BSS内部起着控制器和话务集中器的作用。BSC主要为实现以下几个部分的信息交换提供服务： 提供到MSC、MFS方向的信令链路 控制到BTS及移动台MS的信令接续 在MSC与BTS、MFS与BTS之间交换业务信息BSC还可以同时提供移动业务的电路交换及分组交换的功能。通过在BSC中修改配置参数，可以在电路交换及分组交换间共享无线资源。现在我们就

5、来看一下，BSC具备哪些基本功能： 呼叫处理功能 支持电路交换 支持呼叫控制 支持短消息业务 支持寻呼 支持BSC处理器间的内部通信 支持优先级呼叫、紧急呼叫 支持越区切换 接口管理BSC上接移动业务交换中心MSC，下连基站收发信台BTS，因此它必须对这些接口进行管理。BSC与BTS的接口为Abis接口，BSC负责监视此接口的信道占用、释放等的管理。而在A接口上，BSC负责请求建立与释放SCCP链路。 BTS-BSC地面信道的管理RSL（无线信令链路）和OML（操作与维护链路）在BTS-BSC两端均为永久性点对点连接，因此BSC需对它监视。BSC内有个无线业务信道的分配状态表，用于对业务信道的

6、分配管理。再根据Abis接口的业务信道与无线业务信道的一一对应关系，找出Abis上的信道，并负责信道的占用和释放工作。 无线参数与资源的管理（1）无线参数管理有许多无线参数在网络设计时先作了理论上的推断并定下了一个初始值，然后在系统运行后不断地调整，以切实满足网络的需要，这些参数包括： BTS所用载频频率 发射功率及接收电平的最大值、最小值门限设置 空中接口是否应用了不连续发送（DTX）、不连续接收（DRX） 移动台接入GSM网的最小电平值 多种逻辑信道复用于一个物理信道的方式 各种定时功能等（2）资源管理资源管理包括对控制信道、业务信道、及辅助控制信道的资源管理。其作用是实现对这些信道的分配

7、、释放和链路监视的功能。BSC在任何时候都知道所控制的各个BTS的资源情况，即忙闲情况以及各个信道的干扰程度，以便在MSC要求分配一个信道为某次呼叫或切换所用时，能够及时地按要求实现。而当移动台或BTS占用这个信道后，BSC就要负责对这个业务信道或控制信道实行链路监视，以便随时进行功率控制或释放信道。 BTS的管理（1）统计与测量MS负责下行链路电平、干扰、信息传送质量及移动台到BTS的距离的测量，并每隔480ms送到BTS，BTS转送到BSC，同时将BTS对上行测试报告也插入传送到BSC。在BSC内部，首先对这些报告进行分析、计算和比较，作出是否调整功率或越区切换的决定。（2）功率控制BSC

8、依据这些测量数据，进行计算。如果认为MS的接收电平太低，而BTS的发射功率未达到最大门限发射电平时，BSC要求BTS提高发射功率以改善移动台的接收电平。反之，如果认为该电平太高，就可以让BTS减少发射功率。同样如果认为移动台的发射电平过高或过低，BSC都可以通知移动台，移动台具体调整自己的发射功率以满足BTS的需要。（3）跳频管理BSC采用跳频性能时，向BTS提供跳频序列号及跳频所用的频率组。BTS在具体实现跳频时就可以根据跳频算法实现跳频。 操作与维护的功能（1） 执行OMC的命令MSC能执行OMC的命令。如在OMC（操作维护中心）的请求下，对BSS系统进行定时的或不定时的故障检测，并随时向

9、操作维护人员提供测试报告。BSC随时收集来自BTS或BSC的故障告警，并对故障进行检测以达到定位目的。（2） OMC链路管理BSC提供连接操作维护中心OMC、管理维护中心单元接口，还为这些维护单元提供必要的信息。（3） BSS的配置BSC在遇到BSS内部某个安全块故障时，一方面向OMC报告，另一方面能重新形成一个系统配置，以便在以后的话务处理需要BSC或BTS资源时，不再使用那些已经出故障的硬件安全块。（4） 软件管理BSC还有配合操作维护中心OMC实现对BSS部分软件版本更新，实现对BSS数据库数据的安全修改。 综上所述，BSC提供的功能实际上可以分为三类： 电信管理功能 传输功能 O&M的

10、功能BSC的接口BSC与其它网元主要有三组接口： 通过A-bis接口连到BTS 通过Ater mux接口直接连到TC或MFS 到BSC-OMC_R的接口图1.1 BSC与其它网元的接口2 BSC的结构特点在以后的章节我们将着重介绍BSC的结构特点。BSC的结构在一定程度上承继了ALCATEL交换系列产品的一些特点，其最主要的特征就是引入了一个DSN的交换网络，可以在BSC内实现信息的无阻塞传送。图2.1 BSC的结构从图中我们可以看出，整个BSC是由一个内部交换网络DSN和连在网络上的不同硬件电路模块组成，每一个电路板都含有控制功能的电路部分，我们又可以把不同的电路模块统称为-控制单元（con

11、trol unit），不同的电路模块执行不同的控制功能。在BSC系统中共有三种不同类型的模块控制单元： TCU控制单元（Terminal Control Unit），即TCUC处理器扳 DTC控制单元（Digital Trunk Controller），即DTCC处理器板 CPR控制单元（Common Processor），即公共处理器板3 DSN网络从上图中我们可以看出，BSC的中心是DSN（digital switch network）。所有的模块通过PCM链路连接到网络上。通过DSN可以实现模块之间信息的互通，即实现时分-空分的交换，也就是说DSN能把从某一条PCM链路进入的某个信道的内

12、容交换到另外一条PCM链路的某个信道上并发送出去。通过DSN网络，可以在控制单元间传送以下信息： SPATA（speech and data）, 即来自A接口或Abis接口的话音和数据信号的样值 内部的信令信号 处理器之间内部通信用的消息DSN具有以下的特征： 在各端口之间自身控制内部通路建立的能力。它采用自由的路由搜寻机制，减轻了对软件设计的限制，提高了硬件对于软件的独立性。 快速的通路建立机制。 DSN是一个无拥塞的网络，它保证了通信和交换的畅通无阻。DSN网络的结构图3.1 路由和反射点DSN从结构上看是折叠式的，也就是说，所有模块控制单元都可以理解为连接到网络的同一侧，而且控制单元之间

13、路由建立的过程是相识的。由于这种折叠式的结构，信息在穿越网络的过程中，在到达目标控制单元之前，必然到达一个反射点，即从这一点开始，信息将沿着与出发时相反的方向穿越网络。实际上DSN网络是由一系列按照一定的拓扑结构连接而成的结构单元组成，这些结构单元称为数字交换单元（DSE），每一个DSE与16条32个信道的PCM链路相连。DSE具有时分、空分交换的能力，即能在16条输入PCM链路和16条输出PCM链路的信道之间实现交换。每一个DSE内有16对双向端口，每一对端口内含有一个接收口和一个发送口，这样，每一条输入PCM链路终止在DSE16个接收口中的一个，而每一条输出PCM链路从16个发送口中的一个

14、起始。图3.2 DSE的端口在BSC的基架上，一个DSE即一块印刷电路板，在这块印刷电路板有一块大规模集成电路LSI，将DSE的16个端口集成在一起。 图3.3 DSN网络结构组成DSN网络的交换板分为二级：选面级AS （access switch）和选组级GS（group switch）。AS提供控制单元到网络的入口 ，控制单元能访问网络。选组级最大可以提供8个平面，在每一个平面内最多可以有2个交换级：第1级（GS stage1）和第2级（GS stage 2）。AS级与GS级采用相同的SWCH板，但型号略有不同： ABAA SWCH AS AAAA SWCH GS我们把连在1对AS，及所连

15、的所有模块控制单元（max：8个），称为一个终端子单元TSU，同一TSU内的控制单元板之间的通信，在这一对AS中即可完成。在AS级的SWCH板上，端口8-F用以连接平面，故最多可以连8个平面。在每一个平面中，装载着选组级：GS1和GS2。不同TSU之间的通信，必须用到GS。我们把GS1中每一块SWCH板，及所连的所有TSU，称为一个终端单元TU，连在同一TU内的控制单元板之间的通信，在这块SWCH中即可完成。而连在不同TU间的控制单元板之间的通信，必须要借助GS2才能完成。在BSC系统中存在着三种类型的TSU： Abis TSU： 提供到BTS的Abis接口 Ater TSU： 提供到TC、M

16、SC的Ater接口的连接 Common TSU： 提供BSC的中央控制功能网络地址NA（network address）连在DSN网上的2个模块之间要进行通信，就必须在它们之间建立一条网络通路。网络通路是通过执行连续的选择命令建立的，这些选择命令由模块的控制单元（CE）产生，通过连接选面级AS的PCM敛路上的一个信道发送出去。由于网络通路的建立与2个电路板模块在网络中的位置密切相关，有必要明确定义每一个电路板模块在网络中的位置，即必须定义模块的网络地址NA。网络地址由三位数字组成，分别对应于从GS stage2到模块的网络通路上SWCH板的入端口号，我们把它定义为NA=HCBA： C： 与模块

17、所属TU相连的stage 2 SWCH板的端口号，编号为0-F。 B：与模块所属TSU相连的stage 1 SWCH板的端口号，编号为0-7。 A：与模块相连的 access stage SWCH板的端口号，编号为0-3。例如，在图3.3中，TSU07的第1个模块的网络地址为H130。因为从图中我们可以看出，该模块连到GS stage2 的SWCH板的端口1，连到GS stage1 的SWCH板的端口3，连到access stage 的SWCH板的端口0。Tunnels、Caves和cross_links运行着的BSC对网络的维护离不开隧道（tunnel），所谓隧道是一条穿越DSN网络的独特通

18、道，仅用来对网络进行维护。在DSE内部任一入端口X和出端口X+8之间有固定的硬件连接链路，此链路仅供隧道使用。系统初始化时候，各DSE把入端口X和出端口X+8的0号时隙（信道0）连接起来，而在不同交换级的DSE之间则利用DSN原有的固定PCM链路，这样在源模块和目标模块之间就会建立起一条专用的通路，用以传送网络的维护信息，称之为隧道。隧道的两端各与一个控制单元相连，隧道一端的控制单元可通过隧道向网络中的DSE发送维护命令，另一方面，如果网络中的DSE端口出现故障，也可以经隧道向两端的控制单元发送相关的告警信息。图3.4 tunnels 和 caves从图中我们还可以看到，网络中的每一个能用于正

19、常话务的端口都会被一条隧道经过（通过信道0），或者说都担负一条隧道。所有这些隧道在空间上是互相分离的，即不会有两条隧道到达同一个端口。这些隧道从一个控制单元出发，穿越一个或多个DSE交换单元，最后到达另一个控制单元。但我们也会看到，有些隧道是不完整的，它从一个控制单元出发，经过一个或多个DSE交换单元，最后终止在网络中的某一级DSE里，我们称之为CAVE。J尽管cave只连着一个控制单元，但不影响维护命令的发送和告警信息的收集。对目前的BSC网络配置而言，实际上不存在tunnel，只存在cave。对于装备不完整的网络，一些DSE的可能用于话务的端口存在这样一种情况：它们不被任何隧道所经过，以致

20、于它们得不到正常的维护。为了解决这个问题，可以通过交叉链路（cross_link）把这些端口连接到某条不完整隧道上，由原来不完整隧道上的控制单元对它们进行维护。需要注意的是cross_link只被信道0使用，并且不用于正常的话务。图3.5 cross_link的使用在上图中，我们可以看到，TSU0未全部配备，因为CPR8不存在，AS0的端口F未连任何控制单元。那么我们可以在平面5和平面7的GS2端口8之间连接一条cross_link，这样CPR8可以通过cross_link，连到平面5，并被CPR6进行维护。一般来说，cross_link尽可能地连在GS2的高号端口，在特殊情况下，也可连在GS

21、1的高号端口。对于一个BSC，其网络的大小是由所连的TSU的数量决定的。如果要增加TSU，那么相应的AS级的SWCH板也要增加。对GS1，每个平面的SWCH板的最大数量为6块。对GS2，每平面SWCH板的数量可以为4块或8块。在下面的章节中，我们将讨论连接在DSN网络上的每种TSU的功能结构。4 Abis TSUAbis TSU提供到BTS的连接，一个Abis TSU由以下电路板组成： 8块 TCUC 板（terminal control unit type C） 1块 BIUA板（base station interface unit type A） 2块 Access Switch板 1-

22、2块DC/DC变换器图4.1 Abis TSU的结构TCUC（terminal control unit type C）TCUC的功能每一块TCUC都能提供以下功能： 对所管辖的BTS和TRX传来的信息进行处理，如：切换的测量报告，用于决定是否进行切换、一些性能计数器，可用于网络优化等。 传递来自基站的SPATA（speech and data）信息到DSN网络。 与其它控制单元通过DSN网络进行消息的互通。 对所连的BTS执行O&M的功能。TCUC的硬件结构图4.2 TCUC板的结构TCUC板的型号为：AAXXTCUC的容量TCUC的容量可以从2方面来考虑：TCH容量和信令信道的容量。从TC

23、H容量来考虑，每一块TCUC板可以将最多32条TCH（空中话务信道）上携带的信息传送到DSN网络进行交换。对TCH而言，每一路的传送速率为16Kbit/s，一个TRX上复用8个16 Kbit/s的移动用户，故每块TCUC板可以支持4个全速率的载频TRX。从信令信道的容量来考虑，每一块TCUC板含6个HDLC的控制程序，这些HDLC的控制程序用于对RSL、OML、TSL上收到的信令消息进行分析处理。 因此每块TCUC板最多可以支持6条64 Kbit/s 的LAPD的信令连接，或9条16 Kbit/s 的LAPD的信令连接。因此在实际配中，一块TCUC可以最多配置4 FR TRXs / 2 BTS

24、s（2*2 FR载频基站），或3 FR TRXs / 3 BTSs（3个全速率单载频基站）。如果采用RSL与OML复用的方式，则一块TCUC也可以支持4 FR TRXs / 4 BTSs（4个全速率单载频基站）。BIUA（base station interface unit type A）BIUA的功能在BTS与BSC之间需要远距离传输，所以需要用到传输接口板-BIUA。BIUA提供BTS与BSC之间2M bit/s的地面传输系统。BSC在连接BTS时可以采用简单的星形配置，但一般为了提高传输系统的容量，采用链形或环形的配置。BIUA板通过Abis接口与BTS传输系统相连，通过BSI接口与T

25、CUC板相连。它可以对Abis上传送话务信息、信令信息、操作维护信息、Qmux信息进行复用与解复用，并将它们在Abis接口与BSI接口间进行交互。 每块BIUA板可以提供6条Abis的接口与8条BSI接口间信息的交互。BIUA板还有一项重要的功能，就是与TSCA（transmission submultiplexer controller type A）板的接口功能。BIUA板与TSCA有以下接口： 本地Qmux接口：TSCA板对BSC本地的BIUA传输板进行监控 远端Qmux接口：TSCA板通过BIUA板可以对Abis接口所连的BTS传输模块进行远程监控 TSL接口：TSCA板要向TCUC传

26、O&M的信息，因此需要借助BIUA板建立一条LAPD的信令链路TSLBIUA的硬件结构图4.3 BIUA板的结构BIUA板的型号为：AAXX 75 Ohm Abis接口 ABXX 120 Ohm Abis接口BIUA的容量（Abis TSU的容量）由于一个Abis TSU由8块TCUC和1块BIUA组成，故Abis TSU的容量即BIUA的容量。我们已经知道，每块TCUC可以最多连接4个载频TRX，那么每块BIUA板应该可以支持最多32个全速率的载频TRX，也可以支持最多32个小区（cell）。那么我们可以在Abis TSU容量范围内进行扩容或重配置。如果采用双速率载频，那么Abis TSU的

27、最大容量为16个载频TRX、16个小区（cell）。在BSC所连的BTS采用星形或链形配置的时候，最大可连6条E1中继，如果采用环形配置，那么最大可连3条Abis 环路。5 Ater TSUAter TSU提供到TC、MSC的连接，一个Ater TSU由以下电路板组成： 8块 DTCC 板（digital trunk control type C） 2块 ASMB板（Ater submultiplexer type B） 2块 Access Switch板 1-2块DC/DC变换器图5.1 Ater TSU的结构DTCC（digital trunk control type C）DTCC的功能

28、每一块DTCC板都能提供以下功能： 传递来自DSN网络的SPATA（speech and data）信息到Ater接口。 提供对SS7（signalling system N0.7） 的处理。每块DTCC板可提供32个时隙，Ts0用以传同步信息，Ts15用以传复用接口中的维护信息，每4块DTCC组中第一块DTCC的Ts16用以传7号信令的信令信道。 无线资源的管理。在每个BSC机柜中，都有2对DTCC板负责对该机柜中Abis TSU所连的TRX、Cell的无线资源进行管理，它们都工作于active/standby的工作模式。 时钟提取。通过DTCC可以从A接口提取时钟信息，该时钟信号可以通过D

29、SN网络传递到BCLA板，BSC可以用作参考，以产生BSC的内部时钟。 执行电信管理与操作维护的功能。DTCC的映射事实上所有的DTCC板的硬件结构是完全相同的，通过装载不同的软件可以实现不同的功能，如：提供MTP层的信令链路、提供SCCP/BSSAP层的处理、提供无线资源管理等，图5.2为DTCC的映射图。图5.2 DTCC的映射DTCC的硬件结构图5.3 DTCC的硬件结构DTCC板的型号为：3BK 06432 AAXX，75 Ohm Ater接口 3BK 06432 ABXX，120 Ohm Ater接口ASMB（Ater submultiplexer type B）ASMB的功能ASM

30、B板有以下功能： 传输复用的功能ASMB将4路32时隙的Ater接口复用成同样是32时隙的Ater mux接口。这样在一条Ater mux的2M传输链路上可以复用Ater接口上128条16K bit/s的子信道。其中Ts0用作帧同步、CRC校验、告警比特的处理等。 提供N7和X.25的信令链路 提供到TSCA板的Qmux接口ASMB板的硬件结构图5.4 ASMB的硬件结构ASMB板的型号为：ACXX，75 Ohm Ater和Ater mux接口 ADXX，120 Ohm Ater和Ater mux接口ASMB的容量（Ater TSU的容量）每一个Ater TSU可以支持232个TCH的信道。6 Common TSUCommon TSU由3对CPRC（公共处理器）板组成，它们分别可以执行不同的功能： OSI_CPRCs： 提供操作与维护的功能 SYS_CPRCs： 提供系统控制的功能 BC_CPRCs： 提供时钟分配的功能除此之外，系统还为将来的发展预留了一对辅助的Aux_CPRCs。所有的这些CPRC板都通过一对AS板连到DSN网络。图6.1 Common TSU的组成SYS_CPR一对SYS_CPR板提供整个BSC的系统控制功能，它包含了2个方面： 电信管理功能 GSM的电信管理监测 GPRS的电信管理监测 处理器的过载检测 O&M的功能